Виды газового топлива
Газовое топливо для обогрева домов подают по магистральному трубопроводу централизованно или поставляют в сжиженном виде. Для его хранения используют специальные емкости — газгольдеры — объемом 5-10 м³, которые устанавливают рядом с домом.
Природный газ метан в 4-5 раз дешевле сжиженного. Не требуются заправка или сложное обслуживание оборудования, как при использовании газгольдеров. Но, к сожалению, жители не всех регионов имеют доступ к магистрали. Тогда экономически оправдано применение герметичных емкостей или баллонов, так как отопление дизелем или электричеством обойдется на 30-50% дороже. Для автономного обогрева предназначена смесь пропана и бутана, которую хранят в сжиженном виде при давлении 16 бар.
Из чего состоит отопительная система
Перечень необходимого оборудования зависит от схемы организации отопления. Перечислим основные компоненты для всей совокупности решений.
Газовый котел. Его функция – греть теплоноситель. Часто он оснащен закрытым расширительным баком, а иногда и циркуляционным электронасосом. Выбор такой компоновки облегчает проектирование и монтаж теплосети. Подбор котла осуществляется исходя из мощности, необходимой для отопления жилплощади.
Стандартная формула “100 Вт на 1 м²” усреднена. В действительности необходимая мощность зависима от отапливаемого метража, т.к. его увеличение непропорционально увеличению площади ограждающих конструкций – главной причины теплопотерь. Если для отопления 100-150 м² потребуется 130 Вт на метр, то для 400-500 квадратов хватит 80 Вт.
Отопительные приборы. Они нужны, чтобы отдавать тепло для поддержания нужной температуры в помещении. Это могут быть чугунные, стальные, алюминиевые или комбинированные радиаторы. Их энергоэффективность зависит от материала и количества секций батареи, а выражается в теплоотдаче и инерционности.
Трубопровод. Он применяется, чтобы передавать и распределять теплоноситель между батареями. Для его развертывания в основном применяют бесшовные изделия из полипропилена или стали. Низкий коэффициент внутреннего сопротивления позволяет использовать их в теплосетях с принудительной и естественной циркуляцией.
Входящие в состав антифриза присадки могут разрушать полипропиленовый теплопровод. Если в доме не проживают постоянно, следует использовать стальные конструкции.
Фитинги. Необходимы для соединения труб
Важно, чтобы они не нарушали герметичность и не уменьшали проходимость теплопровода
Расширительный бак. Компенсирует скачки давления внутри теплосети, вызываемые способностью вещества расширяться при нагревании. Устраняет риск разрушения отдельных ее компонентов. Существуют конструкции открытого и закрытого типов. Использование вторых предпочтительно из-за их универсальности, безопасности и простоты обслуживания.
Поскольку эксплуатация открытого расширительного бака сопряжена с испарением теплоносителя, в такой компоновке нельзя использовать антифриз.
Запорная арматура. Позволяет отключать отдельные элементы теплосети от контура для проведения техобслуживания или регулировки температуры в помещении.
Предохранительная арматура. В эту категорию входят балансировочный вентиль, автоматический воздухоотводчик (кран Маевского), обратный и предохранительный клапаны. Их задачи заключаются в том, чтобы не допустить возникновение дросселирующих потоков и уберечь систему от гидроударов.
Регулирующая арматура. Предназначена для балансировки отопительной системы и управления теплоотдачей отдельных радиаторов. Это помогает установить в каждом помещении индивидуальный микроклимат, не изменяя общих показателей теплосети.
Распределительный коллектор и гидрострелка. Отвечают за разделение гидравлических контуров и распределение теплоотдачи. Улучшают проходимость сети. Уменьшают теплопотери. Поскольку они служат локальными центрами управления, на них устанавливают термометр, манометр, расходометр и др. датчики.
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.
Схема формирования водяного отопления с газовым котлом
Система газового отопления в частном доме с водяным теплоносителем состоит из основных и вспомогательных элементов:
- водонагревательный одно-, двухконтурный котел;
- полипропиленовых или металлических труб, фитингов;
- байпасов, с помощью которых осуществляется отключение отдельных батарей от сети;
- радиаторов из чугуна, биметалла, алюминия, стали;
- расширительного бака;
- контролирующей и запорной арматуры.
Система безопасности есть на каждом газовом котле, и состоит из электромагнитного клапана, термопары, соединенных проводами между собой. Если модуль работает нормально, спай термопары нагревается запальником, по обмотке электроклапана транспортируется электроток, поддерживая клапан в открытом положении. Если термопара остынет, электромагнитный клапан перекроет подачу газа.
По схеме присоединения батарей газовая система отопления частного дома может быть одно-, двухтрубной:
- В однотрубной сети трубопровод один, подключение батарей последовательное, поэтому в крайний по схеме радиатор теплоноситель подается уже остывшим. Проблему нагрева батареи решает увеличение количества секций или монтаж двухтрубной сети.
- В двухтрубной магистрали в каждый радиатор присоединяется 2 трубы – одна на подачу, вторая – на обратку. Плюс в равномерности прогрева каждого радиатора, вне зависимости от степени удаления от котла и возможность установки режима прогрева на радиаторах. Минус в увеличенном расходе материалов – все элементы и детали кроме котла придется покупать в двойном количестве.
Основные особенности и различия:
- По типу циркуляции различается сеть с гравитационной и принудительной циркуляцией. В первом случае вода течет самотеком, для чего трубы выкладываются с определенным уклоном в сторону магистрали обратки, во втором применяется насос циркуляционный. Минус принудительной сети – энергозависимость, плюс в увеличенном КПД – теплоноситель циркулирует с большей интенсивностью, потому комнаты прогреваются быстрее.
- Если применяется двух и более контурная система отопления с газовым котлом, схема дополняется гидрострелкой. Это устройство предупредит перепады давления в магистрали и убережет оборудование от гидроударов.
- Расширительный бак может быть открытым и герметичным. Если сеть самотечная, хватит открытого бака, для принудительной циркуляции теплоносителя подходит только герметичное устройство.
Отсутствие насоса и других энергозависимых приборов делает сеть отопления автономной. Это обеспечивает стабильность работы при отключении электричества, но сниженную эффективность магистрали. Важный минус – теплоноситель в крайние радиаторы из стали или чугуна будет поступать охлажденным, поэтому необходимо нивелировать неравномерность прогрева дополнительными секциями.
Есть вариант формирования комбинированной сети, где циркуляционный насос врезается в магистраль через байпас и подключается при необходимости быстрого прогрева помещения. Как только воздух в комнате нагревается, насос выключается, и теплоноситель продолжает циркулировать самотеком. Такой вариант удобен небольшими дополнительными расходами на электроэнергию, но снижением затрат на энергоносители за счет оперативного прогрева комнаты.
Схемы подключения котлов газового типа
Сеть отопления может быть с принудительной и гравитационной транспортировкой теплоносителя.
Принудительные системы работают при нагнетании потоков циркуляционным насосом – оборудование интегрируется в схему дополнительно или может быть встроенным в котел. В этом случае магистраль запускается в работу только при наличии электропитания для насоса.
Самотечные (гравитационные) обслуживаются без насоса, вода циркулирует по трубам под воздействием разности плотности между холодным и горячим веществом. Самотечный тип схемы редко применяется в строениях выше 1 этажа, требует правильной выкладки трубопроводов с наклоном в сторону трубы обратного тока, прочих нюансов.
Правила выбора газового котла
Подбирая оборудование для отопления дома, хозяин ориентируется не только на собственные предпочтения, но и рекомендации проектировщиков сети. Учитываются показатели мощности сети, общего объема теплоносителя, производительности оборудования, разветвленности магистрали, типа строения, естественные теплопотери и пр.
На что обратить внимание при выборе устройства:
- Мощность. Средний показатель рассчитывается по формуле на 10 м2 площади 1 кВт тепла. К итоговому результату добавить до 50% в зависимости от наличия в доме больших окон, плохого утепления, общей площади и пр.
- Количество контуров. Одноконтурный котел работает только на прогрев теплоносителя для сети, двухконтурный дополнительно раздает горячую воду для бытовых нужд. Для семьи из 5 и более человек оптимальным будет вариант с установкой одноконтурного котла и отдельного бойлера для ГВС. Двухконтурный бытовой прибор нагрева не справится с интенсивной раздачей горячей воды и прогревом теплоносителя для сети, поэтому расходы на энергоноситель могут повыситься. Бойлер для прогрева в этом случае – разумный выход.
- Тип монтажа. Настенные виды приборов имеют сниженную мощность, более легкий вес, допускаются для монтажа в комнате или квартире. Напольное оборудование – это массивные приборы с высоким КПД, для которых оборудуется отдельная котельная.
- Вид горелки. Устройства с атмосферной горелкой придется дополнять отдельным дымоходом, котлы с турбированной горелкой не нуждаются в дымоходе, камера сгорания вентилируется в принудительном режиме. Турбированные горелки стойко переносят перепады давления газа в сети, обладают высоким КПД, стоят дороже. Устройства с атмосферной горелкой немного дешевле, но КПД снижен.
- Материал теплообменника. Стальные теплообменники имеют сравнительно невысокую стоимость, но не противостоят коррозии. Чугунные теплообменники – это «вечные» приборы, агрегаты стоят дорого, встречаются в продаже уже не так часто.
Особенности составления проекта и расчета системы
Продумывая, как в квартире провести газовое отопление или соорудить сеть в частном доме, владельцу предстоит составить проект. Схема просчитывается по расходу топлива, для чего берется формула – на 1 кВт тепловой энергии надо 0,1 м3 газа/час.
Получается, что для дома в 200 м2 мощность котла должна быть не ниже 20 кВт, с потреблением 2 м3 газа в час. Сезон отопления в регионах РФ длится в среднем полгода, из которых 3 месяца – суровые зимы, 3 месяца – период межсезонья. Стандартно 100 дней в году нагреватель работает на полную мощность, 100 дней на 45–55% от общей производительности.
Расчет несложный – в холодный сезон потребуется (20х0,1х24) 48 м3 газа в сутки, в межсезонье примерно 24 м3 газа/сутки. Общий итог 72000 м3 газа (24х100+48х100). Зная уровень потребления топлива, не составит труда посчитать общие затраты на обслуживание сети.
Варианты схем разводки газовых сетей в частном доме
Разводка отопления от газового котла бывает одно-, двухтрубной:
- Однотрубная сеть не доставляет сложностей при монтаже, но применяется редко из-за снижения температуры теплоносителя в каждом последующем радиаторе. В этом случае крайняя в сети батарея останется холодной, дом прогреется неравномерно. Допускается однотрубная разводка в домах с площадью не более 70 м2.
- Двухтрубная сеть дороже по формированию, но удобнее по эксплуатации. Каждый радиатор оснащается двумя трубопроводами – на подачу и обратку, что дает возможность установки режима прогрева для разных комнат, батареи в этом случае получают теплоноситель заданной температуры вне зависимости от их удаленности от котла. Для регулировки подачи теплоносителя применяются запорные вентили.
Как сделать газовое отопление частного дома своими руками
Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ
Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям
Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:
- врезки системы отопления дома в газовую сеть;
- проектирования газового отопления дома.
Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии.
Порядок работ
Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).
Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:
- монтаж котла в котельной на первом этаже;
- монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
- установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
- установка коллектора для теплого пола;
- укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
- установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
- по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.
Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:
1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)
2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)
Схемы разводки автономного отопления
Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:
- Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
- Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
- Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
- Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
- Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.
Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:
1. Система отопления открытого типа
Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.
Схема автономного газового отопления открытого типа
2. Система отопления закрытого типа
В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.
Схема с естественной и принудительной рециркуляцией, которые используются при отоплении двухэтажного частного дома
Особенности газовой системы отопления
Принцип работы системы в том, что от газового котла отводится сеть труб, по которой циркулирует теплоноситель.
Трубы и радиаторы отдают тепло воздуху в комнатах, а остывший теплоноситель возвращается обратно в котёл.
Газовая система устанавливается в три этапа:
- Проект на бумаге (подсчёты и схемы).
- Закупка необходимых элементов системы.
- Монтаж и пуск в работу.
Рассмотрим все шаги подробнее.
Проект
Автономное газовое отопление начинается с разработки проекта. Если решено делать план своими силами, всё тщательно продумайте и перепроверьте!
Итак, на листе бумаги рисуется точный план дома с размерами. Затем наносятся все детали будущего отопления:
- котёл;
- трубы;
- радиаторы;
- расширительный бак;
- краны и т.д.
Вооружившись рулеткой, сделайте замеры. Обозначьте на схеме все места соединений, где будут тройники, муфты. Отметьте, где будут отверстия в стенах. Диаметр труб.
Система отопления с одноконтурным газовым котлом и теплым полом в визуальной схеме
Для расчётов системы нужно учесть:
- Производительность котла, количество контуров, напольный он или настенный, вид камеры сгорания.
- Мощность насоса.
- Характеристики радиаторов.
- Особые условия: если планируется тёплый пол, бассейн и т.д.
Чтобы перейти к закупке, перепишите со схемы на отдельный листок список всех получившихся деталей (например, радиаторы 5 секц. – 6 шт., тройники – 14 шт., и т.д.)
Система без магистрального газа
Газовое отопление, в принципе, доступно и там, где не проведён магистральный газ. Если недалеко есть газгольдер или можно приобретать баллонный газ.
Посмотрев в документах к котлу, его расход газа (м3/ч), можно и нужно подсчитать:
- Как быстро будет заканчиваться баллон.
- Сколько их понадобится на отопительный сезон.
- И во сколько это обойдётся.
Сразу скажем, что не стоит затевать отапливаться баллонами, если дом более 70 м2. Расход будет – баллон в день!
Газовые баллоны для отопления дома
Информация для расчётов:
- Из одного кг. сжиженного газа получается около 510 литров, т.е. 0,5 м3.
- Баллон обычно заполняется на 85%. Т.е. около 42 л. или 22 кг.
- Получается, что один баллон даёт 11 м3 газа.
Пример. Котёл на 10 кВт расходует в час 1,1 м3 газа. Получается, что одного баллона хватит на 10 часов работы котла на пределе мощности.
На практике же котлы (особенно, если есть терморегулятор), включаются/выключаются и могут поддерживать нужную температуру, не дожимая до полной мощности, и работая примерно 8 часов в сутки. Это значит, что баллон менять нужно будет раз в 2-4 дня.
Недостатки газового отопления
Утечка газа может привести к плачевным последствиям. Будьте бдительны и устанавливайте оборудование слежения за утечками.
- Необходимо установить автоматическую систему слежения за возможными утечками. Система зависит от подачи электроэнергии.
- Атмосферная горелка имеет открытое пламя. Безопасность такого устройства – спорный вопрос для некоторых пользователей.
- Использование газового котла нецелесообразно, если площадь помещение менее 100 квадратных метров. Такая установка экономически не выгодна и считается менее безопасной для окружающей среды.
- При монтаже газового котла обязателен и дымоход, позволяющий отводить отработанные газы. При этом котельная устанавливается в отдельной комнате. Еще одно условие – хорошая вентиляция и снабжение помещения свежим воздухом, наличие отдельного выхода на улицу. Последнее обязательно для установок с газовой горелкой.
- Если давление газа падает или горелка изрядно изношена, то уменьшается КПД и может появиться копоть.
- Модель газового котла стоит выбирать с учетом особенностей климата. Так как в России давление газа может сильно «скакать», зарубежные устройства просто не выдерживают нагрузок. Поэтому горелка неадаптированной установки способна «сжечь саму себя» при снижении давления до предела. Такое оборудование быстро выходит из строя.
- Необходимость согласования проекта и установки со службой Газтехнадзора. Чтобы установить газовую систему, придется получить разрешение и пригласить сотрудника инспекции для подписания документов и осмотра.
Обратите внимание, что Газтехнадзор требует копии лицензии обслуживающей организации. Если за этапы работы отвечают разные фирмы, требуются лицензии на каждый вид деятельности.
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.
Внимание! Игнорирование требований к подключению и эксплуатации газового оборудования создаёт не только проблемы с контролирующими органами, но и опасность для проживающих
