Отопление — это очень просто (часть 1)

Вы строите или уже построили дом. Каким бы он ни был, большим или маленьким, чтобы в нем было уютно и тепло круглый год, необходимо надежное и удобное отопление.
Возможно, Вы все делаете сами и захотите сделать его самостоятельно, а может быть, поручите опытным специалистам, которые возьмут на себя заботу о дальнейшей «жизни» и работе Вашего отопления. В любом случае Вы будете выбирать оборудование. Надеемся, что все здесь изложенное облегчит Вам выбор, и система отопления Вашего дома будет комфортной и удобной.
Согреть помещение можно старинным способом с помощью печи или камина, можно в каждой комнате поставить электронагреватель, но такое отопление — тема не этого сайта. Наша тема — комфортные гидравлические (жидкостные) системы отопления, в которых циркулирует теплоноситель, согревая дом с помощью отопительных приборов.

Что такое двухконтурный котел?

Представим, что котел поставили на бойлер и соединили их вместе, — получим двухконтурный котел.
То есть, в двухконтурных котлах встроен второй теплообменник, проточный или накопительный, который нагревает бытовую горячую воду, которую приходится «добывать» с помощью котла, если мы не получаем ее другим способом (газовая колонка, электронагреватель и т.д.).
В двухконтурном котле водонагреватель является частью котла. Ёмкость его, как правило, 130-150литров.
Если нужен водонагреватель большего объема, лучше приобрести одноконтурный котел и бойлер отдельно.

Что такое гидравлическая система отопления?

Это замкнутая цепочка из труб, отопительных приборов и котла (генератора тепла), заполненная водой, текущей по трубам. Воду внутри системы мы уже назвали выше теплоносителем, потому что теплоносителем может быть не только вода, но и другие жидкости, о которых расскажем позже и которые называют одним общим словом «антифризы» («незамерзайки»).
Работает система отопления очень просто:
с помощью насоса теплоноситель движется по системе, сначала он нагревается в котле, а затем постепенно остывает в трубах и отопительных приборах (радиаторах), отдавая тепло и согревая дом.

1.Котел 2.Подающая труба 3.Насос 4.Радиатор 5.Обратная труба

В систему отопления входит еще много разных кранов и гаек, но будем говорить пока только об основных ее составляющих.

Что такое теплоноситель?

Это вода (или антифриз), залитая в отопительную систему, с помощью которой тепло передается от котла к отопительным приборам.

Почему чаще всего теплоноситель — вода?

Вода — хороший теплоноситель, так как по своим физическим свойствам она способна накапливать при нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла.
Вода обладает хорошей текучестью и поэтому ее несложно заставить «бегать» по системе отопления и переносить тепло.
Вода — экологически чистое вещество и любая возможная протечка не представляет угрозы здоровью.
Вода всегда есть в водопроводе и ее просто добавить в систему отопления при недостатке.

Самая близкая к нам часть отопительной системы, которую мы видим ежедневно — отопительные приборы. Именно с их выбора и размещения начинается создание проекта и монтаж отопительной системы.

Какие бывают отопительные приборы?

Радиаторы — по своей конструкции имеют относительно большой объем и постоянно содержат много горячего теплоносителя. За счет этого они отдают тепло преимущественно в виде излучения (каминный эффект).

Конвекторы — отдают тепло в основном за счет циркуляции воздуха через них. По трубе конвектора движется теплоноситель, нагревая поверхности «надетой» на него «гармошки». Воздух проходит сквозь конвектор снизу вверх, нагреваясь от многочисленных теплых поверхностей.

Существуют отопительные приборы, соединяющие в себе свойства радиаторов и конвекторов (это стальные панельные радиаторы конвекторного типа, например COPA), в их плоские накопительные панели поступает большая масса теплой воды и, в то же время, у них есть ребристые поверхности. В них сочетаются оба варианта теплоотдачи — излучение и конвекция.

Далее все отопительные приборы, независимо от способа теплоотдачи, будем называть радиаторами, так проще.

Какие бывают радиаторы?

Радиаторы бывают чугунные, алюминиевые, стальные панельные и, так называемые, биметаллические.
Чугунные — хорошо отдают тепло и сопротивляются ржавчине, могут выдерживать довольно высокое давление в системе, но они тяжелые и не всегда соответствуют современным требованиям дизайна.
Алюминиевые радиаторы в Нижнем Новгороде — легкие, обладают высокой теплоотдачей, красивы, но довольно дороги и иногда не выдерживают высокого давления в системе.
Покупка биметаллических тоже несет свои преимущества — они состоят из стальной трубы, по которой должен двигаться теплоноситель, и алюминиевого корпуса. Стальная труба выдерживает высокое давление, и изолирует алюминий от контакта с водой, а алюминиевые секции легко отдают тепло.
Стальные панельные — оптимальны по цене, обладают высокой теплоотдачей. Единственное ограничение – они применяются лишь в автономных ситстемах отопления, где вода не сливается из системы на лето.
Радиаторы этого типа, выпускаемые разными фирмами, имеют общий стандарт и похожи по внешнему виду.
Такие радиаторы производятся из высококачественной холоднокатаной стали. Они состоят из двух или трех плоских панелей, внутрь которых поступает теплоноситель, и ребристых поверхностей между ними, нагревающихся от панелей. Ребристые поверхности расположены так, чтобы вертикальный поток воздуха свободно проходил между ними. Большие теплые панели отдают тепло преимущественно за счет излучения, а ребристые поверхности — за счет конвекции. Такие радиаторы бывают с нижним подключением и с боковым подключением.
Радиаторы с нижним подключением более эстетичны и просты в монтаже. У радиаторов этого типа есть также встроенный термостатический вентиль, на который можно установить терморегулятор, автоматически поддерживающий в помещении заданную температуру.

О температуре отопительных приборов.

Что такое качество системы отопления?

Кроме общепринятого значения качества, обозначающего хорошо сделанную вещь, под качеством системы отопления понимают способность системы поддерживать комфортную температуру в доме при температуре теплоносителя низкой настолько, насколько это возможно.

БОЛЬШОЙ И ТЕПЛЫЙ РАДИАТОР ЛУЧШЕ МАЛЕНЬКОГО И ГОРЯЧЕГО.

Тепло к отопительным приборам передается по трубам, соединяющим котел и радиаторы в замкнутую сеть — систему отопления, по которой циркулирует теплоноситель (движется по кругу).
Бывают системы отопления с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией .

Что такое система с принудительной циркуляцией?

Самым важным элементом системы с принудительной циркуляцией является насос, который заставляет двигаться (циркулировать) теплоноситель. Эти насосы так и называются — циркуляционные. Мощность насоса должна быть достаточной для преодоления сопротивления (трения) в трубе.
Чем труба толще, тем меньше сопротивление и меньшая мощность насоса нужна. Но толстые трубы неудобны, некрасивы в комнатах и существенно дороже. В результате обычно соблюдают разумный баланс между диаметром труб и мощностью насоса. Существуют точные расчеты для соблюдения соответствия между диаметром трубы, качеством и стоимостью отопительной системы.
Практически же для бытовых систем отопления подходят всего 2-3 типа компактных циркуляционных насосов.
Насосы на схемах систем отопления обычно обозначаются так:

Одна из вершин треугольника направлена в сторону движения теплоносителя.

Что делает насос в системе отопления с принудительной циркуляцией?

Насос побуждает двигаться воду (теплоноситель) в системе отопления, преодолевая сопротивление в трубе. Он не поднимает воду. Сколько горячей воды в системе отопления поднялось, столько же холодной опустилось.

СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ВСЕГДА ЗАМКНУТА, ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ ДВИЖЕТСЯ ПО КРУГУ.

Попробуем привести пример. Если перевернуть велосипед и хорошенько крутануть колесо, оно может крутиться очень долго, если оно установлено на хорошем подшипнике. Его остановит только трение в подшипнике. В каждый момент времени у любого поднимающегося кусочка колеса есть симметричный уравновешивающий кусочек, опускающийся с противоположной стороны.

Вода в замкнутой системе отопления подобна такому колесу. Насос преодолевает только трение, и вода движется по кругу. Именно поэтому циркуляционные насосы для частного дома (т.е. для бытовых систем отопления) имеют небольшую мощность, и, следовательно, низкое электропотребление — около 100 ватт, как лампочка.

Если насос выключить, то вода через какое-то время, как и вращающееся колесо, остановится, а если не выключать, то вода будет двигаться постоянно.
На этом основана возможность управления подачей тепла от котла в радиаторы дома. Насос может быть включенным на полную мощность, либо быть выключенным, либо работать вполсилы.
Насосы немецкой фирмы Grundfos, в основном используемые при монтаже бытовых систем отопления, имеют три ступени мощности. Это позволяет даже при отсутствии дополнительной автоматики управлять системой. Если в доме жарко, а насос работает в полную силу, можно уменьшить мощность насоса, поток теплоносителя в системе станет меньше, температура на отопительных приборах понизится.
Можно подключить насос к электролинии через термодатчик. Насос в этом случае будет автоматически включаться только тогда, когда температура в доме опустилась ниже желаемой. Такой датчик называют еще термостатом.

Как устроен и как монтируется циркуляционный насос?

Циркуляционный насос состоит из чугунного корпуса, внутри которого расположен ротор (вращающаяся часть) и насаженная на ротор крыльчатка. Ротор вращается — крыльчатка продвигает воду. Одно из основных правил монтажа насоса в системе: ось ротора обязательно должна быть расположена горизонтально .

При правильном монтаже циркуляционные насосы практически бесшумны. Вы сможете определить, работает ли насос, только по легкой вибрации, когда дотронетесь до него рукой.

Что такое система с естественной циркуляцией?

В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет сила, возникающая за счет разности плотности (веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах.
Как это происходит?
Теплоноситель (например, вода) в котле нагревается. Плотность горячей воды меньше, т.е. она легче, чем холодная, и движется вверх по одной толстой трубе (подающему стояку). Затем горячая вода растекается по нескольким нисходящим трубам (обратным стоякам), «пронизывающим» здание, к отопительным приборам сверху вниз, и охлаждается, отдавая тепло. Плотность холодной воды увеличивается, вода тяжелеет и возвращается к котлу по обратному трубопроводу.
Циркуляция в такой системе возникает за счет разницы веса горячего теплоносителя в подающем стояке и холодного — после остывания в приборах и обратном трубопроводе. Чем больше диаметр вертикальных стояков, тем больше побудительная сила естественной циркуляции.

При движении и вверх, и вниз вода преодолевает сопротивление в трубе (трение). Чем толще труба, тем меньше сопротивление.

ТРУБА ТОЛЩЕ — СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕНЬШЕ.

Какая система лучше, с принудительной циркуляцией или с естественной?

Выбирать вам.
Система с принудительной циркуляцией более комфортна, теплом в такой системе можно управлять. Вы можете установить нужную вам температуру в каждой комнате, и она будет автоматически поддерживаться. Качество такой системы выше.
Но эта система требует наличия электричества (или того, чтобы электричество не выключалось более чем на сутки.)
Система с естественной циркуляцией не поддается автоматическому регулированию, она «съедает» больше топлива и требует монтажа труб большого диаметра, которые несколько дороже и не очень эстетичны в интерьере.
Регулировать такую систему можно обычно только вручную: пригасить горелку в котле, если в комнатах жарко, а когда станет холодно, снова увеличить огонь.
Если Вы хотите чаще общаться с Вашим котлом или Вас устраивает постоянный перегрев воздуха в комнатах или в Вашем доме очень часто и надолго выключается электричество, система с естественной циркуляцией — для Вас.
Если же Вы предпочитаете удобное и комфортное отопление, выбирайте систему с принудительной циркуляцией.

Котeл.

Самая удаленная от нас в повседневной жизни, но при этом самая важная часть отопительной системы, ее «сердце» — это котел, генератор тепла. Именно в котле энергия, заключенная в топливе, преобразуется в тепло, которое предается теплоносителю через теплообменник котла.

На каком топливе работает котел?

Из общедоступного в быту топлива можно выделить такие виды: газ, солярка, электричество, уголь, дрова.
Самый дешевый на сегодняшний день и безопасный (если соблюдать правила) вид топлива — магистральный газ . Магистральный газ избавляет нас от необходимости запасать топливо и, по сравнению с другими видами сгораемого топлива, он намного чище.
Учет газа легко организовать с помощью газового счетчика, а управлять горением газа может электроника: автоматический газовый кран, автомат искрового зажигания.
Если к дому газ не подведен, можно установить жидкотопливный котел. Топливо для такого котла — солярка (дизтопливо). Отопление на солярке — самое независимое, но довольно дорогое по затратам на эксплуатацию и стартовым затратам на оборудование. Дополнительно приходится приобретать топливные баки, систему подводки и очистки топлива.
Но именно при этом способе отопления есть смысл тратить деньги на автоматические устройства для экономии энергии. Дополнительные приборы климатконтроля, установленные в систему отопления, помогут сэкономить топливо и окупятся примерно за полгода — год.
Отопление электричеством — самое дорогое. При этом к дому должен быть подведен кабель большой мощности и получено разрешение на его подведение, что иногда бывает большой проблемой.
Однако при прямом обогреве электроэнергией есть простая возможность легко контролировать температуру в каждом помещении. В пользу выбора электроотопления может сыграть факт введения в Вашем районе двойного (пониженного ночного) тарифа на электроэнергию.
Новое направление в отоплении с использованием электричества — тепловые насосы. В этом случае для обогрева той же площади можно обойтись в два-три раза меньшей мощностью. Необходимо, однако, проделать довольно большой объем подготовительных работ и приобрести соответствующее оборудование (не котел).
Системы отопления с использованием тепловых насосов очень перспективны, особенно в экологически чистых природоохранных районах.

Существуют отопительные котлы на твердом топливе. Обычно это тяжелые громоздкие агрегаты, требующие загрузки топлива несколько раз в день.
Можно, конечно, нанять кочегара или попытаться уговорить жену стать «феей домашнего очага», но серьезно рассматривать такой вид отопления в качестве основного не стоит.

ГАЗ — САМЫЙ ДЕШЕВЫЙ НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ И УДОБНЫЙ ВИД ТОПЛИВА ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ.

Система отопления для нашего дома (пример)

Представим, что мы еще только планируем строительство дома.
Лучше всего предусмотреть для котельной (топочной) отдельное помещение. В это помещение нужно обеспечить приток свежего воздуха (через решетку, вмонтированную в дверь или непосредственно с улицы).
Под потолком котельной должен быть выход в вентиляционный канал, а где-то в стене — выходное отверстие в дымоход.
Ниже выхода в дымоход необходимо сделать еще одно отверстие, так называемую «ревизию», для прочистки дымохода.

Дымоход должен быть газонепроницаемым, чтобы дымовые газы не проникали в комнаты. Лучше его оштукатурить изнутри, либо заложить внутрь дымохода асбоцементную трубу нужного диаметра (чем большую мощность будет иметь котел, тем больший диаметр должна иметь труба).

Мощность котла (кВт)	24	30	40	55	80	100
Диаметр дымохода (мм)	120	130	170	190	220	230

Для котла должно быть достаточно места, чтобы обеспечить поступление к нему свежего воздуха и нормальное обслуживание котла.
Основание (пол) под котлом должно быть выполнено из негорючего материала.
К помещению надо подвести трубу с холодной водой для подпитки системы отопления и приготовления горячей воды для бытовых нужд, канализационную трубу для отвода сбросов аварийных стоков котла и бойлера.

Требования к помещению (топочной), предназначенному для монтажа газовых котлов.

• Высота потолков не ниже 2,5м.
• Площадь не менее 4кв.м на один котел.
• Внешняя дверь шириной не менее 80см.
• Окно естественного освещения (на каждые 10куб.м помещения — 0,3кв.м площади окна).
• Отверстие для притока наружного воздуха, не менее 8кв.см на 1кВт номинальной мощности котла, или 30кв.см на 1кВт в случае притока воздуха изнутри здания
• При проектировании и строительстве дымоходов для обеспечения достаточной тяги и отсутствия задувания (возникновения обратной тяги) целесообразно выводить верхний срез дымохода выше конька крыши. В любом случае верхний срез дымохода должен быть не ниже условной поверхности обратного конуса 1:3.

• Дымоход (или дымоходы при установке двух котлов) должен иметь сечение, соответствующее устанавливаемому оборудованию (для котла 30кВт достаточно трубы диаметром 130мм, для котла 40кВт — 17 мм). В любом случае площадь сечения дымохода не должна быть меньше площади выходного сечения дымохода котла.
• В каждом дымоходе должно быть ревизионное отверстие, расположенное ниже входного отверстия дымохода не менее, чем на 25см.
• Канал естественной вентиляции в верхней части помещения.
• Введенные прямая и обратная трубы системы отопления.
• Ввод трубопровода холодного водоснабжения.
• Введенная труба внутренней разводки горячей (бытовой) воды.>
• Канализационный сток (трап или приямок)
• Источник электропитания, размещенный на отдельном АЗС (автомате защиты сети) вводного щитка 220В20А.
• Введенный проводник домового контура заземления.
• Смонтированный участок газопровода до опуска, с газовым краном для каждого котла.
• Стены помещения должны быть оштукатурены, пол выровнен.

В магазине «Тайм НН» можно купить качественные двухконтурные котлы для отопления в Нижнем Новгороде.

КОТЛУ — ОТДЕЛЬНУЮ КОМНАТУ С УДОБСТВАМИ.

После выбора проекта дома, обсуждения и внесения в него изменений мы начали строить дом. Вот такой:

В строительной документации у нас есть его план. Вот такой:

1. Зал. 2. Спальня. 3. Кухня. 4. Детская. 5. Прихожая. 6. Котельная. 7. Ванная.

Где и как разместить радиатор?

Размещается радиатор, как правило, на стене под окном для создания так называемой «тепловой завесы». Воздух около радиатора нагревается, становится легче и поднимается вверх. Восходящий поток теплого воздуха от радиатора блокирует движение холодного воздуха от окна в замкнутом пространстве перед окном.

Если у Вас есть желание закрыть радиатор декоративной решеткой, имейте в виду, что при этом теряется большое количество тепла, выделяемого им в помещение. Чем большую поверхность радиатора Вы закроете, тем больше тепла от радиатора будет потеряно. Обиднее всего то, что при этом, прежде всего, теряется комфортная «каминная» часть тепла от радиатора.

ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ЗАКРЫВАЙТЕ РАДИАТОРЫ ДЕКОРАТИВНЫМИ РЕШЕТКАМИ!

Какие нужны радиаторы?

ДАЕШЬ КАЖДОМУ КВАДРАТНОМУ МЕТРУ 100 ВАТТ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ!

Существуют точные расчеты необходимой мощности радиаторов, которыми руководствуются специалисты, но для грубой оценки и предложенного простого метода достаточно. При этом методе расчета радиаторы могут оказаться чуть большей мощности, чем необходимо, но зато возрастет качество отопительной системы (возможна более точная настройка и низкотемпературный режим отопления).

Вернемся к нашему дому.

Посчитаем тепловую мощность нужных радиаторов для каждой комнаты:

Площадь
(кв.м) Количество тепла,
необходимое
для отопления
комнаты (в ваттах) Зал 38 4940 Спальня 15 1800 Кухня 18 2340 Детская 15 1500 Прихожая 18 1800 Котельная 7 700 Ванная 14 1680

Заглянем в паспорт радиатора.

Возьмем для примера радиатор типа COPA.
Обычно в паспорте указаны размеры радиатора в миллиметрах.
Например, цифры 500х1500 означают, что высота радиатора 50 см., а длина 1,5 м.
В настоящее время в продаже радиаторы типа COPA бывают высотой 50 см., и 30 см.
Сейчас модно использовать радиаторы высотой 30 см. Это следствие моды на большие окна и низкие подоконники, так как при установке радиатора под окно нужно выдержать зазор между подоконной доской и радиатором не менее 10 см, а расстояние между полом и радиатором должно быть не менее 15 см для обеспечения нормальной циркуляции воздуха.

Радиатор высотой 30 см выглядит еще компактнее, но при одинаковой мощности будет длиннее, а размеры помещения и местоположение радиатора не всегда позволяют установить более длинный.

В паспорте радиатора рядом с мощностью (например, 1705 Вт.) указываются цифры расчетного перепада температуры, например 70/55. Это означает, что при охлаждении с 70 до 55 градусов радиатор со своей поверхности отдает 1705 Вт. тепловой мощности.
Сравнивать цены на различные марки радиаторов будем в равных условиях. Узнаем, при каком перепаде температур радиатор достигает указанной в паспорте тепловой мощности. Многие продавцы радиаторов указывают их мощность только для перепада 90/70, не акцентируя на этом внимание. При перепаде температур 70/55 мощность теплоотдачи такого радиатора будет меньше.
Радиаторы бывают с нижним подключением и с боковым подключением. Для нового строительства лучше приобрести радиаторы с нижним подключением, что мы и сделаем.
В комплекте радиатора, как правило, бывает воздухоотводной кран (так называемый «кран Маевского»), заглушки и кронштейны для навески на стену.

Как подобрать радиаторы в магазине?

В магазине выбор радиаторов достаточно большой, но точь в точь той мощности, которая нам нужна по расчету, может не быть сейчас или не существовать вовсе.
Например, по нашему расчету для спальни нужен радиатор мощностью 1800 Вт, а ближайшие мощности существующих радиаторов1529Вт и 1911Вт при перепаде температур 90/70 (см.таблицу, приведенную чуть выше).
Выбираем радиатор чуть большей мощности (1911Вт). Он немного дороже, но отопление в комнате с таким радиатором будет более комфортным, т.е. низкотемпературным. Не нужно будет нагревать радиатор до предела, чтобы добиться нормальной температуры воздуха в комнате, а это к тому же значит, что мы затратим меньше топлива.

Для комфортного отопления размер радиатора лучше выбрать чуть больше необходимого.

Итак, мы купили для дома такие радиаторы (высотой 50см):