Жидкостное отопление | Оборудование | Дизайн-проект

Жидкостное отопление

1.7.4.1. Классификация и конструктивные решения систем отопления Система отопления — это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения здания. «Сердцем» отопительной системы является теплоисточник (котел). От него нагретый теплоноситель (не обязательно вода или антифриз) с помощью циркуляционного насоса (если система с принудительной циркуляцией) или без него (естественная циркуляция) движется по теплопроводам (трубам) и отдает тепло дому через отопительные приборы (радиаторы). Кроме вышеназванных основных элементов в систему отопления могут входить еще масса других вещей: теплообменник — при централизованном теплоснабжении, расширительный бак — компенсирующий температурное расширение воды, фитинги — для соединения труб, воздушные клапаны и многое другое.В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным или лучистым. К конвективному относят отопление, при котором температура внутреннего воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения — усредненная температура поверхностей, обращенных в помещение. Характерный распространенный пример конвективного отопления — установка под подоконником в помещении вертикальных радиаторов (батарей). При этом теплый воздух, нагреваясь от радиатора, становится легче холодного воздуха и поднимается вверх, уступая «теплое» место холодному воздуху снизу радиатора. Теплый воздух, пройдя путь по верху помещения, в сторону от окна, остывает и опускается вниз, постепенно двигаясь понизу к горячему радиатору, где снова нагревается и поднимается. Таким образом, получается круговорот теплого и холодного воздуха в помещении — воздушный конвекционный поток, что может вызывать ощущение сквозняка на уровне пола.Лучистым называют отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха в помещении. Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия человека в помещении (например, до 18...20 °С вместо 20...22 °С в помещениях гражданских зданий). Хороший пример лучистого отопления — система «теплый пол», при которой нагревается вся поверхность пола помещения. При этом сильного конвекционного потока не образуется, а происходит постепенное смешивание теплого воздуха, расположенного внизу, с прохладным воздухом расположенном наверху (конвекционного сквозняка не образуется). При расположении отопительных приборов у потолка тоже не образуется конвекционного сквозняка, но мне трудно найти смысл обогрева потолка (пол соседей сверху) в жилых помещениях.Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость -антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.Системы отопления по расположению основных элементов подразделяются на местные и центральные.В местных системах для отопления, как правило, одного помещения теплоисточник, теплоноситель и теплопроводы конструктивно объединяются в одной установке. Примером местной системы отопления могут служить отопительные печи.Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. В тепловом центре (пункте) находятся теплогенераторы (котлы) или теплообменники. Они могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в ИТП) либо вне здания — в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящей котельной) или ТЭЦ. Современное автономное отопление квартир (даже если котел находится внутри квартиры) и малоэтажных домов является, хотя и уменьшенной, но центральной системой.Теплопроводы центральных систем подразделяют на: магистрали подающие (по которым подается теплоноситель) и магистрали обратные (по которым отводится охладившийся теплоноситель); стояки (вертикальные трубы) и ветви (горизонтальные трубы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам. В зависимости от вида используемого в системе отопления теплоносителя их принято называть системами водяного, парового, воздушного или газового отопления. Газы образуются при сжигании твердого, жидкого или газообразного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности отопительных приборов. Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускаться непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструкцию и понижает КПД отопительной установки. Область использования горячих газов ограничена отопительными печами, газовыми излучателями и другими подобными местными отопительными установками. В данной книге я не буду рассматривать газовое отопление (отопление с газовым теплоносителем). В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются многократно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды. Все эти три теплоносителя должны соответствовать по показателям, важным для выполнения, требованиям, предъявляемых к системе отопления.Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и теплосодержание. При использовании пара достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых помещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по сравнению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, температура поверхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, движение пара в трубах сопровождается шумом. При наличии пара как теплоносителя для отопления чаще используется комбинированное пароводяное отопление, при котором вместо отопительного котла устанавливается работающий на пару водонагреватель.Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения — в зависимости от давления. При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатком является большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи отопительных приборов.Воздух является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью, плот-ностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры. При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопительных приборов, сов мещать отопление с вентиляцией помещений, достигать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. В воздушном отоплении практически не нужны водогазо-напорные металлические трубы. Недостатками являются малая теплоаккумулирую-щая способность, значительные площадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине. Главным образом воздушное отопление используется в общественных и промышленных зданиях. Кроме поддержания постоянной комфортной температуры есть еще одно санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры наружной поверхности отопительных приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности, окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65. ..70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 "С. В некоторых случаях, чтобы неслитая система отопления не замерзла во временно неотапливаемом доме, рекомендуется использовать специальный незамерзающий теплоноситель — антифриз (тосол). Любой антифриз является достаточно токсичным веществом, может привести к ускорению коррозионных процессов, снижению теплообмена, изменению гидравлических характеристик, завоздушиванию и др. Применение антифриза в качестве теплоносителя в каждом конкретном случае должно быть достаточно обоснованным. Так как в России применяют центральные системы в основном водяного отопления, далее в этой главе будут рассматриваться только системы отопления с водным теплоносителем, т. е. водяное отопление.По температуре теплоносителя различаются водяные системы низкотемпературные с предельной температурой горячей воды tr 100 "С. Максимальное значение температуры воды ограничено 150 °С. По способу создания циркуляции воды системы разделяются на системы с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные) и с естественной циркуляцией (гравитационные), в которых используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры (конвекция). Насосные системы используются практически повсеместно. Область применения гравитационных систем в настоящее время ограничена их использованием для отопления жилых домов в сельской местности. По положению труб, объединяющих отопительные приборы, системы делятся на вертикальные и горизонтальные. В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают однотрубные и двухтрубные, различия и схемы приведены в следующем пункте. За последнее время достаточно широко стала применяться коллекторная (веерная, лучевая) схема соединения отопительных приборов (пример см. в п. 1.7.4.2.2. «Поквартирные системы отопления»). В этой схеме каждый из группы приборов присоединяется к общему коллектору. Систему водяного отопления применяют с верхним и нижним расположением ма-гистралей, с тупиковым или попутным движением воды в них. 1.7.4.2. Системы водяного отопления с радиаторами Радиаторные водяные системы являются наиболее распространенными, особенно в жилых и общественных зданиях, из всех существующих отопительных систем. Многолетнее эксплуатирование подтвердило гигиенические и технические преимущества водяного отопления. По сравнению с паровым отоплением водяное ото Рис. 1.7.4.2.1. Схемы системы местного водяного отопления: А — гравитационная система; Б — насосная система; 1 - подпиточный водопровод; 2 — котел; 3 — расширительный бак; 4—радиатор; 5 — циркуляционный насос; 6 — воздухосборное устройство пление отличается: относительно низкой температурой поверхности нагревательных приборов (радиаторов) и трубопроводов; бесшумностью действия; простотой обслуживания и ремонта; достаточно равномерной температурой помещений; значительным сроком службы. Если речь идет об отоплении зданий, то подразумевается поддержание в отапливаемых помещениях требуемого значения температуры воздуха. При этом требуемая температура воздуха не всегда подразумевается комфортной. Системы водяного отопления различают на гравитационную (рис. 1.7.4.2.1 А) и насосную (рис. 1.7.4.2.1Б). На рисунке 1 показаны схемы местной системы с котлом, который расположен непосредственно в отапливаемом здании. Системы водяного отопления с гравитационной (естественной) циркуляцией жидкого теплоносителя имеют ограниченную область применения. Как правило, их используют для отопления отдельных малоэтажных зданий или квартир. Такие системы возможно использовать в зданиях с серьезными ограничениями по шуму и вибрациям. Чаще всего в системах с естественной циркуляцией предпочтение отдается верхнему расположению подающих магистралей (верхней разводке) и максимально возможной разнице по высоте между термоблоком (котлом) и нагревательными приборами (радиаторами). Это связано с тем, что движущей силой в гравитационных системах является плотность (масса) горячей (легче) и обратной остывшей воды (тяжелее). В здании, которое оснащено гравитационной системой отопления, всегда устанавливается расширительный бак. Его всегда располагают выше магистральных трубопроводов в верхней части здания, часто на чердаке. Наиболее широкое распространение сегодня получило водяное отопление с ис-кусственным побуждением теплоносителя, т. е. насосное отопление. Можно выделить три способа присоединения систем отопления к наружным те-плопроводам при централизованном теплоснабжении (рис. 1.7.4.2.2). В этом случае все системы являются насосными, даже если насос не устанавливается непосредственно в отапливаемом здании. При этом вода в систему подается насосными установками из общего центра теплоснабжения. Прямоточная схема присоединения системы отопления (рис. 1.7.4.2.2А) к наружным трубопроводам наиболее проста по конструкции и по обслуживанию. Такую систему применяют, если температура поступающей воды не выше допустимой в отопительной системе. Чаще всего такое условие выполняется при обслуживании соседних зданий одной небольшой котельной. Недостатками прямоточной системы являются зависимость теплового режима зданий от температуры воды в подающем наружном трубопроводе и ограниченность местного регулирования. Зависимая (открытая) схема присоединения системы отопления со смешиванием сетевой воды и обратной воды из системы отопления (рис. 1.7.4.2.2Б) немного сложнее по конструкции и в обслуживании. Первоначальная стоимость этой системы ниже независимой системы благодаря отсутствию в ней теплообменников, расширительного бака и насосов. Но это только в самом здании, а все эти элементы и их функции переносятся в центр нагревания теплоносителя. Поэтому неправильно судить о стоимости отопительной системы, ориентируясь только на то, что имеется в самом здании. Обратную воду из системы отопления смешивают с высокотемпературной водой из наружного подающего трубопровода при помощи смесительного аппарата — водоструйного элеватора или насоса. Насосная смесительная установка имеет ряд преимуществ перед элеваторной: выше КПД; в случае аварии наружных тепловых сетей возможно, как и при независимой схеме, сохранение циркуляции воды в системе отопления, изменение температуры которой достаточно инерционно. При использовании элеваторной установки потери давления в системе отопления должны быть сравнительно небольшими, а смесительный насос можно применять в системах отопления со значительным гидравлическим сопротивлением. Однако элеваторные вводные узлы получили наибольшее распространение благодаря кажущейся первичной дешевизне и простоте исполнения. Здесь имеет значение сравнительно низкий уровень шума при их эксплуатации и относительная безотказность. Однако, как правило, при элеваторном вводе с отоплением компонуется и система горячего водоснабжения, которая не только невозвратно расходует деаэрированную воду, но и приводит к длительному отключению систем горячего водоснабжения, что приносит неудобство пользователям и ускоряет старение систем горячего водоснабжения. Независимая (закрытая) схема присоединения системы насосного водяного отопления (рис. 1.7.4.2.2В) очень близка к схемам местного теплоснабжения. Котлы здесь заменяются водо-водяными теплообменниками. Саму систему лучше заполнить деаэрированной водой или водой со специальными добавками, исключающими коррозию трубопроводов. Закрытая система бывает только насосной. В системах используется либо специальный циркуляционный насос, либо высокое давление в сети теплоснабжения. При независимой схеме создаются независимые местный тепловой и гидравлический режимы отопительной системы. Первичная вода после теплообменников должна иметь значение температуры, допустимое в отопительной системе. Температура же обратной воды в расчетном режиме не должна быть ниже 70 °С. Преимуществом независимой системы, кроме обеспечения индивидуальных гидра-влического и теплового режимов, является возможность циркуляции воды (на неко торое время) для сохранения более или менее приемлемого теплового режима при авариях в наружных трубопроводах. Такие системы отопления служат дольше, чем системы с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды. Однако и местные насосные системы (на одно здание) тоже могут иметь добавки к воде для замедления коррозии трубопровода. 1.7.4.2.1. Схемы водяного радиаторного отопления Однотрубные системы водяного отопления получили широкое распространение. На сегодня этими системами оборудовано большинство зданий и сооружений. Разновидностей таких систем много, но принципиально они выполнялись либо с верхней, либо с нижней разводкой магистральных трубопроводов. Схемы с верхней разводкой приведены на рис. 1.7.4.2.1.1, а схемы с нижней разводкой на рис. 1.7.4.2.1.2. Однотрубные системы лишены возможности индивидуального учета теплоты, расходуемой на отопление того или иного помещения (или комплекса помещений). Также отсутствует возможность индивидуального регулирования теплоотдачи отопительных приборов. Достоинства однотрубной системы отопления. Эти системы были менее металлоемкими по сравнению с двухтрубными. Они оказались гидравлически более устойчивыми (особенно при низких значениях наружной температуры воздуха) по сравнению с двухтрубными. Эти системы позволили при переменном перепаде температуры воды в стояках максимально индустриализировать их изготовление на заготовительных предприятиях. Их часто производили еще до возведения здания. Сегодня тоже можно утверждать о предпочтительности этих систем в зданиях и сооружениях, где не требуется индивидуального учета расходования теплоты. К таким зданиям и сооружениям можно отнести любые общественные, например: торговые сооружения, банки, оздоровительные сооружения, учебные заведения и т. п. Двухтрубные отопительные системы (рис. 1.7.4.2.1.3) в настоящее время наиболее широкое распространение находят для новых проектируемых зданий. Главное Рис. 1.7.4.2.1.1. Схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и стояками различной конструкции: А, В — проточно-регулируемые стояки; С, D — стояки с осевыми и смещенными замыкающими участками; Е — проточный стояк; 1 — главный стояк; 2 — подающая магистраль; 3 — обратная магистраль; 4 — теплообменник; 5 — циркуляционный насос; 6 — радиатор; 7 — обходной участок; 8 — кран двойной регулировки; 9 — проточный кран; 10 — осевой замыкающий участок; 11 — смещенный замыкающий участок; 12 — воздухосборник; 13—расширительный бак Лс. 7.7.4.2.1.2. Схема однотрубной системы водяного отопления с нижней разводкой: А — проточ-- стояк; В, С— стояки со смещенными замыкающими участками; D — проточно-регулируемый стояк; 1 — подающая магистраль; 2 — обратная магистраль; 3 — отопительные приборы; 4—кран двойной регулировки; 5 — проточный кран; 6 - смещенный замыкающий участок; 7— циркуляционный насос; 8 — теплообменник; 9 — расширительный бак их достоинство в том, что здесь достаточно доступным становится индивидуальный учет расходования тепловой энергии. Но при этом система должна иметь схему, отличную от общепринятых ранее. При такой схеме прямой и обратный стояки прокладываются, как правило, в лестничных клетках, а каждая квартира отдельно присоединяется к стоякам с установкой соответствующих приборов учета теплоты и регулирования теплоотдачи нагревательных приборов. Подобная схема приведена на рис. ;.7.4.2.1.4А. При учете расходования теплоты в таких системах возможны варианты, они приведены на рис. 1.7.4.2.1.4. Не будем рассматривать подробности учета теплоты по Рис. 1.7.4.2.1.3. Схемы двухтрубной системы отопления с нижней (А) и верхней (Б) разводкой магистралей: 1 — главный стояк; 2 — подающая магистраль; 3 — обратная магистраль; 4 — радиатор; 5 — регулировочный кран; б — воздушный кран; 7 — теплообменник; 8 — циркуляционный насос; 9 — соединительная труба расширительного бака; 10 — воздушная линия; 11 - расширительный бак Рис. 7. 7.4.2 7.4. Схемы поквартирного учета теплоты: А — поквартирный учет; Б — поквартир-но-домовыйучет; 1 — квартирный счетчик; 2 - домовый теплосчетчик; 3 — счетчик поквартирного учета горячей воды квартирам, рассмотрим только два возможных варианта учета: поквартирный (рис. 1.7.4.2.1.4А) и поквартирно-домовый (рис. 1.7.4.2.1.4Б). Квартирный режим в первом случае будет учтен достаточно точно. Поквартирные приборы нуждаются в квалифицированном техническом обслуживании и периодической проверке. Последнее связано с достаточно большими затратами. Эти затраты можно сократить в десятки раз, если перейти на упрощенную поквартирно-домовую схему учета тепловой энергии. Сущность схемы заключается в том, что на все здание ставится один интегрирующий тепловой счетчик, определяющий точный расход тепловой энергии в доме. В каждой же квартире на подающем трубопроводе системы отопления устанавлива Рис. 1.7.4.2.1.5. Схемы отопительных систем малоэтажных зданий: А — горизонтальная однотрубная система с последовательным обогревом верхнего и нижнего этажей; Б — двухтрубная система отоппения; 1 — главный стояк; 2 — подающая магистраль; 3 — котел (термоблок); 4 — циркуляционный насос; 5 — обратная магистраль; 6 — радиатор; 7 — подпиточный водопровод; 8 — расширительный бак; 9 — соединительная труба расширительного бйка 268 ется обычный водомер на горячую воду. Квартирный режим при этом в первом случае будет учтен достаточно точно, во втором ошибка может составить до 10%. На рис. 1.7.4.2.1.5 показаны некоторые схемы водяного отопления малоэтажных зданий. Здесь приведены только однотрубная горизонтальная система и двухтрубная. Вариантов может быть больше. Но главное, что в малоэтажном здании при наличии собственного источника теплоты потребность в дорогостоящих тепловых счетчиках отпадает. Схемное решение отопления такого здания сильно зависит от вида топлива, конструкции котла, термоблока и местных условий. Система отопления должна соответствовать теплофизическим характеристикам здания, квартиры, коттеджа. Имеются в виду три обстоятельства. При понижении или повышении температуры наружного воздуха должна соответственно изменяться теплоотдача отопительными приборами. Система водяного отопления является инерционной и при легких малоинерционных ограждающих конструкциях не будет «успевать» следить за изменяющимися теплопоступлениями через эти конструкции. Следовательно, в части учета колебаний наружных тепловых воздействий система водяного отопления соответствует инерционным ограждающим конструкциям. Второе обстоятельство имеет место при так называемой прерывистой подаче тепла, связанной с понижением температуры внутреннего воздуха в помещениях в нерабочее время с целью экономии энергии. Здесь опять целесообразно применять инерционные ограждающие конструкции с системами водяного отопления. И последнее. В ряде общественных зданий, таких как кинотеатры и магазины, в отдельные периоды резко возрастают тепло- и влагопоступления в помещения за счет пришедших людей. Здесь инерционную систему водяного отопления целесообразно использовать как базовую, но дополненную вентиляцией и системой воздушного отопления. 1.7.4.2.2. Поквартирные системы отопления Поквартирные системы отопления — это такие системы, которые могут управляться обитателями квартиры без изменения теплового режима соседних помещений и обеспечивать поквартирный учет расхода тепловой энергии. Это попытка одновременного решения двух противоречивых задач — повышения тепловой комфортности жилища и энергосбережения. Для того чтобы сравнительно просто орга-низовать поквартирный учет тепла, необходимо обеспечить один ввод в квартиру подающего и обратного трубопроводов и присоединить к ним все отопительные приборы, размещенные в квартире. Наиболее распространены две схемы поквартирного отопления: лучевая и пе-риметральная (рис. 1.7.4.2.2.1 и рис. 1.7.4.2.2.2). Лучевая схема реализуется с помощью ме-таллополимерных или полимерных труб, укла-дываемых в стяжку «чистого» пола. Каждый из отопительных приборов присоединяется к В ке.4 * В кв.З Из квартир 3 и 4 подающему и обратному коллекторам (манифол-дам) и регулируется автономно. В периметральной схеме отопительные приборы гидравлически более зависимы, но эта схема требует меньшего количества труб и обладает лучшей ремонтопригодностью. В кв.2 В кв Из квартир 1 и 2 Рис. 1.7.4.2.2.3. Схема поквартирно-го учета тепла: 1 - подвод воды в дом; 2 — главный стояк; 3 — домовый теплосчетчик; 4 — счетчик поквар-тирного учета расхода воды В периметральной схеме трубы, как правило, укладываются в лотках и могут обслуживаться. В этом случае могут быть использованы не только металлополимерные (полимерные) трубы, но и обыкновенные стальные. Независимость развязки трубопроводов от других квартир предполагает возможность индивидуального проектирования отопления каждой квартиры. Можно отказаться от уродующих интерьер стояков и горизонтальных под-водок. Как правило, в современных радиаторах ис-пользуется нижний присоединительный узел к прибору — мультиплекс. Современные отопительные приборы стали предметом интерьера и могут устанавливаться на внутренних стенах. На лестничной площадке поквартирные вводы объединяются коллекторами в приборном щите с поквартирными счетчиками тепла (рис. 1.7.4.2.2.3). Приборные щиты всех этажей объединены подающим и обратными стояками системы отопления, связанными через домовый узел учета тепла с теплосетью. 1.7.4.3. Системы водяного отопления полом Системы отопления полом (СОП) бурно развиваются в последние годы и смогли добиться всеобщего признания как идеальные низкотемпературные системы отопления. Применение современных энергосберегающих технологий для производства тепла при использовании низкотемпературных или же низкомощностных нагревателей приводит к заметной экономии энергии. Никакой другой тип отопления, кроме отопления полом, не в состоянии обеспечить столь высокий уровень комфорта, эстетики и энергоэкономичности в сочетании с практически неограниченным сроком службы. Сухие аргументы могут говорить о многом. СОП по сравнению с радиаторными или конвекторными системами позволяет экономить от 25 до 40% эксплуатационных расходов. Конкретная величина зависит от проектных решений дома и квалификации проектировщика. В случае отопления полом теплообмен идет преимущественно путем пассивного излучения тепла, что практически исключает циркуляцию пыли, характерную для систем с мощными конвекционными потоками. Кроме того, подогрев поверхности пола уничтожает питательную среду для бактерий и пылевых клещей. Таким образом, системы отопления полом в значительной мере способствуют созданию физиологически благоприятного и гигиенически безопасного климата в помещении. Очевидным преимуществом отопления полом является отсутствие види-' мых нагревательных приборов, снимающее всяческие ограничения со стилевых решений интерьера. Конструкция теплого пола. Нагревательным элемен Рис 1 743 1том в системе отопления полом является термически изо лированная от неэффективных утечек тепла (вниз и в стороны), как правило, бетонная пла-стина, нагреваемая вмонтированным в нее змеевиком, в котором циркулирует горячий те-плоноситель (рис. 1.7.4.3.1, 1.7.4.3.2). Существуют различные варианты конструктивного решения такого нагревателя. Допустимые температуры поверхности полов (рис. 1.7.4.3.3) зависят от покрытия пола, частоты использования помещения, а также от активности, обуви и времени пребывания людей в помещении. В соответствии с этим определяются максимальные допустимые значения для температуры поверхности пола: 29—31 °С для областей постоянного пребывания людей в жилых либо служебных помещениях; 33 'С для ванных комнат; 35 °С для участков, прилегающих к внешним стенам. Требования к несущему настилу. Несущий настил должен удовлетворять статическим и динамическим условиям нагрузки, зависящей от использования помещения. Высота распо-ложения и ровность поверхности несущего настила должны соответствовать допускам не-ровности требований DIN 18202 «Допуски при строительстве». Согласно этим требованиям в зависимости от расстояния между точками измерения возможны допуски неровности поверхности. Допуск неровности по площади, занимаемой одним змеевиком, не должен превышать ± 5 мм. При нарушении данного требования может возникнуть проблема не только с запуском данного участка СОП, но и с его последующей работой. Трубы и электропроводка, которые размещены на несущем настиле, должны быть закреплены. Затем с помощью выравнивающего слоя следует создать плоскую го-ризонтальную поверхность так, чтобы была возможна укладка теплоизолирующего слоя по всей площади. Для этого следует запланировать требуемую конструкционную высоту. Если отопительная конструкция пола должна содержать заметные уклоны (> 1,5%), например, в душе, то эти уклоны следует изготовить в несущем настиле, чтобы выполнить требование равномерной толщины утепляющего настила. При этом укладка змеевиков должна быть выполнена таким образом, чтобы исключить возможность ихзавоздушивания. Несущий слой перед настилом системы отопления полом должен быть сухим. Уплотнения против конденсата и грунтовых вод (гидроизоляция) должны быть спла-нированы и установлены перед настилом системы отопления полом. При использовании битумосодержащей гидроизоляции следует под термоизоляционные пластины из полистироловых жестких пенообразных полимеров (PS) настелить разделяющий слой (например, картон, полиэтиленовая пленка) для снижения размягчающего действия на эти пластины. Типы укладки. Рекомендации. Конфигурации змеевиков можно разделить на два основных типа: зигзагообразные и спиралевидные змеевики (рис. 1.7.4.3.4). Разумеется, возможны любые их сочетания. Каждый из двух типов имеет свои характерные особенности. Но в большинстве случаев спи-ралевидная укладка является более предпочти-тельной ввиду более равномерного прогрева пола и использования менее мощного насоса. При зигзагообразной укладке горячий те плоноситель поступает в змеевик, как прави ло, у внешней стены помещения (это неписа ное правило) и непрерывно охлаждается при Рис. 1.7.4.3.4протекании по трубам. Поэтому в месте посту пления теплоносителя (начале змеевика) до-стигается большая температура поверхности и, как следствие, большая теплоотдача. Далее, в глубь помещения, вследствие охлаждения теплоносителя уменьшаются температура поверхности пола и плотность теплового потока. Для достижения достаточной температурной равномерности требуется повысить скорость теплоносителя в змеевике, следовательно, необходимо применение циркуляционного насоса с большей производительностью, чем при аналогичном нагревателе со спиралевидными змеевиками. Второй важной особенностью зигзагообразной укладки является возможность ее применения для обогрева наклонных участков (стен), при этом зигзаги должны быть расположены горизонтально и перпендикулярно направлению наклона поверхности, а подводящие трубы отходить от зоны змеевика с наивысшим уровнем. При спиралевидной укладке трубы с противоположными направлениями потоков чередуются — наиболее горячий участок трубы с наиболее холодным (подача с обраткой). Возникающее'при этом термическое взаимодействие приводит к равномерному распределению температуры и равномерной передаче тепловой мощности. Спиралевидная укладка не может быть применена в зонах, имеющих линейный уклон. При неправильном расчете, если для соответствующего напольного покрытия расстояние между витками больше требуемого, во-первых, мощность нагревателя будет недостаточной, а во-вторых, будет наблюдаться эффект полосатого пола: полоса теплого пола, полоса холодного. Последнее обстоятельство, кроме прочего, отрицательно сказывается на напольном покрытии, особенно деревянном. Если следствием неправильного расчета явилось уменьшение расстояния между витками, это существенно скажется на расходе материала. Мощность при этом не возрастет, так как, во-первых, она ограничивается термостатикой, а во-вторых, при шаге укладки менее 100 мм проявляется эффект теплового моста, и температура подачи будет сравнима с температурой на выходе из змеевика. Важным моментом является удаление из змеевика воздуха, изначально содержащегося в системе, и газов, которые выделяются при нагреве теплоносителя. При неправильном монтаже или недостаточно ровной поверхности несущего пола некоторые участки трубы змеевика могут оказаться выпуклыми вверх. Скапливающиеся в таких местах газы создают газовые пробки, резко увеличивающие гидравлическое сопротивление отопительного контура и снижающие теплоотдачу трубы в этих зонах. Газовые пробки могут стать причиной полной остановки потока в змеевике, если возникающее в контуре падение давления превысит располагаемый напор. Основой любого расчета системы отопления является расчет тепловых потерь по-мещения, выполненный в соответствии с нормативными методиками. Основой такого расчета являются: масштабные планы этажей, вертикальные сечения, данные об использованных материалах и строительных конструкциях, данные о желаемой либо соответствующей СНиП температуре внутри помещения и климатической зоне, в которой находится здание, наличие и тепловая мощность дополнительных и паразитных источников тепла, если их влияние существенно. Возможны случаи, когда при недостаточном утеплении помещения либо малой эф-фективной площади выясняется, что отопление полом не может полностью покрыть все теплопотери, и требуется установка дополнительных нагревателей. Обычно это связано с нарушением норм проектирования или строительства. В этой ситуации система отопления полом работает совместно с иными источниками тепла. Возможно применение отопления стен и межкомнатных перегородок, что позволяет добиться желаемого результата. Требуемая площадь термои-золирующего слоя соответствует полезной площади пола. В качестве термоизоляции рекомендуется использовать пенопласт плотностью не менее 25 кг/м3. Толщина изолирующего слоя системы отопления полом, монтируемой на грунтовом полу или над неотапливаемым помещением, должна быть не менее 30 мм, над теплым помещением не менее 22 мм. По всему периметру, между нагревательной пластиной и наружными и внутренними стенами, необходимо прокладывать либо демпферную ленту, либо тонколистовой пенопласт для того, чтобы исключить образование теплового моста между пластиной и стенами. Заливка нагревательной пластины. При заливке раствором нагревательной пластины необходимо использовать пластификатор. Он придает раствору пластичность, предотвращая возможность разрушения бетонного слоя. Состав раствора при этом может быть следующим: песок — 230 кг; цемент М400 — 50 кг; вода — 20 л; пластификатор GLASCOLITH 500 - 500 г. Поскольку ни уложенная теплоизоляция, ни система теплового распределения не предназначены выдерживать большую нагрузку, должен быть смонтирован слой, ра-спределяющий нагрузку. Чаще всего этот слой состоит из цементно-песочного раствора. Такой настил называется «плавающим» (отопительным). Общая толщина настила должна быть как минимум 45 мм. Возможно применение и настилов иной толщины. Однако толщина настила должна быть не меньше, чем 30 мм над трубой. Для строительства помещений другого типа при более высокой интенсивности нагрузки требуются другие установки к толщине и качеству настила. Следует, однако, иметь в виду, что увеличение толщины настила снижает теплоотдачу СОП. Армирование цементной стяжки не является обязательным, но желательно. Посредством армирования нельзя замедлить процесс образования трещин и деформаций, но можно предотвратить распространение возникших. Контуры полового отопления до начала заливки грузораспределяющего слоя должны быть испытаны водяным давлением. Герметичность должна быть гарантирована как до, так и во время укладки настила. В момент заливки грузораспределяющего слоя и во время его становления система отопления полом должна находиться под давлением. После укладки настил должен быть выдержан в течение 21 дня, в этот период не-допустимы механические и интенсивные термические воздействия (в первую очередь включение СОП). Напольные покрытия. В качестве покрытий для полов со смонтированной СОП могут использоваться как пластины из натурального камня и керамические плитки, так и текстильные и эластичные покрытия. Также возможно использование паркета. Применение паркета в помещениях с отоплением полом требует соблюдения нормы влажности паркета на момент укладки не менее 4%. Существует специальный тип паркета инженерный, клееный, он состоит из мелких пластин, на которые наклеен паркет. Следует обращать внимание на то, чтобы применяемые материалы, особенно текстильные покрытия, были оценены производителем как подходящие для подобных систем и имели соответствующие обозначения. Текстильные напольные покрытия, линолеумы, покрытия из дерева в форме паркетной доски либо паркетных пластин должны быть приклеены по всей площади подходящим термоустойчивым клеем. Это даст гарантию полной отдачи тепловой мощности СОП. 1.7.4.4. Схемы водяного отопления полом Схемы позволяют осуществлять коммерческий учет тепла. Описание схем (рис. 1.7.4.4.1, 1.7.4.4.2). Погодная компенсация отсутствует, на коллектор системы отопления подается теплоноситель постоянной температуры посредством термостатического клапана (6). Желаемая температура в помещении достигается с помощью закрытия/открытия игольчатых клапанов на коллекторе системы отопления (10) по сигналу от комнатных термостатов (12). Байпас (9) служит для Рис. 1.7.4.4.2. Отдельный ввод в квартиру, независимое подключение к системе центрального ото-пления, количественное регулирование: 1—12- см. рис. 1.7.4.4.1; 13 — теплообменник; 14— запорные клапаны для промывки теплообменника; 15 — подпитка системы отопления; 16 — мембранный расширительный бак эбеспечения минимального расхода при закрытии всех клапанов (11) на коллекторе. Желательно установить защиту циркуляционного насоса (8) от работы всухую для схемы с зависимым подключением. Это может быть реле потока или давления либо накладной термостат с отключением насоса по нижнему пределу температуры — при сливе магистральных стояков системы отопления трубы остынут. Регулятор перепада давления (5) обеспечивает поддержание гидравлического баланса в системе отопления здания. Преимущества схемы. Относительно недорогая схема. Недостатки схемы. Прямое попадание теплоносителя из центральной системы отопления может привести к засорению системы отопления. При повреждении труб системы отопления теплоноситель будет вытекать, пока не закрыты магистральные клапаны. Необходимо обеспечить защиту от сухого хода циркуляционного насоса при сливе системы центрального отопления. Более качественное управление системой отопления можно получить посредством замены в схемах термостатического клапана прямого действия на регулятор отопления с коррекцией по наружной температуре (рис. 1.7.4.4.3). Преимущества схемы. В систему отопления квартиры не попадают загрязнения из системы центрального отопления. При повреждении труб системы отопления выльется относительно небольшое количество теплоносителя. Первичный контур теплообменника промывается «на месте». При сливе системы центрального отопления циркуляционный насос не будет работать всухую. Недостатки схемы - относительно дорогие схемы. Подключение к системе центрального отопления, вертикальная разводка, двухтрубная система отопления (реконструкция существующей радиаторной системы отопления, рис. 1.7.4.4.4). Каждый стояк в квартире рассчитан на определенный расход теплоносителя, установленный балансировочным клапаном. При одной и той же температуре в подающем трубопроводе перепад температуры, подающий/обратный трубопровод для напольной системы отопления будет до двух раз больше, чем при использовании радиаторной системы (например, 70/50 против 70/30), поэтому при использовании напольной системы отопления при том же расходе можно получить до двух раз больше тепла. Стандартного решения в данной ситуации не существует, поэтому рассмотрим на примере квартиры с четырьмя стояками. В данном варианте тепло можно взять от двух стояков, а два оставшихся пустить транзитом. Установка коммерческих узлов учета в данной схеме затруднительна. Приданной схеме подключения происходит замена отопительных приборов (радиаторов) теплообменниками (13). Изменения гидравлического режима работы стояка не происходит, так как балансировочные клапаны (22) остаются теми же и с теми же настройками, что и при старой радиаторной системе. Вторичные контуры теплообменников подключаются параллельно. Для того чтобы не балансировать теплообменники по вторичному контуру при монтаже системы, необходимо обеспечить одинаковые участки труб при параллельном соединении. Управление системой происходит полностью по вторичному контуру. Преимущества схемы. Все положительные стороны независимой схемы. Недостатки схемы. Относительно дорогая схема из-за применения более чем одного теплообменника. Рис. 1.7.4.4.5. Вертикальная разводка, однотрубная система отопления (а); замена радиатора контуром теплого пола (б): 1-23 — см. рис. 1.7.4.4.1— 1.7.4.4.4; 24 — контур теплого пола 276 В каждой комнате квартиры радиатор меняется на один контур теплого пола (рис. 1.7.4.4.5). Такое подключение является зависимым. Управление температурой в комнате — за счет включения/выключения циркуляционного насоса (8) от комнатного термостата (12). При сливе стояка насос отключается при температуре в стояке ниже установленного предела (защита от работы насоса всухую). На трехходовой клапан можно установить привод для управления по наружной температуре. Преимущества схемы. Внутри квартиры в разных комнатах можно сделать разные системы отопления. Невысокая стоимость системы отопления. Отсутствие коллектора теплого пола — отсутствие игольчатых клапанов, система не так требовательна к качеству фильтрации теплоносителя. Недостатки схемы. При наличии воздуха в системе отопления циркуляционный насос может шуметь. Все недостатки зависимой схемы. /. 7.4.4.8. Подключение к газовому термоблоку, использование энергии, запасенной в баке-аккумуляторе ГВС на отоп/гение: 1—25 — см. рис. 1.7.4.4.1—1.7.4.4.6; 28 — бак-аккумулятор; 29 — регулятор подачи тепла на ГВС (прямого действия); 30 — ввод холодной воды; 31 — горячая вода к во-допотребителям В электрокотле все время поддерживается постоянная температура посредством собственного термостата котла (рис. 1.7.4.4.6). Когда тепла от центральной системы отопления достаточно, трехходовой клапан электрокотла закрыт и электроэнергия расходуется только на теплопотери через корпус электрокотла. Когда двухходовой клапан (17) полностью открыт, трехходовой клапан (23) начинает открываться и часть теплоносителя дополнительно догревается в электрокотле. Практически такую схему управления можно реализовать с помощью стандартного двухконтурного регулятора отопления. Подключение к газовому термоблоку (рис. 1.7.4.4.7, 1.7.4.4.8). Из-за небольшого размера камеры сгорания при включении горелки одновременно включается внутренний циркуляционный насос термоблока. Необходимо гидравлически развязать циркуляционный насос термоблока и циркуляционный насос узла смешения, это достигается за счет шунтирующей перемычки (27). Диаметр перемычки должен быть больше, чем диаметр других трубопроводов, т. к. оба насоса качают теплоноситель через перемычку в разных направлениях. Внутри бака-аккумулятора все время поддерживается высокая температура, 80—90 °С. Горячая вода приготавливается посредством смешения на термостатическом клапане (29). 1.7.4.5. Расчет системы отопления Расчет системы отопления заключается в определении ее расчетной тепловой мощности, выбора диаметров всех трубных элементов (гидравлический расчет), определении размеров отопительных приборов (тепловой расчет) и подбора оборудования, используемого в данной системе. При разработке систем отопления конкретного здания составляют схемы систем. В схеме устанавливается взаимное расположение теплообменников (котлов), циркуляционных насосов, теплопроводов, отопительных приборов и других элементов в зависимости от размещения их в здании, т. е. закрепляется топология, или структура системы. Желательно расчет доверить специалистам. Приблизительный, укрупненный тепловой расчет. Существует определенная за-висимость между общей площадью обогрева и мощностью.котла большей или рав 278 ной по мощности всем отопительным приборам (радиаторам). Обычный теплотех-нический расчет для жилых помещений таков: один киловатт мощности — на Юм2 отапливаемой площади плюс 20—30% про запас. В этом случае тепло будет гарантировано. Это универсальный метод, он дей-ствует для котлов, работающих на любом виде топлива, в том числе и на электро-энергии. Например, при площади дома 120 м2 мощность котла должна составлять: IKBTX 12 + 20-30% = 14,4-15,6 КВТ. Запас в 20—30% можно смело убрать из расчетов, если все ограждающие конструкции хорошо утеплены и достаточно герметичны, а в частности: стены, пол и потолки утеплены или выполнены из пенобетона и ему подобных «теплых» материалов; окна вы-полнены из «теплых» системных профилей с двойным притвором с двойным стеклопа-кетом или с одинарным, но с использованием низкоэмиссионного стекла с заполнением газом; входная дверь с двойным притвором утеплена пенополиуретаном, желательно иметь вторую внутреннюю дверь; отопительные приборы выполнены из алюминия или меди. При выполнении таких условий мощность требуемого котла может составлять ровно 1 кВт на 10 м2 отапливаемых помещений. На 50 м2 — 5 кВт, на 120 м2 — 12 кВт. Однако если котел будет использоваться и для получения горячей воды (двухконтур-ный котел), то его мощность нужно увеличить соразмерно с предполагаемым исполь-зуемым объемом теплой воды (см. 1.7.4.8. «Котел и горячее водоснабжение»). Приведенные выше укрупненные расчеты относятся к средней полосе России со средней температурой наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, равной минус 26—27 "С, Москва (см. табл. 1.6.13.2.2). Для более теплых или холодных районов страны можно сделать процентный перерасчет. Например в Челябинске эта температура равна -34 °С, что ниже на 30% относительно 26 °С в Москве; значит, мощность котла для обогрева одинаковых помещений с Москвой в Челябинске дол-жна быть больше на 30%. То же самое относится и к отопительным приборам (ра-диаторы). Возможно, будет проще рассчитать требуемую отопительную мощность котла по приборам отопления. Их приблизительный расчет представлен п. 1.7.4.9. «Отопительные приборы». Какие трубы для системы отопления выбрать? Так же, как для выбора радиа-тора, для выбора типа трубы необходимо знать, какое давление будет в системе ото-пления и какова будет максимальная температура теплоносителя. В системах с вы-соким давлением придется отказаться от применения пластиковых труб. Для систем отопления с максимальной температурой выше 90 °С предпочтительнее стальная или медная труба. Для систем отопления с температурой ниже 80 °С можно выбрать ме-таллопластиковую, пластиковую или полипропиленовую трубу. Для правильного выбора диаметров труб или комбинации использования стальных труб и металлопластиковых труб необходимо обратиться к специалистам. Правильный выбор диаметра труб может сэкономить значительную сумму денег, особенно при гравитационной системе отопления, где нужно использовать трубы боль-шого диаметра. Но и в системе отопления с искусственной циркуляцией, где приме-няются трубы малого диаметра (до 1"), обычно 3/4" в многоэтажных домах, можно применить в малоэтажном строительстве трубу '/г". а ПРИ небольшом одноэтажном строении, даже с подвальным помещением, некоторые обходились металлопласта -ковой трубой наружным диаметром в 16 MM(3/S")- Чем меньше диаметр труб, тем меньше цена на фитинги к ним и легче монтаж системы. Однако при выборе диаметра трубы чрезмерно меньше требуемого по рекомендациям к котлу и циркуляционному насосу КПД всей отопительной системы может понизиться и все сэкономленные деньги на трубах, фитингах и монтаже вы незаметно переплатите за потребляемые энерго-носители, если не поставить более мощный циркуляционный насос. 1.7.4.6. Выбор вида топлива для котла Для надежного и беспроблемного функционирования котельной необходимо опре-делиться с видом топлива. Наиболее распространенные в России виды топлива: твердое топливо (древесина, уголь, торф и т. д. вплоть до сушеного навоза); газ (чаще природный); жидкое топливо (чаще всего дизельное топливо, мазут, солярка); электричество. Выбор энергетической установки для отопления дома зависит от доступности того или иного вида топлива и условий, в которых находится дом. Самым лучшим, удобным и дешевым видом топлива является газ. При отсутствии газа отдают предпочтение жидкому топливу. Еще меньше хлопот с электричеством. Оно — самый экологичный вид энергии, но не самый дешевый. Вообще рейтинг цен на энергоносители таков: газ, затем твердое топливо и замыкают одной строкой дорогие дизтопливо и электричество. Недостатком электрокотлов является полная зависимость отопления дома от подачи электроэнергии. Если не хочется возиться с соляркой и уродовать полы и стены прокладкой трубопроводов, то можно предпочесть прямое электроотопление. Газ. Выгоднее всего, конечно, использовать газ: он сравнительно дешев; его не надо постоянно подвозить к месту потребления; его продукты сгорания экологически наиболее чистые; при сгорании остается мало сажи (реже нужно чистить дымоход и котел). Существенным осложнением является подвод газопровода к дому. Тот факт, что рядом с участком проходит газовая труба, вовсе не означает, что к ней можно подключиться. Если подключение в принципе возможно, то придется тесно пообщаться с представителями местного газового треста, оформить множество документов, разрешений, соглашений и, конечно, заплатить определенную сумму. Цена подвода газа колеблется от 30 ООО до 150 ООО руб., а по времени может занять 1 —2 года. Следует заметить, что в средней полосе России, особенно зимой, давление газа снижается до 100—120 мм водяного столба при норме для котлов 180 мм. Это может привести к отключению отопительной системы. В случаях, когда рядом нет газовой магистрали, можно воспользоваться сравнительно новой услугой газификации, которую предлагают некоторые строительные компании: без подключения к магистрали. Метод основан на использовании своего собственного хранилища сжиженного газа, в которое он закачивается раз в год. Тот же баллон, но большего объема. По такому же принципу работают индивидуальные отопительные сети на дизельном топливе. Объем резервуара можно выбрать. Для среднего дома с отопительным газовым котлом мощностью до 24 кВт достаточен объем 1000 л, для котлов до 40 кВт — до 1650 л, а котлам до 100 кВт необходим резервуар емкостью 3000 л. С помощью импортного (например, итальянского) оборудования можно сравнительно быстро установить систему индивидуального газоснабжения. Она монтируется в течение нескольких дней и состоит из подземного резервуара для хранения сжиженного газа и газопровода для подвода газа к дому. Резервуар двойной. Снаружи пластиковая емкость, внутри — металлическая. Пластик защищает металл от коррозии, промерзания, агрессивных сред, блуждающих токов и т. п. Все монтируется на бетонном фундаменте в грунте, не ближе 8 м от дома. Вокруг резервуара делается песчаная засыпка. На поверхности остается только крышка, через которую происходит заправка газом. После монтажа установка должна быть зарегистрирована в соответствующем органе газового надзора, а компания должна выдать владельцу строительный паспорт индивидуальной газовой сети с указанием всех технических данных: размеров, глубин и т. д. При этом необходимо не забыть о сервисном обслуживании, включая транспортировку газа, не реже одного раза в год. Конечно, такая система дорога, но иногда дешевле, чем подвести газ от магистрали. Подобные установки больше заказывают в столичном регионе, где стоимость подключения к магистрали выше, чем где бы то ни было. Некоторые владельцы домов желают иметь подобную установку в качестве резервной даже при наличии магистрального газа. Существует ряд заблуждений, обычно возникающих при выборе данного вида топлива. Боязнь того, что могут возникнуть перебои с поступлением газа (аварии или отключения). Аварии — это ЧП, но такое случается чрезвычайно редко. Отключить вас как потребителя могут только за неоплату услуг местного газового хозяйства, предварительно предупредив, с оформлением всех документов, необходимых при совершении такого акта. Потенциальная опасность использования данного вида топлива. Однако требования к установке любых приборов, работающих на газе, столь высоки, что при использовании качественного оборудования и услуг лицензированных организаций риск сводится к минимуму. Обычно аварии, связанные с использованием газа (пожары или взрывы), происходят только при грубых нарушениях правил Госгортехнадзора. Жидкое топливо. Для отопления жидким топливом не нужно согласований с какими-либо организациями. Основной задачей является своевременный подвоз дизельного топлива. При планировании участка в данном случае необходимо организовать подъездные пути топливозаправщику к топливным емкостям, вкопанным в грунт (3—10 тонн, цена 60 000—90 000 руб.), а при строительстве дома предусмотреть место для баков и возможность их доставки в помещение. Чем больше баки, тем реже их нужно заправлять. Заблуждением является представление о вреде продуктов сгорания дизельного топлива, при хорошо отрегулированной горелке котла дыма практически не видно. Но раз в год придется чистить от сажи дымоход и сам котел. Для бесперебойного функционирования дизельного котла большое значение имеет качество топлива. Поэтому обязательно необходим фильтр тонкой очистки топлива. При работе котла обязательно нужны: подвод электричества в системах зажигания, устройство контроля горения и насос подачи топлива. На многих котлах даже после кратковременного отключения электроэнергии требуется вмешательство человека для повторного включения отопления. Электричество. Отопление электричеством экологически чисто. Все, что требуется, это получить в управлении районной электросети разрешение на подсоединение. В случае однофазной сети — все очень просто, в случае трехфазной — документы придется оформлять долго. Расценки на электричество известны всем. Есть возможность пользоваться «двойным» тарифом, то есть дневная стоимость электроэнергии отличается от ночной (ночью дешевле). Это способствует использованию нескольких видов топлива (например, днем — дизельное топливо, ночью — электричество). Твердое топливо. Отопление твердым топливом — самое дешевое, но в то же время самое проблемное. Топить котел нужно практически постоянно и вручную, к тому же довольно сложно выдерживать температурные параметры, запасы топлива нужно где-то складировать и постоянно пополнять. Вы не сможете обеспечить работу котла в'свое отсутствие, ночью тоже придется время от времени вставать и подкидывать дрова. Частота закладки дров зависит от работы автоматики котла (если она есть). Чистить котел и дымоход придется часто. Данный вид топлива подходит как запасной или в комбинации с другим топливом, например, с электричеством. В любом случае выбор вида топлива диктуется условиями данной местности: где-то дешевле топить газом, где-то единственное топливо — дрова. Необходимо отметить, что от местных особенностей зависит выбор не только вида топлива, но и схемы отопления. Вся автоматика котла и насосы работают на электричестве, и если с этим постоянные перебои, то выбирайте схему с естественной циркуляцией. Важным шагом к выбору вида топлива является выбор режима отопления. Если вы строите дом эпизодического посещения с недорогой отделкой из дерева, 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 серьезно испортят внешний вид потолков и стен. В случае с жидким топливом, газом и электричеством в целях экономии можно использовать программируемые режимы отопления, например, всю неделю в доме поддерживается температура +5—10 °С, к вашему приезду котел разогревает дом до +20 °С или любой заданной вами температуры. Заранее и правильно выбранный способ отопления существенно экономит деньги и силы. 1.7.4.7. Котельное оборудование Котел — это генератор тепла, в нем энергия от сгорания топлива с помощью те-плообменника передается теплоносителю, которым чаще всего является вода (рис. 1.7.4.-7.1). Котлы бывают одноконтурными (только отапливают помещение) и двухконтур-ными (отапливают помещение и нагревают водопроводную воду). Одноконтурный котел имеет в корпусе один теплообменник с теплоносителем (водой или специальным антифризом) и служит только для отопления помещения. Двухконтурный котел имеет в одном корпусе два теплообменника и служит для отопления помещения и нагрева проточной воды (той, что идет в водопровод). Теплоноситель, нагреваясь в котле, проходит по трубам и радиаторам и возвращается обратно в котел. Двухконтурные котлы используют для нагрева горячей воды проточный теплообменник или небольшой встроенный бойлер косвенного нагрева. Двухконтурные котлы могут быть настенными и напольными. Котлы разделяются в зависимости от потребляемых ими видов топлива: газовый котел; жидкотопливный котел; твердотопливный котел; электрические; комбинированные котлы. Комбинированные котлы бывают в различных вариантах использования топлива: газ + жидкое топливо (котлы со сменными горелками на жидкое топливо и газ); газ + жидкое + твердое топливо; газ + жидкое + твердое топливо + + электричество. Котлы выполнены из металла, могут быть двух ви .*JL че.дов: стальные или чугунные. На многих современных котлах предусмотрена возможность регулировки и программирования работы с учетом температур окружающего воздуха и помещения. Котлы бывают напольные и настенные. Настенные котлы. Плюсы: компактность (легко устанавливается в кухне, в ванной комнате или на чер Рис. 1.7.4.7.1даке); удобство подключения; высокая степень автома тизации; не требует специального помещения для установки. Минусы: ограничения по прогреву ГВС (горячее водоснабжение); ресурс теплообменника до 15 лет. Напольные котлы. Плюсы: долговечность (за счет чугунного теплообменника) — 25 лет; возможность подключения емкостного водонагревателя; любая мощность; возможность создания любой котельной. Минусы: сложность обслуживания (обслуживание производится только в сертифицированных сервисных организациях). При выборе котла нужно ответить себе на некоторые вопросы. Как часто вы пред-полагаете его менять? Дешевые котлы живут недолго, обычно у них быстро прогорает топка, и после этого котел можно только выбросить. Топка — это основной элемент котла. От качества и конструкции топки зависит долговечность котла и его экономичность. Дорогой котел будет служить вам лет 20, а то и больше, КПД таких котлов около 94%. Какой уровень автоматики вы можете себе позволить, — от нее очень сильно зависит цена и удобство пользования. Если вы согласны устанавливать температуру в доме вручную, регулятором на котле, то вам лучше купить хороший котел с простейшей автоматикой, стоит он недорого. В случае если вам важно удобство управления техникой, стоит обратить внимание на более дорогую автоматику. От автоматики действительно зависит многое, в том числе и безопасность. Остальные элементы котельной у всех поставщиков практически стандартны: насосы отличаются немногим, расширительные баки и арматура обвязки тоже. 1.7.4.7.1. Газовые котлы Цена от 18 ООО до 90 ООО руб. 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 не меньшее влияние, чем материал теплообменника, на срок службы котла оказывает правильный проект, монтаж и эксплуатация системы отопления. Обратить особое внимание стоит на горелку, предлагаемую к использованию сданным котлом. Горелка — это, пожалуй, самое сложное устройство в котле, и от нее зависит бесперебойная работа котла на всех режимах, а также экономичность. На котлах, работающих с газообразным топливом, обычно устанавливается два вида горелок: атмосферные (процесс смешивания газа с воздухом происходит естественным путем); вентиляторные (дутьевые), в которых происходит механическое смешивание газа с воздухом под давлением и подача такой смеси в топку. У обеих горелок есть свои достоинства. Атмосферная горелка лишена механических частей, поэтому срок ее службы, теоретически, больше. Дутьевая горелка более экономична и менее восприимчива к падению давления газа в подающем газопроводе. Все газовые котлы устроены по принципу газовой духовки. Та же горелка, только она нагревает не воздух, а теплоноситель, например, бак с водой. Внутри имеется дымоходдля отвода продуктов сгорания, в бак вмонтирован змеевик для пропуска и нагрева горячей воды для хозяйственных нужд. У простейших газовых котлов отвод нагретого теплоносителя обычно производится вверх. Под потолком труба загибается и идет вдоль стен через перегородки к радиаторам. Снизу к радиаторам подключена нижняя труба — отводка остывшей воды, которая вновь поступает к котлу и вновь нагревается. У простейших газовых котлов обеспечивается естественная циркуляция теплоносителя в системе без насосов и подвода электричества. Отводка нагретой воды вверх призвана обеспечить наилучший подпор за счет разницы перепадов высот горячей и остывшей воды. Такими недорогими моделями можно обогревать помещения от 70 до 200 м2. Настенные газовые котлы. Цена от 20 ООО до 60 000 руб. Судя по всему, на се-годняшний день наиболее эффективным путем решения вопроса экономии теплоресурсов было бы введение индивидуального поквартирного отопления, как это делается, например, в Японии, Южной Корее и в других странах. В ряде городов нашей страны этот опыт уже тоже опробовали, и он показал, что стоимость коммунальных услуг по обогреву жилья при оборудовании многоэтажных домов поквартирный отоплением снизилась в 5,7 раза. На российском рынке сейчас представлен очень большой ассортимент современных малых котельных и котлов для индивидуального отопления, КПД которых составляет не менее 92%. Наиболее перспективными для применения в нашей стране считаются двухконтурные газовые настенные котлы мощностью до 42 кВт, специально разработанные для индивидуального квартирного отопления. При очень компактных габаритах настенный котел занимает ненамного больше места, чем устаревшие модели газовых колонок, которые еще можно встретить во многих наших старых домах. Котлы обеспечивают выполнение сразу двух функций: отопления помещения площадью до 400 м2 и снабжения квартиры или дома горячей водой для бытовых нужд. Многие настенные котлы представляют собой самостоятельную мини-котельную с КПД 94—97%, на которую абсолютно не влияют свойственные российским условиям периодические колебания давления газа. Котел экономичен, надежен, безопасен и работает бесперебойно как на природном, так и на сжиженном газе, который поставляется в газовых баллонах. Система автоматического поддержания температуры горячей воды позволяет создавать в доме не только комфортный отопительный режим, но и не мучиться с колебаниями температуры воды, например, во время приема душа или мытья посуды. Ну и, кроме того, очень важно, что установка такой настенной мини-котельной проста в монтаже и не требует традиционного дымохода. Благодаря своей компактности настенный котел может вписаться практически в любой интерьер. Для него не надо приспосабливать специальное подсобное помещение. Его корпус будет элегантно выглядеть на любой современной кухне. В небольшом корпусе котла располагается все оборудование, необходимое для работы обычной котельной: горелка закрытого типа; циркуляционный насос; быстродействующий проточный водонагреватель; магнитный фильтр в контуре отопления; система принудительного вывода дымовых газов и подачи воздуха в камеру сгорания; система электронного поджига; система защиты от промерзания; датчики и микропроцессор, обеспечивающие точное управление, защиту и самодиагностику; иногда пульт управления с дисплеем. Для работы большинства настенных котлов не нужны традиционные дымоходы. Удаление отходящих газов происходит с помощью вентилятора, встроенного в котел. При этом продукты сгорания выводятся через специальный коаксиальный дымоход, для которого достаточно сделать только одно отверстие в стене. Коаксиальный дымоход иногда называют «труба в трубе». По внутренней трубе такого дымохода продукты сгорания выводятся на улицу с помощью вентилятора, а по внешней — поступает воздух. Такие котлы не сжигают кислород в помещении, не требуют дополнительного притока холодного воздуха в здание с улицы для поддержания процесса горения. Настенные газовые котлы, оснащенные программатором, позволяют автоматизировать изменение температурных режимов по часам, по дням и даже неделям, что иногда экономически очень выгодно. Хорошие настенные котлы.устойчиво разжигаются и работают даже при давлении газа 2 мБар. Конечно, мощность при таком давлении снижается почти в 6 раз, но работает устойчиво. При этом они сохраняют не менее 90% мощности при давлении газа 13 мБар. Немаловажно, чтобы настенные газовые котлы обладают двумя степенями защиты от образования накипи. С одной стороны, это система контроля температуры в первичном контуре, которая позволяет практически мгновенно реагировать на критическое повышение температуры в теплообменнике, что существенно снижает вероятность образования накипи. С другой стороны, в нем также присутствует магнитная система снижения накипеобразования, основанная на том, что под действием магнитного поля соли разделяются и выстраиваются таким образом, что они не осаждаются при нагреве. Если этого не происходит и накипь оседает на теплообменнике, КПД котла может уменьшиться наполовину, котел может прогореть. 1.7.4.7.2. Котлы со сменными горелками на газ и жидкое топливо Цена от 23 ООО до 100 ООО руб. На всех котлах, работающих на жидком топливе, стоят дутьевые горелки, так как солярка воспламеняется и горит только в определенной, пропорциональной смеси воздуха с топливом. С помощью жидкотопливных котлов можно обеспечить почти полную автономность отопления дома от внешних источников. Во-первых, вы не будете зависеть от подачи газа. Во-вторых, если установите дополнительно к жидкотопливному котлу еще и автономный источник электропитания (для обеспечения нормальной работы автоматики котла, горелки, насосов), то вы не будете зависеть 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 расходжидкого 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 их цена от 8000 до 15 000 руб. в зависимости от объема, материала и производителя. В случае с котлом, работающим на жидком топливе, очень важно качество топлива. Использование топлива низкого качества приведет к перебоям в работе котла, его засорению сажей, выходу из строя форсунок горелки. Поэтому старайтесь не экономить на фильтрах и избегать некачественной солярки. 1.7.4.7.3. Электрические котлы Цена от 6000 до 55 000 руб. Основными достоинствами электрокотлов являются: невысокая цена, низкие затраты на монтаж, безопасность, простота в эксплуатации, не требуют отдельного помещения (котельной) и монтажа дымохода, бесшумны, экологичны (нет вредных выбросов и посторонних запахов). Электрический котел — достаточно простое устройство. Основными его элементами являются теплообменник, состоящий из бака, с укрепленными в нем электронагревателями (ТЭНами), и блока управления и регулирования. Электрические котлы некоторых фирм поставляются уже укомплектованными циркуляционным насосом, расширительным баком, предохранительным клапаном и фильтром. Важно отметить, что электрокотлы небольшой мощности бывают в двух разных исполнениях - однофазные (220 В) и трехфазные (380 В). Котлы мощностью более 12 кВт обычно производятся только трехфазными (табл. 1.7.4.7.3.1). Подавляющее большинство электрических котлов мощностью более 6 кВт выпускается многоступенчатыми, что позволяет рационально использовать электроэнергию и не включать котел на полную мощность в переходные периоды — весной и осенью. Главный фактор, ограничивающий распространение этого типа котлов — не на каждом участке есть достаточная выделенная электрическая мощность. Таблица 1.7.4.7.3.1. Ориентировочные значения сечения кабеля (медь) для электроподклю-чения котла в зависимости от его мощности Мощность котлаСечение кабеля для однофазных котловСечение кабеля для трехфазных котлов до 4 кВт (40 м2)4,0 мм2 до 6 кВт (60 м2)6,0 мм2 до 10 кВт (100 м2)10,0 мм2 до 12 кВт (120 м2)16,0 мм22,5 мм2 до 16 кВт (160 м2)4,0 мм2 до 22 кВт (220 м2)6,0 мм2 до 27 кВт (270 м2)10 мм2 до 30 кВт (300 м2)16 мм2 до 45 кВт (450 м2)25 мм2 до 60 кВт (600 м2)35 мм2 Достоинством электрокотлов вообще является то, что для их установки не требуется выделения отдельного помещения в доме — бойлерной. Тогда как для газовых, жидко- и твердотопливных котлов это необходимо сделать в обязательном порядке. Электрокотлы можно повесить просто на кухне, где они вполне вписываются в интерьер настенных шкафов. Однако, учитывая небольшой объем нагреваемой воды, а также расположение котлов в серединной и ближе к верхней части помещения, необходимо ускорить циркуляцию теплоносителя. Поэтому в систему обязательно включается циркуляционный насос. Положительная сторона его применения — возможность не устраивать верхнюю разводку труб, можно обойтись нижней и даже однотрубной. Это даст возможность сэкономить на трубах и в значительной степени улучшит дизайн помещений. При приобретении электрического котла обращайтевнимание на качество электрических устройств, установленных в нем. Дорогие котлы, как правило, оборудованы качественными пускателями с искро-гасителями, оснащены надежной автоматикой безопасности. У дешевых котлов чаще перегорают ТЭНы, хуже продумана защита. 1.7.4.7.4. Твердотопливные котлы Цена от 6000 до 70 ООО руб. 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. Многие при упоминании твердотопливного котла представляют себе совершенно примитивное устройство, не поддающееся никакой автоматизации. В наши дни это мнение уже устарело. Появились достаточно «умные» котлы, работающие на твердом топливе. Котлы на твердом топливе в большинстве случаев изначально являются комбинированными. В таком котле две топки, одна работает с твердым топливом, а другая с жидким или газом. В силу того, что твердое топливо сложно дозировать, внимательно отнеситесь к оборудованию безопасности и системе автоматики выбираемого котла. В зависимости от мощности котла потребуется труба определенной высоты (табл. 1.7.4.7.4.1). Таблица 1.7.4.7.4.1. Ориентировочная высота дымовой трубы в зависимости от ее вну-тренних размеров и мощности котла Мощность котла, кВтСечение, ммМинимальная высота, м 16200 х 2006 32200 х 20010 45200 х 20012 Значительная часть современных котлов может автоматически поддерживать заданную температуру воды на выходе. Это осуществляется следующим образом. На выходе из котла установлен датчик, отслеживающий температуру воды (теплоносителя). Этот датчик механически соединен с заслонкой. В случае если температура теплоносителя становится выше заданной, то заслонка автоматически прикрывается и процесс горения замедляется. Когда температура понижается, то заслонка приоткрывается. Стоит заметить, что данное устройство не требует подключения к электрической сети. 1.7.4.7.5. Котлы на три и более вида топлива Цена от 40 ООО до 300 ООО руб. 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 может понадобиться 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. 1.7.4.7.6. Требования к установке котлов Если газовый котел с естественной вытяжкой мощностью до 30 кВт (ориентировочная отапливаемая площадь — до 300 м2) устанавливается в помещении, то должны быть выполнены такие условия: высота помещения — не менее 2,5 м; объем — не менее 15 м3 (плюс 0,2 м3 на 1 кВт мощности котла); вентиляция — вытяжка в объеме трехкратного воздухообмена помещения в час; окно с форточкой. Для притока воздуха следует предусматривать в нижней части двери решетку или зазор с сечением не менее 0,025 м2. При размещении в отдельном помещении более мощных котлов вступают в силу другие требования: высота не менее 2,5 м; объем и площадь помещения проектируются из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 м3; помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами с пределом огнестойкости 0,75 ч, а предел распространения огня по конструкции равен нулю; естественное освещение — из расчета остекления 0,03 м2 на 1 м3 объема помещения; вентиляция — вытяжка в объеме трехкратного воздухообмена помещения в час. Как правило, гарантия на отопительную технику начинается после ввода ее в эк-сплуатацию. Поэтому «первый пуск» должна осуществлять сервисная организация (желательно в вашем регионе), имеющая договор на сервисное обслуживание таких котлов и, если нужно, разрешение от газовых служб. 1.7.4.8. Котел и горячее водоснабжение 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. Котел, который помимо отопления обеспечивает еще и горячее водоснабжение, 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 готовой к использованию. Кроме того, бойлер позволяет иметь на некоторое время запас горячей воды при отключении газа. Если же вы привыкли тратить много горячей воды и у вас несколько точек водо-разбора, работающих одновременно с большим потреблением горячей воды (ванна, джакузи, душ и т. п.), то можно к одноконтурному котлу, как, впрочем, и к двухкон-турному, подключить бойлер большого объема, например 200 лггров. Практически всегда это гарантирует удовлетворение потребностей в горячей воде даже очень взыскательного покупателя. Следующий вопрос, который вам предстоит решить, это производительность котла по горячему водоснабжению. И здесь ориентировочная математика тоже очень проста. Из одного крана выливается примерно 400 л/час. В технических характеристиках котла обычно производительность приводится минутная, т. е. в л/мин. Итак, если вам достаточно одной точки горячего водоснабжения, то котел вам необходим с производительностью 400 л/час : 60 = 6,6 л/мин. Если же, оценив потребности, вам необходимо как минимум две точки горячего водоснабжения, то котел, который вас бы устроил, должен обладать производительностью не менее 13,2 л/мин. Очень похоже на то, что с расходом мы вроде бы разобрались. Однако это не совсем так. Дело в температуре воды. Моем мы руки, посуду, принимаем душ, как правило, не горячей водой, а теплой. Точнее, комфортная температура теплой воды примерно 40 "С. Возвращаясь к характеристикам котлов, в которых кроме диапазона температур ГВС, например, 30—50 °С ± 3 °С, приведен такой параметр, как расход при At 25; 30; 35. Что же это за At такая? Это разница между температурой воды холодной, входящей в котел, и горячей, нагретой котлом. Предположим, что температура холодной воды 10 °С. Чтобы получить на выходе желаемые 40 °С, нам необходимо нагреть воду на 30 "С. Соответственно, нас интересует постоянный расход воды при At = 30 °С, который, например, равен 13,2 л/мин. Итак, данный котел гарантированно обеспечит две точки водоснабжения в любом режиме использования. Таким образом, мы выбираем котел по производительности ГВС и, возвращаясь к графе «мощность», очень удивляемся, увидев 27,5 кВт. «Зачем такой мощный на дом в 150 кв. м. Это ошибка» — возмущаетесь вы. Нет, не ошибка. Действительно, завышенная мощность котла с проточной системой нагрева воды для ГВС, как правило, обусловлена аппетитами по приготовлению горячей воды. Выход один — выбрать котел с накопительным баком для ГВС и более экономно расходовать горячую воду. At может значительно увеличиться при заборе волы в систему ХВС из скважин или колодцев, так как вода в них очень холодная и на нагрев ее до нужной температуры требуется больше энергоресурсов. 1.7.4.9. Отопительные приборы Отопительные приборы — один из основных элементов систем отопления, пред-назначенный для передачи тепла от теплоносителя в обогреваемые помещения. Отопительные приборы как оборудование должны соответствовать предъявляемым к ним санитарно-гигиеническим требованиям: относительно пониженная температура поверхности (разложение пыли начинается при температуре 65...70 'С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С); ограничение площади горизонтальной поверхности приборов для уменьшения отложения пыли; доступность и удобство очистки от пыли поверхности приборов и пространства вокруг них. Приборы должны быть достаточно компактными, т. е. их строительные глубина (толщина) и длина, приходящиеся на единицу теплового потока, должны быть наименьшими. Должны иметь достаточную механическую прочность. К отопительным приборам предъявляется также важное для них теплотехническое требование: обеспечение наибольшего теплового потока от теплоносителя в помещения через единиц,/ площади прибора. Все отопительные приборы делятся на три группы по преобладающему способу теплоотдачи. Радиационные приборы передают излучением не менее 50% общего теплового потока (потолочные отопительные панели, излучатели). Конвективно-радиационные приборы передают конвекцией от 50 до 75% общего теплового потока (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопительные панели). Конвективные приборы передают конвекцией не менее 75% общего теплового потока (конвекторы и ребристые трубы). Основные виды отопительных приборов: гладкотрубные приборы, радиаторы секционные и панельные (имеют гладкую внешнюю поверхность); конвекторы, ребристые трубы и калориферы (имеют ребристую поверхность). По используемому материалу отопительные приборы различают на: металлические (серый чугун, листовая сталь и стальные трубы, медные трубы, листовой и литой алюминий и другой металл); комбинированные (в бетон, керамику заделывают стальные или чугунные греющие элементы (панельные радиаторы), оребренные металлические трубы помещают в неметаллический кожух (конвекторы); неметаллические (бетонные панельные радиаторы, потолочные и напольные панели с заделанными металлическими или пластмассовыми греющими трубами или с пустотами без труб, а также керамические, пластмассовые и тому подобные радиаторы). По высоте вертикальные отопительные приборы подразделяют на высокие (высотой более 650 мм), средние (от 400 до 650 мм) и низкие (от 200 до 400 мм). Приборы высотой 200 мм и менее называют плинтусными. По глубине (толщине) применяются приборы малой (до 120 мм), средней (от 120 до 200 мм) и большой глубины (более 200 мм). По величине тепловой инерции можно выделить приборы малой и большой инерции. К приборам малой тепловой инерции относят приборы, имеющие небольшую массу вмещаемой воды и материала. Такие приборы с греющими трубами малого диаметра (например, конвекторы) быстро изменяют теплоотдачу при регулировании количества подаваемого теплоносителя. Приборами, обладающими большой тепловой инерцией, считают массивные приборы, вмещающие большое количество воды (на-пример, чугунные радиаторы). Такие приборы изменяют теплоотдачу сравнительно медленно. Радиатором принято называть прибор, состоящий либо из отдельных колончатых элементов, либо из плоских блоков. Секции радиаторов могут компоноваться в приборы различной площади путем их соединения на резьбовых ниппелях. Несколько секций в сборе называют секционным радиатором. Плоские блоки радиаторов свариваются из двух штампованных стальных листов, образуя приборы малой глубины и различной длины, называемые стальными панельными радиаторами. Гладкотрубные приборы состоят из нескольких соединенных стальных труб большого (32...100 мм) диаметра. Гладкотрубные отопительные приборы обладают высокой теплопередающей способностью, их легко очищать от пыли. Вместе с тем эти толстостенные приборы тяжелы, неэстетичны и громоздки. Их применяют в тех случаях, когда не могут быть использованы отопительные приборы других видов (например, для обогревания производственных помещений и гаражей). Конвектор (рис. 1.7.4.9.1) состоит из двух элементов: трубчато-ребристого нагревателя и кожуха. Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению теплопередачи благодаря увеличению подвижности воздуха у его поверхности. Конвектор с кожухом передает в помещение конвекцией 90...95% общего теплового пото ка. Прибор, в котором функции кожуха выполняет оребрение нагревателя, называют конвектором без кожуха. Нагреватель выполняют из стали, меди, алюминия и других металлов, кожух — из листовых материалов (как правило, стали). Конвекторы обладают сравнительно низкими теплотехническими показателями, особенно при использовании в двухтрубных системах отопления, и считаются отопительными приборами с малой тепловой инерцией. Теплопередача конвектора возрастает при искусственно усиленной конвекции воздуха у поверх Рис. 1.7.4.9.1ности нагревателя, если в кожухе установить вентилятор спесальной конструкции (вентиляторный конвектор). Конвекторы не применяются при повышенных санитарно-гигиенических требованиях к отапливаемым помещениям. Оребренная труба — конвективный прибор, представляющий собой трубу, наружная поверхность которой покрыта.совместно отлитыми тонкими ребрами. К недостаткам чугунных ребристых труб относятся неэстетичный внешний вид, малая механическая прочность ребер и трудность очистки от пыли. Сейчас их заменяют оребрен-ными стальными трубами (например, прибором с прилитыми алюминиевыми ребрами). При повышенных санитарно-гигиенических, а также противопожарных и проти-вовзрывных требованиях, предъявляемых к помещению, выбирают приборы с гладкой поверхностью. При обычных санитарно-гигиенических требованиях можно использовать приборы с гладкой и ребристой поверхностью. В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей (менее 2 ч), можно использовать приборы любого типа, отдавая предпочтение приборам с высокими технико-экономическими показателями. Отопительный прибор целесообразно устанавливать вдоль наружной стены помещения и, особенно, подокном. Поток теплого воздуха при расположении прибора под окном препятствует образованию ниспадающего потока холодного воздуха и движению воздуха с пониженной температурой у пола помещения. Длина прибора для этого должна быть не менее 3Д ширины оконного проема. Радиаторы следует размещать как можно ближе к полу помещения, но не ближе 60 мм от пола. Чем ниже и длиннее сам по себе отопительный прибор, тем ровнее температура помещения и лучше прогревается его рабочая зона. Высокий и относи-иельно короткий отопительный прибор перегревает верхнюю зону. Эксплуатационное регулирование теплового потока отопительных приборов может быть качественным и количественным. Качественное регулирование достигается изменением температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Оно может быть центральным, проводимым на тепловой станции, и местным, выполняемым в тепловом пункте здания. Количественное регулирование теплопередачи отопительных приборов осуществляется изменением количества теплоносителя, подаваемого в систему или прибор. Оно может быть не только центральным и местным, но и индивидуальным — у каждого отопительного прибора. Автоматизированное местное эксплуатационное регулирование «по возмущению» обычно проводят, ориентируясь на изменение температуры наружного воздуха. Автоматическое индивидуальное регулирование «по отклонению» происходит при отклонении температуры воздуха в помещении от заданного уровня. Для ручного регулирования теплопередачи приборов служат краны и вентили. Применяются также термоклапаны — устройства, обеспечивающие автоматическое изменение расхода теплоносителя через прибор. Термоклапаны выпускаются с пониженным (для щнотрубных систем отопления) и повышенным (для двухтрубных систем) гидравлическим сопротивлением. В конвекторах плюс ко всему применяют регулирование «по воздуху» — регулируется количество воздуха, циркулирующего через нагреватель коннектора. Расчет теплового потока отопительных приборов. Отопительные приборы вы-бираются, как и котел, по тепловой мощности. Здесь действует та же формула — 1 кВт примерно на 10 м2 хорошо утепленного помещения с высотой потолка до 3 м. Например, для помещения в 20 м2 нужен отопительный прибор с тепловой мощностью 2 кВт. Исходя из этого, например, подбирается количество секций радиатора или величина конвектора. Тепловая мощность для каждой секции радиатора указывается в со ответствующей документации к прибору и имеет разные величины относительно материала и исполнения отопительного прибора. Однако приведенные выше расчеты сделаны относительно температуры теплоносителя в отопительном приборе равной 70 "С и средней температуры окружающего воздуха для средней полосы России равной —3,6 °С (см. табл. 1.6.13.2.2). Тепловой поток радиатора при разности средних температур воды и окружающего воздуха в отапливаемом помещении At, отличающейся от 70 "С, следует определять путем умножения номинального теплового потока на поправочный коэффициент К (табл. 1.7.4.9.1). Например, нормативный тепловой поток одной секции алюминиевого оребрен-ного радиатора с большой конвекцией равен 199 Вт, а чугунной секции равен 154 Вт. Приведенные выше укрупненные расчеты относятся к средней полосе России со средней температурой наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, ш.5 равной минус 26—27 °С, Москва (см. табл. 1.6.13.2.2). Для более теплых или холодных районов страны можно сделать процентный перерасчет. Например: Челябинск 0,92 гн.5 = = —34 "С, соответственно это ниже на 30% относительно 26 °С в Москве; значит, тепловой поток отопительного прибора для обогрева одинаковых помещений с Москвой в Челябинске должен быть больше на 30%. То же самое относится и к котлам. Советы по выбору и установке радиатора. При выборе особое внимание нужно обращать на рабочее давление, на которое радиатор рассчитан. При установке радиатора, состоящего более чем из 12 секций, применяется только диагональное подключение. Не рекомендуется устанавливать на радиаторы декоративные экраны или устанавливать их в ниши, поскольку это может снизить тепловую мощность радиатора до 30%. Радиаторы следует подключать через шаровые краны для возможности полного отключения от стояка. Чугунные радиаторы (рис. 1.7.4.9.2). Цена от 800 до 2000 руб. за кВт. Чугунные радиаторы хорошо знакомы российскому потребителю. Чугун — это материал, обладающий хорошей теплопроводностью, нейтральный по отношению практически ко всем теплоносителям. Именно поэтому чугунные радиаторы можно использовать в системах отопления с плохой подготовкой теплоносителя (повышенная агрессивРис. 1.7.4.9.2ность, загрязненность и проч.). 292 Чугунные радиаторы отличаются компактностью и долговечностью (стойкостью против коррозии), выдерживают достаточно высокое давление. Однако они металлоемки, производство их трудоемко, монтаж затруднителен из-за большого веса, очистка от пыли неудобна, внешний вид отечественного литья непривлекателен, 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. Стандартное рабочее давление чугунного радиатора — 9—12 атм., опрессовочное — 15—18 атм. Максимальная температура носителя — 110 °С. Межцентровое расстояние 500 мм и, редко, 300 мм. Малая емкость секций некоторых чугунных радиаторов позволяет эффективно ис-пользовать автоматическое терморегулирование. Повышение размера подсоединения у некоторых чугунных радиаторов до 1 '/4 расширяет возможности применения радиаторов. Алюминиевые радиаторы (рис. 1.7.4.9.3). Цена от 1300 до 2000 руб. за кВт. Распространенные в настоящее время алюминиевые секционные радиаторы значительно легче чугунных, удобны в монтаже, имеют современный внешний вид. Алюминиевые радиаторы имеют очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн, выдерживают доста-i I\ * ! точно высокое давление. Минус — дорогие. Кроме того, алюминиевые радиаторы подвер-рис j 7,4,9.3 жены 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 про повышенную тепловую инерцию, присущую этому типу радиаторов. Современный внешний вид радиаторов позволяет устанавливать отопительные приборы в помещениях с повышенными требованиями по комфортности. Рабочее давление — 16 атм., испытательное — 24 атм., на разрыв — 50 атм. Но будьте внимательны, существуют алюминиевые радиаторы для использования в частных домах с рабочим давлением 4—6 атм. Алюминиевые радиаторы имеют самую высокую теплопроводность материала, что позволяет им иметь высокую теплоотдачу по сравнению с радиаторами из других ма-териалов. Биметаллические радиаторы (рис. 1.7.4.9.4). Цена от 1800 до 2500 руб. за кВт. Биметаллические радиаторы состоят из алюминиевого корпуса и стальной трубы, по которой двигается теплоноситель. Стальная труба выдерживает высокое давление, а алюминиевые секции легко отдают тепло. Биметаллические радиаторы 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 рассчи-Рис. 1.7.4.9.4 таны на большее давление в системе отопления. Опять же их основной минус — высокая цена. Использование таких радиаторов для частного загородного дома, как правило, не оправданно, так как высокого давления в этом случае быть не должно и нет смысла платить за это дополнительные деньги. Радиаторы имеют рабочее давление 15—40 атм., опрессовочное — 22—60 атм. и не имеют ограничений по установке в различные системы отопления зданий любой этажности. Стальные радиаторы. Стальные радиаторы обладают высокой теплоотдачей, красивы и оптимальны по цене. Кроме того, конструкция стальных радиаторов позволяет сочетать распространение тепла как за счет излучения, так и за счет конвекции. К стальным радиаторам могут подключаться терморегуляторы для автоматического поддержания заданной температуры. Прибор, состоящий из стальных секций, используется реже, прежде всего из-за низкой стойкости к коррозии. Стальные панельные радиаторы (рис. 1.7.4.9.5) — это высокоэффективные тепловые приборы, рассчитанные в большинстве случаев на рабочее давление 8,7 атм., опрессовочное — 13 атм. Цена от 1300 до 1900 руб. за кВт. Их рекомендуется использовать в индивидуальном, малоэтажном строительстве, а при наличии индивидуального теплового пункта — в зданиях любой этажности. И не стоит пытаться их испытывать при работе в системе с многократно большими значениями давления, особенно там, где есть вероятность гидравлического удара (многоэтажные городские здания с централизованной системой отопления). Срок их службы при этом может сократиться до года и даже до нескольких месяцев. Бывает два типа панельных радиаторов — с нижним и боковым подключением. В радиаторы с нижним 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. Плоские блоки радиаторов делают также из тяжелого бетона (бетонные отопительные панели), применяя нагревательные элементы из металлических или пластмассовых труб. Бетонные панели располагают в наружных ограждающих конструкциях помещений (совмещенные панели) или приставляют к ним (приставные панели). Бетонные панели, особенно совмещенного типа, отвечают санитарно-гигиеническим и архитектурно-строительным требованиям. К недостаткам совмещенных панелей относятся трудность ремонта, большая тепловая инерция, усложняющая регулирование теплоотдачи, увеличение теплопотерь через дополнительно прогреваемые наружные конструкции зданий. Поэтому в настоящее время они применяются ограниченно. Стальные трубчатые радиаторы (рис. 1.7.4.9.6) — это радиаторы классического дизайна, органически вписывающиеся практически в любой интерьер помещений: рабочее давление — 10—15 атм., опрессовочное — 15—22,5 атм., толщина стенок трубчатых элементов 1,2—2,8 мм (1,5 мм). Цена от 2200 до 5000 руб. за кВт. Радиаторы не имеют ограничений по их установке в различные системы отопления зданий любой этажно-* * * i j*'сти. Адаптированы к самым жестким условиям эксплуатации. Благодаря использованию высококачественного отечествен Рис. 1.7.4.9.6ного полимерного покрытия это практически единственные на сегодняшний день в мире отопительные приборы, имеющие надежную внутреннюю защиту от коррозии. Разновидностью трубчатых радиаторов являются радиаторы для ванной комнаты. Такие радиаторы могут подсоединяться в систему отопления или, кроме этого, оснащаться дополнительным электрическим нагревательным элементом. Дизайн-радиаторы. Дизайн-радиаторы, они же радиаторы для ванных комнат, но у нас их чаще называют полотенцесушителями, подробно были рассмотрены в п. 1.7.1.6. «Полотенцесушители (дизайн-радиаторы)». 1.7.4.10. Средства автоматизации и контрольно-измерительные приборы Циркуляционный насос (рис. 1.7.4.10.1). Как уже говорилось, в системе с принудительной циркуляцией для движения теплоносителя нужен циркуляционный насос. Его конструкция довольно проста. Он состоит из чугунного корпуса, в котором находится ротор с закрепленной на нем крыльчаткой. В результате вращения ротора с крыльчаткой происходит движение теплоносителя по отопительной системе. Циркуляционные насосы бы-вают двух типов: с мокрым и с сухим ротором. Смазка подшипников насоса с мокрым ротором осуществляется теплоносителем системы отопления. Также теплоноситель рис. 1.7.4.10.1 выполняет функцию охлаждения. Понятно, что для этого должна быть обеспечена непрерывная циркуляция воды через гильзу насоса. Отсюда вытекает обязательное требование к монтажу насосов с мокрым ротором — их вал всегда должен находиться в горизонтальном положении. Среди преимуществ насосов с мокрым ротором стоит упомянуть практическую бесшумность их работы, бесступенчатое переключение скорости, невысокую стоимость. Немаловажно и то, что насосы с мокрым ротором практически не нуждаются в техническом обслуживании. Как следует из названия насосов с сухим ротором, их мотор не соприкасается с теплоносителем. Обычно этот тип насосов применяется в системах, где надо осуществлять циркуляцию больших объемов воды. Насосы с сухим ротором имеют заметно больший КПД, чем их аналоги с мокрым ротором. Терморегуляторы. Для автоматического поддержания заданной температуры в помещении на отопительные приборы могут быть установлены терморегуляторы. Такие регуляторы состоят из двух частей: регулирующего крана и термоголовки. С помощью термоголовки вручную задается требуемая температура воздуха. В ней же находится специальный состав, который расширяется при увеличении температуры в помещении и механически воздействует на регулирующий кран. Когда температура воздуха в помещении становится выше заданной, доступ горячей воды в радиатор сокращается, а при понижении температуры в помещении доступ воды в радиатор увеличивается. При использовании терморегуляторов можно поддерживать разную температуру в разных комнатах. Но, конечно, для этого надо установить терморегуляторы во всех комнатах, где вы хотите поддерживать заданную температуру. Расширительный бак(рис. 1.7.4.10.2). Для компенсации расширения воды существуют два способа: построить «открытую» систему отопления с открытым расширительным баком или выбрать закрытую систему с мембранным баком. При «от крытой» системе расширительный бак должен устанавливаться в верхней точке системы отопления. В закрытой же системе устанавливать мембранный бак в верхней точке нет никакой необходимости. Можно назвать 3 основные преимущества мембранного бака: бак можно расположить там же, где и котел, то есть нет необходимости тянуть трубу на чердак; нет контакта воды и воздуха, а следовательно, и возможности растворения в воде дополнительного кислорода (что продлевает срок жизни радиаторам и котлу); есть возможность создать дополнительное давление даже в верхней точке системы отопления, что уменьшает риск образования воздушных пробок в верхних Рис. 1.7.4.10.3радиаторах. Воздушный клапан (рис. 1.7.4.10.3). «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. Автомобильный тосол в системах отопления применять нельзя, так как в его составе есть добавки, недопустимые к применению в жилых помещениях, используйте специальный антифриз для систем отопления (рис. 1.7.4.10.4). Теплоемкость антифриза примерно на 15—20% ниже, чем Рис. 1.7.4.10.4 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 тру-Рис 1.7.4.10.5бы, т. к. это приводит к химическим изменениям и потере его изначальных свойств. Обычно антифриз продается в двух модификациях: с температурой замерзания не ниже минус 65 °С и температурой замерзания не ниже минус 30 °С. При этом концентрированный вариант (рассчитанный на минус 65 °С) может быть разбавлен водой до требуемой 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. При двухконтурных системах отопления рекомендую применять антифриз только на основе экологически чистого сырья — пищевого пропиленгликоля. Теплосчетчики (рис. 1.7.4.10.5). Цена от 6500 до 30 000 руб. Предназначены для измерений количества тепловой энергии теплоносителя, расходуемого потребителем из трубопровода тепловых сетей, в соответствии с «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя». Принцип действия теплосчетчика основан на измерении потребляемого количества тепловой энергии путем обработки измерительной информации об объеме теплоносителя и разности его температур в подающем и обратном трубопроводе. Стоит обратить внимание на то, что если в многоквартирном доме в отдельно взятой квартире установить счетчики тепла, а общего счетчика тепла на весь дом не будет установлено — это явно выброшенные деньги на ветер.

Tags:

Энциклопедия ремонта Квартира 42

You are searching

Главное меню

Внимание