Система отопления
Система отопления
Из чего же состоит система отопления?
«Сердцем» отопительной системы является котел. От него нагретый теплоноситель (вода или антифриз) с помощью циркуляционного насоса (если система с принудительной циркуляцией) или без него (естественная циркуляция) движется по трубам и отдает тепло вашему дому через отопительные приборы.
Кроме вышеназванных основных элементов в систему отопления входит еще масса других более мелких, но необходимых для нормальной работы вещей:
· расширительный бак — компенсирующий температурное расширение воды,
· фитинги — для соединения труб, воздушные клапаны и многое другое.
Какие бывают системы отопления
Выше были упомянуты системы с принудительной и естественной циркуляцией. В чем же их отличие? В системе с принудительной циркуляцией движение теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Плюсами такой системы являются: комфорт (есть возможность поддерживать заданную температуру в каждой комнате), небольшой диаметр труб, меньшая разница температур выходящей из котла нагретой воды и возвращающейся в котел остывшей (увеличивает срок службы котла). Однако, основной минус таких систем — насос, требующий наличия электричества. В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет гравитационная сила, возникающая за счет разности плотности (удельного веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах (плотность горячей воды меньше, т. е. она легче, чем холодная). Однако, для такой системы требуются трубы большого диаметра (чтобы снизить сопротивление) и она практически не поддается регулированию.
Способы разводки труб к радиаторам
Существует два способа разводки труб к отопительным приборам — однотрубная и двухтрубная.
однотрубная система
двухтрубная система
При двухтрубной к каждому радиатору подведено две трубы — «прямая» и «обратная». Эта разводка позволяет иметь одинаковую температуру теплоносителя на входе во все приборы. Двухтрубная разводка может быть двух типов: а) с параллельным подключением радиаторов (см. рис.), б) лучевая (коллекторная), когда от коллектора «лучами» к каждому отопительному прибору подводятся две трубы — прямая и обратная. Минус лучевой системы — большие затраты труб. Плюс — легкая регулировка отопительных приборов и балансировка системы.
При однотрубной разводке теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому, при этом остывая. Таким образом последний радиатор в цепочке может быть значительно холоднее первого. Если вы заботитесь о качестве системы отопления — выбирайте двухтрубную систему, позволяющую регулировать температуру в каждой комнате. Единственный плюс однотрубной системы — более низкая цена.
Комбинированные системы состоят из симбиоза двухтрубной системы и теплых водяных полов. Разводка теплых полов происходит через коллекторные узлы.
Комбинированные системы
Для многоэтажных домов, в том числе и коттеджей, можно применять как однотрубную, так и двухтрубную систему с верхним и нижним розливом. Чаще применяют с верхним розливом. На них мы останавливаться не будем, это отдельная большая тема. Монтаж отопления охватывает очень широкий спектр вопросов, ответить на которые в рамках одной страницы сайта не получится. Но основные подходы мы обозначили, а подробнее мы расскажем вам по телефону или при личной встрече.
Как выбрать отопительный котел
Для выбора котла вам предстоит пройти следующие этапы:
· Определиться, применение какого вида топлива оптимально в вашей местности. Есть выбор из следующих вариантов: газ, жидкое (дизельное) топливо, электричество, твердое топливо (уголь, дерево, кокс и др.).
· Подобрать наиболее подходящий по мощности котел, который позволит при минимальных затратах энергоносителя обогреть ваше помещение. Ориентировочная мощность котла для хорошо утепленного здания при высоте потолков до 3 м определяется следующим соотношением: 1 кВт мощности котла на 10 м² отапливаемой площади. Но окончательный расчет необходимой мощности стоит доверять только профессионалам.
· Понять, требуется только отопление дома или еще и горячее водоснабжение. Во втором случае понадобится двухконтурный котел или одноконтурный котел с подключенным к нему бойлером.
Как выбрать вид топлива для отопления дома?
Если к вашему участку подведен магистральный газ, то, в подавляющем большинстве случаев, оптимальным является газовый котел, так как более дешевого топлива не найдешь.
Газовые котлы
Газовые котлы принято подразделять на напольные и настенные. Теплообменник напольных обычно выполнен из чугуна или стали. Нельзя сказать однозначно, что какой-то материал имеет неоспоримые преимущества перед другим. Стальные — легче, не очень боятся ударов при перевозке и погрузке-выгрузке. У чугунных теплообменник, по сравнению со стальными, как правило толще, что может положительно сказаться на сроке его службы. Но, как мне кажется, не меньшее влияние, чем материал теплообменника, на срок службы котла оказывает правильный проект, монтаж и эксплуатация системы отопления.
Если же газа нет, то вариантов остается немало: электрические котлы, котлы со сменными горелками на жидкое топливо и газ, твердотопливные котлы.
Котлы со сменными горелками на газ и жидкое топливо
С помощью жидкотопливных котлов вы можете обеспечить почти полную автономность отопления вашего дома от внешних источников. Во-первых, вы не будете зависить от подачи газа. Во-вторых, если установите дополнительно к жидкотопливному котлу еще и автономный источник электропитания (для обеспечения нормальной работы автоматика котла, горелки, насосов), то вы не будете зависить и от подачи электроэнергии. Единственное, что вам нужно будет от «внешнего мира» — это подвоз дизельного топлива.
Кроме того, котлы со сменными горелками часто удобны в ситуации, когда газа около вашего участка пока нет, но известно, что он появится в обозримом будущем. Вы можете первое время использовать жидкотопливную горелку, а с появлением магистрального газа установить газовую. Но надо иметь в виду, что стоимость навесной газовой горелки может быть соизмерима со стоимостью котла, а иногда и превосходить ее.
Часто возникает вопрос, как рассчитать расход жидкого топлива. Ориентировочно этот расход (при работе котла на полную мощность) можно «прикинуть» по очень простой формуле:
Расход топлива (кг/час) = мощность горелки (кВт) х 0,1.
При использовании жидкотопливного котла вам понадобится емкость для хранения топлива. На российском рынке представлены пластиковые и стальные баки как российских, так и зарубежных производителей и стоят они обычно в пределах 270 — 500 $ (в зависимости от объема, материала и производителя).
Твердотопливные котлы
Топливом для твердотопливных котлов могут быть дрова (дерево), бурый или каменный уголь, кокс. Существуют как «всеядные» модели, которые могут работать на всех вышеуказанных видах топлива, так и работающие на некоторых из них, но имеющие при этом больший КПД.
Если вы решите покупать твердотопливный котел, то вам может пригодиться таблица с ориентировочной высотой дымовой трубы в зависимости от ее внутренних размеров и мощности котла.
Мощность котла, кВт Сечение, мм Минимальная высота, м
· 16 200×200 6
· 32 200×200 10
· 45 200×200 12
Говоря о твердотопливных котлах, хочется рассказать об устройствах с пиролизным сжиганием древесины. Главные плюсы этих котлов — значительно более высокий КПД (до 85%) и простота регулирования мощности. Основным отличием котлов с пиролизным сжиганием является то, что в них горят не сами дрова, а древесный газ выделяющийся из них под воздействием высокой температуры. Во время такого сжигания не образуется сажа и возникает минимальное количество золы.
Котлы на три и более видов топлива
Нередко встречаются котлы с камерой для сжигания твердого топлива и имеющие возможность установки навесных горелок на газ и жидкое топливо. Это удобно в случаях, когда вам надо дождаться появления газа и до этого момента вы можете использовать твердое или жидкое топливо. Кроме того, и при наличии газа, но имеющихся проблемах с его подачей, неплохо иметь в запасе и другие варианты.
Реже можно увидеть котлы, которые могут работать как на газе, жидком и твердом топливе, так и имеющие встроенный ТЭН для электрического отопления. На первый взгляд — это идеальный вариант. Но если рассудить здраво, то не так много ситуаций, когда вам понадобится использование всех видов топлива. А если принять во внимание, что такой котел нередко стоит больше, чем сумма трех отдельных котлов, работающих на вышеперечисленных видах топлива, то понятно, что спрос на котлы работающие на всех видах топлива ограничен. Но практически любой продукт, существующий на рынке, имеет своего потребителя и очевидно, что есть ситуации, в которых покупатель останавливает свой выбор именно на таких котлах.
Выбор мощности котла
Сразу хочется заметить, что окончательное определение мощности котла стоит доверять только профессиональным инженерам-теплотехникам. В этой статье я хочу рассказать о предварительном определении мощности. Сориентировавшись, какая мощность вам нужна, вы сможете прикинуть стоимость оборудования и его другие параметры (размеры, вес и т. п.).
Так вот, ориентировочно можно пользоваться следующим соотношением — 1 кВт мощности котла требуется для обогрева примерно 10 м² хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Понятно, что если ваш дом плохо утеплен или вы хотите отапливать стеклянную веранду, то вам потребуется большая мощность. Кроме того, желательно учесть, что, если кроме отопления вы захотите с помощью котла еще получать и горячую воду, то требуемая мощность может увеличиться еще на 20–50%. Так как, горячая вода готовится не постоянно, а периодически, то обычно система строится с приоритетом горячего водоснабжения. В этом случае, при потребности в горячей воде вся мощность котла идет на ее приготовление, а отопление перестает работать. Обычно (при учете недолгого использования горячей воды) температура в доме за это время не успевает существенно упасть.
И последнее, что касается мощности котла. В рекламных буклетах или в инструкциях на котел указывается мощность при номинальном давлении газа. В российских сетях давление зачастую гораздо ниже и, соответственно, реальная мощность, которую будет иметь котел, может существенно отличаться от указанной в его описании (естественно в меньшую сторону).
Горячее водоснабжение (ГВС)
Для получения горячей воды есть масса вариантов. Можно поставить проточный или накопительный водонагреватель, работающий независимо от котла, обеспечивающего отопление. Водонагреватель может быть электрическим или газовым, возможны и комбинации с твердым топливом. Газовый проточный водонагреватель обычно называют газовой колонкой. О газовых и электрических водонагревателях, как проточных, так и накопительных вы могли прочитать в предыдущем номере нашего журнала). В данной статье рассмотрим варианты подготовки горячей воды с использованием котла. Котел, который помимо отопления обеспечивает еще и ГВС называется двухконтурным. Двухконтурный котел может быть проточного типа или со встроенным бойлером.
В случае, когда потребности в горячей воде не очень велики (порядка 10 — 15 л/мин при нагреве на 30 С), то логично приобрести двухконтурный котел проточного типа.
Более комфортные условия горячего водоснабжения можно получить, установив котел со встроенным бойлером. Его основные плюсы это 45–60 литров (в зависимости от модели) горячей воды постоянно готовых к использованию. Кроме того, бойлер позволяет иметь на некоторое время запас горячей воды при отключении газа. Но обычно за комфорт приходится платить, и некоторые минусы у котлов со встроенным бойлером тоже присутствуют — это большие (ударение на первом слоге) габариты и вес, а так же незначительное увеличение расхода газа, для поддержания воды в бойлере постоянно нагретой.
Если же вы привыкли тратить много горячей воды и у вас несколько точек водоразбора, работающих одновременно с большим потреблением горячей воды (ванная, джакузи, душ и т. п.), то можно к одноконтурному котлу, как, впрочем, и к двухконтурному, подключить бойлер большого объема, например 200 литров.
Практически всегда это гарантирует удовлетворение потребностей в горячей воде даже очень взыскательного покупателя. Теперь несколько слов о других элементах отопительной системы.
Отопительные приборы
Отопительные приборы выбираются, как и котел, по тепловой мощности. Здесь действует все та же формула — 1 кВт примерно (!) на 10 м² хорошо утепленного помещения с высотой потолка до 3 м. Кроме того, важным параметром (в основном при применении в городских квартирах) является давление на которое отопительный прибор рассчитан. Если учесть, что это один из немногих элементов системы отопления, который вы всегда будете видеть в своем интерьере, в отличие от котла, насоса и др., то немаловажен и его дизайн.
Какие же бывают отопительные приборы?
Традиционные радиаторы (имеют относительно большой объем и, соответственно, содержат много горячего теплоносителя и очень инерционны). За счет этого, они отдают тепло, главным образом, в виде излучения.
Конвекторы (отдают тепло преимущественно за счет циркуляции воздуха через них). Внутри конвектора расположена труба, по которой движется теплоноситель, нагревая разветвленную поверхность «гармошки» надетой на трубу. Воздух проходит сквозь конвектор снизу вверх, нагреваясь от многочисленных теплых оребрений. Панельные радиаторы (комбинированные отопительные приборы, сочетающие в себе свойства радиаторов и конвекторов).
Теперь несколько слов о материалах, из которых изготовлены отопительные приборы, их плюсах и минусах.
Скорее всего, чугунные радиаторы, которые установлены в большинстве старых российских домов, вам достаточно хорошо известны. Их основные плюсы — хорошо отдают тепло и сопротивляются ржавчине, выдерживают достаточно высокое давление. Минусы чугунных радиаторов — трудоемкость монтажа, не самый привликательный внешний вид и большая тепловая инерция.
Традиционный плюс отечественных чугунных радиаторов — низкая цена. Но надо иметь в виду, что часто это достоинство может быть практически сведено к нулю более высокой стоимостью их монтажа. Нередко, в случае, если вы захотите сделать систему отопления из отечественных чугунных радиаторов и дешевых стальных труб, то стоимость монтажа будет примерно на 30–40% выше, чем установка легких, чистых и удобных в монтаже пластиковых труб и стальных или алюминиевых радиаторов.
Алюминиевые радиаторы имеют очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн, выдерживают достаточно высокое давление. Минус — дорогие. Кроме того, алюминиевые радиаторы подвержены коррозии. Коррозия усиливается при образовании в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами. В случае использования алюминиевых радиаторов желательно проведение противокоррозионных мероприятий, что вполне реально осуществить в частном доме. Стоит упомянуть и повышенную тепловую инерцию, присущую этому типу радиаторов.
Биметаллические радиаторы (имеющие алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель) сочетают в себе все плюсы алюминиевых радиаторов — высокая теплоотдача, низкая масса, хороший внешний вид и, кроме того, при определенных условиях имеют более высокую коррозийную стойкость и обычно рассчитаны на большее давление в системе отопления. Опять же, их основной минус — высокая цена. Использование таких радиаторов для частного загородного дома, как правило, не оправдано, так как высокого давления в этом случае быть не должно и нет смысла платить за это дополнительные деньги.
Стальные трубчатые радиаторы — обычно наиболее дорогой тип радиаторов (в пересчете на 1 кВт). На российском рынке предлагается достаточно большое количество трубчатых радиаторов разных форм и расцветок. Эти радиаторы нередко используются не просто как элемент системы отопления, но и как элемент дизайна помещения. Разновидностью трубчатых радиаторов являются радиаторы для ванной комнаты. Такие радиаторы могут подсоединяться в систему отопления или, кроме этого, оснащаться дополнительным электрическим нагревательным элементом.
Стальные панельные радиаторы — наиболее часто используются для установки в коттеджах. Они не рассчитаны на очень высокое давление, но это и не нужно, так как в загородном доме высокого давления в системе быть не должно. При этом они имеют хорошее соотношение цены и качества, высокую теплоотдачу.
Стальные панельные радиаторы обладают относительно небольшой тепловой инерцией, а значит, с их помощью легче осуществлять автоматическое регулирование температуры в помещении.
Бывает два типа панельных радиаторов — с нижним и боковым подключением. В радиаторы с нижнем подключением встроен термостатический вентиль, на который можно установить терморегулятор, для поддержания заданной температуры в помещении. Как следствие, стоимость радиаторов с нижним подключением выше, чем аналогов с боковым подключением.
Отопительные приборы, независимо от их типа и материала, предпочтительнее располагать под окном. Это делается для того, чтобы поднимающийся от них теплый воздух блокировал движение холодного воздуха от окна.
Если у вас или вашего дизайнера возникает желание закрыть отопительный прибор декоративной панелью или решеткой, то следует помнить, что при этом теряется большое количество тепла, то есть вы рискуете остаться в «недогретом» помещении и потратить больше денег на топливо.
Трубы
На рынке представлены трубы для систем отопления трех основных типов:
· стальные
· медные
· полимерные (металлопластиковые, полиэтиленовые, полипропиленовые армированные алюминием и др.).
Что касается стальных труб, то они всем хорошо известны и установлены в подавляющем большинстве российских городских квартир. Их основной минус — подвержены коррозии. Плюс — низкая цена. Но экономия при покупке труб из стали, как уже говорилось выше, при рассказе об отечественных чугунных радиаторах, может быть частично нивелирована более высокой стоимостью монтажа. Стоит сказать несколько слов об оцинкованных стальных трубах.
Цинкование защищает обычные стальные трубы от коррозии, но надо помнить о том, что если вы построите систему отопления из оцинкованных труб, то не сможете использовать в этой системе антифриз.
Не вдаваясь в подробное описание всех типов полимерных труб, можно назвать их общие плюсы — удобство в монтаже, низкий вес, не ржавеют, имеют низкий коэффициент сопротивления. Но цена полимерных труб заметно выше цены стальных.
Медные трубы — не ржавеют, красивы, но их распространение ограничивает высокая стоимость и относительно сложный монтаж.
Расширительный бак
Для компенсации расширения воды существуют два способа: построить «открытую» систему отопления с открытым расширительным баком или выбрать закрытую систему с мембранным баком. При «открытой» системе расширительный бак должен устанавливаться в верхней точке системы отопления. В закрытой же системе устанавливать мембранный бак в верхней точке нет никакой необходимости.
Воздушный клапан
«Воздушник» служит для вывода воздуха из системы отопления, для «борьбы» с воздушными пробками.
Антифриз
Преимуществом антифриза в качестве теплоносителя для системы отопления по сравнению с водой является следующее. Если в холодное время в доме никто не живет и система отопления отключена, то велика вероятность, что вода в промерзшем помещении может разорвать как трубы, так и сам котел. При использовании антифриза этого произойти не должно.
Хочется предостеречь от применения автомобильного «тосола» в системах отопления, так как в его составе есть добавки не допустимые к применению в жилых помещениях. Поэтому если вы заботитесь о своем здоровье и «здоровье» своей системы отопления — используйте специальный антифриз для систем отопления. В большинстве случаев основу российских антифризов составляет этиленгликоль, в которой добавлены специальные присадки, придающие теплоносителю антикоррозийные и антивспенивающие свойства.
При применении антифриза следует иметь в виду следующее: теплоемкость антифриза примерно на 15–20% ниже, чем у воды (т. е. он хуже накапливает тепло и хуже отдает его), следовательно, при проектировании системы отопления с антифризом радиаторы следует выбирать более мощные, вязкость антифриза выше, чем у воды, т. е. его сложнее заставить двигаться по системе отопления, поэтому нужно выбирать более мощные циркуляционные насосы, антифриз более текуч, чем вода, отсюда повышенные требования к разъемным соединениям системы отопления, с антифризом нельзя использовать оцинкованные трубы, т. к. это приводит к химическим изменениям и потере его изначальных свойств.
Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания не выше минус 65 С и температурой замерзания не выше минус 30 С. При этом концентрированный вариант (рассчитанный на минус 65 С) может быть разбавлен водой до требуемой вам концентрации. Для получения теплоносителя с температурой замерзания минус 30 С к двум частям антифриза надо добавить одну часть воды, для минус 20 С — надо смешать антифриз пополам с водой.
Совсем недавно российские производители начали выпуск антифризов, полученных на основе экологически чистого сырья — пищевого пропиленгликоля.
Выводы
Надеемся, что информация изложенная на этой странице была для Вас полезной, Вы составили себе представление из чего состоит система отопления и как она работает. В заключение хочется сказать, что правильный выбор оборудования еще не гарантия хорошего функционирования системы. Очень много зависит от того, насколько грамотно будет сделан проект и не меньше от того, насколько качественно и квалифицированно будет исполнен монтаж.
Назад