Тепло – важная составляющая комфорта. Ваша мечта начала воплощаться в жизнь. Вы строите дом. Вне зависимости от того, будете ли вы проводить в нем все время или наезжать в дачный сезон, дом должен быть оснащен системой, способной аккумулировать и сохранять тепло. Иначе его постройка окажется бессмысленной и бесполезной затеей.
Способов обустройства автономной системы отопления загородного дома сегодня много. Это и водяное отопление, и воздушное отопление, и лучистое (или инфракрасное). Для получения тепла используется и солнечная энергия. А уж вариантов комбинаций внутри этих подвидов и просто не счесть. В этой статье мы остановимся лишь на нескольких из них, взяв за основу возможности и варианты, которые представляет водяное отопление. Если выполнить все необходимые требования, то система отопления будет долго радовать вас бесперебойной работой и дарить тепло с минимальными затратами.
По единому принципу
Для работы всех отопительных систем необходим источник энергии (топливо, энергоноситель), который преобразуется в тепло с помощью котла. Котёл – важнейший элемент системы, он даёт импульс дальнейшему движению теплоносителя по всему зданию, принимает его обратно и вновь посылает в работу. Тепло, выделяемое в результате сгорания топлива, нагревает теплоноситель (воду или антифриз), который циркулирует в отопительном контуре, замкнутом на котёл. Теплоноситель по отопительным сетям (трубам) поступает к конечным элементам системы (радиаторам, теплообменникам, теплым полам, нагревательным змеевикам бойлеров), затем, остывая, вновь поступает в котел, там вновь нагревается и циркулирует по новому кругу. Если выбрана система с принудительной циркуляцией, теплоноситель движется с помощью циркулярного насоса. В простой схеме с естественной циркуляцией теплоноситель направляется по замкнутому кругу благодаря силам гравитации (горячая вода стремится подняться вверх, а холодная – вниз). Автономная система отопления состоит из целого набора устройств: котла, бойлера, сети (труб, радиаторов, теплых полов) и системы управления. Кроме того, необходимы такие элементы, как расширительный бак, компенсирующий температурное расширение воды, фитинги для соединения труб, воздушные клапаны и так далее.
Познакомьтесь с системой
Понятно, что столь сложную инженерную систему рассчитывать, проектировать и устанавливать должна команда специалистов. Однако, владелец дома, который озаботился решением проблемы отопления своего дома, вне зависимости от того, меняется ли старая на новую, или выстраивается система «с нуля», должен разбираться в тонкостях этого непростого дела. Ведь необходимо будет решать, нужна ли отдельно стоящая котельная или можно будет расположить систему внутри здания, будут ли элементы отопительной системы скрыты от глаз домочадцев, или, напротив, дополнят общую стилистику дома.
Нужно иметь в виду, что, тепловая мощность системы должна быть такой, которая в состоянии компенсировать возмещение тепловых потерь в помещениях в период наиболее холодной пятидневки в году (имеется в виду внешняя температура воздуха). В некоторых домах сегодня используют одновременно несколько разных систем отопления, дополняющих друг друга.
Какой вид топлива выбрать?
Главный вопрос - какой источник энергии использовать.: твёрдое топливо (уголь, дрова и так далее), жидкое (мазут, солярка, керосин), газ или электричество.
Стоит определиться, есть ли возможность подсоединения к магистрали природного газа (это наиболее дешевый и безопасный вид топлива), доступен ли и популярен ли в регионе иной вид топлива, нужно ли системе полное автоматическое управление, каков верхний «порог» возможных затрат на приобретение и монтаж системы отопления.
Газ – идеальное топливо. Дешевое, безопасное, имеет высокий уровень КПД (90-95%), экологичный.
Если нет возможности подсоединиться к магистрали природного газа, и нет перспективы его появления на территории вашего участка, стоит обратить внимание на котел, работающий на жидком топливе. Коэффициент полезного действия такого котла чуть ниже – 70-80%. При этом важно знать, что нужны будут дополнительные площади для создания запаса топлива. Однако, если хранить топливо больше года, это приведет к его старению. Емкости для хранения топлива стоит вынести за пределы жилой зоны, иначе в доме будет чувствоваться специфический запах. Их нужно периодически проверять на герметичность.
Если с жидким топливом в вашей местности тоже проблемы, можно обратить внимание на твердое топливо. Однако нужно знать, что эффективность работы котла на твердом топливе еще ниже (58-80%). При сжигания твердого топлива вредные выбросы в атмосферу максимальны, а вот осадок сажи на стенках дымоходов будет значителен.
Какую бы модель вы не выбрали, при расчете расхода топлива должны учитываться толщина и конструкция стен дома, вид теплоизоляции, количество и расположение окон, собственно, величина дома и режим его эксплуатации, возможность управления температурными характеристиками и ещё множество нюансов.
Котел – главный направляющий тепла.
Котёл – центральный элемент отопительной системы. Котлы бывают одноконтурные (работают только на отопление) и двухконтурные (обеспечивают отопление и горячее водоснабжение дома).
Современные котлы в большинстве своем снабжены встроенной электронной системой. Этокотлы с программным обеспечением. В их систему входят манометр, автоматический воздухоотводчик, предохранительный клапан и расширительный мембранный бак (компенсирует увеличение объема теплоносителя при нагревании). Полезным дополнением может стать электронный розжиг с контролем пламени, защита от недостаточного давления газа и воды, от образования накипи и замерзания, а также автоматическая диагностика состояния прибора.
В зависимости от использования топлива котлы делятся на газовые, электрические, жидкотопливные и твердотопливные.
Электрические котлы
Хороший вариант, если дом небольшой и если нет возможности подключиться к магистрали природного газа.
Устройство электрического котла: Основной элемент – теплообменник, состоящий из бака с укрепленными в нем электронагревателями (ТЭНами), и блока управления и регулирования. Некоторые фирмы продают электрические котлы, укомплектованные циркуляционным насосом, расширительным баком, предохранительным клапаном и фильтром.
Электрокотлы небольшой мощности бывают однофазные (220 В) и трехфазные (380 В).
Расчет требуемой мощности котла: 1 кВт энергии требуется для отопления примерно 10 квадратных метров хорошо утепленного здания с высотой потолков до 3 метров. Большинство электрических котлов мощностью более 6 кВт выпускается многоступенчатыми. Это дает возможность экономить электроэнергию (в переходные периоды весной и осенью можно не включать котел на полную мощность).
Плюсы электрических котлов:
Они компакты, бесшумны, неприхотливы, не требуют оборудования специальной котельной и дымохода.
Минусы электрических котлов:
Дорогая эксплуатация. К тому же придется брать во внимание качество линии электропередачи, к которой подключен дом, на предмет способности выдерживать требуемую котлом мощность.
Газовые котлы
Плюсы: простота эксплуатации (система полностью автоматизирована). Газовые котлы имеют большую мощность, а значит, способны обогреть большую площадь. Они меньше поддаются коррозии, чем при сжигании другого вида топлива, меньше зарастают сажей, их проще очищать и делать это можно реже. Они достаточно долговечны. Так же сейчас на рынке присутствуют газовые котлы для которых не требуется специальное помещение, можно устанавливать на кухни или в коридоре, а так же можно не строить отдельного дымохода для них, такие котлы имеют свой дымоход (коаксиальный) который можно вывести за котел или в бок котла.
Минусы: перед установкой нужно получить разрешение Газгортехнадзора, есть опасность утечки газа, существуют определенные требования к помещению, где устанавливается котел. Кроме того, газовый котел требует наличия автоматики, перекрывающей доступ газа при утечке или недостатки вентиляции.
Газовые котлы бывают напольные, настенные.
Напольные газовые котлы
Выпускают одноконтурные (только для отопления) и двухконтурные (для отопления и подачи горячей воды) котлы. Кроме этого, производятся котлы с дополнительным контуром для нагрева большого количества воды (для бассейнов, например), однако их стоимость значительно возрастает.
Двухконтурные котлы дополняются встроенным бойлером, который обеспечивает запас горячей воды от 30 до 150 литров, и встроенным змеевиком, где вода обогревается в проточном режиме. Напольные газовые котлы комплектуются разными видами горелок: атмосферной и вентиляторной.
Теплообменники напольных котлов изготавливают из стали и чугуна. Чугунные теплообменники долговечны и имеют неограниченную мощность. Однако, они хрупки (могут лопнуть от удара и перепада температур, если, например, в горячий теплообменник попадёт холодная вода). К тому же, чугунные теплообменники тяжелые (вес 100-150 кг). Стальные теплообменники более легкие и более дешевые, однако, и менее долговечные.
Плюсом напольных котлов является то, что можно подключить к ним жидкотопливные горелки, что позволит обогревать дом в то время, когда газ не подведён или его поступление отключено в связи с аварийно-ремонтными работами. Напольные котлы необходимо обеспечивать дымоходами для удаления продуктов горения. Главный плюс, это большие обогреваемые площади.
Несколько слов о горелках
Назначение горелки вне зависимости от принципа действия – поддерживать процесс горения топлива. Распространены два типа газовых горелок – атмосферная и наддувная.
При использовании атмосферной горелки поступление воздуха и отвод продуктов горения происходит естественным образом, за счет тяги.
Атмосферные горелки бывают одноступенчатые, двухступенчатые и с плавающей модуляцией.
Одноступенчатая горелка работает в двух режимах – она или включена (если температура теплоносителя ниже заданной нормы), или выключена (если температура теплоносителя в пределах заданной нормы). Двухступенчатая горелка автоматически переключается с режима максимального горения на режим пониженного горения. Горелка с плавной модуляциейменяет режим горения более плавно, чем двухступенчатая. При этом экономия газа увеличивается.
Атмосферная горелка более простая, она дешевле наддувной, её работа бесшумна. Но эффективность работы такой горелки зависит от давления в газовой магистрали. Давление должно быть не ниже 150 мм вод. ст.. Если давление падает до 130 мм вод. ст., котел продолжает работать, но мощность теряется. Если давление снижается дальше, возникает явление «просадки» пламени. Это приводит к прогоранию горелки и её полному выходу из строя.
Особенностью наддувной горелки является встроенный вентилятор, который нагнетает воздух в камеру сгорания принудительно. Такие горелки рекомендуются при пониженном или нестабильном давлении газа. В них происходит автоматическое пропорциональное регулирование расхода воздуха и газа, поэтому «посадить» пламя внутри горелочного устройства практически невозможно. К тому же, вентилятор не только принудительно смешивает и подает полученную смесь в топочную камеру под определенным давлением, но и помогает удалять отработанные газы. Но такие горелки создают большой шум и дороже атмосферных в два-три раза.
Настенные газовые котлы
Это как бы котельные в миниатюре, готовые к подключению отопительных систем агрегаты, включающие в себя все необходимое оборудование: насос, расширительный бак и предохранительные клапаны. Они компактны. Как правило, их изготавливают с медными теплообменниками, но есть и стальные для удешевления. За счёт этого настенные газовые котлы достаточно легки (вес от 20 до 40 кг), но и мощность небольшая – до 42 кВт. К минусам можно отнести ограниченный срок службы. Они могут обеспечивать не только отопление, но и горячую воду. Тепло в настенных газовых котлах производится без выделения конденсата (традиционный метод) и с выделением конденсата (конденсатный метод). Конденсатныекотлы – самые дорогие теплогенераторы. Они обладают максимально возможным КПД и минимально возможным выбросом вредных веществ. По способу дымоотвода настенные газовые котлы делятся на котлы с естественной и принудительной тягой. Котёл с естественной тягой необходимо комплектовать вертикальным дымоходом, который будет обеспечивать удаление продуктов горения газа, и способствовать обеспечению необходимого для горения количества воздуха.
В котлах с принудительной тягой удаление продуктов горения происходит через дымоход, выходящий на улицу через горизонтальное отверстие в стене (коаксиальный дымоход). Такой дымоход оснащён вентилятором, который обеспечивает удаление продуктов горения. Подача воздуха происходит через этот же дымоход, так как он состоит из двух труб – одна из труб находится в другой. Центральная труба удаляет продукты горения, а наружная всасывает необходимое количество воздуха. Такая система дымохода называется труба в трубе. Настенные котлы комплектуются тремя видами горелок: одноступенчатой, двухступенчатой и горелкой с плавной модуляцией.
Твердотопливные котлы. Идеальный вариант для домов, расположенных в самых далеких уголках, куда ещё не дотянулись линии газовых магистралей и электропроводов. Может пригодиться и в качестве запасного. Поможет справиться с пиковыми нагрузками в наиболее морозные дни или в моменты, когда на основной системе отопления возникли неполадки. В качестве топлива для таких котлов могут выступать дрова, прессованные брикеты, каменный уголь, бурый уголь или даже торф. Эти котлы дешевы, автономны (не требуют подключения к электричеству). Однако, им необходимы регулярная загрузка топлива и регулярная же очистка зольника от золы. Существуют современные модели твердотопливных котлов – «пеплетные» котлы, которые работают на пеплетах (прессованные гранулы отходов деревообрабатывающего производства). Эти котлы работают с высоким КПД (до 90%) и способны действовать в автономном режиме без вмешательства человека до одной недели. Твердотопливные котлы ещё называют «буржуйки» из-за схожести принципа работы. И там, и там происходит сгорание твердого топлива в топке, а тепло, полученное от сгорания, обогревает помещение. Но в современных моделях несгоревшие остатки топлива (зола) скапливаются в зольнике, дымовые газы уходят в дымовой канал, а тепловая система передается в теплообменник через систему отопления, теплоносителем в которой чаще всего бывает вода. Некоторые модели работают до 24 часов без подброски топлива потому что, применяется так называемый принцип «нижнего» горения, при котором воздух к топливу подается со всех сторон. Теплообменник твердотопливных котлов бывает стальным или чугунным. По виду топлива котлы разделяются на дровяные (могут сжигать древесину и древесные отходы с влажностью 20-30%) и универсальные (могут работать на разных видах топлива).
Жидкотопливные котлы
Близки по производительности к газовым. Разница только в том, что жидкотопливный котел работает не на газе, а на солярке. Мощность жидкотопливных котлов – от 10 до 100 кВт. Они могу отапливать большие дома и коттеджи. Для их установки не требуется специальных разрешительных документов. Они обладают высоким КПД. Минус такой установки в том, что любому жидкотопливному котлу в комплекте необходима специальная емкость для солярки. Нужно и отдельное помещение с вытяжкой (во избежание отравления угарным газом). Жидкотопливный котел коптит, требует специального ухода. Если комплектовать котел дополнительной горелкой, затея окажется очень дорогой.
Комбинированные котлы
Самые популярные среди существующих систем отопления. Их конструкция даёт возможность быстро переходить на тот вид топлива, который в настоящее время стоит дешевле и есть в наличии. Они технически совершенны, надёжны, способствуют энергосбережению, малотоксичны. Но стоимость таких котлов процентов на 40 дороже. Котлы, работающие на дизельном топливе, природном или сжиженном газе – отличный вариант. Даже зимой, когда обычно давление в квартальных газопроводах снижается и происходит аварийное отключение котлов, система будет работать, достаточно перевести её на альтернативное топливо. Существует и универсальный вариант котла: для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива. Однако, КПД работы такого котла не выше 60%. Оптимальной считается комбинация для сжигания жидкого и газообразного топлива. Современные горелки могут сжигать оба вида топлива практически одинаково. Поскольку при сжигании жидкого топлива образуется больше сернистых соединений, которые могут конденсироваться на поверхности стенок котла, тепловоспринимающие поверхности комбинированных котлов для жидкого и газообразного топлива выполняют из чугуна, который менее подвержен коррозии, нежели сталь. Это увеличивает вес котла. При установке комбинированных котлов придется предусмотреть отдельное помещение для размещения емкостей для жидкого топлива.
Котлы имеют патрубок для отвода дымовых газов, к которому должен присоединяться дымоход. Комбинированные котлы имеют встроенный прибор автоматического регулирования работы, который может дооснащаться электронными блоками, например, для программирования работы котла, в зависимости от режима работы системы отопления, автоматического регулирования температуры нагреваемой воды в зависимости от температуры наружного воздуха и т.п.
Единственным уязвимым звеном в цепи надежности комбинированных котлов на жидком и газообразном топливе могут быть перебои с подачей электроэнергии, при которых прекратится работа топливного насоса, дутьевого вентилятора, запального устройства и прибора автоматического регулирования, и котел автоматически отключится. При возобновлении подачи электроэнергии произойдет автоматический розжиг котла. Однако если электроэнергия не будет подаваться в течение длительного времени - суток и более, можно "заморозить" систему отопления и сам котел. На этот случай стоит установить в доме резервный генератор электроэнергии на том же дизельном топливе или предусмотреть резервное печное отопление. Схема трубопроводов
От того, какова схема разводки трубопроводов и каков принцип подсоединения радиаторов в отопительный контур, зависит эффективность всей отопительной системы.
Однотрубная схема разводки – простейшая. В ней все радиаторы включаются в отопительный контур последовательно. Добиться при этой схеме равномерного прогрева всех комнат практически невозможно, так как, проходя по всей цепочке, теплоноситель постепенно охлаждается, в результате каждому следующему радиатору тепла достается все меньше.
Двухтрубная схема разводки, при которой к каждому отопительному прибору подводятся прямой и обратный трубопроводы, дает возможность регулировать температуру теплоносителя на входе в каждый радиатор. На входе в радиатор устанавливается терморегулятор, который может регулировать температуру в диапазоне 6-26 градусов. Такие регуляторы позволяют экономить до 45% энергоресурсов, если уменьшают, например, температуру в комнатах, которые используются не так часто. Эта система оптимальна для частного дома или коттеджа. Однако стоит она дороже. Озаботившись выбором труб, нужно, прежде всего, обратить внимание на срок их службы, коррозиционную стойкость и цену. Стальные трубы быстро ржавеют, их срок службы не превышает 30 лет. Медные трубы могут служить до 80 лет, меньше подвержены коррозии, но и стоят значительно дороже. Идеальны для разводки системы отопления в частном доме металлопластиковые трубы. Они легче стальных, гладкие внутри и отличаются повышенной износостойкостью (срок службы 50-70 лет).
Горячее водоснабжение
Способов его подключения множество. Это может быть проточный или накопительный водонагреватель, который работает автономно, независимо от котла, обеспечивающего отопление. Нагреватели бывают электрические, газовые, возможны и комбинации с твердым топливом.
Есть варианты обеспечения горячего водоснабжения с помощью отопительного котла. Котел в этом случае греет не только теплоноситель в системе отопления, но и подготавливает горячую воду для бытовых нужд.
Способа нагрева воды два: проточный (когда пользователь получает неограниченное количество горячей воды при наличии холодного водоснабжения) и накопительный (нужно подождать некоторое время, пока жидкость в баке нагреется, при этом наличие холодного водоснабжения не обязательно).
Но если потребность в горячей воде велика, то целесообразнее установить котел с бойлером. Бойлеры бывают встроенные или приставные. Встроенный бойлер может обеспечить постоянное наличие 40-60 литров горячей воды (в зависимости от модели). Приставные бойлеры от 80 до 3000 литров. Но если дом больше по площади, имеется душ, ванная, или даже несколько ванн, лучше бойлер установить отдельно. Бойлер подключается к отопительному контуру на выходе из котла и нагревается теплоносителем, проходящим по внутреннему контуру бака.
Итак, вы определились с тем, какой должна быть отопительная система в вашем доме. Теперь дело за профессионалами. И подготовку проекта, и монтаж оборудования, и последующее обслуживание лучше доверить им. Тогда система будет долгие годы радовать вас бесперебойной работой.
