Безопасное тепло: схемы и принципы газового отопления в частном доме

Преимущество отопления дома газом — экономичность. Обогрев дешевле дровяного (до 2,5 раз) или электрического (до 7,5 раз) отопления.

Газовое отопление — система обогрева здания тепловой энергией, образующейся при сгорании газа в специальном котле.

В качестве теплоносителя в России чаще всего используется вода (при этом делается разводка труб с радиаторами), но в некоторых странах предпочтение отдают воздушному отоплению, когда тепло перераспределяется с воздухом по специальным воздуховодам. Воздушное газовое отопление до полутора раз дешевле водяного.

Особенности обогрева дома газом

Речь идёт об автономных системах отопления домов с собственным газовым котлом. Вот их основные свойства:

• Подходит для газифицированных населённых пунктов.
• Подключение газового оборудования требует согласований и привлечения специалистов.
• Основой системы отопления является котёл.
• Есть правила размещения газового котла (только в нежилых помещениях с нужными характеристиками, кроме санузлов).
• Такая система отопления дополняема различными устройствами, максимально автоматизирующими процесс обогрева.
• Для работы оборудования необходимо электричество.

Виды газового отопления в частном жилом помещении

По типу подачи газа — это:

1. системы с магистральным природным газом;
2. со сжиженным газом в баллонах или газгольдере.

Первый вариант является одним из самых экономичных видов отопления. Второй обходится владельцам в несколько раз дороже (по одному из источников, в пять раз).

При подключении магистрального газа необходимо заказывать проект газификации и проходить согласования в контролирующих органах.

Газовая труба заводится непосредственно к оборудованию в доме. Газ подаётся постоянно в автоматическом режиме.

Отопление с помощью баллонов или газгольдера предполагает самостоятельное обеспечение газом. Баллоны нужно постоянно менять (раз в 2–3 дня). Газгольдер (частное газохранилище) позволит создать более автоматизированную систему, ведь закачка в него газа может производиться раз в полгода-год.

В целом стоимость газохранилища и газа для него сделает отопление в несколько раз дороже. Но при наличии генератора такая система автономна, не зависит от подведения газопровода и может выдержать длительные перебои с подачей электроэнергии.

Газгольдера объёмом 2–3 куболитра хватит для отопления коттеджа порядка 150 кв. м., здание в 300 кв. м. потребует значительно большего объёма (по некоторым источникам до 9 куб. л).

Преимущества

К плюсам этого типа обогрева относят:

• экономичность при использовании магистрального газа;
• коэффициент полезного действия до 95%;
• возможность отапливать крупные дома;
• вариативность отопления, т. к. есть выбор между жидкостным и воздушным вариантами;
• экологичность (продукты сгорания минимально загрязняют окружающую среду);
• автоматизация (с магистральным газом система работает самостоятельно, включая контроль и обеспечение особых режимов отопления в разных помещениях);
• при использовании воздушного обогрева нет необходимости в радиаторах и трубах в помещениях;
• широкий выбор дополнительных функций: при воздушном отоплении — очищение и увлажнение воздуха, вентиляция, кондиционирование;
• безопасность, обеспечиваемая датчиками;
• в систему подключается контур снабжения дома горячей водой.

Недостатки

• 

  Сложности и значительные затраты при подключении к магистральным газопроводам;
• необходимость точного соответствия топочной или иного места размещения котла требуемым нормам, а также прохождение согласований;
• дороговизна отопления при использовании баллонов или газгольдера;
• опасность взрыва газовых баллонов;
• энергозависимость (для случаев отключения электроэнергии в доме нужен генератор);
• опасность при нарушении правил размещения и эксплуатации газового оборудования, или отсутствии автоматической системы слежения за утечками;
• возможность поломок оборудования (особенно импортного) из-за скачков напряжения в российских электросетях.

Виды котлов

Различают разные типы:

• по способу установки;
• по мощности;
• по количеству контуров.

По способу установки существуют настенные и напольные котлы. Котлы небольшой мощности с одним контуром и минимальным набором дополнительного оборудования часто размещаются на стене в кухне. Более мощные котлы требуют отдельного помещения (котельной), дополняются различным оборудованием.

Фото 1. Настенный одноконтурный газовый котел, установленный в небольшом полуподвальном помещении на кафельной плитке.

Мощность

Каждый котёл имеет определённую мощность. При использовании в основном для отопления применяют базовую формулу расчёта: 1 кВт мощности на 10 кв. м. хорошо утеплённого дома. Для коттеджа площадью 200 кв. м. требуется мощность котла 10 кВт. Дополнительно рекомендуют прибавить около 15% для пиковых нагрузок. Запланированное горячее водоснабжение посредством того же котла потребует дополнительной мощности.

Эксперт-проектировщик рассчитает необходимые параметры оборудования, учитывая материал стен, количество этажей и окон, климатические характеристики территории и другие аспекты.

Количество контуров

Существуют:

1. одноконтурные;
2. двухконтурные котлы.

Одноконтурные зачастую дороже и мощнее, но без дополнительного оборудования предназначены только для отопления. При желании иметь горячее водоснабжение докупают бойлер. Одноконтурный котёл достаточной мощности справится с отоплением большого дома и подогревом значительного объёма воды.

Фото 2. Одноконтурный газовый отопительный котел, установленный на стене. Подходит для большого частного дома.

Двухконтурные котлы бывают меньшими по мощности, более дешёвыми и универсальными: один их контур работает над отоплением дома, второй — для нагрева воды.

В них встроен теплообменник, а подогрев воды происходит либо с помощью включённого в котёл бойлера, либо проточным образом. 15–20 литров в минуту — максимальный объем нагрева для подобных котлов. Они более уместны для небольших домов, где проживает мало человек.

Схемы систем отопления

Схемы отопительных систем могут быть жидкостными и воздушными.

Жидкостная

Упрощённая схема с одноконтурным котлом состоит из:

• газового котла (в котельную при этом заводится газ, вода и электричество);
• бойлера;
• циркуляционного насоса;
• расширительного бака;
• оборудования, обеспечивающего безопасность при утечках газа;
• дымохода;
• разводки труб и радиаторов из котельной в большинство помещений дома.

Воздушная

Стандартная схема включает котельную (зачастую оборудуется в подвальном помещении под центральной частью коттеджа), в которой устанавливаются:

• 

  газовый теплогенератор;
• вентилятор для принудительной циркуляции воздуха;
• очистители и фильтры;
• при необходимости устройство для увлажнения воздуха;
• кондиционер (вторая его часть устанавливается снаружи);
• всевозможные датчики;
• основной магистральный воздуховод, проходящий вертикально через центр дома;
• горизонтальные воздуховоды каждого этажа с вентиляционными отверстиями в отапливаемых помещениях;
• набор вентиляционных отверстий и приспособлений для набора воздуха в систему внутри и снаружи дома, а также для вывода части воздуха из здания.

Из системы, при желании сэкономить, исключают кондиционер, увлажнитель, вентилятор. Система работоспособна и без принудительной циркуляции, но качество отопления в этом случае ухудшится значительно: тёплый воздух в комнатах распределяется менее равномерно, скапливаясь под потолком. И температура будет зависеть от открытия окон.

Принципы работы

• Жидкостная система. С помощью газового котла нагревается жидкий теплоноситель, который доставляется в комнаты по трубам в радиаторы (батареи), устанавливаемые под окнами. Дом отапливается по внешнему контуру. Теплоноситель долго нагревается и остывает, поэтому для протопки дома потребуется значительное время.

• 

  Воздушная система. С помощью теплогенератора в котельной нагревается воздух, который посредством воздуховодов подаётся прямо в обогреваемые помещения (как правило, через отверстия в полу).

Радиаторов и труб в комнатах нет. Пройдя через комнаты, воздух отводится через специальные вентиляционные решётки.

Основная часть нагретого воздуха циркулирует внутри здания, но часть обновляется. В подобную систему можно встроить очистку, увлажнение и кондиционирование воздушных масс. При работе на газе она полностью автоматизируема.

Способы разводки

Способы разводки отличаются у жидкостных и воздушных систем.

Жидкостные

Основных схем по вариантам перемещения воды две:

1. с естественной циркуляцией жидкого теплоносителя;
2. с его принудительной циркуляцией.

Первый вариант используют для одноэтажных домов с контуром не больше тридцати метров. Если протяжённость труб больше, требуется насос для циркуляции.

А также имеется несколько различных схем разводки труб:

• в одну и две трубы;
• горизонтальная и вертикальная.

Двухтрубное отопление позволяет выключать в доме часть батарей. Горизонтальная схема даёт возможность выключить отопление на целом этаже.

Фото 3. Схема разводки жидкостной системы с естественной циркуляцией, которая применяется обычно в небольших частных домах.

Воздушные

По способам циркуляции воздушных масс, есть:

• прямоточная схема;
• рециркуляционная схема.
• схема с частичной рециркуляцией.

Рециркуляционная схема, в свою очередь, бывает:

• с естественным перемещением воздуха;
• с принудительным движением при наличии приточно-вытяжной вентиляции.

Прямоточная схема использовалась для отопления зданий первоначально, весь горячий воздух выводился из дома, что крайне неэкономно. Рециркуляционная схема, напротив, сохраняла нагретый воздух внутри здания, несколько раз прогоняя его через теплогенератор. Это экономно, но негигиенично, так как воздух не обновляется.

Сегодня чаще всего используется схема с частичной рециркуляцией, когда нагретый воздух курсирует внутри дома, частично обновляясь извне.

Плюсы и минусы газовых систем разного типа

Каждый тип системы имеет свои преимущества и недостатки.

Водяная

Плюсы жидкостной системы:

• схема с частичной рециркуляцией.
• благодаря широкому использованию на рынке много специалистов и оборудования;
• возможность обустроить тёплые полы;
• достаточная экономичность.

Минусы:

• схема с частичной рециркуляцией.
• проблемы теплоносителя (вода замерзает, антифризы потенциально опасны для здоровья);
• длительный нагрев дома;
• увеличение веса здания и нагрузки на фундамент;
• зависимость от наличия электроэнергии.

С воздухом

Плюсы воздушной системы:

• схема с частичной рециркуляцией.
• более дешёвый способ обогрева в сравнении с жидкостным;
• высокая скорость нагрева помещений;
• нет проблем с жидкостным наполнением труб, как и самих труб и радиаторов;
• дополнительные функции (очищение, увлажнение воздуха, возможность кондиционирования);
• безопасность.

Минусы:

• схема с частичной рециркуляцией.
• сложности монтажа (систему делают при строительстве дома, позже сложно скрыть воздуховоды);
• необходимость техобслуживания;
• на рынке меньше оборудования и специалистов;
• энергозависимость.

Расход газа на отопление дома

Для жидкостных систем отопления используется формула: А = Q / (q * B)

А — рассчитываемый расход газа за час работы отопления.

Q — мощность котла (может использоваться не на полную мощность в более тёплую погоду).

q — удельная теплота (газ G20 – 9,45, газ G25 – 8,13 кВтч/м3).

В — коэффициент полезного действия газового котла (указывает в паспорте изделия).

Например, котёл мощностью 10 кВт, работающий на газе G25, с КПД 90% будет потреблять в час, функционируя на полную мощность: 10/(9,45*0,9)=1,17 — т. е. более 1 кубометра природного газа в час.

Такие расчёты позволят спрогнозировать расходы на отопление при покупке котлов с разным КПД. Подсчёт затрат на весь сезон порой приводит к мысли о необходимости покупки котла с большим КПД.

Полезное видео

В видео даются советы, которые помогут не ошибиться с выбором газового котла отопления для частного дома.

Почему проектирование и монтаж лучше доверять специалистам

При ошибках отопление окажется некачественным и неэффективным. А ценой неверно подготовленной котельной станут требования контролирующего органа в прорубании дополнительных окон и тому подобное.