З існуючих варіантів обігріву приватних будинків найбільш поширеним в даний час є індивідуальні рідинні системи опалення. Печі, каміни, а також електричні нагрівальні прилади (масляні радіатори, тепловентилятори, теплові гармати, "ІК" - обігрівачі та ін.) Прийнято використовувати в якості допоміжних джерел тепла. В цілому, під системою опалення слід розуміти сукупність опалювальних приладів, трубопроводів, насосів, запірно-регулювальних пристроїв, засобів автоматики і контролю, призначених для передачі теплової енергії від генератора тепла в опалювальні приміщення (див. Рис).
Ефективність, надійність і довговічність індивідуальної системи опалення буде залежати від обраної схеми, її правильного розрахунку і монтажу, якості комплектуючих, грамотної експлуатації і своєчасного технічного обслуговування.
Як підібрати опалювальний котел
В ролі генератора тепла в рідинної системі опалення виступає опалювальний котел. Тип котла (електричний, рідкопаливний, твердопаливний, комбінований, газовий) безпосередньо залежить від того, який вид палива переважає в регіоні проживання і наскільки добре розвинена навколишня інфраструктура. Статистичні дані свідчать про те, що із загальної кількості експлуатованих в Росії котлів близько половини працюють на газі, ще третина - на дизельному паливі, не більше 5% - твердопаливні, близько 10% - електричні. Беручи до уваги цю обставину, подальші міркування стосуватимуться газових опалювальних котлів.
Ефективність роботи автономної системи опалення, в першу чергу, залежить від потужності обраного котла. Недостатня потужність не дозволить досягти комфортної температури в холодну пору року, надлишкова - приведе до перевитрати палива.
Визначальними параметрами, на які слід спиратися при приблизному розрахунку теплової потужності, є:
а) площа опалювального приміщення (S);
б) питома потужність котла на 10 кв.м приміщення, яка встановлюється з урахуванням поправок на кліматичні умови регіону (W уд.).
Існують загальноприйняті значення питомої потужності по кліматичних зонах:
Wуд. = 1,2 - 1,5 кВт;
- для Північних районів
Wуд. = 1,5 - 2,0 кВт;
- для Південних районів
Wуд. = 0,7 - 0,9 кВт.
Розрахунок потужності котла (W кіт.) Здійснюється за формулою: Wкот. = S W уд. / 10
Часто для зручності розрахунків застосовують усереднене значення Wуд. рівне одиниці. Виходячи з цього, прийнято вибирати потужність котла з розрахунку 10 кВт на 100 кв.м опалювального приміщення.
При розрахунку параметрів системи опалення потрібно знати кількість рідини, яким заповнюється система (обсяг системи - V сист.). Його значення оціночно можна розрахувати виходячи зі співвідношення: 15 л рідини на 1 кВт потужності котла.
Таким чином, приблизний обсяг рідини в системі визначається за формулою: V сист. = W кіт. 15
Більш точні дані виходять з складання обсягів теплообмінника котла, трубопроводів і опалювальних приладів (батарей, радіаторів).
приклад:
1. Площа опалювального приміщення S = 100 кв. м;
2. Питома потужність (W уд.) Для Підмосков'я = 1,2 кВт;
W кіт. = 100 1,2 / 10 = 12 кВт;
V сист. = 12 15 = 180 л.
У таблиці 1 наведена орієнтовна потужність котлів в залежності від площі обслуговується будинку (для Підмосков'я).
Площа будинку, кв. м
Потужність котла, кВт
Від площі будинку залежатиме тип системи водяного опалення. Система з природною циркуляцією (в силу малої інерційності) може бути використана в будинку площею не більше 100 кв.м. Для будинків більшої площі буде потрібно примусова циркуляція теплоносія в системі, яка забезпечується включенням в систему циркуляційних насосів. Вони, як правило, встановлюються в зворотну лінію, яка веде від опалювальних приладів до котла, для того, щоб продовжити термін служби деталей, позбавивши їх від постійного контакту з гарячою водою. Сучасні циркуляційні насоси малогабаритні, практично безшумні і монтуються безпосередньо на трубі.
Найтехнологічніші з них мають автоматично змінну частоту обертання, що дає можливість насосу самостійно адаптуватися до зміни потреб системи опалення (наприклад, в разі використання термостатичних вентилів на опалювальних приладах). Вбудованими циркуляційними насосами, як правило, оснащені і сучасні котли для індивідуального установки.
устаткування котелень
При обладнанні системи опалення слід враховувати, що котельне обладнання не тільки має відповідати вимогам теплового розрахунку, але і монтуватися з дотриманням всіх прийнятих правил. Особливо важливо це для газових приладів, що вимагають чітко визначених в нормативних документах заходів безпеки.
Вимоги до приміщення (топкової), призначеному для монтажу газових котлів:
- площа - не менше 4 кв.м на один котел;
- висота стель - не менше 2,5 м;
- зовнішня двері шириною не менше 80 см;
- вікно природного освітлення (на кожні 10 куб.м приміщення - 0,3 кв.м вікна);
- отвір для припливу зовнішнього повітря - не менше 8 кв.см на 1 кВт номінальної потужності котла, або 30 кв.см на 1 кВт - у разі припливу повітря зсередини будівлі;
- при проектуванні і будівництві димоходів для забезпечення достатньої тяги і відсутності задування (виникнення зворотної тяги) доцільно виводити верхній зріз димоходу вище коника даху;
- димохід (або димоходи - при установці двох котлів) повинен мати перетин, відповідне встановлюваного обладнання (площа перетину димоходу не може бути менше площі вихідного перетину димоходу котла);
- в кожному димоході повинно бути ревізійне отвір, розташоване нижче вхідного отвору димоходу не менше ніж на 25 см;
- канал природної вентиляції у верхній частині приміщення;
- введені пряма і зворотна труби системи опалення;
- введення трубопроводу холодного водопостачання;
- введена труба внутрішньої розводки гарячої (побутової) води;
- каналізаційний стік;
- джерело електроживлення, розміщений на окремому АЗС (автоматі захисту мережі) вступного щитка 220В, 20А;
- введений провідник будинкового контуру заземлення.
Слід мати на увазі, що повне згоряння газу можливе при певному співвідношенні «повітря - газ», тому однією з умов є наявність припливу повітря до камери згоряння котла. Оскільки необхідний для горіння кисень, як правило, береться в тому ж приміщенні, де і встановлено котел, то в ньому необхідно забезпечити приплив повітря ззовні. Зазвичай його обсяг коливається в межах 30 куб.м / год (саме таку кількість повітря потрібно для повного згоряння 2,5 куб.м / год газу, щоб отримати середнє значення теплової потужності = 20 000 ккал / год, або 23,3 кВт) . Власнику необхідно знати, що при нестачі повітря газ не згорає повністю, і в результаті утворюється монооксид вуглецю (речовина без кольору і запаху). Перебування людини в приміщенні з концентрацією оксиду вуглецю 1% протягом 15 хвилин може привести до смертельного результату. Крім того, горіння газу з недоліком повітря підвищує його споживання і, отже, підвищує витрати енергоносія на нагрів. Можливим рішенням для оптимізації повітрообміну при обладнанні індивідуальної котельні є використання коаксіальних ( «труба в трубі») димоходів, що дозволяють одночасно відводити продукти згоряння і забирати свіже повітря ззовні.
Ефективна робота всієї системи опалення безпосередньо залежить від димоходу - повітряного каналу, по якому будуть видалятися відпрацьовані гази. Він може являти собою звичайну комин, складену з цегли, або сучасну модульну металеву конструкцію для відведення диму (наприклад, вже згадуваний коаксіальний димохід). Найважливішим показником його роботи є тяга (від неї залежить успішна робота котла). Силу тяги можна збільшити за рахунок конструктивних особливостей димохідної труби, тобто певного співвідношення її висоти і поперечного перерізу (див. Рис).
Суттєвою проблемою при експлуатації коаксіального димоходу в умовах холодної зими є замерзання конденсату на виході з димоходу і в трубі, що подає. Це може привести до зменшення забору повітря і тяги, а в граничному випадку - заблокування автоматикою безпеки. Ризик цього явища істотно знижує котельне обладнання з плавним пуском і системою автоматичної настройки котла AUTO (можна згадати котли нової лінійки ARISTON - наприклад, GENUS). Такі опції дозволяють поступово прогріти стінки димоходу і знизити кількість циклів розпалювання / зупинки котла, тим самим зменшуючи конденсатообразованія і запобігаючи обмерзання. Необхідно зауважити, що в даний час фахівцями компанії розроблені і успішно застосовуються модульні системи димовідведення із захистом від замерзання (конденсатосборник оригінальної конструкції). Такі системи з успіхом зарекомендували себе в минулу холодну зиму в деяких регіонах Росії (наприклад, в Бєлгороді і Костромської області).
вибір трубопроводів
Трубопроводи для системи опалення є «кровоносними судинами», і тому до їх вибору слід поставитися з належною увагою. Асортимент пропонованих ринком труб досить великий. це:
- сталеві, сталеві оцинковані, нержавіючі;
- мідні;
- полімерні (металопластикові, поліетиленові, поліпропіленові армовані алюмінієм).
До недоліків сталевих труб потрібно віднести потреба в зварювальних роботах при монтажі системи і корозійні процеси, що відбуваються на поверхні металу. Ці недоліки будуть відсутні у оцинкованих труб, якщо при їх монтажі не застосовувалось зварювання.
Перерахованих вище негативних явищ позбавлені полімерні труби, серед яких вигідно відрізняються металопластикові конструкції (це пластикова труба з шаром алюмінієвої фольги). Основними достоїнствами таких труб є:
- абсолютна кіслородонепроніцаемость, що дозволяє сповільнити процес корозії і зносу опалювального обладнання;
- низький коефіцієнт лінійного розширення, що дає можливість обходитися без додаткових компенсаторів при монтажі магістралей;
- висока механічна міцність;
- стійкість до корозії та відкладення осаду на внутрішній поверхні;
- антистатичність;
- малий гідравлічний опір.
Металопластикові труби (можна згадати VALTEC або PRANDELLI (Італія)) монтують за допомогою пресових або різьбових з'єднань без застосування зварювальних робіт. Це дозволяє знизити собівартість монтажних робіт і отримати екологічно безпечну систему опалення. Комплектується така система і аксесуарами (трійники, відводи, кульові крани і т.п.), конструкція яких відрізняється надійністю в роботі і довговічністю. Альтернативним антикорозійним матеріалом для труб є пластик, що витримує максимальну температуру 100 С.
Тим, хто вирішить «заховати» трубопроводи в стінах будинку з подальшим закладенням, будуть потрібні мідні труби, з'єднані методом високотемпературної пайки серебросодержащим припоєм. Мідь має стійкість до високих температур (200 ° С), а мідні трубопроводи витримують тиск на розрив 200 атм. На сьогоднішній день це єдиний спосіб отримати абсолютно надійну систему, здатну прослужити не одне покоління.
Витрата трубопроводів в системі опалення приватного будинку буде залежати від обраної власником схеми розводки (двотрубна або однотрубна). В іншому, будь-яка якісно спроектована і змонтована система опалення дозволяє регулювати температуру в кожному опалювальному приміщенні за допомогою терморегуляторів. При цьому необхідно врахувати, що однотрубна система підходить лише для будинків з відносно невеликою площею (до 150 кв.м).
Вибір опалювальних приладів і рекомендації до монтажу
Наступним елементом системи опалення є радіатори. На сьогоднішній день кращими якісними показниками володіють не чавунні, як прийнято було вважати, а анодовані радіатори, яким притаманні міцність біметалу, антикорозійна стійкість чавуну і теплові характеристики алюмінію. Анодування внутрішньої поверхні перетворює її в корунд, тому поверхня не руйнується в процесі контакту з гарячою водою. Збільшені розміри внутрішніх каналів, відсутність звужених місць виключають утворення застою і засмічення. Дизайнерське виконання анодованих радіаторів незрівнянно вище, ніж у всіх раніше застосовуваних опалювальних приладів.
Для розрахунку числа секцій в радіаторі користуються наступною залежністю. Потрібно знати тепловіддачу однієї секції (у ватах) (див. Табл. 2) і поділити її на коефіцієнт 100. В результаті виходить число квадратних метрів, яке здатна ця секція обігріти. Знаючи площу приміщення (при середньому значенні висоти стель - не більше 2,7 м), не важко порахувати необхідну кількість секцій. Наприклад, якщо одна секція обігріває приміщення площею приблизно 2 кв.м (199 Вт ділимо на 100), то для кімнати площею 16 кв.м буде потрібно вісім секцій. У тому випадку, якщо приміщення кутове або в кімнаті є балкон, то кількість секцій збільшують (як правило, на 2 - 3). Слід мати на увазі, що в середньому на 10% менше тепла дає радіатор, поміщений в глибоку нішу під підвіконням. Декоративний короб, яким часто закривають батарею, відбирає 15-20% тепла. Зменшує тепловіддачу опалювальних приладів і трубопроводів кожний наступний шар фарби.
Таблиця 2. Характеристики сучасних опалювальних радіаторів
Обмеження по рН
При монтажі радіаторів варто дотримуватися певних вимог. Вони досить прості, але бажані для виконання:
- радіатори встановлюються під вікнами (щоб тепле повітря, що піднімається від радіатора, блокував рух холодного повітря від вікна);
- нагрівальні прилади встановлюють таким чином, щоб їх «ребра» розташовувалися строго вертикально;
- в кожному окремому приміщенні нагрівальні елементи повинні розташовуватися на одному рівні (по горизонталі);
- відстань від підлоги до низу приладу рекомендується робити не менше 60 мм (для зручності прибирання підлоги під нагрівальним елементом), а від верху приладу до підвіконня - не менше 50 мм (щоб забезпечувалася можливість зняти радіатор без демонтажу підвіконної дошки).
Наявний у продажу асортимент радіаторів (від сталевих трубчастих до біметалічних і анодованих) дуже широкий і дозволяє скомпонувати систему будь-якої складності.
Запірно-регулююча арматура
Високий рівень комфорту в приміщеннях немислимий без запірно-регулюючої арматури опалювальних приладів. Завдяки їй вирішуються такі завдання, як регулювання тепловіддачі опалювального приладу, а також його відключення від системи опалення в разі аварії або при проведенні профілактичних робіт. В якості запірно-регулюючої арматури, яка встановлюється на підводках до радіаторів, застосовуються конусні вентилі, кульові крани або автоматичні радіаторні регулятори (терморегулятори). Регулювання тепловіддачі за допомогою конусних вентилів і кульових кранів здійснюється вручну і вимагає постійної уваги. Приладом, позбавленим цих недоліків, є автоматичний радіаторний регулятор (наприклад, DANFOSS). Він самостійно забезпечує підтримання заданої температури в приміщенні шляхом автоматичного регулювання теплообміну радіатора, при цьому працює без додаткового джерела енергії і об'єднує в собі функції датчика температури і водяного клапана. Сьогодні розроблені конструкції терморегуляторів для всіх типів систем опалення. Місцем їх установки служить подає підводка до опалювального приладу. Існує два типи терморегуляторів: рідинні і газонаповнені. Прилади з газовим наповненням характеризуються практично миттєвою реакцією на зміну температури в приміщенні. Термін служби таких терморегуляторів досить тривалий - понад 20 років. Ефективність застосування терморегуляторів в опалювальних приладах підтверджена світовим і вітчизняним досвідом. Їх використання дозволяє економити до 30% теплової енергії в опалювальний сезон. Термін окупності приладів - не більше 1,5 років.
Індивідуальна система опалення буде ефективною, надійною, економічною і безпечною лише в тому випадку, якщо всі її складові окремо володіють цими важливими якостями. Тому підходити до вибору обладнання і матеріалів для такої системи слід з максимальною увагою, віддаючи переваги продуктам компаній, давно і добре зарекомендували себе на світовому і російському ринку. Тільки в цьому випадку можливо забезпечити гідний комфорт на довгі роки.