Газовое отопление: Организация системы газового отопления в частном доме

Газовый котел

Отличительной чертой газовых котлов является то, что при сгорании топлива нагревается жидкость, которая в дальнейшем распространяется по устройствам отопления путем естественной либо искусственной циркуляции. Такими устройствами для отопления могут быть радиаторы, регистры, теплый пол и прочее.

Вариантов исполнения котлов может быть несколько, а выбор той или иной модели полностью будет зависеть от того, каковы ваши потребности.

Одно- и двухконтурные

Одноконтурные устройства предназначены исключительно для обогрева частного дома. И никаких вариантов. Объемы теплоносителя в нем постоянны, они не меняются.

В отличие от него, двухконтурный котел может совмещать свою прямую «обязанность» с нагревом воды для хозяйственных нужд. Это может быть, к примеру, накопительный бачок, оборудованный отдельной горелкой. Разумеется, что котел в данном случае становится частью не только отопительной системы, но и системы водоснабжения.

Искусственная и естественная циркуляция

Газовое отопление в частном доме может производиться при помощи котлов с естественной циркуляцией. при которой воздух из дома попадает в горелку, а продукты сгорания – в общую вентиляцию, и устройств с искусственной циркуляцией. Во втором варианте воздух, необходимый для горения газа, поступает с улицы, а продукты горения, наоборот, выводятся на улицу путем отдельного трубопровода.

В чем же отличия между обеими вариантами? Собственно, их всего два:

Котел с искусственной вентиляцией может быть установлен непосредственно в жилом помещении.
Устройство с циркуляцией естественной нуждается в отдельном помещении, в котором есть широкая дверь и окно, а площадь его должна быть не менее 4 метров квадратных.

Важно! Вне зависимости от выбранного типа котла, подключение и запуск отопительной системы должны производиться исключительно работниками газовой службы!

Конденсационный и конвективный котел

Разница между обеими вариантами заключается в следующем. В случае с конвективными устройствами теплоноситель получает тепловую энергию только от сжигания топлива – газа, а у конденсационных котлов участвуют еще и продукты сгорания, тепло которых также отбирается. Для этого используются дополнительные обменники – экономайзеры.

Но в чем же между ними разница для нас, обычных потребителей?

Во-первых, отметим, что существует весьма распространенное мнение касаемо конвективных котлов – образование в них конденсата крайне опасно, поскольку кроме воды в нем присутствуют также кислоты. Это правда и это значит, что для теплообменника, не созданного для подобных условий работы, ничего хорошего не будет. Существует лишь один способ того, как побороть выпадение росы – добиваться максимально возможной температуры теплобменника, что, другими словами, значит: температуре теплоносителя, направляющегося по обратному трубопроводу, должна быть не меньше 60 градусов. Следовательно, в качестве отопительного оборудования с данного рода котлами должны использоваться конвекторы и настенные радиаторы. Нельзя использовать конвекторы, устанавливаемые в пол, а также саму систему теплого пола. ведь это не приведет ни к чему, кроме как к ожогу ног.
Конденсационные устройства, напротив, буквально нуждаются в низкой температуре теплобменника. Стандартная схема отопления с применением котлов данного типа выглядит следующим образом: под окнами оборудуются радиаторы, установлена система теплого пола.

Характерным отличием газового конвектора является то, что тепло не передается посредством теплоносителя – источник тепла передает его непосредственно в воздух частного дома. Для отвода продуктов горения газа используется коаксильная труба: по ее сердечнику газу выходят наружу, а по ее оболочке в помещение проникает чистый воздух. Собственно, именно таким образом зачастую оборудуется индивидуальное газовое отопление в частном доме, если газовой магистрали поблизости нет.

Чем же отличается газовый конвектор от аналогичных устройств? Давайте посмотрим.

Для установки или запуска газового конвектора не нужно обладать специальными знаниями, все это можно сделать самостоятельно.
Для установки таких устройств не нужна специальная разводка или же отдельное помещение. Это существенное преимущество. Помимо того, такой конвектор будет стоить существенно дешевле, чем биметаллический радиатор (который, к тому же, нуждается в разводке).
Если помещения изолированы, то для каждого из них потребуется отдельный конвектор.
Вместе с тем, воздух распределяется неравномерно, под потолком будет жарко, а внизу холодно. Хотя, если разобраться, то у систем теплого пола подобных минусов нет.

Промежуточный подсчет

Если в абсолютном исчислении все более или менее понятно, то следует выяснить, какое же топливо на самом деле является наиболее дешевым.

При отсутствии сетевого газа самым экономичным вариантом является тепловой насос. Промежуточным вариантом являются различные виды твердого топлива. Самое дорогое отопление частного дома без газа будет при использовании пропан-бутана, электричества и дизельного топлива.

В абсолютном исчислении все в общем-то понятно. В отсутствие сетевого газа самый недорогой вариант — это тепловой насос. Среднее положение занимают разные виды твердого горючего. А дороже всего выходит отопление пропан-бутаном, электричеством и соляркой. Ну, хорошо, а применительно к обычному дому это сколько?

Для того чтобы более точно уяснить смысл расчета, лучше всего рассмотреть конкретный пример.

На первый взгляд может показаться, что неоспоримым лидером является тепловой насос, а явным аутсайдером – котел на дизельном топливе, но на самом деле это далеко не так. Хотя тепловой насос и дает самую дешевую энергию, но его установка отнюдь не из дешевых. Сам по себе насос стоит недешево, к тому же придется укладывать трубы в грунт, а для этого потребуется перерыть чуть ли не весь участок либо бурить скважину. Для рассматриваемого загородного дома система отопления с тепловым насосом обойдется около 750-850 тыс. рублей.

Наряду с этим хороший твердотопливный котел, оснащенный системой автоматической подачи топлива, будет стоить около 300 тыс. рублей. Даже если для отопления использовать не дешевый уголь, а более дорогие пеллеты, то разница в цене между системой отопления с твердотопливным котлом и тепловым насосом будет окупаться порядка 25 лет. И это при том, что производитель гарантирует работу теплового насоса на период до 20 лет, по истечении которых может потребоваться капитальный ремонт.

Вот и получается, что установка теплового насоса – не очень прибыльная инвестиция. Хотя если рассмотреть вариант установки теплового насоса для устройства отопления многоквартирного дома, то в этом случае «зеленый» вариант выглядит весьма впечатляющим.

Конечно, если есть магистральный газ, то нет никакой необходимости рассматривать другие виды топлива. Однако если газа в поселке нет, то потребуется прокладка газопровода, а в этом случае будет выгоднее воспользоваться именно тепловыми насосами.

Современные технологии

Все более популярными становятся инновационные способы отопления:

инфракрасные полы;
тепловые насосы;
солнечные коллекторы.

Инфракрасные полы

Инфракрасные полы появились недавно, они работают от электросетей. Такие полы устанавливаются на стяжку или бетон.

Специальные нагревательные элементы излучают инфракрасное тепло, которое обогревает предметы, а от них нагревается окружающий воздух. Контроль за температурой осуществляется с помощью терморегуляторов.

Тепловые насосы

Тепловые насосы дорого стоят и сложны в установке, но очень экономичны при их дальнейшем использовании.

Специальный тепловой насос передает в систему отопления тепло, получаемое из почвы или воды.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы представляют собой уникальный комплекс по сбору тепловой энергии от солнца и передаче ее теплоносителю. К преимуществам данной системы можно отнести простоту установки, высокую эффективность и небольшую массу.

Этапы обустройства газового отопления

Выбор и установка отопительной системы – процесс многоэтапный. Он включает:

проектирование системы – подсчет тепловых потерь, выбор схемы, разводки;
подготовку оборудования – собственно выбор радиаторов, труб, котла, а также подготовку к установке: Например, если автономное газовое оборудование нужно размещать в доме, то понадобится соорудить пристройку;
монтаж отопительной системы – установка радиаторов и труб;
установка и подключение газового котла;
проверка и настройка системы.

Составление проекта

Исходной точкой отсчета для проекта выступают расчеты теплопотерь. В идеале это делают с помощью специального оборудования – тепловизоров. Но можно обойтись и без них. В среднем через стены дом теряет 10–15% тепла, через подвал – до 15%, через крышу – до 30%. Зависит это от уровня утепления, материала стен и крыш, конструкции здания.

В среднем на обогрев 10 м² жилья при высоте потолков не более 2,5 м уходит 1 кВт. То есть для обогрева здания площадью в 250 м² потребуется котел мощностью не менее 25 кВт. За сутки он будет расходовать 2,5*24=2,5 м³ газа. В месяц это составит 1800 куб. м. Учитывая погоду в регионе, результат умножают на соответствующее количество холодных месяцев.

Рассчитывают приблизительно, только чтобы установить некоторые максимальные пределы. Они и служат основой проекта наряду с особенностями здания.

Проектирование включает:

разделение дома на зоны и определение необходимого температурного режима в каждой из них;
расчет теплосети по зонам или комнатам;
расчет количества секций для обогрева зоны;
выбор типа отопления – разводка, схема укладки;
расчет мощности котла, оборудования и материалов.

Подготовка оборудования

Радиаторы, трубы, котел подбирают исходя из требований проекта.

Трубы – для отопления лучшим вариантом считают металлопластиковые. Они выдерживают большой нагрев, долговечны и обладают более низким коэффициентом теплового расширения. Это заметно облегчает монтаж. Допускается брать и полиэтиленовые.
Радиатор – выпускают самые разные варианты. Алюминиевые батареи очень быстро нагреваются даже при низкой температуре теплоносителя, устойчивы к коррозии и красивы. Однако материал мягкий и гидроудары не выдерживает. Чугун, напротив, стоек к перепадам давления и долго отдает тепло, но зато очень тяжел и долго нагревается. Биметаллические радиаторы нагреваются быстро, тепло держат довольно долго, но дороже и не так долговечны.
Котел – главной его характеристикой выступает мощность. Покупать котел нужно с запасом мощности на 15%, не меньше. Стоит учитывать, если дом большой, да еще и трехэтажный, не стоит ставить двухконтурный. Даже при большой мощности он будет неэффективен.

Остальное оборудование – краны, регуляторы, фитинги – подбирают под материал труб и батарей.

Установка и подключение оборудования

Монтируют газовое оборудование и подключают к магистрали только специалисты. Но часть сопутствующих работ может быть выполнена своим и руками.

В первую очередь для котла оборудуют помещение: отделывают хотя бы часть огнеупорными материалами, оборудуют вентиляцию.
Устанавливают котел, подключают циркуляционный насос и коллектор, если это требуется. Подсоединяют аппарат к дымоходу.
Монтируют все необходимые датчики контроля и регуляторы.
Прокладывают трубы. Отопительные трубы можно крепить только на стену на кронштейны. Их обязательно ставят под уклоном – 5 мм на погонный метр.
Ставят радиаторы – тоже на кронштейны.
Отопительную систему, заполняют водой и проверяют ее работу.

Затем выполняется подключение газового котла. Сотрудник настраивает систему, пломбирует аппарат и счетчик.

Тестирование системы и технологическая проверка

Опрессовку осуществляют после подключения газового котла. Алгоритм следующий.

Заполняют систему водой медленно, чтобы по возможности снизить количество воздуха в радиаторах. Как только манометр достигает нужной величины, пуск воды останавливают.
В штуцере батареи стоит воздухоотводчик. Если клапан автоматический, спуск воздуха выполняется без участия человека. Если стоит кран Маевского, нужно вручную спустить воздух из каждой батареи до появления струи воды.
Включают котел – выставляют переключатель на ноль, включают подачу газа. Действуют по инструкции, так как порядок включения в разных моделях разный.
Перед запуском нужно спустить воздух в циркуляционном насосе. Для этого на приборе снимают панель, откручивают центральный болт и поворачивают по стрелке. Затем тянут крышку воздухоотводчика и выпускают воздух. Последний мешает вращению лопастей.

Тепловые насосы

Тепловой насос – устройство, которое способно получать энергию для теплоснабжения от любых источников: земли, воды, воздуха.

Принцип работы теплового насоса основан на теплообменном цикле Карно (такой же, который использует холодильник).

Устройство теплового насоса включает два основных элемента — конденсатор и испаритель, связанных в общий контур.

В контуре под воздействием компрессора циркулирует теплоноситель.

Для эффективного использования низкотемпературных источников таких, как грунтовые воды (описание водоносных горизонтов речных пойм изучите здесь), он имеет низкую температуру кипения.

Рабочий цикл

Теплоноситель, под давлением, попадает в камеру испарителя, где испаряется и расширяется, забирая тепло стенок камеры и окружающей среды.

Компрессор сжимает теплоноситель, за счёт чего, его температура повышается и нагнетается в камере конденсатора.

Здесь теплоноситель переходит в жидкое состояние и отдает тепло, которое, затем, передается в отопительный контур.

Сам же он охлаждается и снова поступает в камеру испарителя. В дальнейшем, процесс повторяется.

Для нужд отопления частных домов использует тепловые насосы, работающие по схемам теплообмена:

Вода-грунт, вода-вода (вода-рассол).
В этом случае источником тепла служит грунтовые воды, или капилляры искусственного происхождения, заполненные рассолом, или массивы грунта.
Для стабильной работы теплового насоса такого типа потребуется одна или несколько скважин глубиной не менее 50 метров (как осуществляется прокладка наружных инженерных сетей и коммуникаций прочитайте на этой странице).
На этой глубине грунтовые воды и имеют стабильную температуру, порядка 10 градусов.
Источником тепла может служить и природный водоем достаточной глубины (не промерзающий до дна, в этом случае температура нижних слоев воды также стабильна и составляет 4 градуса).
Воздух-вода, в этом случае источником тепла служит наружная атмосфера.
Вне зависимости от температуры воздуха, тепловой насос отберет энергию у воздушных масс и передаст ее в отопительный контур.
Естественно, эффективность работы тем выше, чем выше температура воздуха в точке размещения испарителя.
К сведению!
Этот же принцип используют вентиляционные установки с рекуперацией тепла, которые отбирают энергию отводимого из помещения воздуха, используя ее для нагрева воздуха в приточном контуре.

Тепловой насос не может функционировать без электроснабжения, необходимого для работы компрессора.

Однако, потребление электроэнергии гораздо ниже чем на нагрев (коэффициент преобразования тепла, КПТ – не хуже 4.5).

К примеру, для обеспечения мощности отопления в 10 кВт, компрессору теплового насоса необходима электрическая кВт.

Еще одна особенность работы такого устройства – эффективность его тем выше, чем меньше разница температур между испарителем и нагрузочным тепловым контуром.

Поэтому тепловые насосы используют для низкотемпературных систем отопления, таких как «теплый пол».

Основные преимущества тепловых насосов:

Применение в любых регионах при любых погодных условиях;
Экономичность;
Автономность — тепловой насос может быть использован в качестве основного источника тепла для отопления.

Верхняя и нижняя разводка

По способу разводки подачи различают систему с верхней и нижней подачей. При верхней разводке труба идет под потолком, а от нее вниз опускаются к радиаторам трубы подачи. Обратка идет вдоль пола. Этот способ хорош тем, что можно легко сделать систему с естественной циркуляцией – перепад высот создает поток достаточной силы, чтобы обеспечить хорошую скорость циркуляции, необходимо только соблюсти уклон с достаточным углом. Но такая система становится все менее популярной из-за эстетических соображений. Хотя, если спрятать трубы вверху под подвесной или натяжной потолок, то на виду останутся только трубы к приборам, а их, собственно, можно замонолитить в стену. Верхняя и нижняя разводка применяются и в вертикальных двухтрубных системах. Разница продемонстрирована на рисунке.

Двухтрубная система с верхней и нижней подводкой теплоносителя

При нижней разводке труба подачи идет понизу, но выше, чем обратка. Тубу подачи располагать можно в подвальном или полуподвальной помещении (обратка еще ниже), между черновым и чистовым полом и т.д. Подводить/отводить теплоноситель к радиаторам можно, пропустив трубы через отверстия в полу. При таком расположении подключение получается наиболее скрытым и эстетичным

Двухтрубная система разная схема подключения радиаторов

Особенности труб для системы отопления

В отопительных системах используют трубы из металла, меди или металлопластика.

Трубы из металла смонтировать сложнее всего, тем более самостоятельно. К тому же они очень тяжелые, могут со временем начать ржаветь. Тем не менее, соединяя котел и отопительный контур, необходимо использовать только металлические трубы.

Медные трубы гораздо легче, но устанавливать их самостоятельно также сложно. Нужен опыт, специальное оборудование и серебряный припой.

Трубы из металлопластика — лучший вариант для самостоятельного монтажа системы отопления. Такие трубы не только легкие, но и прочные. Ведь пластик в них, «надет» на алюминиевую основу.

Диаметр труб должен быть равным диаметру соединений в котле. При соединении труб и котла запрещено использование переходников.

Электрическое отопление

Преимущество электрического котла в простоте монтажа и небольшом количестве разрешающих документов. Данный котел практически не нуждается в профилактике. Электрическое отопление подойдёт для районов, где отсутствует возможность проведения природного газа.

Электрическое отопление экологически безопасный вид энергии. Оно может быть осуществлено при помощи инфракрасных обогревателей, с помощью электрических теплых полов, при помощи масляных обогревателей, электрических котлов разной конструкции. Для преобразования электрической энергии в тепловую, для домов частного типа, как правило, используют электрические конвекторы. Обычно это металлический корпус, в который монтируется нагревательный элемент, нагревающий воздух внутри корпуса.

Теплый нагретый воздух поднимаясь вверх обогревает помещение. Конвекторы снабжаются датчиком температуры. Данные приборы довольно дорогостоящие, а уровень потребления электроэнергии достаточно велик. При обогреве большой площади использовать их нецелесообразно. Система водяного отопления при помощи электротэнов не отличается от систем в которых используются котлы работающие на иных видах топлива.

Виды газового отопительного оборудования

Существует несколько различных видов оборудования для отопления, которое функционирует на газовом топливе. Некоторое оборудование применяется для частных домов, а другие виды более подходят для отопления производственных зданий.

Оборудование для газового отопления включает: котлы, конвекторы, инфракрасные газовые излучатели. Обычно последний вид используется в тех помещениях, которые обладают большой площадью. Излучатели размещаются преимущественно под потолком.

Между кожухом и насадкой – пространство. Именно сюда подается топливная смесь, разогревающая плитки до высоких температур. После этого горение газа происходит уже на раскаленной керамической насадке, которая излучает тепло в помещение, обогревая его таким образом. В процессе применения такого вида отопительного оборудования продукты сгорания газа почти отсутствуют, их остатки удаляет вентиляционная система.

Газовый инфракрасный обогреватель

Выбор системы автономного отопления

Иметь средства и желание сделать в своем доме автономное газовое отопление — половина дела. Придется еще потратить немало сил на получение соответствующего разрешения от контролирующих органов и инстанций. Именно на этом этапе придется выбирать, какого типа будет будущая система автономного отопления, какие будут поставлены задачи и требования к отопительному оборудованию.

Ответ на многие вопросы даст проект отопительной системы. Правильно подобранный к реальным условиям тип системы автономного отопления, точно и правильно сделанные соответствующие гидравлические и тепловые расчеты, обеспечат в дальнейшем благополучный монтаж оборудования.

На сегодняшний день наиболее распространены два типа домашнего отопления:

радиаторный;
водяной теплый пол.

Обе системы имеют, как свои плюсы, так и минусы. В первом варианте можно говорить о быстром и удобном монтаже. Прокладка труб, установка котла и подключение радиаторов занятие обычное и для профессионалов не представляет особой сложности.

Существенных минусов в подобной системе нет. Стоимость монтажа не высока, однако надо учитывать: каждый радиатор стоит немалые деньги, плюс стоимость котла и расходных материалов, которые потребуется для прокладки коммуникаций. Чем больше отапливаемая площадь, тем больше расходы.

В плане экономичности водяной теплый пол более выгоден. В процессе работы за счет нагреваемой поверхности пола идет равномерный обогрев всего внутреннего пространства помещения. К минусам следует отнести высокую стоимость оборудования и сложность монтажа.

К примеру: воздух на высоте 1,5 м. над уровнем пола прогревается до 20С, то на уровне пола воздух прогревается всего до 17-18С. Под самым потолком воздух еще теплее 24-25С. В результате увеличиваются тепловые потери через чердачное помещение и стеновые панели. Котел работает в усиленном режиме, расход топлива увеличивается.

С водяным полом ситуация выглядит иначе. Температура необходимая для работы системы «теплый пол» ниже, чем температура необходимая для радиаторов. с максимальным КПД, причем расход топлива в данном случае минимальный.

Выбирая систему отопления для своего дома, не стоит забывать, что теплый пол имеет ограниченную теплоотдачу — всего 50-70 Вт на м2. В помещениях большой площади, с большим количеством окон и наружных стен будут иметь место значительные теплопотери.

На схеме показана традиционная для большинства домов частного сектора двухтрубная система отопления.

Схема отопления двухэтажного дома

Правила обустройства газового отопления

Газификация и построение на основе газа системы обогрева в частном доме производится в несколько этапов:

Подготовка и последующее утверждение в надзорных органах проекта газового отопления.
Приобретение расходных материалов, котла и иного оборудования.
Подключение дома к поселковым газовым сетям.
Монтаж газового оборудования и системы трубопроводов с батареями.
Заполнение труб теплоносителем.
Проверка работоспособности путем пробного запуска.

Самостоятельно подготовить для своего загородного дома проект газового отопления со всеми схемами и расчетами без наличия диплома теплотехника невозможно.

К тому же сформированную документацию еще нужно согласовать у газовиков. Лучше всего все эти процедуры доверить сотрудникам соответствующей проектно-монтажной организации.

Схема обустройства в частном доме газового отопления должна быть просчитана до мелочей. Если котел выбрать слишком мощный, то он будет сжигать лишнее топливо.

А при недостаточности мощностей агрегату придется работать на пределе возможностей, в результате чего он раньше срока выйдет из строя.

Виды котлов

Автономные газовые котлы отопления подбираются в зависимости от целей владельцев.

По количеству контуров

Одноконтурный. Используется только для отопления. Теплоноситель должен быть в постоянном количестве.
Двухконтурный. Такие агрегаты могут дополнительно снабжать помещение горячей водой благодаря дополнительному контуру. Котел может включать как систему проточного нагревания воды, так и накопительную емкость с собственным термостатом и горелкой. Котлы проточного типа обладают небольшими размерами и способны обеспечивать 15 литрами воды в минуту, нагретой до 30 градусов.

По типу установки

Напольные. Имеют большие габариты, монтаж осуществляется на пол (или специально подготовленную усиленную подставку). Такие агрегаты могут справиться и с обогревом больших площадей. Лучше их монтировать в отдельном помещении. Напольные котлы считаются более надежными.
Настенные. Компактные варианты, способные обеспечить теплом до 300 кв.м. Монтаж осуществляется на стену.

По типу горелки

Котлы с атмосферной горелкой. Простой вид котла, требующий наличия традиционной системы дымоотвода, обладающий невысоким значением КПД. Преимущества таких агрегатов – недорогой ценник и несложная эксплуатация. Этот вариант – очень пожароопасный.
Котлы с турбированной горелкой. Отличаются наличием электрической турбины. Это резко повышает КПД системы, ее стоимость и сложность использования.

По типу подведения газа

Магистральный газ. Непрерывная подача недорогого газа. Согласование документов на подключение и само подключение может затянуться надолго, а стоимость очень неприятно удивит (особенно при значительном удалении помещения от магистрали).
Газгольдер. Смысл заключается в монтаже специального резервуара для хранения сжиженного газа. Емкость периодически пополняется природным сжиженным газом.
Балонный сжиженный газ. Можно даже и не рассматривать. Цена на автономное газовое отопление загородного дома в таком случае превысит даже электрическое отопление.

Газовое отопление частного дома

Газовый котел

Промежуточный подсчет

Рекомендации по выбору котлов отопления