Автономные системы отопления

Автономная система отопления — надежный способ контролировать свои расходы, кроме того, она позволяет установить в каждом помещении независимый температурный режим. Все хозяева загородных домов и коттеджей сталкиваются с проблемой выбора экономичной и надежной системы отопления на самых ранних этапах строительства.

Сравниваем системы отопления

В первую очередь, автономные системы отопления различаются теплоносителем — то есть веществом, которое нагревается и передает тепловую энергию воздуху в доме. Каждый вариант имеет свои особенности, поэтому выбирать способ отопления нужно в зависимости от потребностей и возможностей обитателей коттеджа.

Воздушная система отопления

Воздушные системы отопления хороши тем, что не грозят локальной аварией и ЧП. Горячий воздух не может прорвать трубу и затопить помещение, как бывает с водяными системами, кроме того, отопление воздухом экономично и удобно. Можно установить единый температурный режим для всего дома, а можно вывести отдельные воздуховоды в каждое помещение, тогда вы сами сможете решать: где устроить тропики, а где оставить прохладный уголок. Главное достоинство этого варианта — возможность совместить сразу две инженерные коммуникации: отопление и вентиляцию. Это сэкономит и деньги заказчика, и время монтажа, и пространство в доме.

Воздушная система отопления

В центре системы находится теплогенератор, состоящий из горелки и теплообменника. Следуя законам физики, происходит теплообмен, воздух нагревается до 45-70 градусов и распределяется по помещениям через систему воздуховодов. Режим рециркуляции подразумевает использование одного и того же «материала», при других опциях возможна частичная или стопроцентная подача наружного воздуха.

Система парового отопления

Система парового отопления еще экономичнее воздушной — на прокладывание труб требуется меньше металла, сами приборы достаточно компактны, при этом температуру в помещении можно менять довольно оперативно. Оборудование обходится владельцу недорого, комплектующие и запчасти также весьма бюджетны, а потери тепла минимальны. Система парового отопления работает с наилучшим КПД на больших площадях, поэтому в крошечном коттедже она встречается редко. Неприятной особенностью паропроводов считается шум и высокая температура отопительных приборов — их поверхность раскаляется до 100 градусов по Цельсию и выше.

Система парового отопления

Принцип работы системы следующий: в паровом котле кипит вода, испаряется, в газообразном состоянии (в виде пара), под воздействием давления проникает в нагреватели, остывает, выпадает конденсатом и возвращается обратно в котел. Обычно в быту используются агрегаты с давлением 100-170 кг/м², как более низкие, так и более высокие значения встречаются редко. Закрытая система подразумевает, что конденсат возвращается в котел по широким трубам сам, в открытой (разомкнутой) — он скапливается в специальных емкостях, и только затем насосом перекачивается в бак.

Водяная система отопления

Водяная система отопления имеет массу достоинств, поэтому она очень распространена в загородном домостроительстве, но есть у нее и особенности, которые необходимо учитывать. Например, при замерзании вода расширяется, что может привести к прорыву труб — но эта проблема решается заменой жидкости на антифриз. Во всем остальном такая система крайне практична, удобна и доступна.

Водяная система отопления

Теплоноситель (вода или, иногда, другая жидкость) нагревается в котле и, за счет уменьшившейся плотности и увеличившегося объема, движется вертикально вверх по стояку, где и попадает в расширительный бак. Оттуда чуть остывшая вода стекает по нисходящим трубам к отопительным приборам — батареям, которым и передает оставшееся тепло. Окончательно остывая, теплоноситель попадает обратно в котел — такой принцип действия системы называется «естественной циркуляцией». Принудительная циркуляция осуществляется за счет мощного насоса.

Газовая система отопления

Газовые системы достаточно экзотичны в нашем, северном регионе. Их суть в том, что теплоноситель (сжиженый газ) поступает локально к отопительным приборам, сгорает и выделяет тепло. Стоит это недорого, газопровод подведен к большинству домов, в крайнем случае, можно успешно обойтись газовым баллоном.

Газовая система отопления

Электрический обогрев

Электрический обогрев не использует теплоноситель: воздух нагревается напрямую. В предыдущем материале мы рассказывали об электрических полотенцесушителях в интерьере.

Классическое электрическое отопление, Gidotopleniya

Котельное оборудование

Выбирать котел следует с большим вниманием. Во-первых, нужно учитывать предполагаемый тип теплоносителя, во-вторых — режим эксплуатации. В частном коттедже для постоянного проживания котел будет работать в режиме «24/7», а на легкой летней даче — в лучшем случае, по выходным.

Газовые котлы

Чаще всего в загородном строительстве используются газовые котлы. Они компактны, относительно дешевы, просты в эксплуатации. За ними не надо следить, современное оборудование полностью автономно и справляется с работой без оператора. Газовый агрегат одинаково хорошо подходит для отопления и роскошной усадьбы, и скромного гостевого домика. Помните, что для установки этого типа оборудования требуется согласование, поэтому внести его в проект в последний момент, уже после начала строительства, будет проблематично. Такие котлы требуют проработанной системы вентиляции — в частности, к ним необходимо подводить дымоход для отвода отработанных газов — разумеется, каждый вид работ должен сопровождаться лицензией. Ранее мы рассказывали, как сделать разводку отопления в частном доме. В автономную систему, которую мы использовали, входил настенный газовый котел.

Газовый котел, Atem

Газовые котлы — пожалуй, самые компактные и простые в эксплуатации агрегаты из всех видов отопительного оборудования. Грубо говоря, они состоят из горелки, теплообменника и разнообразной автоматики. В камере сгорает топливо, выделившаяся энергия разогревает теплоноситель в теплообменнике, тот распределяется по трубам и отапливает помещения. Одноконтурный котел отвечает только за обогрев дома, двухконтурный также берет на себя и горячее водоснабжение.

Дизельные котлы

Дизельные котлы отличаются высоким КПД, также представлены на российском рынке в широком ассортименте, они потребляют энергию в меньшем количестве, чем их газовые аналоги, менее пожароопасны. Правда, эксплуатация этих агрегатов достаточно дорога, но снизить расходы можно за счет установки энергосберегающего оборудования.

Дизельный котел, Kiturami STS — 21R

Чтобы котел работал бесперебойно и не доставлял владельцам никаких проблем, важно, чтобы использовалась солярка высокого качества, без примесей — такое топливо тоже стоит недешево. Принцип работы дизельных агрегатов ничем не отличается от их газовых «коллег» — топливо поступает в камеру сгорания (горелку), где выделяет тепло, обогревает теплоноситель (чаще всего — воду), продукты горения выводятся наружу через дымоход.

Электрические котлы

Электрические котлы, обходятся своим владельцам очень дорого, кроме того, чтобы использовать этот вид отопления, нужно проложить специальную электросеть, способную выдерживать значительные нагрузки. В отдельных случаях их применение оправдано — когда, например, к дому невозможно провести газопровод и негде хранить топливные брикеты. Принцип работы такого котла предельно прост: электроэнергия преобразуется в тепловую. В зависимости от принципа работы, электрокотлы бывают тэновые, индукционные и электродные. При минимальных затратах получать максимальную отдачу можно с помощью электрического электродного котла.

Электрический котел, Protherm

Котлы на твердом топливе

Котлы на твердом топливе — наверное, самый экологичный вид отопления — они работают на прессованных брикетах, изготовленных из стружки и других отходов деревообработки. Для этого оборудования требуется отдельное помещение, также за агрегатом нужно следить и несколько раз в день подкладывать топливо. Выделяют котлы классического горения и длительного горения (пиролизные и «тлеющие»). Пиролиз — процесс выделения древесного газа под действием высоких температур в условиях нехватки кислорода. Такие агрегаты имеют две камеры: в первой происходит собственно пиролиз, во второй полученная смесь газов горит при большом количестве O2. Одной загрузки брикетов хватает на 12 часов отопления, зола практически не остается, топливо расходуется по-максимуму. В «тлеющие» котлы по периметру встроена водяная рубашка, горение идет сверху вниз. В огромную загрузочную камеру можно поместить топливо на несколько дней вперед, и забыть о нем.

Котел на твердом топливе, GreenVolt

Отопление и другие инженерные коммуникации

Все инженерные системы в доме связаны в единую сеть, их проработка — важный этап подготовки проекта. И канализация, и водопровод, и электропроводка должны быть проложены так, чтобы дополнять работу друг друга. Ранее мы рассматривали наиболее популярный и дешевый вид утилизации — устройство канализации при помощи бетонных колец. В контексте отопления особенно важно уделить внимание качественной вентиляции: любая отопительная система так или иначе выжигает кислород и сушит воздух, нужно позаботиться о восстановлении баланса. От качества вентиляции будет зависеть не только самочувствие обитателей дома, но и работа бытовых электроприборов, внешний вид и состояние меблировки, долговечность самого коттеджа. Например, повышенная температура и влажность создают идеальные условия для появления плесени, например, в двуслойной стене или за отделочной плиткой, один из способов предотвратить эту беду —рационально продуманная вентиляция.

Также отопление напрямую связано с водоснабжением. В частности, двухконтурный котел отвечает и за прогревание помещения, и за температуру воды в бойлере — получается, две системы имеют общий «корень». Кроме того, водяное или паровое отопление непосредственно зависит от водопровода. Здесь же стоит упомянуть и канализацию, которая также является неотъемлемой частью трубопровода. В отличие от квартиры, три основные инженерные системы загородного дома — отопление, канализация и водоснабжение — требуют постоянного внимания владельцев. Поскольку все три системы находятся в тесной взаимосвязи, при замене любой из них часто приходится менять оборудование и на двух оставшихся.

Особенности загородного водоснабжения

Отправной точкой для принятия решения о типе водоснабжения являются не пожелания владельцев и даже не их финансовые возможности, а доступный источник воды. При удачном расположении участка, это может быть открытый водоем. При современной экологии чистота воды в реках и озерах, конечно, вызывает серьезные сомнения, но фильтры смогут сделать из технической воды питьевую. Несложная насосная станция и бойлер обеспечат небольшой загородный коттедж горячей водой в достаточных для среднестатистической семьи количествах. В предыдущем материале мы рассказывали о том, как правильно установить бойлер своими руками.

Если водоема в непосредственной близости от постройки нет (или он уж слишком грязный и мелкий), есть смысл соорудить шахтный колодец — вода в нем будет гораздо чище и качественнее, но выйдет такое водоснабжение дороже. Кроме того, необходимо знать глубину залегания грунтовых вод, и если она превышает 20 метров — колодец на таком участке построить нельзя, придется бурить артезианскую скважину. Для функционирования этой системы тоже достаточно насоса (в этот раз, погружного) и водонагревательного оборудования.

Наконец, скважина. Ее бурение стоит приличных денег, зато в результате вы получаете чистейшую воду, обладающую непревзойденными вкусовыми качествами и уникальной мягкостью. Возможно, придется собрать пакет разрешительной документации и обратиться за помощью к разнообразным специалистам, начиная от геодезистов и заканчивая инженерами, так что общая стоимость этого типа водоснабжения окажется «кусачей», зато этот вариант подходит для любого вида грунта и гарантирует, в общем итоге, наилучший результат.

Камины

В современном загородном доме камин часто выполняет чисто декоративную функцию (он может быть даже заменен полностью искусственной имитацией), но этот элемент интерьера также может использоваться для отопления помещения. У него довольно низкий КПД и тепло в комнатах держится недолго — но это только при классическом исполнении. Сегодня популярность набирают камины с водяным контуром — по сути, это другая форма котла на твердом топливе с полным набором тех же достоинств и недостатков. Такой камин полностью автономен, ему нужны только топливные брикеты и хорошая вытяжка (снова вспомним про вентиляцию), но, к сожалению, процесс подачи топлива никак нельзя автоматизировать, придется подкидывать пеллеты вручную. Это не единственный вариант решения камина, но один из наиболее удобных Также бывает топка с распределителем воздуха, моноблок с воздушным контуром и еще целый ряд разнообразных моделей.

Современный и стильный камин с водяным контуром, Lechma

Паровые системы отопления

Одна из важнейших систем жизнеобеспечения в нашем довольно неласковом климате — отопление. Есть несколько различных способов сделать систему подогрева. И одни из них — паровое отопление. Система эффективная, но применяется очень редко — слишком много у нее минусов.

Что это такое и чем отличается от привычных водяных систем

Многие люди считают что паровое и водяное отопление — это одно и то же. Это ошибочное мнение. При паровом отоплении тоже есть батареи и трубы, есть котел. Но по трубам движется не вода, а водяной пар. Котел требуется совсем другой. Его задача испарить воду, а не просто нагреть ее до определенной температуры, соответственно, мощность его намного выше, так же как и требования к надежности.

Несколько паровых котлов

Элементы системы

При паровом отоплении по трубопроводу перемещается водяной пар. Его температура — от 130°C до 200°C. Такие температуры налагают особые требования на элементы системы. Во-первых, трубы. Это только металлические трубы — стальные или медные. Причем они должны быть бесшовными, с толстой стенкой.

Упрощенная схема парового отопления

Во-вторых, радиаторы. Подходят только чугунные, регистры или труба с оребрением. Чугунные при таких условиях менее надежные — в нагретом состоянии от контакта с холодной жидкостью они могут лопнуть. Более надежны в этом плане регистры из труб, змеевики или труба с прикрепленными к ней ребрами — отопительный прибор конвекторного типа. Сталь более терпима к попаданию холодной воды на ее разогретую поверхность.

Срок службы и область применения

Но не стоит думать, что стальная система парового отопления будет служить очень долго. В ней циркулирует очень горячий и влажный пар, а это идеальные условия для коррозии стали. Элементы системы быстро выходят и строя. Обычно они лопаются в самых изъеденных ржавчиной местах. При том что внутри под давлением находится пар с температурой выше сотри градусов, опасность очевидна.

Структурная схема котла для парового отопления

Потому паровое отопление признано опасным и запрещено для обогрева общественных мест и многоквартирных домов. Оно еще используется в некоторых частных домах или для обогрева производственных помещений. На производстве оно очень экономно, если пар — производная технологического процесса. В частных домах паровое отопление применяется в основном в домах сезонного проживания — на дачах. Все из-за того, что оно нормально переносит заморозку — воды в системе мало и она не может навредить, а также из-за его экономичности на стадии устройства (по сравнению с водяными системами) и высокой скоростью прогрева помещений.

Достоинства и недостатки

Паровое отопление — не самое популярное, но оно имеет как положительные, так и отрицательные моменты. Причем плюсы довольно значительны:

• Высокая эффективность обогрева. Дело в том, что пар в системе не просто нагревает до какой-то температуры радиаторы и трубы. Из-за большой разницы температур он конденсируется. А при конденсации 1 литр пара отдает 2300 кДж тепла. Тогда как при остывании того же количества воды на 50°C отдается только 100 кДж. Потому для обогрева помещения требуется очень небольшое количество радиаторов. В некоторых случаях достаточно некоторого количества труб.
• Так как паровое отопление — система небольшая, она имеет малую инерционность. Нагреваться помещение начинает буквально через несколько минут после пуска котла.

Пар в радиаторах конденсируется, Стекает вниз, затем отводится через специальный трубопровод

Недостатки паровых систем отопления еще более впечатляющие:

• Высокая температура пара приводит к нагреву всех элементов системы до 100°C и выше. Это приводит к следующим последствиям:
  • очень активной циркуляции воздуха в помещении, что некомфортно, а, порой, и вредно (при аллергии на пыль);
  • воздух в помещении пересыхает;
  • горячие элементы системы травмоопасны и их надо закрывать, причем и трубы тоже;
  • не все строительные материалы нормально переносят длительный нагрев до таких температур, потому выбор отделочных материалов весьма ограничен (по сути, это только цементная штукатурка с последующей окраской термостойкими красками).
• Простое паровое отопление имеет очень ограниченные возможности по регулировке теплоотдачи. Есть только один способ изменять температуру — сделать несколько параллельных веток и включать их по мере необходимости. Второй способ — отключать котел при перегреве и включать после того, как помещение остынет. Этим процессом управляет автоматика, но такой способ далеко не самый комфортный, так как наблюдаются постоянные колебания температуры.
• Система шумная. При движении пар довольно сильно шумит. В производственных цехах это не очень мешает, а в частном доме может быть проблемой.

Как видите, паровое отопление — не лучший выбор, хотя и довольно недорогой в обустройстве.

Виды систем парового отопления

По способу устройства различают паровое отопление двух типов: с замкнутой и разомкнутой системой. В замкнутой системе конденсат стекает в специальную приемную трубу, которая заведена на соответствующий вход кота. Она уложена с небольшим уклоном, так что конденсат движется по системе самотеком.

Схемы открытой и закрытой системы парового отопления

В разомкнутой системе конденсат собирается в специальную емкость. При ее заполнении он подается в котел при помощи насоса. Кроме различного построения системы используется еще и разные паровые котлы — не все они могут работать в замкнутых системах.

Вообще, существуют системы парового отопления с давлением, близким к атмосферному или даже с более низким. Такие системы называются вакуумно-паровыми. Чем привлекательная такая установка? Тем что при низком давлении температура кипения воды снижается и система имеет более приемлемую температуру. Но сложность в обеспечении герметичности — воздух все время подсасывается через соединения — привели к тому, что данные схемы практически не встречаются.

Более распространено паровое отопление с небольшим давлением. Имеющиеся паровые котлы бытового назначения могут создавать давление не выше 6 атм (при давлении более 7 атм использование оборудование требует разрешения).

Типы разводки

По типу разводки паровое отопление бывает:

С верхней разводкой (паропровод находится под потолком, от него вниз идут трубы к радиаторам, внизу прокладывается конденсатопровод). Такая схема реализуется проще всего, так как горячий пар движется по одним трубам, остывший конденсат — по другим, система стабильна.

Схема парового отопления с верхней разводкой

С нижней разводкой. Паропровод располагается на уровне пола. Эта схема — не лучший выбор, так как по одним трубам вверх движется горячий пар, вниз — конденсат, что часто приводит к гидроударам и разгерметизации системы.

С промежуточной разводкой. Паропровод укладывается чуть выше радиаторов — примерно на уровне подоконников. Система обладает всеми преимуществами верхней разводки, за исключением того что горячие трубы находятся в пределах досягаемости и велика вероятность ожога.

При укладке паропровод делают с небольшим уклоном (в 1-2%) в сторону движения пара, а конденсатопровод — в сторону движения конденсата.

Подбор котла

Паровые котлы могут работать на всех типах топлива — газе, жидком и твердом топливе. Кроме выбора топлива необходимо правильно подобрать мощность парового котла. Она определяется в зависимости от площади, которую потребуется отапливать:

• до 200 м2 — 25 кВт;
• от 200 м2 до 300 м2 — 30 кВт;
• от 300 м2 до 600 м2 — 35-60 кВт.

В общем и целом способ расчета стандартный — на 10 квадратных метров берут 1 кВт мощности. Это правило справедливо для домов с высотой потолка 2,5-2,7 м. Далее следует выбор конкретной модели. При покупке обращайте на наличие сертификата качества — оборудование опасное и должно быть протестировано.

Какие использовать трубы

Температуры при паровом отоплении нормально переносить могут только металлы. Наиболее дешевый вариант — стальные. Но для их соединения требуется сварка. Возможно также использование резьбовых соединений. Данный вариант бюджетный, но недолговечный: сталь во влажной среде быстро корродирует.

Медные трубы хотя бы не корродируют

Более долговечны оцинкованные и нержавеющие трубы, но их цена совсем не скромная. Зато соединение — резьбовое. Еще вариант — медные трубы. Их можно только паять, стоят они дорого, но не ржавеют. Из-за более высокой теплопроводности они еще более эффективно передают тепло. Так что такая система отопления будет суперэффективной, но и очень горячей.