Медные теплообменники для котлов. Медные теплообменники для водогрейных котлов. Газовая колонка с медным теплообменником

Одним из важнейших узлов любого отопительного котла является первичный теплообменник, в котором тепловая энергия от горячих продуктов сгорания топлива передаётся теплоносителю. Именно от характеристик этого компонента во многом зависят эксплуатационные характеристики оборудования: его КПД и экономичность, срок службы и стоимость. В условиях ожесточённой конкуренции между производителями все узлы бытовых котлов имеют тенденцию к упрощению конструкции и удешевлению. Вместе с тем существует стабильный спрос на газовые премиальные котлы с медным теплообменником. Почему потребители выбирают их, несмотря на высокую цену, и в чём преимущества меди как конструкционного материала?

Металл металлу рознь

Материал, из которого сделан теплообменник, является тем посредником, который передаёт тепловую энергию от продуктов сгорания теплоносителю. В процессе эксплуатации котла он в течение многих месяцев отопительного периода должен без снижения прочностных характеристик выдерживать высокие температуры (до 400-600 oС). Также материал теплообменника контактирует с двумя средами - раскалёнными дымовыми газами и теплоносителем (как правило, водой). Поэтому к материалу предъявляются весьма жёсткие требования, которым отвечает узкий перечень металлов и сплавов.

В настоящее время для изготовления бытовых газовых котлов применяются три материала: сталь, чугун и медь. У каждого из них есть свои сильные и слабые стороны.

Самый распространённый и бюджетный вариант - это стальные теплообменники. Сталь обладает редким сочетанием высокой пластичности и прочности даже при воздействии высоких температур и механических нагрузок. Эта характеристика материала теплообменника особо важна, когда он подвергается тепловому воздействию. В зоне высоких температур в металле образуются тепловые напряжения, и только пластичность не даёт появиться трещинам.

Но у стальных теплообменников есть и серьёзные недостатки: они подвержены коррозии, причём как со стороны дымогарных труб, так и со стороны теплоносителя. Чтобы увеличить срок службы, производители увеличивают толщину стенки теплообменника, что снижает КПД и повышает расход топлива.

Чугун гораздо медленнее стали подвергается коррозии при соприкосновении с химически активными средами. Но из-за сниженной пластичности при использовании этого металла предъявляются жёсткие требования к режимам эксплуатации газового оборудования. Резкие перепады температур могут вызвать появление трещин.

Так, например, для разных моделей с чугунным теплообменником разность температур теплоносителя в подающей и обратной линиях отопительного контура не может превышать 20-45 oС. Чтобы этого достичь, используют сложные системы подмеса горячего теплоносителя. Также это накладывает жёсткие ограничения на стабильность работы циркуляционного насоса.

Ещё один традиционный материал для теплообменников котельного оборудования - это медь. Она имеет уникальное сочетание физико-химических свойств, что делает её почти идеальным материалом для этих целей. Прежде всего медь выделяется исключительно высокой теплопроводностью - 385 Вт/м*К (выше только у серебра). Для сравнения: теплопроводность чугуна составляет 50-60 Вт/м*К, а стали - от 47 Вт/м*К и ниже (в зависимости от температуры и марки стали).

Также весьма ценна высокая устойчивость меди к коррозии. В процессе эксплуатации медного теплообменника на поверхности металла появляется тонкая, но плотная плёнка оксида, которая защищает нижележащие слои от коррозии.

Ещё одно важное свойство меди - очень низкий коэффициент шероховатости, который в 133 раза ниже, чем у стали. Это имеет два следствия: низкое гидродинамическое сопротивление медных труб и существенно меньшую скорость зарастания сажей и загрязнениями.

Среди недостатков этого металла выделяется один - высокая цена. Чистая медь до 15-20 раз дороже стальных сплавов, используемых для теплообменников, что автоматически относит котлы с применением большого количества меди к высокому ценовому сегменту.

Теплообменники с оребрением и их проблемы

Выбор материала для первичного теплообменника во многом определяет его конструкцию. В частности, низкую теплопроводность стали и чугуна разработчики отопительного оборудования компенсируют увеличением поверхности теплообмена. Именно эта идея легла в основу самых распространённых в бытовых котлах трубчатых теплообменников с оребрением. На изогнутой (S-образной) трубе вертикальными рядами установлено множество пластин. Такой теплообменник располагается в верхней части камеры сгорания. Через узкие просветы между пластинами снизу вверх проходят дымовые газы, отдавая энергию теплоносителю.

Помимо стали, для изготовления таких теплообменников изредка используют медь. В двухконтурных котлах некоторых производителей, до сих пор применяется битермические теплообменники: во внешней медной трубе с оребрением циркулирует теплоноситель, а внутренняя труба служит для нагрева воды для ГВС.

Для повышения мощности и КПД в теплообменниках такого типа просвет между пластинами оребрения может составлять всего 1,5-2,5 мм. Это существенно увеличивает скорость засорения просвета сажей и копотью (продуктами сгорания природного газа), что препятствует полному сгоранию газа и приводит к увеличению расхода топлива.

Малое внутреннее сечение труб также повышает чувствительность этого узла к накоплению известковых отложений в просвете. Отложение солей жёсткости и грязи внутри теплообменника значительно снижает теплообмен из-за уменьшения теплопроводности стенок и нарушения циркуляции теплоносителя.

Подсчитано, что всего 1 мм известкового осадка на стенках теплообменника уменьшает производительность котла в среднем на 5 %. Но что гораздо опаснее, минеральные отложения нарушают процесс охлаждения тонких стенок теплообменника, которые из-за этого могут прогореть.

В результате котлы с данным типом нуждаются в более частом и трудоёмком сервисном обслуживании: очистке камеры сгорания и промывке от накипи.

Медный теплообменник: традиции и технологии

Использование меди с её экстраординарной теплопроводностью позволяет отказаться от схемы теплообменника в виде оребрённой трубы в пользу более простой и надёжной конструкции. Её принцип позаимствован у традиционного самовара, у которого дымогарная труба проходит через ёмкость для воды.

«С 1948 года, когда изобретатель Морис Фриске выпустил первый французский газовый котёл HYDROMOTRIX, медный трубчатый теплообменник стал визитной карточкой продукции нашей компании, - рассказывает Роман Гладких, технический директор FRISQUET, лидера французского рынка отопительного оборудования. - Его схема принципиально отличается от столь распространённых трубчатых теплообменников с оребрением. Основой теплообменника является медное котловое тело большой ёмкости, внутри которого проходят трубки для отведения дымовых газов. В них стоят турбуляторы (рассекатели) из нержавеющей стали, которые снижают скорость дымовых газов для повышения теплоотдачи».

В результате получается массивный теплообменник цилиндрической формы, на производство которого расходуется 25 кг чистой меди. Для сравнения: стальные аналоги с оребрением сопоставимой мощности весят до 5 кг. Такой теплообменник работает без температурных шоков в более мягких и щадящих режимах, чем тонкая трубка с оребрением.

Описанная конструкция теплообменника имеет целый ряд важных последствий. Благодаря стойкости к коррозии и пластичности меди срок службы этого узла превышает 20 лет. Диаметр каждой дымогарной трубки составляет 30 мм, что делает их гораздо менее подверженными накоплению копоти. За один отопительный сезон сужение просвета у теплообменников с оребрением может достигать 40 % (против 3% у трубчатых). Основываясь на данных, накопленных в европейских странах за несколько десятилетий эксплуатации медных трубчатых теплообменников, можно сделать вывод, что они имеют в среднем вдвое больший срок службы по сравнению со стальными аналогами с оребрением.

Кроме того, именно медные трубчатые теплообменники позволяют достигать максимального КПД - 95 %, что приводит к значительной экономии энергоресурсов и снижению затрат на эксплуатации котла.

Уникальная конструкция с котловым телом большой ёмкости значительно расширяет функциональность отопительного оборудования. Так, в двухконтурных котлах FRISQUET вторичные теплообменники выполняются в виде медных змеевиков, расположенных внутри котлового тела. В результате все котлы этого производителя в стандартной комплектации позволяют подключать дополнительный бойлер или второй и третий отопительные контуры. Например, один отопительный контур может обеспечивать теплом настенные радиаторы (температура теплоносителя - до + 85 oС), а второй - системы теплых полов (+20-45 oС).

Выбор для потребителя

Наличие в котле медного трубчатого теплообменника является хорошим ориентиром для того, кто ищет надёжное и экономичное решение для своего объекта недвижимости. Однако чтобы сделать ответственный выбор, нужно обращать внимание и на другие нюансы.

Сертификация производителя по стандарту ISO 9001. Для покупателя это означает, что котёл прошёл многоступенчатый контроль качества при производстве.

«На нашем заводе, сертифицированном по стандарту ISO 9001, все этапы, от приёмки компонентов и исходных материалов от сторонних поставщиков до финальной сборки агрегатов, имеют многоступенчатый контроль. Каждая произведённая операция отмечается персональным клеймом того рабочего, который её выполнял, - говорит Роман Гладких (FRISQUET). - После завершения сборки каждый собранный котёл попадает на тестовый стенд, где проходит проверку по 15 параметрам. Кроме того, в сертифицированной лаборатории по стандарту ISO45001, тестируются не только исходные компоненты, но и в непрерывном режиме на специальных стендах ведутся ресурсные испытания оборудования».

Наличие в конструкции котла систем безопасности, включая датчики давления теплоносителя, температуры теплоносителя, газа и опрокидывания тяги, а также ионизационного контроля пламени.

Наличие интеллектуальных функций - возможность выбора сценариев, программирования и дистанционного контроля работы котла, что существенно повышает экономичность системы отопления и увеличивает её ресурс.

Как мы видим, медь как конструкционный материал для теплообменников котлов имеет множество неоспоримых преимуществ. В таком оборудовании заинтересованы частные и корпоративные потребители, для которых надёжность, низкие эксплуатационные затраты и долгий срок службы котла имеют первостепенное значение.

Теплообменник для газового котла: виды и принцип работы

Теплообменник для газового котла отопления — это конструкция первой важности, внутри которой движется теплоноситель . Приспособление ставится внутри камеры сгорания, где и происходит нагрев исходящим потоком теплоэнергии, когда сжигается природный газ. Поэтому эффективность работы котла во многом зависит от состояния установленного в нём теплообменника.

Современный стальной теплообменник для газового котла

Теплообменники для газового котла. Классификация

Существуют различные классификации теплообменников для газового котла.

Согласно назначения:

• нагревательные;
• испарительные;
• конденсирующие;
• охлаждающие теплообменники.

По материалу изготовления:

• стальные;
• чугунные;
• медные;
• из нержавейки (для котельного оборудования);
• из сплавов алюминия (для котельного материала).

По способу передачи тепла жидкости теплообменников:

• первичные;
• вторичные;
• совмещённые (битермические).

Рассмотрим некоторые классификации подробнее.

Стальной

Является самым распространённым вариантом. Это обусловлено доступностью стали и её лёгкой обработкой, и, как следствие, низкой себестоимостью. Теплообменники из стали имеют свои отличия. Они характеризуются пластичностью и долговечностью. При контакте с высокой температурой, пластичность играет первостепенную роль. Именно она не позволяет образовываться трещинам, когда внутри металла в месте прямого действия создаются тепловые напряжения.

К минусам стальных теплообменников можно отнести коррозию, которая неизбежна для металлов. Естественно, этот процесс разрушения сокращает срок службы теплообменника. К тому же коррозия может проявляться и на внешней стороне устройства, и на внутренней.

Еще один их недостаток в том, что они имеют большой размер, вес и это, ко всему, увеличивает расход топлива на нагрев большого количества теплоносителя . Это происходит потому, что производители (чтобы достичь высокой степени инертности ) увеличивают размеры внутренних полостей теплообменника, а также толщину его стенки.

Чугунный

Отличие газового котла с чугунным теплообменником от стального в том, что он при контакте с водой не подвергается ржавлению. Это позволяет ему продлить срок службы. Однако теплообменники из чугуна требуют тщательного ухода.

Пример чугунного теплообменника

Одно из свойств этого металла – хрупкость. Из-за накипи может происходить неравномерный прогрев, что приводит к трещинам в нём.

Выход – промывка. Это важный элемент эксплуатации газового котла. Обычно, если используется проточная вода (в качестве теплоносителя), то промывку производят один раз в год. Если антифриз , то раз в два года. Если же вода очищенная, то один раз в четыре года.

Медный

Достоинств у теплообменника из меди больше, чем недостатков. Этот металл имеет небольшой вес, он компактен, обладает небольшой вместительностью. Он не поддаётся процессу коррозии и требует меньше топлива для нагрева. Это предоставляет медному теплообменнику большое преимущество. Несмотря на всё это, он имеет высокую цену и достаточно ненадёжен при нагреве элемента.

Теплообменники из меди свойственны для настенных газовых котлов импортного производства. Отечественные же производители предпочитают использовать теплообменники из стали.

Теплообменник из меди

Первичный

Деталь имеет вид большой трубы, изогнутой в форме змеевика. Изготавливается она из металлов, не поддающихся ржавчине (меди, нержавеющей стали). К тому же в плоскости находятся и различного размера пластины.

Чтобы защитить рабочие поверхности от коррозии, их покрывают специальной краской.

Устройство газового котла

Принцип работы теплообменника в данном случае заключается в передаче энергии от газа к самому теплоносителю . Мощность теплообменника зависит от длины трубы, а также от количества «рёбер».

На работу детали негативно могут повлиять как внешние факторы (копоть, грязь), так и внутренние (отложение солей). Это может привести к сбою в процессах циркуляции в носителе тепла и уменьшению теплопроводности стен устройства.

Техобслуживанию первичного теплообменника нужно уделять должное внимание, вовремя проводить промывку и очистку.

Не помешает дополнительно приобрести для него , которые увеличивают срок службы газового котла и защищают теплообменник от негативных воздействий и различных накоплений.

Вторичный или горячего водоснабжения (ГВС)

В отличие от первичного теплообменника, во вторичном наличествуют специальные пластины, соединённые друг с другом. Производятся они обычно из нержавеющей стали.

Вторичный теплообменник для газового котла благодаря большому участку для теплообмена и своей хорошей теплопроводности обеспечивает нужный теплообмен . Как следствие, процесс появления коррозии на стенках такого теплообменника значительно замедляется. В таком типе теплообменника передача энергии происходит от жидкости к теплоносителю. Сила устройства напрямую зависит от площади теплообмена и количества специальных пластин.

Совмещённый (битермический)

Битермический теплообменник газового котла

В таком теплообменнике своя особенность – двойной обмен тепла, а именно от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю. В трубе извне подогревается вода для системы отопления, в то время как внутренний отдел готовит воду ГВС .

Совмещённые теплообменники для котлов имеют одно несомненное преимущество — упрощённая конструкция. Здесь нет потребности во вторичном теплообменнике и , что делает котёл дешёвым и в то же время компактным и надёжным.

Недостатком является низкая мощность в режиме ГВС.

С наступлением холодов актуальным стал вопрос обогрева собственного жилья. Все больше потребителей переходят на индивидуальную систему отопления с использованием газовых отопительных котлов. И это неудивительно, ведь газово-воздушная система отопления считается одной из наиболее эффективных как для многоэтажных, так и частных домов. Если вы приняли твердое решение приобрести газовый котел, в таком случае предлагаем прежде ознакомиться с сегодняшним материалом о том, . Как, не переплачивая деньги, выбрать действительно подходящее отопительное оборудование?

Как работает газовый котел

В системе отопления с использованием газового котла теплоносителем является вода. Нагрев воды происходит за счет специальной горелки в теплообменнике, который располагается в баке котла. Далее при помощи насоса горячая вода откачивается по трубам в радиаторы отопления. По мере остывания теплоносителя и снижения общей температуры воздуха в помещении, процесс нагрева возобновляется.

Классификация газовых котлов

Перед покупкой стоит определиться с видом газового котла, который будет установлен в вашем жилье.

Бытовые газовые котлы можно классифицировать с учетом различных параметров.

1. По количеству контуров: с одним и двумя контурами;
2. По способу монтажа: настенный и напольный вариант;
3. По способу вывода газов: дымоходные, турбированные (бездымоходные), конденсационные котлы;
4. По материалу теплообменника: котлы со стальными, чугунными, медными теплообменниками;
5. По типу камеры сгорания: с закрытой и открытой камерой;
6. По типу управления: ручные и автоматические котлы

А теперь более подробно о каждом из этих параметров.

Двухконтурный или одноконтурный

Основное назначение котла – обеспечить отопление жилья. С этой задачей хорошо справляются одноконтурные котлы. Если кроме теплоснабжения, необходимо обеспечить и горячее водоснабжение, в таком случае на помощь придет двухконтурный котел. Вода может нагреваться в отдельном баке, если это котел накопительного типа, или проточным способом, проходя через теплообменник.

Способ монтажа котла

Газовые котлы могут быть представлены в напольном и настенном вариантах исполнения.

Настенные котлы

При выборе газового котла настенного варианта исполнения важно учитывать его габариты для того чтобы эргономично использовать жилую площадь. Настенные приборы имеют небольшие габариты с объемом нагревательного бака до 75 литров. Мощность таких котлов относительно высокая. Если настенные котлы устанавливаются на кухне, в таком случае специалисты рекомендуют установить дополнительную защиту от возможного перегрева бака, а также для обеспечения бесперебойного процесса удаления газов.

Котлы газовые настенного варианта установки могут быть представлены в двух вариантах: с и без него.

Котлы с бойлером

Приборытакого вида могут комплектоваться настенным бойлером (емкостью от 18 до 100 литров) и напольным бойлером (емкостью от 100 до 300 литров).

Котлы без бойлера

В отличие от своих «собратьев» котлы без бойлера отличаются небольшими размерами и вполне доступной ценой. Такие приборы зачастую оснащены проточным водонагревателем, с дополнительной установкой расширительного бака, клапана для предохранения от перегрева и насосом для обеспечения циркуляции воды.

Напольные котлы

Котлы в напольном варианте установки отличаются внушительными габаритами и большой мощностью. Установка такого оборудования требует наличия отдельного помещения. Теплообменник у напольных котлов изготовлен из коррозионно-стойкого чугуна. Недостатком является то, что при большом весе такой прибор достаточно восприимчив к температурным перепадам. Образование трещин, а также частичная или полная разгерметизация корпуса — это частые проблемы, возникающие у таких котлов. Зачастую это происходит в случаях попадания холодной воды в неостывший теплообменник или при сильном механическом воздействии на корпус.

Напольные котлы по варианту исполнения сходны с настенными аналогами (наличием или отсутствием бойлера).

Котлы с бойлером

Напольные котлы с бойлером имеют более сложную конструкцию, состоящую из котла и встроенного бойлера. Такое оборудование зачастую используется для обеспечения горячего водоснабжения. Крупногабаритные устройства с емкостным бойлером могут быть установлены в частных жилых домах и муниципальных учреждениях (в котельных, кладовых, подвалах и прочее).

Котлы без бойлера

Такие типы устройств, как правило, оснащаются массивными чугунными теплообменниками, которые отличаются своей надежностью и неприхотливостью в использовании. Зачастую напольные котлы (без установки бойлера) могут использоваться в старых домах с устаревшими системами отопления (печными).

Способ вывода газов

При выборе газового котла необходимо обратить внимание и на способ вывода газов. С учетом данного параметра котлы разделены на дымоходные, турбированные (бездымоходные) и конденсационные.

Дымоходные котлы газовые

Если газовый котел использует энергию от используемого топлива, а теплота конденсации пара «улетает в трубу», это значит, что он дымоходный. В таких приборах вывод газа осуществляется за счет стандартной дымоходной трубы.

Турбированные (бездымоходные)

В таком типе котлов нет дымохода, а все продукты переработки газа выводятся при помощи специальной турбинки (отсюда и название) в настенное отверстие или предназначенную для этого трубу.

Конденсационные котлы

Такие котлы дают больше тепла и считаются более практичными. Особенностью таких устройств является преобразование газов во время сгорания топлива в скрытую энергию, которая конденсируется в водяной пар. Благодаря высокому температурному режиму отработанных газов в конденсационных котлах происходит предварительный нагрев воды паром, а после – внутренней горелкой. Примечательно, но КПД таких приборов намного выше, чем у котлов других типов, что позволяет экономить расход топлива до 18%.

Теплообменники

Отличия газовых котлов заключаются и в материалах, используемых для изготовления теплообменников. Котлы могут быть оснащены медными, чугунными и стальными теплообменниками.

Стальные теплообменники

Такой вид теплообменников зачастую применяется в бюджетных моделях газовых котлов. Стальные теплообменники отличаются легким весом, пластичностью и удобством в эксплуатации. Главным недостатком такого теплообменника является восприимчивость к коррозийным процессам.

Медные теплообменники

Такими теплообменниками комплектуется большинство настенных котлов. Медные теплообменники отличаются надежностью, высокими эксплуатационными характеристиками и устойчивостью к образованию коррозии.

Чугунные теплообменники

Один из самых надежных и долговечных видов теплообменников, которые применяются в газовых котлах напольного способа установки. Чугунные теплообменники отличаются внушительным весом, высокой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Единственный недостаток таких теплообменников – восприимчивость к резкому перепаду температурных режимов.

Модели котла с каким теплообменником стоит отдать предпочтение? Все просто. При недостаточном финансировании, выбирайте простые модели со стальным теплообменником. Для эргономичного использования помещения – компактный котел с медным теплообменником. Для частного дома или муниципальных учреждений – напольный котел, оснащенный чугунным теплообменником.

Камера сгорания

Может быть открытой и закрытой. Если продукты сгорания отводятся с помощью естественной тяги через дымоход, значит открытая камера. Ее недостатком является то, что в помещении достаточно быстро сжигается кислород, что в свою очередь требует постоянного проветривания. В открытой камере продукты сгорания удаляются встроенным вентилятором, дымоходом в этом случае является простое отверстие в стене.

Закрытая камера имеет более сложную конструкцию. В таких камерах продукты сгорания выводятся при помощи специальных вентиляторов, после чего идет подача воздушной смеси для осуществления процесса горения. Закрытая камера использует для горения воздух с улицы.

Как работает горелка

Тепло в помещениях обеспечивается благодаря горелке – атмосферной или вентиляторной. В случае с атмосферной горелкой воздух попадет в топку естественным путем: продукты сгорания, обладая меньшей плотностью, чем воздух, уходят вверх, освобождая место воздуху. Воздух в горелку вентиляторного типа попадает принудительно, при этом интенсивность, с какой он поступает, регулируется. Недостатком такой горелки является шум, поэтому предпочтительней использовать котлы с вентиляторной горелкой в технических помещениях.

Мощность

При выборе газового котла уделите внимание и расчету необходимой мощности прибора. Мощность рассчитывается по следующей схеме: 1 кВт на 10 м² (при стандартной высоте потолков). При определении мощности котла следует учесть и другие параметры: общий объем помещения, утепление наружных стен и окон, количество и размеры окон, объем теплоносителя в отопительной системе, объем потребления воды при горячем водоснабжении. Для правильного расчета мощности газового котла рекомендуем обратиться к инженеру-проектировщику.

По степени регулировки мощности, котлы могут быть:

• с одной ступенью регулировки;
• с двумя ступенями регулировки;
• с плавной регулировкой

Как управлять газовым котлом отопления

Управление газовым котлом осуществляется с помощью контроллеров. Основная функция контроллера – поддержание нужной температуры в помещении, что позволяет экономить газ. Чем дороже модель, тем более функциональным является контроллер. Например, установка графика изменения температуры в зависимости от времени суток. В более простых и дешевых моделях, контроллер служит для диагностики неисправностей. Вся информация от котла к контроллеру поступает через датчики, отслеживающие нагрев воды, температуру в здании и на улице.

Более дорогостоящие модели могут оснащаться сложной автоматикой с расширенным набором функций:

• управление контурами котла (управление радиаторным отоплением, теплым полом, горячим водоснабжением и прочее);
• регулировка погодных показателей;
• программирование температурных режимов

Производители

И в заключение, несколько слов о производителях газовых котлов. На современном рынке отопительное оборудование может быть представлено в трех ценовых сегментах: дешевом, среднем и дорогом.

В дешевом сегменте могут быть представлены котлы от таких производителей, как: Росс, Колви, Атон, Титан, Маяк, Данко, Проскуров, Siberia, Лемакс.

К среднему ценовому сегменту относится продукция таких компаний, как: Beretta, Ariston, Grandini, Ferolli, Baxy SPA, Protherm, Eleko, Mora, Viadrus, Kiturami, Rinnai.

В дорогом сегменте представлено оборудование от ведущих производителей: Viessmann, Wolf, Vaillant , CTC , Protherm, Saunier Duval.

Мы искренне надеемся, что представленный материал о том, как выбрать газовый котел, поможет вам подготовиться к такой важной и ответственной покупке. Удачного выбора!

Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.

Устройство (конструкция) газового котла : горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.

Принцип работы газового котла - теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).

Теплообменник - металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) - может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.

Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.

Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.

Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула - 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).

Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно

Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.

Плюсы и минусы газовых котлов:

Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.

Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:

«Премиум-класс» или "Люкс" - самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании Buderus и Viessmann.

«Средний класс» - хорошие показатели, средняя по уровню цена, не так престижно, но вполне надежно, представлены стандартные типовые решения. Это итальянские котлы

Предлагается великое множество моделей отопительных агрегатов. Несмотря на такое разнообразие, конструктивно их можно разделить по виду камеры сгорания и материалу, из которого изготовлен теплообменник .

Существуют два основных вида камеры сгорания

Открытая камера сгорания - плюсы и минусы

Котлы с такой камерой знакомы практически всем. Воздух поступает в топку через специальные воздухозаборные отверстия в отопительном котлоагрегате, благодаря возникающей в нем при горении области разрежения. Теплообменник в такой камере, как правило, установлен над факелом.

К преимуществам котла с открытой камерой относят:

• малый уровень шума при работе
• достаточно, простая конструкция,
• простая установка
• несложное техническое обслуживание.

К недостаткам можно отнести:

• опасность возникновения пожара из-за наличия открытого огня,
• необходимость обязательной приточной вентиляции в месте, где теплогенерирующее устройство установлено.

Закрытая камера сгорания - плюсы и минусы

В таком виде отопительных котлов воздух подается принудительно с помощью специального электрического вентилятора. Сама топка напоминает бочонок с двойными стенками, между которыми находится теплоноситель, а в центре горит факел.

К преимуществам котла с закрытой камерой относят :

• Более высокий показатель КПД, что объясняется большим объемом теплообменника.

Также, по причине того что камера сгорания изолирована (закрыта) от помещения, где установлен такой котельный агрегат, то вероятность пожара равна нулю .

• Воздух в закрытую топку может поступать и прямо с улицы, но в случае сильных морозов его необходимо предварительно прогревать.

К недостаткам можно отнести

• Повышенная шумность
• большие затраты из-за работы вентилятора,
• возможность затухания теплового котла в случае отсутствия электричества,
• большая цена по сравнению с котлами атмосферного (открытого) вида.

Конструкция современных бытовых котлов

Конструкции современных бытовых котлов, предназначенных для автономного отопления устроены так, что большую их часть (до 85,0%) составляют поверхности теплообменника, который является его главным узлом. От того, какую форму он имеет, и какой материал был использован для его изготовления, прямо зависят такие показатели отопительного агрегата, как КПД, экономичность и экологическая чистота.

В настоящее время основными материалами, из которых изготавливаются теплообменники, являются -

• сталь
• чугун
• медь

Хотя уже стали появляться модели котельного оборудования, имеющие в своей конструкции теплообменники из алюминиевых сплавов и нержавеющей стали, рассматривать их не будем по причине единичности случаев.

Стальные теплообменники

Самыми простыми с точки зрения технологии изготовления являются отопительные агрегаты со стальными теплообменниками . Именно этот тип наиболее распространен среди отопительных устройств отечественного производства.

Позитивные стороны теплообменников из стали - это

• невысокая и доступная стоимость котлоустановок,
• а так же пластичные характеристики материала.

Последний показатель весьма важен для качественной и продолжительной работы отопительного прибора, так как при нагревании под действием огня горелки , стенки теплообменника подвергаются различным напряжениям, который могут привести к их деформации и даже образованию трещин.

Существенный недостаток стальных теплообменников - это губительное действие коррозии. При этом ей подвержена, как наружная, так и внутренняя его часть, приводящая со временем к его выходу из строя. Также отрицательным фактором использования стали для теплообменника является его сравнительно большой вес и объём, на нагрев чего будет расходоваться определенная часть газа , вследствие чего снижается КПД котла.

Чугунные теплообменники

В отличие от стального аналога чугунный теплообменник обладает высокой стойкостью к воздействию коррозии и большим сроком службы. Но с другой стороны чугун более требователен, как в процессе изготовления отопительного котла, так и при его эксплуатации. Например, если чугунный теплообменник будет неравномерно нагреваться (из-за накипи образовавшейся внутри его, по причине некачественной воды), то это приведет к образованию трещин и протеканию.

Также имеется возможность появления трещин в том случае, когда температура в зоне нагревания сильно отличается от показаний теплоносителя поступающего с обратного направления отопительной системы. Для избегания такой ситуации, схему отопления чугунного котла включают 4-х ходовой смесительный клапан, посредством которого добавляется горячая вода перед входом обратной линии в теплообменник. При соблюдении всех правил эксплуатации отопительное оборудование с чугунным теплообменником прослужит 20 и более лет.

В качестве минусы теплообменников из чугуна можно выделить основные - это высокая стоимость, образование трещин по причине некачественного теплоносителя и несоблюдения правил эксплуатации, большая инерционность из-за значительного объема и массы.

Медные теплообменники

Последним основным видом теплообменников является изделие из меди. Самые главные преимущества такого теплообменника - малый объём и масса (как следствие низкий показатель инерционности), высокая коррозионная стойкость, компактность конструкции котла. И хотя считали, теплообменник из меди недостаточно надёжен, но это уже не соответствует действительности, благодаря применению при его изготовлении современных технологий и оборудования.

Это недоверие проявилось из-за того, что медные теплообменники устанавливали в те же камеры сгорания, что и чугунные и стальные изделия. А так как такой интенсивный нагрев для меди был неприемлем, то теплообменники из нее быстро выходили из строя. Современные модели отопительных котлов с медными теплообменниками имеют уменьшенную почти втрое (до 30,0%) мощность пламени горелки. Поэтому при одинаковых показателях по мощности медные котлы считаются более экономичными, а по сроку эксплуатации почти равны чугунным моделям.