Оборудование для отопления
Котлы. При выборе котла в первую очередь необходимо определиться с его мощностью - она выбирается из приблизительного расчета: кВт мощности котла на 10 м2 отапливаемой площади коттеджа при высоте потолка 2.5 м.
Котел должен быть установлен на пол с несгораемым покрытием так, чтобы был обеспечен доступ для его осмотра и обслуживания, а также спереди для достаточного доступа воздуха. В помещении с ограниченным пространством должны быть сделаны вентиляционные отверстия. При подаче воздуха с улицы впускное отверстие должно иметь размер из расчета 600 мм2 на 1 кВт мощности котла. Выходное дымоотводное отверстие котла соединяют съемной дымоотводящей трубой с отверстием в стене помещения, выходящим в вытяжную трубу здания - дымоход.
В зависимости от вида потребляемого топлива котлы разделяют на газовые, жидко-топливные, электрические и твердотопливные. Встречаются котлы, способные работать на двух-трех видах топлива. Их называют комбинированными.
Первым шагом к выбору вида топлива является выбор режима отопления. Если вы строите дом для проживания в нем наездами, то можно использовать твердое топливо и топить котел только во время посещений. В этом случае необходимо предусмотреть возможность слива воды из систем водоснабжения и канализации, а также отказаться от дорогой отделки, иначе постоянные температурные перепады и возникающий при этом конденсат испортят внешний вид потолков и стен. В случае с жидким топливом, газом и электричеством в целях экономии можно использовать котлы с программируемыми режимами отопления. Например, всю неделю в доме поддерживается темпера тура 5-100С, а к приезду хозяев автоматика включает котел на запрограммированную мощность и разогревает дом до 200С.
Твердотопливные котлы работают на дровах, угле, торфе, сушеном навозе и т. д. Отопление твердым топливом - самое дешевое., но в то же время самое проблемное. Их главный недостаток в том, что топить нужно вручную, а при отоплении углем это еще и угольная пыль, значит, постоянная грязь. Частота закладки топлива зависит от работы автоматики котла. Топить котел нужно более или менее постоянно, запасы топлива нужно где-то складировать и пополнять. А еще, при эксплуатации твердотопливного котла придется часто чистить котел и дымоход. Данный вид топлива, скорее, подходит как запасной или в комбинации с другим топливом, например с электричеством.
Электрические котлы - самые простые в обслуживании: ни топки, ни дымохода, ни топлива в привычном понимании этого слова. Все, что нужно для их установки - это наличие хорошей электрической мощности. Если вы проводите в загородном доме только выходные, то этот вариант вполне может быть принят как основной. При таком отоплении первоначальные затраты на приобретение и монтаж котла минимальны, места котельная практически не занимает и электричества в режиме ожидания потребляет немного. Все, что требуется, - это получить в управлении районной электросети разрешение на подсоединение к электросети требуемой мощности. Но если в районе застройки есть проблемы с электроэнергией, то и от этого варианта лучше отказаться. Но не полностью, электроэнергию в качестве отопления все равно можно использовать, залив в систему отопления антифриз, или отказаться от "жидкого" отопления совсем в пользу прямых электронагревателей - теплых кабельных полов, теплых плинтусов и т. д. Прямые электронагреватели - вполне достойный вариант отопления: действительно, зачем нагревать воду и затем гнать ее но трубам, когда можно просто щелкнуть выключателем.
Выгоднее всего использовать газ. Если на вашем участке есть газ, стоит присмотреться к котлу, работающему на голубом топливе. Он сравнительно дешев, его не надо постоянно подвозить, при сгорании остается мало сажи (реже нужно чистить дымоход и котел) и т.д. Но большой проблемой является подвод газопровода к дому. То, что рядом с вашим участком проходит "газовая" труба, не означает, что вы к ней можете подключиться. Установка газового котла осуществляется только специалистами газовых служб после бесконечно долгих и почти всегда дорогих согласований и разрешений. Впрочем, вся эта бумажная волокита оправдывается высокой надежностью газового отопления. перебоев с подачей природного газа практически никогда не бывает в отличие от всех других видов энергии. При газовом отоплении в систему может быть залита вода. Несмотря на «страшилки», регулярно показываемые нам по телевизору, ЧП, связанные с газом, крайне редки.
На котлах, работающих с газообразным топливом. обычно устанавливаются два вида горелок: атмосферные, в которых процесс смешивания газа с воздухом происходит естественным путем, или вентиляторные (дутьевые), в которых происходит механическое перемешивание газа с воздухом под давлением н подача такой смеси в топку. У каждой горелки есть свои достоинства.
Атмосферная горелка лишена механических частей, поэтому срок ее службы теоретически больше, ей не страшны отключения электроэнергии, котел все равно будет работать. Но она может потухнуть, если давление газа в подающем газопроводе упадет (что происходит редко), в этом случае срабатывает автоматика и подача газа прекращается совсем. Дутьевая горелка менее восприимчива к падению давления газа и более экономична, но для ее эффективной работы требуется постоянная подача электроэнергии. Для снижения расхода топлива горелки могут быть двух- и трехступенчатыми или с плавно изменяющейся мощностью (модулирующими).
Если газа в ближайших окрестностях нет, и не предвидится, а о приличной электрической МОЩНОСТИ МОЖНО только мечтать, остается один вариант - котел, работающим на жидком топливе. В этом случае расходы на солярку в 2-3 раза выше, чем при использовании газа, но есть и явные плюсы. Для отопления жидким топливом не нужно согласований с какими-либо организациями. Основной задачей является своевременный подвоз дизельного топлива, следовательно, необходимы специальные баки и топливный насос для его подачи к котлу. При планировании участка необходимо предусмотреть возможность подъезда топливозаправщика к емкостям. Чем больше баки, тем реже их нужно заправлять. При хорошо отрегулированной горелке котла дыма практически нет. Но все-таки раз в год вам придется чистить от сажи дымоход и сам котел. Для бесперебойного функционирования котла большое значение имеет качество топлива. На всех котлах, работающих на жидком топливе, стоят дутьевые горелки, газ как солярка воспламеняется и горит только в определенной, пропорциональной смеси воздуха с топливом. Ко всему прочему отечественную солярку нередко требуется очищать от песка, воды, смол и дру-гих посторонних примесей.
Использование топлива низкого качества приведет к перебоям в работе котла, его засорению сажей и выходу из строя форсунок горелки, поэтому старайтесь не экономить на фильтрах и избегать некачественной солярки.
Расширительный бак. В любой отопительной системе жизненно необходимо устройство - расширительный бак, компенсирующий температурное расширение воды, иначе при нагреве она просто разорвет котел, трубопровод или какой- нибудь другой ее элемент. Его объем выбирают по расчету, ориентировочно он равен 10% объема воды в системе.
Расширительный бак бывает двух типов:
- бак открытого типа, то есть открытая емкость цилиндрической или прямоугольной формы, дно которой соединено короткой трубой с отопительной системой. Уровень воды в нем зависит от объема жидкости и системе: чем вода горячее, тем больше ее объем. От попадания грязи в бачок защищает фильтр. Открытый бачок ставится на самом высоком месте отопительной системы;
- бак закрытого типа (экспапзомат) - это капсула шарообразной или овальной формы, разделенная внутри герметичной мембраной на две части - воздушную и жидкостную. В воздушной части есть клапан, который при сильном повышении давления стравливает воздух и тем самым позволяет жидкости занять внутренний объем бачка. При повышении водяного давления мембрана прогибается и выдавливает воздух из бачка. Когда водяное давление падает, мембрана возвращается на место, воздух через клапан попадает в бак. Бак ставят в любом месте отопительной системы.
Предупреждение: экспапзомат внешне напоминает гидроаккумулятор системы водоснабжения и непорядочные продавцы их иногда путают.
Бак закрытого типа выгодно отличается от бака открытого типа. Во-первых, в закрытом баке не происходит соприкосновения жидкости системы с воздухом: теплоноситель не испаряется и не обогащается кислородом. Это снижает потери тепла и воды, уменьшает внутреннюю коррозию отопительных приборов. Во-вторых, из закрытого бака жидкость никогда не выльется наружу. В-третьих, такой бачок можно поставить в любой точке системы, но, как правило, рядом с котлом. Баки закрытого типа применяются в основном для насосных циркуляционных систем отопления.
При выборе котла с естественной циркуляцией теплоносителя с очень незначительным рабочим давлением нужно использовать открытые расширительные баки. В отличие от мембранных они обязательно должны находиться в верхней точке системы. Как правило, открытый бак ставят на чердаке. Вода из таких баков может испаряться, а потому необходимо следить за ее уровнем, время от времени осуществляя долив.
При покупке радиатора проверьте у него наличие воздуховыпускного клапана или, как его называют, крана Маевского. Эта деталь позволит спустить из системы отопления воздушную пробку. Клапан входит в комплект некоторых моделей радиаторов, но чаще предлагается отдельно. Изначально систему заполняют жидкостью до тех пор, пока в ней не останется воздуха. Нов процессе нагрева жидкости могут появиться воздушные пузырьки (как в кипящем чайнике). Пузырьки образуют воздушную пробку и препятствуют прохождению жидкости по трубам и батареям. Так вот. воздушная пробка и выводится через кран Маевского или через расширительный бак открытого типа.
Циркуляционный насос - еще один необходимый элемент современной сис-темы отопления. При желании или же отсутствии электроэнергии можно сделать систему с естественной циркуляцией воды, но она менее эффективна и не пригодна для коттеджей, имеющих высоту более двух этажей (10 м).
Циркуляционные насосы предназначены для обеспечения принудительного движения жидкости по замкнутому контуру. Отопительные системы осознанно эксплуатируют при избыточном давлении. Таким образом, предотвращается образование воздушных пузырьков даже при критическом режиме работы. Благодаря избыточному давлению исключается проникновение воздуха в водную систему снаружи.
Перепад давления, создаваемый циркуляционным насосом, служит для преодоления суммы всех гидравлических потерь на трении в трубопроводах, то есть за счет него жидкость поддерживается в постоянном движении. Из-за различных потерь на трение и трубопроводах, запорно-регулирующей арматуре, котле и у потребителей в каждой точке системы возникает свое рабочее давление, поэтому расчет мощности циркуляционного насоса нужно доверить специалисту, так как избыточная мощность насоса приводит к созданию в трубопроводе давления, превышающего допустимые пределы. При недостаточной мощности насоса теплоноситель не будет циркулировать.
Отопительные приборы. Для приблизительного расчета потребности в отопительных приборах можно воспользоваться следующим правилом - для обогрева 1м2 площади требуется радиатор мощностью 100 Вт.
Все отопительные приборы используют два физических процесса: конвекцию и излучение. Конвекция - это образование восходящего потока воздуха вблизи нагретой поверхности. При этом большая часть тепла передается воздуху помещения. Все отопительные приборы, навешиваемые на стену, работают в основном, но принципу конвекционного нагрева помещения. Холодный воздух, как более плотный, находится внизу комнаты, нагреваясь от радиаторов, он поднимается вверх, немного остывает и опять опускается. Такой многократно повторяющийся процесс нагревает весь воздух в помещении. Причем необходимо отметить, что воздух прогревается неравномерно: у пола он холоднее, у потолка теплее, в дальнем углу комнаты - холоднее, у радиаторов - теплее.
Лучистое отопление - это поток инфракрасных лучей от нагретой поверх-ности отопительного прибора, который повышает температуру других поверхностей в помещении (вертикальные ограждения, мебель, перекрытия). Примером лучистого отопления может служить система "теплый иол", хотя здесь тоже присутствуют элементы конвекции воздуха, основной нагрев происходит тепловыми (инфракрасными) лучами. Температура в помещении распределяется равномерно н наиболее комфортно для человека: у пола теплее, на уровне головы прохладнее. Воздух не имеет активного перемешивания, а значит, исчезают тепловые сквозняки и не происходит поднятие пыли, что характерно для всех конвекционных приборов отопления.
Конвекционные отопительные приборы размещаются, прежде всего, в месте наибольших теплопотерь - под световыми проемами. При невозможности разме-щения их под окнами или у наружных стен они могут быть установлены у внутренних стен. По возможности их следует размещать ближе к полу помещений (минимальное расстояние от низа прибора до поверхности пола - 60 мм).
Присоединение труб к отопительным приборам может быть с одной стороны (одностороннее) и с противоположных сторон (разностороннее). При разностороннем присоединении возрастет теплопередача приборов, однако конструктивно рациональнее делать одностороннее присоединение труб. Тепловой поток приборов зависит от расположения мест подачи и отвода от них теплоносителя. Теплопередача возрастает при подаче теплоносителя воды в верхнюю часть и отводе воды из нижней части прибора и понижается - при направлении движения снизу вверх.
Индивидуальное регулирование теплопередачи отопительных приборов может быть ручным и автоматическим. Термостатные вентили регулируют пропуск теплоносителя таким образом, что достигают наилучших показателей теплообмена на всех участках теплового прибора. Температура радиатора обычно зависит от температуры воздуха внутри помещения и задается обитателями дома. Например, нужно, чтобы водной комнате было 200С - датчик устанавливается в соответствующее положение, в другой комнате нужно сделать 250С - тоже устанавливается с помощью датчика. Терморегуляторы позволяют экономить до 40% энергии, потребляемой на отопление зданий, обеспечивая снижение расхода потребляемого энергоносителя.
Радиаторы можно разделить на две группы: популярные во многих странах стальные приборы панельного типа и радиаторы секционного типа, которые изготавливаются из алюминия, стали, чугуна или комбинации нескольких материалов (такие приборы получили название биметаллических).
Чугунные радиаторы. Чугун - материал, традиционно используемый для изго-товления отопительных приборов. К достоинствам чугунных радиаторов, в пер-вую очередь, относится повышенная стойкость к коррозии. Максимальное рабочее давление составляет 6 бар, для отечественного радиатора МС-МО - 9 бар. Их внешний вид всем известен. Чугунные радиаторы отличаются большой массой и невысокой механической прочностью. Эти приборы характеризуются повышенной тепловой инерцией, что затрудняет применение на них автоматических терморегуляторов, зато они незаменимы при централизованном отоплении, когда котельную топят полупьяные кочегары. При скачках температуры теплоносителя, благодаря своей тепловой инерции, радиаторы долго не остывают.
Алюминиевые радиаторы. Они имеют более привлекательный внешний вид. Достаточно высокие механические свойства алюминия позволяют изготавливать из него радиаторы с развитой поверхностью секций. Помимо внешних отличий алюминиевых радиаторов различных моделей и изготовителей, существуют отличия и в технологии их изготовления. Наиболее распространен метод литья под давлением из силуминов - сплавов на основе AJ-Si с содержанием кремния до 12%. Как правило, такие радиаторы рассчитаны на рабочее давление 6 бар.
Биметаллические радиаторы. Для улучшения характеристик алюминиевых радиаторов используют сочетания алюминия и стали, как более прочного конструкционного материала (биметаллические радиаторы). В таких радиаторах из стали изготавливаются либо только каналы, соединяющие верхний и нижний коллекторы, либо вся внутренняя часть секции (каналы + коллекторы), что исключает контакт теплоносителя с материалом оребрения - алюминием.
Стальные панельные радиаторы. Они получили широкое распространение благодаря сравнительно невысокой стоимости и множеству вариантов по высоте, длине, глубине и тепловой мощности. Еще одной особенностью таких радиаторов является наличие модификаций со встроенным термостатическим вентилем.
Полотенцесушители. В отдельную категорию выделяют стальные радиаторы для ванных комнат, или полотенцесушители. По своей конструкции они представляют собой стальные трубчатые радиаторы, в которых горизонтальные изогнутые или прямые трубы вварены в вертикальные коллекторы. Эти приборы предназначены для обогрева вспомогательных по-мещений - ванных, туалетов, коридоров, кухонь и т.п. В России полотенцесушители присоединяют к циркуляционной трубе системы горячего водоснабжения для того, чтобы вода не остывала, когда закрыт кран горячей воды. За рубежом они присоединяются к системе отопления. В связи с этим импортные полотенцесушители изготавливаются из труб с меньшей толщиной стенки.
Компакт-радиаторы. Основу компакт-радиаторов составляют стальные штампованные панели, которые могут снабжаться вертикальным оребрением, за счет чего теплоотдача конвекцией данных приборов увеличена до 75%. а металлоемкость и тепловая инерция снижены. Это делает возможным применение компакт-радиаторов в системах низкотемпературного отопления с пониженными параметрами теплоносителя (550С/350С и т.п.), которые более эффективны с энергетической точки зрения. Компакт-радиаторы могут служить дополнением к системам напольного отопления.
Теплый пол. К преимуществам теплых полов можно отнести отсутствие в помещении видимых элементов системы отопления, возможность регулирования температуры воздуха одним терморегулятором, повышенную звукоизоляцию пола. Но самое главное достоинство - это улучшенный тепловой режим в помещении. В отличие от обычных систем отопления они позволяют осуществить гораздо более равномерный нагрев помещения, при этом температура пола превышает температуру воздуха всего на 2-30С, создавая оптимальный для человека тепловой режим. Сейчас на российском рынке представлены две разновидности теплых полов: полы с водяным подогревом и кабельные системы.
Инфракрасный теплый пол. Это нагревательная система которая базируется на использовании свойств натурального природного тепла - инфракрасного спектра солнечного света.
Пленочный теплый пол рекомендуется для установки под такие напольные покрытия, как: ковролин, линолеум, ламинат, паркетная доска и другие напольные покрытия. Также монтаж теплых полов возможно проводить под любые виды керамических, композитных и каменных материалов.
Созданная с использованием нанотехнологий, пленка с напылением карбоновых (углеродных) нанотрубок генерирует инфракрасные лучи (90,4% дальнего инфракрасного диапазона с длиной волны 5-20 мкм), которые нагревают все непрозрачные объекты на своем пути. В отличии от водяных теплых полов, а также кабельных, передача тепла от пленки к предметам, осуществляется без потерь энергии на конвекцию, и обогрев воздуха. Это наиболее совершенный и естественный способ обогрева, - именно таким образом Солнце обогревает нашу Землю.
Инфракрасный теплый пол питается от сети 220-240 В, среднесуточная потребляемая мощность от 30 до 70 Вт / м кв./час в зависимости от уровня теплоизоляции помещения и типа обогрева. Пиковая (пусковая) мощность 1 м.кв. нагревательной пленки составляет 210 Вт/м кв. При монтаже под такие покрытия, как ламинат, паркетная доска, линолеум или ковролин, нет необходимости в дополнительной цементной стяжке. Общая толщина пленки с дополнительной пароизоляцией не будет превышать 0,5 мм.
Максимальная температура до 500С на поверхности пленочного теплого пола достигает в считанные минуты. Что значительно сокращает затраты на электроэнергию.
Отапливающий плинтус - нечто среднее между обычным электрическим радиатором и теплым электрическим полом. К его достоинствам можно отнести равномерный прогрев помещения и незаметность. Oт теплых электрических полов, отапливающий плинтус отличается не только простотой монтажа и доступностью нагревательных элементов для замены, но и тем, что он нагревается до достаточно высокой температуры (700С) и требует внимательного к себе отношения. Отопительный плинтус представляет собой напольный плинтус из полированного известняка высотой 10-13 см. толщиной 2,5 см и длиной 65 см с вмонтированным в него электрическим нагревательным элементом мощностью 80-100 Вт. Известняк хорошо прогревается и аккуму-лирует тепло, благодаря этому не требуется высокая мощность нагревательных элементов. Чтобы прогреть воздух в комнате с высотой потолков до 3 м до температуры +20-220С требуется одна секция электроплинтуса на 2.5-3 м2 помещения. Отопительные элементы чередуют с не обогревающими участками плинтуса из того же камня, что позволяет сделать непрерывное обрамление помещения с равномерным обогревом со всех сторон. Чтобы нагреть с их помощью комнату в 20 м2, потребуется примерно 1500 кВт электроэнергии в год.
Некабельный рулонный модуль представляет собой уже готовый нагревательный элемент, монтаж которого чрезвычайно прост нужно раскатать рулон, прикрепить края степлером к полу или стене и включить в розетку. Поверх нагревательного элемента можно устраивать полы, не боясь пожара или деформации отделочных материалов от перегрева. Модуль нагревается не более чем до 350С и не требует сложных регулировочных устройств. Работает он при напряжении 2-1 В. Стандартные размеры модуля: ширина - от 30 до 120 см, длина - от 0.9 до 7,2 м.
Теплоноситель. В последнее время в качестве теплоносителя вместо воды используется антифриз - жидкость на основе этиленгликоля. Поскольку этиленгликоль агрессивен он может вызывать коррозию внутренней поверхности труб и радиаторов, его разбавляют веществами, нейтрализующими химическую активность, например водой. В отопительной системе нельзя использовать антифризы, предназначенные для охлаждения двигателя автомобиля, а следует применять антифриз, изготовленный специально для систем отопления.
При применении антифриза следует иметь в виду:
- теплоемкость антифриза примерно на 15-20% ниже, чем у воды (то есть он хуже накапливает тепло и хуже отдает ето), следовательно, при проектировании системы отопления с антифризом радиаторы следует выбирать более мощные:
- вязкость антифриза выше, чем у воды, то есть 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, потому что это приводит к его химическим изменениям и потере изначальных свойств.
- обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания -650С; и температурой замерзания -300С. При этом концентрированный вариант может быть разбавлен водой до требуемой концентрации. Для получения теплоносителя с температурой замерзания -300С к двум частям антифриза надо добавить одну часть воды, для -200С - надо смешать антифриз пополам с водой.