Виды отопительных котлов: какой выбрать?

Котел – это сердце всей отопительной системы в доме, квартире или на предприятии. Он обеспечивает нагрев теплоносителя, например, воды. Котлы отопления делятся на виды в зависимости от типа топлива, которое используется для получения тепловой энергии. В этой статье рассмотрим основные модели (газовые, электрические, жидкотопливные, твердотопливные и комбинированные) и постараемся разобраться, какой лучше. 

Газовые котлы

Газовые котлы считаются одними из самых надежных и работают по принципу сжигания газа. Получаемая энергия переходит к теплоносителю, а затем распространяется в помещении через теплопровода, радиаторы, батареи.   

Виды газовых котлов по типу размещения

Различают приборы, предназначенные для установки на пол и для монтажа на стену. Настенные котлы часто называют мини-котельными в связи с их широким функционалом. Корпус устройства внутри обычно состоит из теплообменника, горелки, системы управления и безопасности, термометра, расширительного бака и циркуляционного насоса. Широко используются в частных домах и многоэтажных зданиях с целью обогрева отдельных квартир, что позволяет не зависеть от сроков отопительного сезона. Современные застройщики чаще всего оснащают квартиры именно такими независимыми котлами. Мощность большинства настенных моделей в пределах 12-42 кВт, чего вполне достаточно для обогрева помещений площадью от 50 до 400 м².

По способу вывода продуктов сгорания настенные газовые котлы могут иметь систему естественной (открытая камера сгорания) и принудительной (закрытая камера сгорания) тяги. Первая работает за счет наличия в доме традиционного дымохода, через который выводятся наружу продукты распада. Системы принудительной тяги позволяют избавиться от переработанных газов с помощью встроенного вентилятора. Это происходит путем их вывода через так называемый коаксиальный дымоход, для которого в стене формируется специальное отверстие.

Настенные устройства могут быть оборудованы модуляционной горелкой, которая в отличие от обычной способна обеспечить экономию топлива в условиях автоматизированной работы с поддержкой желаемого уровня температуры. Системы безопасности, которые используются во многих настенных конструкциях, оборудованы сенсорами наличии огня, блокирующими термостатами и различными вспомогательными устройствами. Они гарантируют своевременное прекращение работы в случае отключения электроэнергии, превышении допустимых уровней температуры прибора или других непредвиденных ситуаций.

Напольные котлы имеют классическую конструкцию, которая в течение десятилетий остается неизменной. Теплообменники напольных конструкций обычно изготавливают из стали или чугуна. Последние значительно тяжелее, а это повышает риск образования микротрещин при транспортировке устройства. Чугунные теплообменники используются в котлах большой мощности. Стальные значительно легче, однако в условиях неправильной эксплуатации существует риск образования ржавчины.

Теплообменники газовых котлов

Различают два типа:

• газовый котел с битермическим теплообменником: конструкция модели представляет собой одну трубу внутри другой. Внешняя труба отвечает за нагрев воды для системы отопления, внутренняя – за обеспечение горячего водоснабжения. Преимуществом биометрического теплообменника является его сравнительно невысокая стоимость за счет простоты конструкции: для полноценной работы устройства не нужен трехходовой клапан и вторичный теплообменник. Главный недостаток – частые поломки из-за жесткой воды, поэтому возникает необходимость использования специальной очищенной жидкости;
• газовый котел с монотермическим (раздельным) теплообменником: имеет  трехходовой клапан и наборный теплообменник горячего водоснабжения. Она способна стабильно работать в условиях высокой жесткости воды благодаря уменьшенным температурным режимам водяного контура.

Виды газовых котлов по количеству контуров

Одноконтурные отвечают лишь за отопление помещения. Для реализации режима горячего водоснабжения необходимо дополнять их специальными бойлерами непрямого нагрева.

Двухконтурные модели служат как для отопления дома, так и для нагрева воды, поскольку оснащены дополнительным теплообменником. Котел автоматически включает режим нагрева воды сразу же после открывания крана с горячей водой. Хотя двухконтурные котлы стоят меньше, чем одноконтурные в сочетании с бойлерами, все же стоит помнить, что первые не смогут обеспечить достаточным количеством горячей воды более трех членов семьи, что особенно актуально во время утренних водных процедур.

Также двухконтурные приборы имеют склонность к образованию накипи на поверхности теплообменника. Это приводит к постепенному снижению производительности водонагревателя и расходования большего количества топлива. В соответствии со способом вывода продуктов сгорания, двухконтурные котлы могут быть дымоходными или турбированными (используется дымоход с вентилятором).

Преимущества и недостатки газовых котлов

• эффективно отапливают большие по площади помещения (в том числе коммерческие и промышленные);
• имеют высокий КПД;
• простые в использовании, поскольку работают на основе автоматизированных систем (например, в котле с электрическим розжигом при случайном затухании огня повторное включение происходит автоматически);
• существует большой выбор моделей по назначению и функциями, поэтому можно выбрать оптимальный вариант для любого помещения;
• простой монтаж;
• долговечные и надежные.

Из недостатков отметим необходимость установки систем автоматического контроля за утечкой газа.

Электрокотлы

Электрические котлы – это устройства отопления, работа которых полностью зависит от электросети. Состоят они обычно из теплообменника, в который входят нагревательный элемент и специальный бак, а также из блока управления и регулятора температуры. Некоторые модели дополнительно оборудуют циркуляционными насосами, фильтрами, предохранительными клапанами и расширительными баками.

Подключение котла к электросети может быть однофазным и трехфазным. Выбирая для дома отопительную установку, эти особенности следует обязательно учитывать, поскольку в зависимости от типа подключения, могут понадобиться специальные расчеты и разрешение от государственных органов.

Электрические котлы по виду конструкции

1. ТЭНовые модели: для увеличения температуры теплоносителя используют нагревательные элементы (ТЭНы), которых в одном устройстве может быть несколько. Мощность котла состоит из общей мощности всех ТЭНов.
2. Электродные (ионные) котлы: нагревают воду путем пропускания через нее электрического тока. В качестве теплоносителя в системах отопления с такими агрегатами используется вода с определенной электропроводностью. Ионные модели более компактные по сравнению с классическими, но для их эффективной работы нужна вода хорошего качества.

Преимущества электрокотлов:

• простота установки;
• экологичность, обусловленная отсутствием продуктов сгорания;
• практически бесшумная работа;
• безопасность использования: отсутствует риск отравления газом или взрыва;
• высокий КПД, может достигать 98%;
• компактные размеры.

Недостатки электрокотлов:

• необходимость отдельной электропроводки;
• для отопления большого дома одного устройства может оказаться недостаточно;
• потребляют много энергии;
• обогрев жилья всегда зависит от наличия электричества, поэтому в местности, где оно регулярно выключается, использовать его нецелесообразно.

Универсальные (жидкотопливные) котлы

Котлы, работающие на жидком топливе (солярке или мазуте), получили немалую популярность благодаря своей автономности. По принципам работы они напоминают напольные газовые котлы. Данные устройства имеют открытую камеру сгорания, могут быть одно- или двухконтурными.  

Поскольку сами жидкотопливные котлы, их монтаж и отопительный материал достаточно дорогие, наиболее целесообразно устанавливать их в больших домах, которые не имеют доступа к газопроводу, а использование других типов котлов невыгодно или невозможно по каким-то причинам.

Твердотопливные котлы

Сегодня твердотопливные котлы одни из самых популярных на рынке, что совсем не удивительно, ведь эти устройства способны эффективно обогревать большие по площади дома, работая на основе доступного топлива: дров, угля, каменноугольного кокса, различного типа прессованных отходов, топливных гранул и др. Этот способ отопления особенно актуален для местности, где нет газопровода или есть частые перебои с электричеством.

Создают такие устройства из чугуна или стали, а работают они, выделяя тепло в результате горения того или иного типа твердого топлива. Многие современные модели оборудованы электронными системами автоматизации (например, защитой от перегрева, различными сенсорами, регуляторами температуры, вентиляторами). Это делает их невероятно удобными в эксплуатации, поскольку необходимость регулярного контроля внутренних процессов котла во время горения отсутствует. Но наличие в системе отопления таких автоматизированных блоков делает ее зависимой от электроэнергии.

Упрощенные модели твердотопливных котлов могут быть энергонезависимыми за счет механических систем управления. Хотя настраивать все параметры работы такого устройства приходится вручную, его бесспорными преимуществами остаются высокая надежность и возможность автономного функционирования даже при выключенном электричестве.

Виды твердотопливных котлов

Котлы с ручной загрузкой топлива делятся на три дополнительные подгруппы: классические, пиролизные и длительного горения.

Классические твердотопливные котлы по своей форме и конструкции уже много лет остаются практически неизменными. Принципом действия они напоминают обычную печь, к которой присоединяют контур циркуляции теплоносителя (обычно воды). В топку устройства, которая находится внизу, загружается топливо, и внутри нее постоянно происходит процесс горения. Это место регулярно подвергается воздействию высоких температур. Поэтому, чтобы предотвратить преждевременное разрушение котла, его чаще всего изготавливают из надежного, хотя и хрупкого, чугуна или жаростойкой стали.

Главный недостаток традиционных моделей – необходимость их частого обслуживания. Для обеспечения непрерывного горения загружать топливо приходится от 4 до 8 раз в сутки, а также по крайней мере раз в день нужно очищать зольник.

Такие агрегаты обладают малым диапазоном регулирования мощности, что приводит к чрезмерным затратам топлива, даже если в определенный момент потребность в тепле незначительна. А вот среди преимуществ стоит упомянуть то, что они имеют невысокую цену и позволяют создать в доме энергонезависимую систему отопления. Именно поэтому традиционные модели завоевали большую популярность среди владельцев частных домов.

Пиролизные котлы представляют собой модифицированные устройства, работающие за счет сжигания не только древесины, а и древесного газа, который выделяется под воздействием высокой температуры. Такой принцип работы позволяет значительно уменьшить количество образовавшегося пепла и сажи. КПД таких устройств достигает 85%, а продолжительность горения после одной загрузки топлива – 5-12 часов. Недостатками таких приборов остаются их высокая стоимость и постоянная необходимость поддерживать древесину для горения сухой (иначе работа котла будет неэффективной или он не будет работать вообще).

Котлы длительного горения работают с использованием дров, брикетов спрессованных опилок, угля, торфа и других видов топлива. Топки в этих устройствах построены таким образом, чтобы процесс горения происходил сверху вниз, что существенно увеличивает его продолжительность (отопительный материал постоянно тлеет, а не пылает, как в других вариантах). Период горения дров может составлять от 12 часов до 2 суток, а угля – до 7 дней.

На фоне очевидных преимуществ такие устройства имеют определенные недостатки. К ним можно отнести их стоимость и то, что повторно загружать топливо рекомендуется только после того, как полностью догорит предыдущая партия дров или угля. Отметим, что устройства такого типа являются энергонезависимыми, однако для функционирования отопительной системы на их базе может понадобиться циркуляционный насос, который работает от электричества.

Котлы с автоматической подачей топлива или пеллетные котлы работают за счет сжигания специальных гранул (прессованных опилок и других отходов деревоперерабатывающей промышленности). Они засыпаются в соответствующий бункер, а оттуда при необходимости порциями подаются в котел. Такие агрегаты демонстрируют высокий КПД в пределах 91-95% благодаря эффективному процессу теплообмена газовоздушной смеси, новейшим методам подачи топлива и воздуха, конструктивным особенностям горелки и современной системе автоматизации прибора.

Кроме того, есть ряд и других преимуществ – большой срок службы (более 25 лет), экологичность и отсутствие необходимости частого вмешательства (до таких котлов можно не подходить в течение недель). Но несмотря на очевидные плюсы, в Украине пеллетные котлы пока не получили большой популярности в связи с высокой стоимостью как самих установок, так и топлива для них.

Преимущества твердотопливных котлов:

• доступность и относительно невысокая стоимость топлива;
• автономность моделей с механическими системами управления;
• длительный цикл работы при однократной загрузке топлива и высокий КПД некоторых моделей;
• простота конструкции и обслуживания.

Недостатки твердотопливных котлов:

• на поворотном патрубке необходимо постоянно поддерживать температуру теплоносителя на уровне не ниже 55 °C (иначе будут образовываться сажа и нагар, которые способны уменьшить КПД агрегата); для реализации нужно устанавливать дополнительные смесительные узлы, что существенно повышает стоимость обвязки котла;
• необходимость подготовки и периодической загрузки топлива (за исключением пеллетных котлов с функцией автоматической подачи топлива);
• потребность регулярной ручной очистки печки с зольником;
• высокая инерционность, что предопределяет сложность управления режимами работы и влияет на вероятность перегрева устройства.
• меньший КПД по сравнению с газовыми котлами;
• непродолжительный период горения топлива при однократной загрузке топки в классических котлах;
• периодическая необходимость контактировать с огнем и горячими частями устройства.

Комбинированные модели

Лучшим способом обеспечить дом альтернативными источниками обогрева на случай незапланированного отключения электроэнергии или газоснабжения является использование сразу нескольких видов энергии. С этой целью в доме можно установить несколько разных котлов отопления и в определенный момент включать тот, работа которого будет наиболее выгодной и доступной.

Однако для реализации таких решений необходимо выделить большое количество лишнего пространства и времени на монтажные работы. В подобных случаях предусмотрительных домовладельцев выручают комбинированные модели котлов с отделениями, в которых можно использовать сразу несколько видов топлива. Обычно одно отделение предназначается для дров или угля, а другое – для газообразного или жидкого топлива. Также возможно сочетание в одном агрегате упомянутых выше источников тепла с электрическим обогревом.

Независимых теплообменников в устройствах этого типа также может быть несколько. Такой вариант позволяет индивидуально подключать к комбинированным котлам определенное количество контуров с различными температурами теплоносителя.

Например, один может обслуживать батареи, а другой – теплый пол. Таким же образом будет удобно распределять интенсивность отопления на нескольких этажах.

При выборе комбинированного котла следует помнить, что мощность во время его работы (как и условия использования) на одном виде топлива будет отличаться от этого же показателя с другим источником тепла. Поэтому необходимо определить, какое топливо будет для Вас основным, а какое – дополнительным.

Сочетание нескольких видов топлива прежде всего позволяет стабильно обогревать дом и не зависеть от меняющихся условий поставки газа или электричества. Кроме того, комбинированные котлы – это эффективный способ сэкономить, поэтому такой вариант вполне целесообразный для дома.

Преимущества комбинированных котлов:

• универсальность;
• простота эксплуатации;
• возможность заменить несколько котельных установок одной, что позволяет значительно сэкономить время и пространство;
• экономия энергоресурсов в условиях рационального распределения тепла и доступа к дешевому, хотя и не всегда удобному в использовании, топливу;
• система отопления с одним комбинированным котлом значительно проще, чем с несколькими отдельными;
• автономность: при отсутствии газа или электричества сможет продолжить работу за счет дров, угля или дизельного топлива.

Недостатки комбинированных котлов:

• необходимость выделения отдельного помещения и запасов топлива;
• большой вес, обусловленный использованием чугуна в качестве основного материала (по этой же причине возможна установка только на пол);
• достаточно сложная конструкция и высокая стоимость по сравнению с традиционными котлами;
• мощность электрической составляющей отопления в гибридных котлах типа «дрова/электричество» ограничивается мощностью камеры для дров, что не позволяет использовать весь потенциал электроотопления как такового.

Мы детально разобрались в том, какие бывают отопительные приборы на рынке. Теперь вы знаете, на что обращать внимание при выборе котла. Ваше окончательное решение зависит от площади жилья, типа топлива, которое вы готовы использовать, и других потребностей, о которых мы упоминали выше. С нашими подсказками обязательно удастся сделать оптимальный выбор.