Как выбрать одноконтурный газовый котел для дома

Современный рынок климатического оборудования предоставляет большой выбор вариантов организации автономного теплоснабжения с применением простых и недорогих устройств.

Одноконтурный газовый котел — стационарное отопительное устройство, имеющее один теплообменный аппарат. Он является базовым элементом системы теплоснабжения, который непосредственно отвечает за выработку теплоэнергии  и эффективно нагревает теплоноситель во внутридомовой системе отопления.

Устройство одноконтурных газовых котлов

Принципиальное устройство газовых агрегатов однотипны и довольно консервативны, поскольку их главные элементы остаются неизменными на протяжении нескольких десятков лет:

1. Топка или камера сгорания, в которой при сжигании происходит химическое превращение газа в тепловую энергию.
2. Горелочное устройство, обычно прямоугольной формы, выполняет функцию создания газовоздушной смеси и ее розжиг, а также способствует равномерному распределению пламени по камере сгорания.
3. Теплообменный аппарат — служит для протекания процесса теплопередачи от продуктов сгорания теплоносителю.
4. Система дымоотвода — несет ответственность за удаление продуктов сгорания газа в атмосферу.

Несмотря на то, что конструктивно одноконтурные газовые котлы отопления предназначены для отопления, в последних модификациях предусмотрены спецальные патрубки для подключения внешнего бойлера ГВС косвенного нагрева.

Принцип работы

Работа одноконтурного котла происходит при подаче газа на горелочное устройство, где запальником осуществляется автоматический розжиг газовоздушной смеси.

В процессе сгорания газа образуются горячие дымовые продукты горения, которые омывают поверхности нагрева отопительного теплообменника. Тепло за счет конвекции и теплопередачи передается теплоносителю, который поступает в котел из обратного холодного контура теплоснабжения.

Нагретая сетевая вода поступает в подающий трубопровод и циркуляционным насосом или при помощи естественной циркуляции поступает в приборы отопления, установленные в помещении.

Благодаря конвекции, тепло от горячей воды в батареях передается внутреннему воздуху. Остывший теплоноситель возвращается по обратной магистрали в котел для следующего цикла нагрева.

Запальник работает постоянно и греет термопару системы безопасности и регулирования котла, которая управляет работой газового клапана. Холодные дымовые газы, после того как максимально отдадут свою температуру в котловом теплообменнике, поступают через газоотводные каналы в дымовую трубу и далее выбрасываются в атмосферу.

Движение уходящих газов происходит естественным путем: в топках открытого типа — за счет разности температур горячего и холодного потоков, либо принудительно в закрытых топках, благодаря созданию воздушным вентилятором аэродинамического напора в топочной камере.

Отличие одноконтурных и двухконтурных котлов

Обе эти вариации котлов, работающих на газовом топливе внешне практически неотличимы, они в равной степени просты в управлении тепловыми процессами, эффективны и долговечны. Конструкция их отличается внутренним устройством, который определяется видами вырабатываемых услуг.

Конструкции подогревателей могут быть разные от двух отдельных устройств до спаренных в одном корпусе, называемых битермическими. Естественно одноконтурные котлы, когда не требуется подготовка ГВС, выигрывают и по цене, и по простоте монтажа, эксплуатации и ремонта.

И если ранее они проигрывали двухконтурным котлам по функциональности, поскольку не могли подогревать горячую воду, то современные одноконтурные газовые котлы лишены этого недостатка. Они имеют возможность подключения независимого контура нагрева в виде внешнего бойлера.

Такая схема является энергоэффективной, поскольку догружает котел во время переходных климатических периодов «осень-весна», позволяя ему работать с высоким КПД.

В остальное время котел не загружен, что резко снижает его эффективность и повышает затраты на стоимость тепловой энергии. Дозагрузка котла устраняет эти проблемы.

Разновидности одноконтурных котлоагрегатов

Рынок климатической техники перенасыщен различными модификациями одноконтурных котлов, для того чтобы в них можно было разобраться, их группируют по показателям:

1. По виду монтажа: настенные и напольные котлы.
2. По варианту электропитания: энергозависимые и энергонезависимые.
3. По используемому методу теплопередачи: конвекционные — традиционные агрегаты, конденсационные, работающие с низкими температурами уходящих газов, парапетные на корпусе которых обустроены специальные отверстия для циркуляции горячего воздуха в помещении.
4. По типу камеры сгорания: атмосферные или открытые и турбированные с закрытой топочной камерой.
5. По материалу отопительного теплообменного аппарата: чугун, медь или сталь.

Настенные агрегаты в основном комплектуются теплообменными аппаратами из тонколистовых и нетяжелых конструкций: эмалированная сталь, нержавейка и медь. Надежные напольные устройства комплектуются более дорогим, но зато долговечными чугунными аппаратами.

Как рассчитать необходимую мощность

Выбирают такую тепловую мощность котлоагрегата, чтобы она могла покрывать все тепловые потери объекта отопления. Малая мощность не сможет обеспечить отопительную нагрузку при отрицательных температурах холодного воздуха, при этом работа с постоянным перегрузом быстро выведет основные элементы устройства из строя.

Не стоит также покупать котел с большим запасом. Он будет изнашиваться из-за процесса «тактования», поскольку станет часто автоматически «отключаться/включаться».

Оба режима кроме преждевременного вывода оборудования из эксплуатации приводят к перерасходу топлива на нагрев, низкому КПД и высокой себестоимости тепловой энергии.

Выполнить точный теплотехнический расчет потерь здания — трудоемкая инженерная задача, справиться с которой могут исключительно высококлассные инженеры-теплоэнергетики.

На практике же применяется более простой расчет мощности, хорошо зарекомендовавший себя для среднестатистического жилого объекта, расположенного в климатической зоне центральной России со стенами, возведенными не менее чем в 2 кирпича и высотой потолков до 2.7 м.

Минимальный размер мощности рассчитывается исходя из соотношения: на 10 м2 общей площади принимается 1 кВт мощности с запасом в 15-20% для нужд ГВС.

Например, для домовладения площадью 150 м2, необходимая мощность котла составит:

150*0.1*1.20= 18 кВт

Схема обвязки одноконтурного газового котла

Наиболее распространённые схемы обвязки таких модификаций котлоагрегатов: с естественной и с принудительным движением воды в греющем контуре.

Они применимы, как для напольных одноконтурных, так и настенных модификаций. В настоящее время часто применяют схему обвязки одноконтурного агрегата с внешним теплообменником.

Схема обвязки без бойлера

В устройстве расположены 3 патрубка, с которыми соединяют:

• газовую магистраль;
• подающий трубопровод отопительного контура;
• обратный трубопровод отопительного контура.

Схема одноконтурного устройства, использующего естественную циркуляцию нагреваемой воды, может выполняться энергонезависимой.

В группу безопасности включается расширительный бачок, сбросной клапан и воздушники. Перед теплообменным аппаратом устанавливается дренажная линия, чтобы можно было слить теплоноситель в процессе ремонтных работ.

Для того чтобы гарантировать естественное движение греющей среды, устанавливают в верхней зоне отопительного контура расширительный бак.

Отопительные линии трубопроводов прокладываются с уклоном, чтобы горячая вода могла подниматься к баку, а после спуститься к котлу. Перепад по высоте между установленными радиаторами и теплообменниками будет определять рабочий гидравлический напор.

Нужен ли бойлер

Рынок одноконтурных котлов, в борьбе за конкуренцию с двухконтурными, предполагает конструктивную возможность установки внешнего бойлера косвенного нагрева.

Необходимость его применения будет зависеть от решения пользователя и реальных условий получения центральных услуг ГВС. Если в доме уже установлен электробойлер, то естественно, необходимость в таком подключении отпадает.

Схема обвязки одноконтурного газового котла с водонагревателем

Бойлер косвенного нагрева в одноконтурных котлах — это инновационная разработка современных инженеров-теплоэнергетиков. Он обладает большой емкостью для воды, выполняющей роль бака-аккумулятора и внутреннего теплообменника. Его подключают к подаче и обратке котла параллельно отопительному контуру.

Преимущество такой схемы велико, поскольку позволяет загружать агрегат, во время спада отопительной нагрузки при положительных температурах наружного воздуха. Схема хорошо автоматизируется, обеспечивая наиболее эффективный режим работы теплового оборудования котельной.

Самые популярные производители

Современная бытовая теплоэнергетика представлена котлами, как отечественных, так и западных компаний. Последние выше по цене и функциональности, но отечественные опережают их по низким ценам и длительным срокам эксплуатации.

Не менее важные факторы, которые дают преимущества отечественным котлопроизводителям — доступный рынок запасных частей, доступность ремонтных работ  и способность надежно работать в режиме российских  инженерных сетей: электро, газ и водоснабжение.

Особенно популярными фирмами, по мнению пользователей, считаются:

1. Viessmann - немецкое предприятие, выпускающее настенные и газовые напольные котлы.
2. Protherm - словацкая компания, изготавливающая широкий ассортимент газовый котлоагрегатов, каждая серии носит название представителя животного мира.
3. Buderus - "дочка" хорошо известного концерна Бош, выпускает современные настенные и напольные модификации.
4. Vaillant – еще один популярный немецкий бренд высокоэффективных котлов.
5. Лемакс — российская компания, выпускающая энергонезависимый газовый напольный одноконтурный котел.
6. Navien- корейские агрегаты с доступными ценами при высоких энергоэффективных параметрах работы.

Рейтинг ТОП-5 лучших моделей одноконтурных котлов

Ежегодный рейтинг котлов составляется крупными торговыми компаниями по итогам реализации агрегатов. По результатам 2020 года наиболее популярными моделями на многих торговых площадках стали газовые котлы:

1. Bosch Condens 5000 W - германский инновационный агрегат конденсационного типа с ЖК-панелью и онлайн управлением для больших объектов нагрева в 1000 м2. Имеется возможность подключить агрегат к системе "теплый пол" и включить внешний косвенный бойлер ГВС. Обогрев выполняется проточным методом в пластинчатом теплообменном аппарате, с автоматической регулировкой тепловых режимов и защитой от перегрева. Встроенный циркуляционный электронасос работает в энергосберегающем режиме. Котел имеет 100% автоматику защиты и регулирования. Контроль пламени выполняется с применением ионизационного электрода. Горелка с предварительным смешиванием выполнена из нержавеющей стали. Цена - 305910 руб.
2. Газовый котел Vaillant turboTEC plus VU 282/5-5 с тепловой нагрузкой 36 кВт имеет принудительный отвод газов в атмосферу и закрытую топочную камеру. Производительность регулируется модулирующим горелочным устройством, допускается работа в комбинации с внешним баком-водонагревателем. ЖК-дисплей с подсветкой и кнопочным управлением служит для контроля состояния, настройки режимов и диагностики технического состояния. Котел предназначен для площади обогреваемого помещения - 280 м2 и имеет КПД-91 %. Цена: 108874 руб.
3. Одноконтурные напольные газовые котлы Baxi ECO Compact 1.14 Fi итальянского производителя работают на низких параметрах в газовой магистрали и имеют систему электронной модуляции пламени. Площадь нагрева - 140 м2 при мощности 14 кВт. Имеет встроенную погодозависимую автоматику и цифровую индикацию температуры. Цена: 38890 руб.
4. Газовые котлы Лемакс Премиум-20 — отечественный, недорогой агрегат с мощностью 20 кВт, способен качественно обогреть помещение площадью до 200 м 2. Котел имеет механическое управление и КПД - 90%. К преимуществам относят надежную и стабильную работу, простое управление и низкую цену: 29900 руб.
5. Котел Гефест КСГ-16 подходит для открытых систем теплоснабжения. Агрегат оснащен итальянской автоматикой "630 EUROSIT" и щелевой горелкой "BRAY" из нержавейки, не требующей регулирования воздушного потока. Горелочное устройство имеет тихий старт и работает бесшумно при любой мощности. Может обогреть площадь 180 м2 при тепловой мощности 18 кВт с КПД- 90.8 %. Большой гарантийный период в три года свидетельствует о высоком качестве исполнения агрегата. Цена: 17999 руб.

Помимо перечисленных выше базовых элементов, большинство модификаций комплектуются расширительным баком для снижения последствий температурного расширения теплоносителя, способных нарушить целостность отопительной сети из-за роста давления.

В зависимых схемах теплоснабжения комплект оснащается циркуляционным насосом, а закрытые топки — вентилятором.