Как сделать энергонезависимое газовое отопление

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 27.08.2024

В случае отключения электричества циркуляционный насос останавливается, течение воды по трубам отопительной сети частного дома прекращается. Проблема решается 3 способами: установкой блока бесперебойного питания, запуском электрогенератора либо организацией самотека. Подразумевается система отопления с естественной циркуляцией – конвекционным движением теплоносителя без помощи насоса. Расскажем, как разработать и сделать такую схему своими руками.

Теоретическая подковка – как работает самотек

Естественная циркуляция воды в системах отопления функционирует благодаря гравитации. Как это происходит:

1. Берем открытый сосуд, наполняем водой и начинаем подогревать. Самый примитивный вариант – кастрюля на газовой плите.
2. Температура нижнего слоя жидкости растет, плотность уменьшается. Вода становится легче.
3. Под воздействием притяжения верхний более тяжелый слой опускается на дно, вытесняя менее плотную горячую воду. Начинается естественная циркуляция жидкости, называемая конвекцией.

Справка. Зависимость плотности воды от температуры – не линейная. Чем сильнее греется жидкость, тем быстрее снижается ее плотность, что хорошо заметно на графике.

Пример: если нагревать 1 м³ воды от 50 до 70 градусов, он станет легче на 10.26 кг (ниже смотрим таблицу плотностей при различных температурах). Если продолжить нагрев до 90 °С, то куб жидкости потеряет уже 12.47 кг, хотя дельта температур осталась прежней – 20 °C. Вывод: чем ближе вода к точке кипения, тем активнее происходит циркуляция.

Аналогичным образом теплоноситель циркулирует самотеком по домашней сети теплоснабжения. Подогреваемая котлом вода теряет вес и выталкивается кверху остывшим теплоносителем, вернувшимся из радиаторов. Скорость течения при перепаде температур 20–25 °C составляет всего 0.1…0.25 м/с против 0.7…1 м/с в современных насосных системах.

Малая скорость движения жидкости по магистралям и приборам отопления вызывает такие последствия:

1. Батареи успевают отдать больше тепла, а теплоноситель – остыть на 20–30 °C. В обычной отопительной сети с насосом и мембранным расширительным баком температура падает на 10–15 градусов.
2. Соответственно, котел должен производить больше тепловой энергии после запуска горелки. Держать генератор на температуре 40 °C бессмысленно – течение замедлится до предела, батареи станут холодными.
3. Чтобы доставить до радиаторов потребное количество тепла, надо увеличить проходное сечение труб.
4. Фитинги и арматура с высоким гидравлическим сопротивлением способны ухудшить либо вовсе остановить самотек. Сюда относятся обратные и трехходовые клапаны, резкие повороты на 90° и сужения труб.
5. Шероховатость внутренних стенок трубопроводов не играет большой роли (в разумных пределах). Маленькая скорость жидкости – невысокое сопротивление от трения.
6. Котел на твердом топливе + самотечная система отопления может спокойно работать без теплоаккумулятора и смесительного узла. Благодаря медленному течению воды конденсат в топливнике не образуется.

Как видите, в конвекционном движении теплоносителя присутствуют положительные и отрицательные моменты. Первые следует использовать, вторые – минимизировать.

Конструктивные особенности

Чтобы самотечная система работала эффективно, нужно выполнить такие требования:

• источником тепла выступает любой энергонезависимый теплогенератор с выходными патрубками диаметром 40—50 мм;
• на выходе котла или печки с водяным контуром сразу монтируется разгонный стояк – вертикальная труба, по которой поднимается нагретый теплоноситель;
• стояк заканчивается расширительным баком открытого типа, установленным на чердаке либо под потолком верхнего этажа (зависит от типа разводки и конструкции частного дома);
• вместительность резервуара – 10% от объема теплоносителя;
• под самотек желательно подобрать отопительные приборы с большими размерами внутренних каналов – чугунные, алюминиевые, биметаллические;
• для лучшей теплоотдачи радиаторы отопления подключаются по разносторонней схеме – нижней или диагональной;
• на радиаторных подводках ставятся специальные полнопроходные клапаны с термоголовками (подача) и балансировочные вентили (обратка);
• батареи лучше оснастить ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского;
• подпитка тепловой сети организовывается в самой нижней точке – возле котла;
• все горизонтальные участки труб прокладываются с уклонами, минимальный – 2 мм на метр погонный, средний – 5 мм/1 м.

Примечание. Уклоны выполняют 2 функции – помогают теплоносителю течь в нужном направлении, а воздуху – подниматься по трубопроводам и уходить через открытую расширительную емкость. Оговорка касательно применяемых радиаторов: если система построена правильно, стальные панели тоже прекрасно греют.

Гравитационные системы отопления делаются открытыми, эксплуатируются при атмосферном давлении. Но будет ли самотек работать в схеме закрытого типа с мембранным баком? Отвечаем: да, естественная циркуляция сохранится, но скорость теплоносителя снизится, эффективность упадет.

Обосновать ответ несложно, достаточно упомянуть изменение физических свойств жидкостей, находящихся под избыточным давлением. При напоре в системе 1.5 Бар точка кипения воды сместится до 110 °C, ее плотность тоже увеличится. Циркуляция замедлится из-за малой разницы масс горячего и остывшего потока.

Упрощенные схемы самотека с открытым и мембранным расширительным резервуаром

4 схемы гравитационного отопления

Для организации энергонезависимого обогрева частных домов применяется 4 вида схем с естественным течением теплоносителя:

Дополнение. Еще стоит упомянуть самотечные теплые полы – некоторые умельцы умудряются их обустроить. Эта затея не оправдывает вложенных сил и средств, гораздо проще смонтировать традиционный напольный подогрев, установить насос + блок бесперебойного питания.

Двухтрубная и комбинированная разводка

Мы объединили эти 2 схемы, поскольку они практически одинаковы. Первая с прошлого века применяется в одноэтажных домах с дровяными печками, тогда отопление без насоса называли паровым. Источником тепла служил бак, установленный в топке, газовые котлы появились позже.

Двухтрубную разводку необязательно делать кольцом через весь дом, можно разделить отопление на 2 ветви

Как устроено двухтрубное гравитационное отопление:

Примечание. С целью экономии материалов и лучшего распределения теплоносителя сечения горизонтальных ветвей уменьшаются по мере приближения к последним батареям. Точный диаметр определяется расчетом.

Комбинированная самотечная система предназначена для двухэтажных загородных домов. Отличие от вышеописанной двухтрубной разводки: каждый стояк снабжает теплом 2–4 радиатора, расположенных на разных этажах. Способ подключения приборов – однотрубный, на верхних батареях предусматривается байпас. Больше разницы нет.

Комбинированная схема с однотрубным подключением радиаторов для двухэтажного дома

Главное достоинство обеих разводок – надежная схема самотека, проверенная десятилетиями успешной эксплуатации. Даже если вы сделаете минимальные уклоны, но четко выдержите диаметры магистралей (а лучше – возьмете с запасом), естественная конвекционная циркуляция будет работать.

• трубы прокладываются открыто по помещениям;
• тепловую сеть нельзя наполнять антифризом, поскольку незамерзающая жидкость испаряется из открытой расширительной емкости;
• систему нужно несколько раз пополнять в течение сезона, интервал между подпитками зависит от режима работы отопления;
• трубы Ø40…50 мм дороги, для удешевления монтажа приходится брать черную сталь или полипропилен.

Совет. Двухтрубный вариант годится для небольшой дачи, гаража, летней кухни. К интерьеру указанных построек не выдвигается высоких требований, трубы можно не прятать.

• увеличенный размер и уклон главной магистрали;
• наличие разгонного коллектора в виде петли, благодаря ему теплоноситель затекает в батареи;
• малое число приборов отопления – максимум 4 шт.

Преимущество ленинградской системы – упрощенный монтаж, для разводки понадобится одна труба вместо двух. Правда, сечение коллектора уменьшать нельзя, поэтому экономия выходит мизерной.

Чтобы теплоноситель хорошо затекал в радиаторы, нужно предусмотреть высокий разгонный коллектор сразу после отопителя

Конструкция данной системы выглядит так:

• утепленный расширительный резервуар находится на чердаке, ровно по центру здания;
• к баку подходят стояки соответствующего диаметра от батарей и теплогенератора;
• сбор остывшего теплоносителя из радиаторов организован традиционным способом – в горизонтальную магистраль.

Принцип действия следующий: нагретая котлом вода самотеком поднимается в емкость, откуда расходится потребителям по трубам меньшего сечения. Разводка применима в одно– и двухэтажных зданиях.

Ниже на видео домашний умелец показывает сборку такой системы, только закрытого типа, да еще и в трехэтажном доме. Если внимательно присмотреться, то нетрудно найти сходство между чердачным резервуаром – распределителем и верхним коллектором комбинированной схемы с естественной циркуляцией.

Расчет самотечной системы

Чтобы рассчитать и спроектировать отопление с естественной циркуляцией, действуйте в таком порядке:

1. Выясните количество тепла, нужное для обогрева каждой комнаты. Воспользуйтесь для этого нашей инструкцией. котел – газовый либо твердотопливный.
2. Разработайте схему, приняв за основу один из предложенных здесь вариантов. Поделите разводку на 2 плеча – тогда магистрали не пересекут входную дверь дома.
3. Определите расход теплоносителя под каждое помещение и рассчитайте диаметры труб.

Примечание. Уклоны вычислять не нужно, принимайте стандартное значение 0.5 см на метр длины. Допускаются отклонения в большую или меньшую сторону в диапазоне 0.7…0.2 см/1 м.

Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы делается так:

Приведем пример расчета самотечной системы в одноэтажном доме 100 м. кв. На представленной ниже планировке уже нанесены радиаторы отопления и указаны тепловые потери. Начинаем с основного коллектора котла и движемся в сторону последних помещений:

1. Величина теплопотерь дома Q = 10.2 кВт = 10200 Вт. Расход теплоносителя в главном стояке G = 0.86 х 10200 Вт / 25 °C = 350.88 кг/ч или 0.351 т/ч.
2. Площадь поперечника подающей трубы F = 0.351 т/ч / 3600 х 0.1 м/с = 0.00098 м², диаметр d = 35 мм.
3. Нагрузка на правую и левую ветку составляет 5480 и 4730 Вт соответственно. Количество теплоносителя: G1 = 0.86 х 5480 / 25 = 188.5 кг/ч или 0.189 т/ч, G2 = 0.86 х 4730 / 25 = 162.7 кг/ч или 0.163 т/ч.
4. Сечение правой ветви F1 = 0.189 / 3600 х 0.1 = 0.00053 м², диаметр составит 26 мм. Левое ответвление: F2 = 0.163 / 3600 х 0.1 = 0.00045 м², d2 = 24 мм.
5. В детскую и кухню придут линии DN32 и DN25 мм (округлили в большую сторону). Теперь считаем размеры коллекторов для спальни и гостиной + коридор с теплопотерями 2.2 и 2.95 кВт соответственно. Получаем оба диаметра DN20 мм.

Внимание! Полученные в результате расчетов диаметры указывают на размер внутреннего прохода трубопроводов (обозначение – DN или Ду).

Осталось подобрать трубы. Если варить отопление из стали, на котловой стояк пойдет Ø48 х 3.5, ветви — Ø42 х 3 и 32 х 2.8 мм. Оставшуюся разводку, в том числе подводки к батареям, делаем трубопроводом 26 х 2.5 мм. Первая цифра размера указывает на внешний диаметр, вторая – толщину стенки (сортамент водогазопроводных стальных труб).

Рекомендации по монтажу своими руками

Для прокладки основных линий естественной циркуляции лучше использовать полипропиленовые или стальные трубы. Причина – большой диаметр, полиэтилен Ø40 мм и больше стоит слишком дорого. Радиаторные подводки делаем из любого удобного материала.

Совет. При сборке самотечной сети отопления из металлопластика не ставьте компрессионные фитинги – они сильно уменьшают внутренний проход.

Пример монтажа двухтрубной разводки в гараже

Как правильно сделать разводку и выдержать все уклоны:

После нанесения разметки пробейте отверстия в перегородках, вырежьте борозды под скрытую прокладку. Затем проверьте трассы еще раз, внесите корректировки и приступайте к монтажу. Соблюдайте тот же порядок: сначала закрепите батареи, потом кладите трубы в сторону топочной. Установите расширительный бачок со сливным патрубком.

Самотечная сеть трубопроводов заполняется без проблем, краны Маевского трогать не нужно. Просто медленно закачивайте воду через кран подпитки в нижней точке, весь воздух уйдет в открытый бачок. Если после прогрева какой-либо радиатор остается холодным, воспользуйтесь ручным воздухоотводчиком.

Заключение

Напоследок попытаемся отговорить вас от монтажа гравитационной системы с естественной циркуляцией.? Это наиболее сложный и дорогостоящий вариант отопления частного дома. Плюс внешний вид – не всегда удается замуровать здоровые трубы в стены либо зашить гипсокартонными коробами. Сравните стоимость самотека с закрытой двухтрубной разводкой плюс электрогенератор. Вполне вероятно, что цена выйдет одинаковой.

6 Replies to “Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией”

Спасибо, все вопросы отпали. Схема полипропилен + генератор у меня сейчас в данный момент. Но это не очень удобно. Так как на ночь засыпать угля страшновато, вдруг отключат свет пока спишь.

Полипропилен дает маленький объем воды. Даже 2х трубная не даст нужный объем ( у меня 40 труба).
С полипропиленом нужно ставить только буферную емкость. Но к сожалению у меня нет места.

Вот думаю толи ленинградку сделать из 50 стали, Толи 2х трубку.
Но в любом случае нужно переделывать.

Переделал систему отопления на принудительную — расходы на отопление дома вырасли кроме покупки генератора пришлось ставить стабилизатор напряжения (у нас напряжение 170 вольт) и стоимость электричества это что- то а после 5 дней без света на бензин ушло столько ?? в общем по весне буду опять делать самотеком

Ребята, подскажите. При самотеке с газовым котлом, если у меня на байпасе стоит циркуляционный насос(знаю хреновый самотек но какой от родителей из прошлого остался) и ночью пропадет свет, какие могут быть последствия или на котле автоматика сделает свое дело? Ну или может как-то через отключенный насос будет продолжать самотек работать при закрытой основной трубе?

Если уголь засыпешь и отключат насос — расширитель будет так кипеть и грохотать, что по-любому проснешься, закроешь заслонку, подождешь, подключишь резервный источник питания, прогонишь систему и опять ляжешь спать. Главное — побольше воды в системе или наличие термоаккумулятора, меньше вероятность закипания и разрывы труб от поднимающихся пузырьков. Ну и тут еще мощность котла надо учитывать.

Куб воды станет легче? Ну ну.
Что легче кило гвоздей или пуха?

Вес будет меняться когда меняется плотность жидкости, обьем при этом не меняется.

Автономные системы отопления, созданные на базе газовых котлов, считаются наиболее удобными и эффективными.

Они почти не нуждаются в постоянном внимании, способны удерживать постоянную температуру, имеют защиту от возможных проблем — перегрева, затухания пламени, прочих неисправностей.

Однако, большинство агрегатов слишком зависит от наличия и качества электропитания.

Любые перепады напряжения становятся причинами выхода из строя платы управления или иных устройств, а отключение электроэнергии полностью останавливает работу отопительной системы.

Для решения этих проблем используются энергонезависимые газовые котлы.

Что такое энергонезависимый газовый котел?

Энергонезависимые газовые котлы работают только с помощью механических узлов и деталей. Они не нуждаются в использовании электроэнергии, что значительно увеличивает их возможности.

В условиях России, где в зимнее время температура падает гораздо ниже нуля, важно обеспечить непрерывность работы систем отопления. При этом, большинство электросетей перегружено, а в некоторых поселках и вовсе не имеется подключения.

Это делает энергонезависимые котлы востребованными и предпочтительными агрегатами. Все основные узлы агрегата управляются только механическими методами, но это не ухудшает качество обогрева дома.

Энергонезависимые котлы лишены многих деталей, что упрощает конструкцию и делает работу более стабильной и надежной. Большинство пользователей не считает отсутствие возможности дистанционного управления и прочих дополнительных функций существенным недостатком.

Все понимают, что множество дополнений делает устройство более уязвимым и ненадежным.

Конструкция энергонезависимых котлов возникла гораздо раньше, чем более современных зависимых агрегатов. Долгий срок существования позволил производителям отработать технологии сборки и добиться высоких эксплуатационных показателей.

В чем отличие от обычного?

Отличие энергонезависимого котла состоит в отсутствии всех узлов, нуждающихся в электропитании. Нет встроенного циркуляционного насоса, турбовентилятора.

Управление ведется с помощью механических устройств — вентилей, механических датчиков, регуляторов. Это делает конструкцию весьма простой и надежной, но все процессы проходят естественным образом.

Например, дымоудаление производится с помощью печной тяги в дымоходе. Воздух берется прямо из помещения. Эти особенности делают режим работы зависимым от массы внешних факторов.

Например, тяга в дымоходе меняется от погоды, направления и силы ветра. Сквозняки могут сорвать пламя. Кроме того, в помещении нужна хорошая вентиляция, так как котел активно выжигает кислород.

Многие пользователи решают эти проблемы путем установки внешних устройств — циркуляционного насоса и турбонасадки для усиления и стабилизации тяги. Это делает режим работы более интенсивным и ровным.

Плюсы и минусы

К достоинствам энергонезависимых котлов следует отнести:

• отсутствует зависимость от наличия и качества электропитания;
• простота конструкции, отсутствие второстепенных деталей;
• гарантированная непрерывность процесса обогрева дома;
• стоимость котла и ремонтных работ значительно ниже, чем у энергозависимых моделей;
• обслуживание и чистку можно производить самостоятельно.

Недостатками принято считать:

• система защиты ограничена несколькими датчиками;
• нет возможности осуществлять дистанционное управление;
• работа котла зависит от внешних факторов, не поддающихся регулировке.

Несмотря на некоторые недостатки, энергонезависимые котлы являются практичным и надежным решением. В некоторых поселениях они не имеют конкурентов из-за перебоев с подачей электропитания.

Устройство

Основными элементами энергонезависимых агрегатов являются первичный (основной) теплообменник и газовая горелка. Они обеспечивают выполнение главной функции котла.

Кроме этого в составе конструкции имеются:

• трехходовой кран, в котором температура теплоносителя приводится к заданному значению;
• газовая аппаратура, обеспечивающая контроль и подачу топлива;
• вторичный теплообменник (только для двухконтурных моделей);
• датчики температуры и давления.

Перечень узлов невелик, но это является основным достоинством энергонезависимых котлов. Чем меньше деталей, тем выше прочность и устойчивость к нагрузкам конструкции в целом.

Разновидностей энергонезависимых котлов не так много, как более современных зависимых моделей. Например, отсутствуют турбированные агрегаты (с механической подачей воздуха).

Существуют следующие разновидности:

• одноконтурные. Обеспечивают только нагрев теплоносителя для отопительного контура;
• двухконтурные. Выполняют две функции — нагрев теплоносителя и подготовка ГВС.

По способу монтажа:

• настенные. Устанавливаются навесным способом на несущие стены или прочные вертикальные поверхности;
• напольные. устанавливаются на пол или негорючую подставку. Большинство энергонезависимых агрегатов изготавливаются в напольном исполнении;
• парапетные. Это агрегаты, обладающие признаками нескольких групп газовых котлов. Они имеют массу особенностей, делающих их практичными и удобными для пользователей.

Как правило, энергонезависимые котлы имеют напольную одноконтурную конструкцию. Это самый простой и надежный вариант. Такой подход позволяет гарантировать бесперебойную подачу теплоносителя в систему обогрева в сложных условиях.

Принцип работы

Работа энергонезависимого котла построена на проточном нагреве теплоносителя в пламени газовой горелки. Жидкость поступает в котел, проходит стадию нагрева и поступает в трехходовой кран.

Удаление дыма происходит с помощью естественной тяги, поэтому требуется подключение к общедомовому дымоходу достаточной длины.

Циркуляция жидкости также происходит естественным образом, что требует соблюдения нормативного уклона при монтаже системы.

Рейтинг ТОП-5 энергонезависимых газовых котлов

Рассмотрим особенности некоторых моделей энергонезависимых агрегатов:

Лемакс Премиум-12,5

Энергонезависимый напольный котел отечественного производства. Мощность агрегата — 12,5 кВт, поэтому площадь помещения не должна превышать 125 кв. м.

Модель оснащена стальным теплообменником, защитой от перегрева и контроллером подачи газа.

Основные эксплуатационные характеристики:

• КПД — 90 %;
• максимальная температура отопительной воды — 90°;
• давление в контуре отопления (макс) — до 3 Бар;
• расход природного газа — 1,5 м3/час;
• размеры (Ш-В-Г) — 416x744x491 мм;
• масса — 55 кг.

Фирма Лемакс дает длительную гарантию на свои котлы — пользователь получает техническое сопровождение в течение 3 лет.

Лемакс Премиум-20

Еще один напольный энергонезависимый газовый котел, изготовленный в Таганроге.

Его мощность составляет 20 кВт, что оптимально для большинства частных двухэтажных домов. Максимальная площадь для этого агрегата — 200 кв. м.

Параметры котла:

• КПД — 90 %;
• максимальная температура отопительной воды — 90°;
• давление в контуре отопления (макс) — до 3 Бар;
• расход природного газа — 2,4 м3/час;
• размеры (Ш-В-Г) — 556x961x470 мм;
• масса — 78 кг.

Одноконтурная конструкция предназначена для подогрева теплоносителя, но при необходимости можно подключить внешний бойлер косвенного нагрева.

Лемакс Патриот-12,5

Энергонезависимая парапетная модель из Таганрога. Котел, обладающий специфическими возможностями.

Энергонезависимый агрегат, но камера сгорания закрытого типа. Мощность котла 12,5 кВт, подходящая для обогрева 125 кв. м.

Основные технические характеристики:

• КПД — 87 %;
• максимальная температура отопительной воды — 80°;
• давление в контуре отопления (макс) — до 2 Бар;
• расход природного газа — 0,75 м3/час;
• размеры (Ш-В-Г) — 595x740x360 мм;
• масса — 50 кг.

Основным достоинством парапетных котлов является низкий расход топлива — почти вдвое меньше по сравнению с обычными моделями.

Siberia 11

Продукция ростовских изготовителей теплотехники. Агрегаты выпускаются в одно- и двухконтурном вариантах, что расширяет возможности выбора.

Мощность составляет 11,6 кВт, позволяя обогревать дом площадью до 125 кв. м.

Основные параметры:

• КПД — 90 %;
• максимальная температура отопительной воды — 90°;
• давление в контуре отопления (макс) — до Бар;
• расход природного газа — 1,18 м3/час;
• размеры (Ш-В-Г) — 280x850x560 мм;
• масса — 56 кг.

Ростовские агрегаты положительно оцениваются специалистами и рядовыми пользователями.

MORA-TOP SA 40 G

Чешский газовый энергонезависимый котел мощностью 35 кВт предназначен для использования в помещениях до 350 кв. м. Массивная конструкция оснащена чугунным теплообменником.

Параметры:

• КПД — 92 %;
• максимальная температура отопительной воды — 85°;
• давление в контуре отопления (макс) — до Бар;
• расход природного газа — 3,9 м3/час;
• размеры (Ш-В-Г) — 630x845x525 мм;
• масса — 151 кг.

Чугунный теплообменник имеет секционную конструкцию из 5 отделов. Имеются датчики давления и температуры.

Отзывы

Для полноты информации следует рассмотреть отзывы пользователей, эксплуатирующих энергонезависимые котлы в своих домах:

Глобальная программа газификации частного сектора нередко приводит к появлению парадоксов. Стабильная подача энергоносителя не всегда совпадает с такой же хорошей работой электросетей. Это существенным образом отражается на проектировании системы автономного отопления и ГВС. Установить газовый котел, работа которого требует электропитания в таком случае невозможно. Альтернатива – монтаж энергонезависимого газового котла.

Особенности конструкции

Под энергонезависимостью подразумевается, что для нормальной работы газового котла не требуется подключение к электросети. Это накладывает определенные условия на его функциональные возможности и конструктивные особенности.

Включение котла возможно только в ручном режиме. Большинство производителей устанавливают пьезоэлемент, который формирует искру, необходимую для розжига. Еще одной особенностью являются 2 горелки: запальник и основная горелка. Запальник необходим для активации основного факела.

Регулировка мощности осуществляется также в ручном режиме. Некоторые производители предусматривают несколько режимов работы – экономный, оптимальный и максимальный. Они активируются с помощью переключателя, расположенного на лицевой части котла.

Безопасность

Для обеспечения безопасности используют защитные элементы, работающие на разностях температур или давления. Это относится к системе контроля температуры воды в системе, циркуляции воздуха для обеспечения процесса горения и удаления сгоревших газов.

Принцип работы

Нагрев воды в энергонезависимых газовых котлах происходит по тому же принципу, что и в другом отопительном оборудовании. С помощью теплообменника энергия сгоревших газов передается теплоносителю в системе отопления. Но из-за того, что котлы рассчитаны только для отопления с открытой циркуляцией воды, теплообменные элементы обладают уменьшенным гидравлическим сопротивлением. В результате этого увеличен их размер.

Типичная схема одноконтурного газового котла показана на рисунке.

Существует разделение котлов в зависимости от функциональных возможностей и монтажа:

• Напольные. Самый распространенный вид энергонезависимого отопительного оборудования. По требованиям монтажа котел должен располагаться в самой низкой точке системы отопления. Исключения могут составлять устройства, установленные в подвальных помещениях.
• Настенные. Устанавливаются только в том случае, если проект отопительной системы позволяет это сделать.
• Одно и двухконтурные. Одноконтурные предназначены только для нагрева жидкости в трубах отопления, а двухконтурные могут обеспечить дом ГВС. В зависимости от принципа нагрева воды бывают проточные и накопительные.

Немаловажным фактором для правильной эксплуатации котла является его установка.

Особенности монтажа

Конструкция газовых энергонезависимых котлов не предусматривает систему принудительной циркуляции теплоносителя. Именно поэтому существуют ограничения на их применение.

Для правильного монтажа отопительная система должна отвечать следующим требованиям:

• Месторасположение отопительного оборудования. Как уже говорилось выше, котел должен располагаться в самой низкой точке отопительной обвязки дома.
• Высота прокладки труб должна обеспечивать естественную циркуляцию воды в них. Расчет этого параметра зависит от параметров здания и мощности котла.
• Дымоход. Открытая конструкция горелки подразумевает естественную вентиляцию воздуха из помещения на улицу через дымоходный канал. При этом осуществляется приток воздуха для поддержания процесса горения и своевременный отвод угарных газов из дома.
• Требования к помещению. Комната с установленным газовым котлом должна иметь принудительную систему вентиляции. Ее мощность должна обеспечивать 5-ти кратный объема воздуха (подробнее все требования описаны тут.

Все остальные нюансы проектирования системы отопления открытого типа не влияют на работу котла.

Преимущества и недостатки

Специфика монтажа и работы энергонезависимого газового оборудования придают ему определенные эксплуатационные свойства. К разряду преимуществ можно отнести следующие качества:

1. Экономичная работа требует лишь подведения газовой магистрали к оборудованию. При этом владельцу не нужно устанавливать дополнительные приборы бесперебойной подачи электричества.
2. Стоимость монтажных работ невысока, так как большая часть оборудования, требующая точных настроек, отсутствует в конструкции – циркуляционный насос, электронная система контроля подачи воздуха и вывода газов, расширительный бак т.д. Но это не значит, что монтаж котла можно делать самостоятельно. Это газовое оборудование, поэтому все этапы установки должны соответствовать текущим нормативам.

1. Требования к системе отопления.
2. Монтаж клапана сброса газа.
3. Обеспечение должного уровня давления в газовой магистрали.

Такой тип оборудования чаще всего устанавливается в дачных поселках, где высока вероятность непредвиденного отключения электричества.

Производители

В настоящее время есть несколько компаний, которые предлагают энергонезависимые газовые котлы.

Это далеко не полный перечень ассортимента рынка отопительного оборудования. Для правильного выбора оптимальной модели необходимо, чтобы она полностью соответствовала параметрам отопительной системы.

Комфортный температурный режим в частном доме обеспечивает энергонезависимый газовый котел, который не требует постоянного поступления извне других ресурсов, кроме топлива. Современные модели тепловых агрегатов часто работают при условии непрерывного подключения к источникам электропитания (по принудительной схеме циркуляции теплоносителя и вентиляции камеры сгорания). Падение напряжения или его исчезновение может привести к аварийной остановке или выходу из строя всей автономной системы отопления. Котлы, работающие без подключения к сети, снижают такие риски.

Чем энергонезависимый котел отличается от других

Система отопления, основные узлы которой работают только от электрической энергии, уязвима, так как именно зимой наибольшие нагрузки на распределительные сети бытовых потребителей. Автоматизированное настенное теплогенерирующее оборудование занимает меньше места, но перестанет работать, если напряжение упадет ниже допустимого. Как вариант, нужны дополнительные затраты на дизельный электрогенератор.

При тех же условиях напольный газовый котел имеет энергонезависимый вариант схемы подключения в контур обогрева дома. Он может иметь конструкцию камеры сгорания под использование угля, торфа, брикетов или дров. Оптимально, если участок газифицирован – в обслуживании обогрева можно ограничиться осмотром и регулировками. Модели котла, позволяющие использовать разные виды топлива, называют комбинированными.

К достоинствам энергонезависимого газового котла относят такие его качества:

1. Нет необходимости устраивать точку подключения электрической сети. Отсутствует ежемесячная оплата потребленной электроэнергии. Устраняется риск короткого замыкания на воду при аварии или неосторожном обращении.
2. Стабильная работа зависит только от наличия топлива. Упрощается монтаж, техническое обслуживание и наладка всех систем. срабатывает от параметров системы и не зависит от внешних источников питания.
3. Отсутствие электродвигателей в схеме значительно снижает уровень шума.
4. Естественная циркуляция обладает инерционностью. При отсутствии факела вода продолжает движение в трубах и дает больше времени для предотвращения последствий остановки котла.

Изначально все индивидуальные котлы были энергонезависимыми, поэтому принципы их конструкции проверены многими десятилетиями и не представляют сложности в эксплуатации.

Важно! При расчете и монтаже автономной системы отопления с газовым котлом, для обеспечения хорошей циркуляции теплоносителя, нужно правильно выбрать Ø труб, схему разводки, соблюсти уклоны, сделать дымоход с устойчивой тягой.

Как работает котел

Разводка труб в здании выполняется так, чтобы обеспечить движение воды под действием силы тяжести. Нагретая жидкость расширяется в ограниченном стенками трубы объеме и становится легче такого же ее количества в холодном состоянии. За счет этого горячая вода стремится вверх, отдавший энергию теплоноситель – в нижнюю точку, где стоит котел. После попадания его в теплообменник, расположенный вокруг камеры сгорания, цикл повторяется.

Конструктивно котел газовый одноконтурный напольный энергонезависимый устроен следующим образом:

• запальная (ручной пьезо-розжиг) и основная горелки;
• камера сгорания открытого типа;
• система удаления продуктов сгорания (выводящее колено, дымоход);
• автоматика установки рабочих параметров и безопасности;
• кожух с термоизоляционным слоем.

В качестве базовой автоматики используют биметаллические термодатчики для поддержки режима горения и клапан обратной тяги, прекращающий работу при нарушении вентиляции в топке.

Котел может быть сделан в двухконтурном исполнении. Тогда в его конструкции появляется независимый канал для питания системы горячего водоснабжения. Остальные узлы такие же, как у одноконтурных собратьев (о технических характеристиках одноконтурных настенных газовых котлов читайте по ссылке).

Большинство современных энергонезависимых агрегатов не предусматривают подключение своих узлов к электрической сети, но, при желании, в схему можно включить дополнительные приборы, которые напрямую не влияют на работу котла. Например, клапан автоматического сброса воды из системы при снижении ее температуры ниже допустимой. Это предотвращает размораживание труб при длительном отсутствии людей в доме (даче), но не критично – при отсутствии электроэнергии выполняется вручную. Хорошим решением будет установка в помещении котельной газоанализатора.

Разница в материале топки котла

Теплообменник, по которому проходит вода, чтобы забрать энергию горящего газа, делают из чугуна, стали, реже – меди. Эффективно выполняют функцию стабилизации параметров нагреваемой воды напольные газовые котлы с чугунным теплообменником энергонезависимые, имеющие долгий срок службы, по сравнению с другими аналогами.

Теплоемкость материала компенсирует кратковременные (импульсные) колебания процесса горения. К недостаткам относится хрупкость чугуна (бережная транспортировка и монтаж), не ремонтопригодность в месте повреждения.

Стальной теплообменник устойчив к ударам, но сильнее подвержен коррозии и выгоранию металла при пустых трубах. В то же время толщина стенки значительно меньше, чем чугунного изделия, что снижает вес и габариты котла. При грамотной эксплуатации оборудование служит 15-20 лет и окупает себя.

Высокая теплопроводность меди позволяет эффективно использовать котел на режимах слабого горения газа, и меньше энергии выбрасывать в трубу. Но стоимость такого теплообменника сужает спрос на модели котлов, применяемые для отопления дома. Более распространена установка медного контура для съема горячей воды на бытовые нужды.

Внимание! При расчете системы отопления на эксплуатацию в течение не менее 25 лет, присутствии агрессивных веществ в воде или окружающем воздухе (техногенная обстановка) лучше выбирать газовые напольные котлы энергонезависимые чугунные, которые обладают высокой устойчивостью к химической коррозии, выдерживают нагрев до 300°С и имеют возможность замены отдельных секций теплообменника.

Нюансы монтажа

Энергонезависимые отопительные котлы устанавливают по специально разработанному проекту, который должен быть согласован с контрольным органами газоснабжающей организации и пожарным надзором.

Для полноценного функционирования системы соблюдают такие позиции:

1. В помещении котельной поддерживается плюсовая температура. Это значит, нужно размещать оборудование в комнате с утепленными стенами и регулируемой вентиляцией.
2. Использовать материалы, соответствующие пожарным требованиям. Стены из горючих материалов изолируются не возгорающимися листами (асбо-цементными плитами, оцинкованная сталь поверх асбестового волокна).
3. Дымоход рассчитывается по мощности котла. Дымовой канал должен быть индивидуальным. Труба, проходящая через крышу здания, располагается в 1,5 м от линии конька по горизонту и 0,5 м выше по вертикали. Если расстояние составляет 1,5-3 м, то достаточно поднять срез дымохода до высоты конька.
4. Отдельно стоящий стальной дымоход не должен иметь больше 3 поворотов. Общая высота от низа топки до края трубы – не меньше 5 м. Сверху просвет дымохода накрывают, что защищает от осадков, влаги и грязи.

Первый запуск газового котла, установленного самостоятельно, проводят в присутствии профессионала, который способен проконтролировать правильность монтажа и последующей работы оборудования.

О частых причинах поломок газовых котлов системы отопления читайте в этой статье.

Технические характеристики энергонезависимых котлов

В зависимости от отапливаемой площади, сложности системы отопления, особенностей вентиляции помещений энергонезависимые газовые котлы выбирают, исходя из паспортных данных, указанных производителем данной модели. К ним относятся:

• модель;
• виды топлива;
• мощность (мин/макс кВт);
• расход газа (мин/макс. м³/ч);
• допустимое давление газа в трубопроводе (МПа);
• объем теплоносителя;
• габариты (ширина × глубина × высота) мм;
• вес (кг);
• диаметр дымохода (мм).

Продукция иностранного производства считается более экономной из-за установки устройств, автоматически управляющих интенсивностью горения. Отечественные котлы отличают более доступная цена при не меньшей надежности работы, лучшая адаптация к местным климатическим условиям, параметрам воды и газа.

Вывод

Продуманный подход к выбору газового котла обеспечит энергонезависимость и надежность отопления в зимний период для вашего дома.

Читайте также:

  
• Клубника своими руками из ткани
  
• Как украсить кулер к новому году своими руками
  
• Подсветка дома снаружи светодиодной лентой своими руками
  
• Как сделать чтобы ребра не торчали
  
• Парафиновые сапожки для детей в домашних условиях как сделать