О. А. Платонов
Как отопить загородный дом
Предисловие
Неважно, построили вы дом или только собираетесь его возводить, перед вами обязательно встанут следующие вопросы: как отапливать, как сделать систему экономичной, будет ли хватать горячей воды на три санузла? И, наконец, как не превратиться в источник наживы для «хитрунов» – недобросовестных монтажников и бесконечных проверяющих чиновников?
Если вы мастер-самоделкин, отличающий трубу от провода и знающий точные ответы на все вопросы, выбросьте эту книгу в окно. Для других же мы будем полезны.
Не станем описывать все возможности и инженерные решения, которые вам смогут предложить продавцы. Их десятки! Нет у нас желания и сделать вас экспертом, обученным всему. Приведем лишь оптимальные решения, посоветуем, на какие марки оборудования следует обратить внимание, а какие лучше не замечать.
И, наконец, если данное пособие не даст вам ответы на поставленные вопросы, то милости просим на наш форум в Интернете (impulsgroup.ru). Тут мы готовы рассказать гораздо больше и ответить, не ограничиваясь рамками книги.
Основная цель брошюры – помочь покупателям определиться с выбором системы отопления дома. Сделать ее бюджетной и экономичной.
Также нашим изданием могут воспользоваться в качестве учебного пособия молодые продавцы инженерного оборудования и технический персонал.
Итак, начинаем…
1. Классификация систем отопления
У каждого, кто определяет, какой быть его отопительной системе есть два основных критерия:
Разумеется, никто не собирается переплачивать, если нет желания удивить соседа. (Если же он должен быть сражен крутизной вашего котла[1], то для вас прямая дорога в Viessmann, Buderus, Vaillant.)
Отопительное оборудование должно не только хорошо греть и быть сравнительно недорогим, но и, желательно, экономить деньги владельца, то есть быть энергоэффективным. Давно известно, что 93–95-процентный КПД в бытовой технике достижим, и мы стремимся выбрать именно такое оборудование.
Также бессмысленно для отопления баньки устраивать отдельный газопровод, радуя разбойников из газовых служб.
Ниже приведена классификация отапливаемых помещений.
Помещения, не вошедшие в данную классификацию, либо ничтожно малы, либо заслуживают отдельного разговора ввиду своей нетипичности.
Далее. Важнейшим ответ, который предстоит дать: каким энергоносителем вы располагаете? Наиболее распространенные – газ, дизельное топливо, электричество и дрова.
При определении вида топлива следует учесть: для дома постоянного проживания
Для малых домов (категория «А») всегда выгоднее электричество. Довольно трудно компенсировать затраты на любую иную систему отопления.
И еще. При конструировании отопления дома важно не ошибиться с расчетом теплопотерь, то есть мощности котла. К примеру, для большинства европейских регионов России она определяется с расчетом на минимальную температуру на улице (-27 °С) и комфортную температуру в помещении (+22 °С). При таком графике температур для обогрева 10 м2 помещения потребуется 1 кВт мощности. Не верьте в «волшебные котлы», созданные по космической технологии и обогревающие ангары пятью киловаттами. Всё дело лишь в качестве изоляции.
2. Схемы отопления домов
2.1. Схема отопления дома площадью до 100 м2
Как уже говорилось выше, к данной категории подходят малые сооружения, в которых, как правило, не живут постоянно, а приезжают на выходные, праздники и т. д. Раньше подобные дома отапливались с помощью печек или котлов АОГВ. Однако сегодня недостаток печного отопления очевиден всем, а затраты на проведение газовой магистрали в дом и устройство даже простейшей разводки с верхним разливом могут составить не одну сотню тысяч рублей.
Рис. 1. Пример однотрубной разводки
Мы советуем отапливать такие дома напольными электронагревателями, которые размещаю т под каждым окном для создания тепловой завесы (рис. 1). Также полезен нагреватель в прихожей и ванной комнате. Суммарная мощность приборов в одном помещении может быть равна:
где Sпом – площадь помещения; Кнорм – норматив отопления 1 м2 (1 кВт на 10 м2); 10 % – запас мощности.
Плюсы такого отопления очевидны:
• прокладка электропроводки проста и дешева;
• стоимость электроконвектора сопоставима, а зачастую и ниже стоимости радиаторов водяного отопления;
• простейшее регулирование позволяет обогревать только помещение, в котором находятся люди.
Недостаток – один: при плохой изоляции дома такой вид отопления обременителен для бюджета.
2.2. Схемы отопления дома площадью от 120 до 250 м2
Наиболее распространенный в наше время тип домов. Для обогрева следует применять традиционное водяное отопление. В приведенной на рис. 2 схеме отопления двухэтажного дома применены основные элементы, встречающиеся при любой конструкции помещений. Заметим, если есть возможность отапливать газом, следует применять современный настенный котел, например, Ariston, Vaillant, Beretta. Сразу скажем – нет «хороших» или «плохих» котлов (остальные, не упомянутые в списке, скорее всего, будут плохо греть), есть плохая установка и негодный сервис.
Рис. 2. Двухтрубная схема с центральной распределительной магистралью
2.3. Схема отопления дома площадью до 400–500 м2
Данный вид сооружений наиболее серьезен и при строительстве, и в оснащении инженерными коммуникациями. Будет правильно предварить все работы тепловым и гидравлическим расчетом. Очевидно, что у помещений с одинаковым объемом будут разные теплопотери, если одна комната – угловая, другая – внутренняя, а третья выходит на северную сторону. Подбор оборудования без проверочного расчета приведет, во-первых, к перерасходу вложений, а во-вторых – к перегреву дома, перерасходу тепла, топлива, денег (это если взять с запасом). Страшно представить, что будет, если ошибемся в меньшую сторону. Дефицит мощности может привести к переборке котельной или даже системы отопления в целом. Порой это приходится выполнять в уже начисто отделанном доме.
Проект на инженерные системы стоит 80–120 руб./м2, а экономия по материалам составит 15–20 % общей стоимости коммуникаций.
На рис. 3 предоставлена схема отопления крупного дома. Для таких домов существуют две основные особенности:
• приходится применять большой напольный котел;
• необходимо отдельное помещение под котельную.
Рис. 3. Коллекторная схема
Наиболее гибкая, «терпимая» к недостаткам расчетов и качеству монтажа – горизонтальная коллекторная разводка систем отопления. При относительно невысокой стоимости металлопластиковых труб (которых понадобится на 10 % больше) мы предлагаем хорошо регулируемую и надежную в работе схему.
3. Элементы системы отопления
Выше мы привели основные принципиальные схемы систем отопления, составили примерные спецификации оборудования. В том или ином случае все эти комплектующие встретятся во всех технических решениях у каждого поставщика. Далее мы хотим обратить внимание на наиболее важные устройства, к выбору которых следует приложить собственную руку. Остальные комплектующие можно доверить подбирать монтажникам.
3.1. Котлы
Традиционный газовый бытовой котел состоит из четырех основных элементов: теплоизолированного корпуса, теплообменника, горелки и автоматики давления (рис. 4). Одной из важнейших частей котла является теплообменник, представляющий собой металлическую емкость, в которой нагревается теплоноситель. Падение давления в два-три раза не страшно: в них встроена система, стабилизирующая давление газа, поступающею в горелку. Если давление газа упадет ниже установленной отметки на реле, горелка остановится. Приборы автоматики в современных газовых котлах не только выключают котел при отсутствии газа, но и автоматически его включают при подаче топлива. Для этих целей на котлах устанавливается блок автоматического зажигания. Кроме того, автоматика котла контролирует наличие пламени, тяги в дымоходе, возможный перегрев теплоносителя и выключает котел при любых аварийных ситуациях.
Рис. 4. Внутреннее устройство котла
Котлы бывают одноконтурными и двухконтурными. Вторые нагревают и теплоноситель для отопления помещений и горячую воду для кухни и душа. Такие котлы имеют большую емкость для накопления бытовой воды (объем встроенного бойлера – 130–170 л). Сюда помещен второй теплообменник, по которому движется теплоноситель системы отопления. Не имея прямого контакта с бытовой водой, нигде с ней не смешиваясь, он только дает ей тепло через стенки теплообменника (осуществляет косвенный нагрев). Холодная питьевая вода, поступающая снизу в накопительный бак котла, вытесняет эту прогретую часть в верхнюю секцию, откуда горячая вода направляется в систему водопровода. Чтобы приготовить горячую воду для семьи из четырех человек, двухконтурного котла достаточно. Если же нужно большее количество воды, лучше приобрести бойлер и одноконтурный котел отдельно.
К счастью, на наш рынок еще не поступают котлы китайского производства (вернее, поступают только настенные, и в небольших количествах). Поэтому если котел подходит вам по мощности и виду топлива, смело берите любой. Доверьтесь в этом вашему кошельку.
3.2. Насосы
Все современные системы отопления должны содержать циркуляционный насос (а иногда и несколько). Применение насосов позволяет системе быть более экономичной. Подключение насоса через термостат позволит автоматически регулировать температуру воздуха в помещении.
В России многолетней надежной работой зарекомендовали себя «циркуляционники», изготовленные компаниями DAB, Grundfоs, Vortex, Wilo (рис. 5) и Wester. Все остальное либо имеют «желтолицых родственников», либо не работали в условиях России больше 10 лет. В любом случае лучше переплатить, чем растапливать замерзшую в трубах воду.
Рис. 5. Циркуляционный насос
3.3. Трубы
В водяных системах отопления используют стальные, медные и пластиковые трубы (из полипропилена, сшитого полиэтилена, поливинилхлорида и других материалов). Также находят активное применение металлопластиковые трубы (многослойные – два слоя пластика, слой металла и два слоя клея, связывающих их). Стальные трубы – самые дешевые, но они ржавеют, и рано или поздно их понадобится менять. Медные трубы не повержены коррозии, но в настоящее время довольно дороги. Кроме того, они имеют ограничения в использовании: например, их нельзя присоединять к алюминиевым радиаторам, поскольку микрочастицы меди, растворенные в теплоносителе, приведут к химической реакции внутри отопительного прибора и последующему его разрыву. И медные, и стальные трубы нуждаются в теплоизоляции, чтобы мы не потеряли тепло при его «транспортировке» к отопительному прибору.
Пластиковые и металлопластиковые трубы лишены таких недостатков. Они оптимальны по цене, легки, не подвержены коррозии, к ним меньше требования по теплоизоляции. Но при их монтаже обязательно соблюдение теплотехнических норм: например, некоторые разновидности пластиковых труб нельзя прокладывать открыто, потому что они боятся ультрафиолетовых лучей. Еще одно требование к пластиковым трубам – их нельзя использовать в котельных и других огнеопасных местах по причине горючести. И наконец, существует система температурного удлинения пластиковых труб, при котором можно испортить дизайн помещений, если не выполнять требования.
Чтобы не оказаться с «зажатой» системой, не будем экономить на диаметре труб.
Всегда при монтаже системы отопления возникает желание сэкономить и использовать трубу меньшего диаметра. Кажется, что достаточно поставить более мощный и насос и теплоноситель будет двигаться. Но, купив тонкие трубы, мы рискуем оказаться в ситуации, когда любой мощности насоса будет недостаточно для преодоления сопротивления в трубе – система «зажата». Известно, что горячая вода в трубе должна двигаться с определенной скоростью, чтобы каждую секунду; в радиатор поступал достаточный для нужной теплоотдачи объем теплоносителя (этот объем называют расходом теплоносителя). Но при повышении мощности возрастает и трение в трубе, то есть с увеличением расхода теплоносителя увеличивается и сопротивление системы. Если использовать трубу толще, сопротивление понизится, тоньше – повысится. При слишком тонких трубах, сколько бы ни увеличивалась мощность насоса, расход теплоносителя незначителен, а давление (сопротивление в трубе) большое. Вода в такой системе или не двигается, двигается со слишком малой скоростью; котел чаще перегревается, а радиаторы остаются холодными, так как горячий теплоноситель не поступает в них в полном объеме. Поэтому, чтобы не оказаться с «зажатой» системой, не будем экономить на диаметре труб.
3.4. Автоматика
Разумеется, в наш продвинутый век мы все прекрасно понимаем, что автоматика это хорошо и полезно. Но когда продавец предлагает нам этот «довесок», то сразу к первому ощущению добавляется второе: автоматика это дорого и непонятно. Так почему же мы должны устанавливать это «дорогое нечто» в своих домах?
Скажем сразу: без автоматики система работать будет (вспомним АОГВ двадцатилетней давности). Надежность системы без автоматики выше.
Автоматика котельных бывает: стандартной (регуляторы, термостаты); погодозависимой (аналоговой либо адаптивной).
Рис. 6. Панель управления котла