Здравствуйте, рад приветствовать Вас на страницах нашего ежедневного журнала о Климатическом рынке Airweek.ru! Наш сайт создан для профессионалов работающих в отрасли строительной инженерии - менеджеров, проектировщиков, инженеров, руководителей подразделений, снабженцев, рекламщиков, директоров фирм в области вентиляции, кондиционирования возду...
Из существующих вариантов обогрева частных домов наиболее распространенным в настоящее время являются...
Из существующих вариантов обогрева частных домов наиболее распространенным в настоящее время являются индивидуальные жидкостные системы отопления. Печи, камины, а также электрические нагревательные приборы (масляные радиаторы, тепловентиляторы, тепловые пушки, "ИК"- обогреватели и пр.) принято использовать в качестве вспомогательных источников тепла. В целом, под системой отопления следует понимать совокупность отопительных приборов, трубопроводов, насосов, запорно-регулировочных устройств, средств автоматики и контроля, предназначенных для передачи тепловой энергии от генератора тепла в отапливаемые помещения (см. рис).
Эффективность, надежность и долговечность индивидуальной системы отопления будет зависеть от выбранной схемы, ее правильного расчета и монтажа, качества комплектующих, грамотной эксплуатации и своевременного технического обслуживания.
Как подобрать отопительный котел
В роли генератора тепла в жидкостной системе отопления выступает отопительный котел. Тип котла (электрический, жидкотопливный, твердотопливный, комбинированный, газовый) напрямую зависит от того, какой вид топлива преобладает в регионе проживания и насколько хорошо развита окружающая инфраструктура, пишет портал "Ваш дом". Статистические данные свидетельствуют о том, что из общего количества эксплуатируемых в России котлов около половины работают на газе, еще треть - на дизельном топливе, не более 5% - твердотопливные, порядка 10% - электрические. Принимая во внимание это обстоятельство, дальнейшие рассуждения будут касаться газовых отопительных котлов.
Эффективность работы автономной системы отопления, в первую очередь, зависит от мощности выбранного котла. Недостаточная мощность не позволит достичь комфортной температуры в холодное время года, избыточная - приведет к перерасходу топлива.
Определяющими параметрами, на которые следует опираться при приблизительном расчете тепловой мощности, являются:
а) площадь отапливаемого помещения (S);
б) удельная мощность котла на 10 кв.м помещения, которая устанавливается с учетом поправок на климатические условия региона (W уд.).
Существуют общепринятые значения удельной мощности по климатическим зонам:
- для Подмосковья Wуд. = 1,2 – 1,5 кВт;
- для Северных районов Wуд. = 1,5 – 2,0 кВт;
- для Южных районов Wуд. = 0,7 – 0,9 кВт.
Расчет мощности котла (W кот.) осуществляется по формуле: Wкот. = S W уд. / 10
Часто для удобства расчетов применяют усредненное значение Wуд., равное единице. Исходя из этого, принято выбирать мощность котла из расчета 10 кВт на 100 кв.м отапливаемого помещения.
При расчете параметров системы отопления потребуется знать количество жидкости, которым заполняется система (объем системы - V сист.). Его значение оценочно можно рассчитать исходя из соотношения: 15 л жидкости на 1 кВт мощности котла.
Таким образом, приблизительный объем жидкости в системе определяется по формуле: V сист. = W кот. 15
Более точные данные получаются из сложения объемов теплообменника котла, трубопроводов и отопительных приборов (батарей, радиаторов).
Пример:
1. Площадь отапливаемого помещения S = 100 кв. м;
2. Удельная мощность (W уд.) для Подмосковья = 1,2 кВт;
W кот. = 100 1,2 / 10 = 12 кВт;
V сист. = 12 15 = 180 л.
Ориентировочная мощность котлов в зависимости от площади обслуживаемого дома (для Подмосковья):
Площадь дома, кв. м Мощность котла, кВт
60 – 200 до 25
200 – 300 25 – 35
300 – 600 35 – 60
600 – 1200 60 – 100
От площади дома будет зависеть тип системы водяного отопления. Система с естественной циркуляцией (в силу малой инерционности) может быть использована в доме площадью не более 100 кв.м. Для домов большей площади потребуется принудительная циркуляция теплоносителя в системе, которая обеспечивается включением в систему циркуляционных насосов. Они, как правило, устанавливаются в обратную линию, ведущую от отопительных приборов к котлу, для того, чтобы продлить срок службы деталей, избавив их от постоянного контакта с горячей водой. Современные циркуляционные насосы малогабаритны, практически бесшумны и монтируются непосредственно на трубе.
Самые технологичные из них имеют автоматически изменяемую частоту вращения, что дает возможность насосу самостоятельно адаптироваться к изменению потребностей системы отопления (например, в случае использования термостатических вентилей на отопительных приборах). Встроенными циркуляционными насосами, как правило, оснащены и современные котлы для индивидуальной установки.
Оборудование котельных
При оборудовании системы отопления следует учитывать, что котельное оборудование не только должно отвечать требованиям теплового расчета, но и монтироваться с соблюдением всех принятых правил. Особенно важно это для газовых приборов, требующих четко обозначенных в нормативных документах мер безопасности.
Так, при выборе места для котла (проектировании системы) следует руководствоваться требованиями СниП II-35-76 «Котельные установки» и Сводом правил по проектированию автономных систем теплоснабжения СП 41-104-2000.
Требования к помещению (топочной), предназначенному для монтажа газовых котлов:
площадь – не менее 4 кв.м на один котел;
высота потолков – не менее 2,5 м;
внешняя дверь шириной не менее 80 см;
окно естественного освещения (на каждые 10 куб.м помещения – 0,3 кв.м окна);
отверстие для притока наружного воздуха – не менее 8 кв.см на 1 кВт номинальной мощности котла, или 30 кв.см на 1 кВт – в случае притока воздуха изнутри здания;
при проектировании и строительстве дымоходов для обеспечения достаточной тяги и отсутствия задувания (возникновения обратной тяги) целесообразно выводить верхний срез дымохода выше конька крыши;
дымоход (или дымоходы - при установке двух котлов) должен иметь сечение, соответствующее устанавливаемому оборудованию (площадь сечения дымохода не может быть меньше площади выходного сечения дымохода котла);
в каждом дымоходе должно быть ревизионное отверстие, расположенное ниже входного отверстия дымохода не менее чем на 25 см;
канал естественной вентиляции в верхней части помещения;
введенные прямая и обратная трубы системы отопления;
ввод трубопровода холодного водоснабжения;
введенная труба внутренней разводки горячей (бытовой) воды;
канализационный сток;
источник электропитания, размещенный на отдельном АЗС (автомате защиты сети) вводного щитка 220В, 20А;
введенный проводник домового контура заземления.
Следует иметь в виду, что полное сгорание газа возможно при определенном соотношении «воздух - газ», поэтому одним из условий является наличие притока воздуха к камере сгорания котла. Поскольку необходимый для горения кислород, как правило, берется в том же помещении, где и установлен котел, то в нем необходимо обеспечить приток воздуха снаружи. Обычно его объем колеблется в пределах 30 куб.м/час (именно такое количество воздуха требуется для полного сгорания 2,5 куб.м/час газа, чтобы получить среднее значение тепловой мощности =20 000 ккал/час, или 23,3 кВт). Владельцу необходимо знать, что при недостатке воздуха газ не сгорает полностью, и в результате образуется монооксид углерода (вещество без цвета и запаха). Пребывание человека в помещении с концентрацией оксида углерода 1% в течение 15 минут может привести к смертельному исходу. Кроме того, горение газа с недостатком воздуха повышает его потребление и, следовательно, повышает затраты энергоносителя на нагрев. Возможным решением для оптимизации воздухообмена при оборудовании индивидуальной котельной является использование коаксиальных («труба в трубе») дымоходов, позволяющих одновременно отводить продукты сгорания и забирать свежий воздух извне.
Эффективная работа всей системы отопления напрямую зависит от дымохода – воздушного канала, по которому будут удаляться отработанные газы. Он может представлять собой обыкновенную печную трубу, сложенную из кирпича, или современную модульную металлическую конструкцию для отведения дыма (например, уже упоминавшийся коаксиальный дымоход). Важнейшим показателем его работы является тяга (от нее зависит успешная работа котла). Силу тяги можно увеличить за счет конструктивных особенностей дымоходной трубы, то есть определенного соотношения ее высоты и поперечного сечения (см. рис).
Существенной проблемой при эксплуатации коаксиального дымохода в условиях холодной зимы является замерзание конденсата на выходе из дымохода и в подающей трубе. Это может привести к уменьшению воздухозабора и тяги, а в предельном случае - блокировке котла автоматикой безопасности. Риск этого явления существенно снижает котельное оборудование с плавным пуском и системой автоматической настройки котла AUTO (можно упомянуть котлы новой линейки ARISTON - например, GENUS). Такие опции позволяют постепенно прогреть стенки дымохода и снизить количество циклов розжига/остановки котла, тем самым уменьшая конденсатообразование и предотвращая обмерзание. Необходимо заметить, что в настоящее время специалистами компании разработаны и успешно применяются модульные системы дымоотведения с защитой от замерзания (конденсатосборник оригинальной конструкции). Такие системы с успехом зарекомендовали себя в прошлую холодную зиму в некоторых регионах России (например, в Белгороде и Костромской области).
Выбор трубопроводов
Трубопроводы для системы отопления являются «кровеносными сосудами», и поэтому к их выбору следует отнестись с должным вниманием. Ассортимент предлагаемых рынком труб достаточно велик. Это:
стальные, стальные оцинкованные, нержавеющие;
медные;
полимерные (металлопластиковые, полиэтиленовые, полипропиленовые армированные алюминием).
К недостаткам стальных труб нужно отнести потребность в сварочных работах при монтаже системы и коррозийные процессы, происходящие на поверхности металла. Эти недостатки будут отсутствовать у оцинкованных труб, если при их монтаже не применялась сварка.
Перечисленных выше негативных явлений лишены полимерные трубы, среди которых выгодно отличаются металлопластиковые конструкции (это пластиковая труба со слоем алюминиевой фольги). Основными достоинствами таких труб являются:
абсолютная кислородонепроницаемость, что позволяет замедлить процесс коррозии и износа отопительного оборудования;
низкий коэффициент линейного расширения, что дает возможность обходиться без дополнительных компенсаторов при монтаже магистралей;
высокая механическая прочность;
стойкость к коррозии и отложению осадка на внутренней поверхности;
антистатичность;
малое гидравлическое сопротивление.
Металлопластиковые трубы (можно упомянуть VALTEC или PRANDELLI (Италия)) монтируют с помощью прессовых или резьбовых соединений без применения сварочных работ. Это позволяет снизить себестоимость монтажных работ и получить экологически безопасную систему отопления. Комплектуется такая система и аксессуарами (тройники, отводы, шаровые краны и т.п.), конструкция которых отличается надежностью в работе и долговечностью. Альтернативным антикоррозийным материалом для труб является пластик, выдерживающий максимальную температуру 100 С.
Тем, кто решит «спрятать» трубопроводы в стенах дома с последующей заделкой, потребуются медные трубы, соединенные методом высокотемпературной пайки серебросодержащим припоем. Медь обладает стойкостью к высоким температурам (200 С), а медные трубопроводы выдерживают давление на разрыв 200 атм. На сегодняшний день это единственный способ получить абсолютно надежную систему, способную прослужить не одно поколение.
Расход трубопроводов в системе отопления частного дома будет зависеть от выбранной владельцем схемы разводки (двухтрубная или однотрубная). В остальном, любая качественно спроектированная и смонтированная система отопления позволяет регулировать температуру в каждом отапливаемом помещении при помощи терморегуляторов. При этом необходимо учесть, что однотрубная система подходит лишь для домов с относительно небольшой площадью (до 150 кв.м).
Выбор отопительных приборов и рекомендации к монтажу
Следующим элементом системы отопления являются радиаторы. На сегодняшний день лучшими качественными показателями обладают не чугунные, как принято было считать, а анодированные радиаторы, которым присущи прочность биметалла, антикоррозийная стойкость чугуна и тепловые характеристики алюминия. Анодирование внутренней поверхности превращает ее в корунд, поэтому поверхность не разрушается в процессе контакта с горячей водой. Увеличенные размеры внутренних каналов, отсутствие зауженных мест исключают образование застоя и засорения. Дизайнерское исполнение анодированных радиаторов несравненно выше, чем у всех ранее применяемых отопительных приборов.
Для расчета числа секций в радиаторе пользуются следующей зависимостью. Нужно знать теплоотдачу одной секции (в ваттах) (см. табл. 2) и поделить ее на коэффициент 100. В результате получается число квадратных метров, которое способна эта секция обогреть. Зная площадь помещения (при среднем значении высоты потолков - не более 2,7 м), не трудно посчитать требуемое количество секций. Например, если одна секция обогревает помещение площадью приблизительно 2 кв.м (199 Вт делим на 100), то для комнаты площадью 16 кв.м потребуется восемь секций. В том случае, если помещение угловое или в комнате есть балкон, то количество секций увеличивают (как правило, на 2 – 3). Следует иметь в виду, что в среднем на 10% меньше тепла дает радиатор, помещенный в глубокую нишу под подоконником. Декоративный короб, которым часто закрывают батарею, отбирает 15-20% тепла. Уменьшает теплоотдачу отопительных приборов и трубопроводов каждый последующий слой краски.
При монтаже радиаторов стоит придерживаться определенных требований. Они достаточно просты, но желательны для выполнения:
радиаторы устанавливаются под окнами (чтобы теплый воздух, поднимающийся от радиатора, блокировал движение холодного воздуха от окна);
нагревательные приборы устанавливают таким образом, чтобы их «ребра» располагались строго вертикально;
в каждом отдельном помещении нагревательные элементы должны располагаться на одном уровне (по горизонтали);
расстояние от пола до низа прибора рекомендуется делать не менее 60 мм (для удобства уборки пола под нагревательным элементом), а от верха прибора до подоконника – не менее 50 мм (чтобы обеспечивалась возможность снять радиатор без демонтажа подоконной доски).
Имеющийся в продаже ассортимент радиаторов (от стальных трубчатых до биметаллических и анодированных) очень широк и позволяет скомпоновать систему любой сложности.
Запорно-регулирующая арматура
Высокий уровень комфорта в помещениях немыслим без запорно-регулирующей арматуры отопительных приборов. Благодаря ей решаются такие задачи, как регулирование теплоотдачи отопительного прибора, а также его отключение от системы отопления в случае аварии или при проведении профилактических работ. В качестве запорно-регулирующей арматуры, устанавливаемой на подводках к радиаторам, применяются конусные вентили, шаровые краны или автоматические радиаторные регуляторы (терморегуляторы). Регулировка теплоотдачи с помощью конусных вентилей и шаровых кранов осуществляется вручную и требует постоянного внимания. Прибором, лишенным этих недостатков, является автоматический радиаторный регулятор (например, DANFOSS). Он самостоятельно обеспечивает поддержание заданной температуры в помещении путем автоматической регулировки теплообмена радиатора, при этом работает без дополнительного источника энергии и объединяет в себе функции датчика температуры и водяного клапана. Сегодня разработаны конструкции терморегуляторов для всех типов систем отопления. Местом их установки служит подающая подводка к отопительному прибору. Существует два типа терморегуляторов: жидкостные и газонаполненные. Приборы с газовым наполнением характеризуются практически мгновенной реакцией на изменение температуры в помещении. Срок службы таких терморегуляторов достаточно продолжительный – свыше 20 лет. Эффективность применения терморегуляторов в отопительных приборах подтверждена мировым и отечественным опытом. Их использование позволяет экономить до 30% тепловой энергии в отопительный сезон. Срок окупаемости приборов – не более 1,5 лет.
Индивидуальная система отопления будет эффективной, надежной, экономичной и безопасной лишь в том случае, если все ее составляющие по отдельности обладают этими важными качествами. Поэтому подходить к выбору оборудования и материалов для такой системы следует с максимальным вниманием, отдавая предпочтения продуктам компаний, давно и хорошо зарекомендовавших себя на мировом и российском рынке. Только в этом случае возможно обеспечить достойный комфорт на долгие годы.
