Системы отопления

Статьи об отоплении. Тепловое оборудование. Подбор отопления.

Интенсивное строительство загородных домов в последнее время, использование новых современных материалов требуют современных средств инженерного обеспечения. Одной из важнейших и дорогостоящих составляющих инженерного обеспечения является отопление.

Вы планируете постоянно жить в своем загородном доме или приезжать в него в холодное время? Тогда Вам никак не обойтись без системы отопления дома. Система отопления - является одной из важнейших инженерных систем Вашего жилища и состоит из множества различных конструктивных элементов и связей между ними, которые предназначены для получения и передачи тепла в различные помещения.

Индивидуальные системы отопления дома доступны большому числу владельцев загородных домов. Их проектирование и монтаж должны производиться на этапе строительства. Для эффективности работы системы отопления производится её предварительный расчет, в котором учитываются все особенности обогреваемого помещения: высота потолков, теплоизоляция стен, пола и потолка, расположение радиаторов отопления и отопительного котла.

Процесс монтажа системы отопления столь же важен, как и её расчет. Чтобы система отопления служила долго, при монтаже должны быть использованы только качественные материалы.

Система отопления - это комплекс устройств предназначенных для получения и поддержания необходимых температурных параметров в помещениях в холодное время года.

Система отопления считается качественной, если она способна поддерживать комфортную температуру в доме при максимально возможно пониженной температуре теплоносителя. 

В России самая распространённая водяная система отопления, различают три системы водяного отопления:

В этой системе, применяемой только в небольших зданиях, вода циркулирует за счет разности температур и плотности нагретой в теплогенераторе и остывшей в отопительных приборах и трубопроводах воды. Основное достоинство такой системы заключается в том, что в ней нет электроприборов, предназначенных для принудительной циркуляции теплоносителя. С другой стороны, она требует труб увеличенного диаметра и сложна в настройке. В ней имеет место повышенная инерционность действия и пониженная теплоотдача.

В этой системе циркуляция воды происходит в основном за счет действия циркуляционного насоса, который устанавливают на трубопроводе, подводящем охлажденную воду к теплогенератору. В таких системах водонагреватель может быть расположен на одном уровне с отопительными приборами и даже выше них. Сегодня данную систему отопления чаще всего применяют в коттеджах. Повышенная скорость движения воды в системе позволяет оснащать ее приборами, которые заметно повышают качество всей отопительной системы. Достоинство насосной системы - независимая регулировка температуры приборов в разных помещениях и их быстрый прогрев. Единственным недостатком данной системы является то, что она перестает работать при отключении электропитания, что может привести к замораживанию системы.

Самый распространенный тип подключения. При централизованном теплоснабжении горячая вода из наружной сети подается непосредственно в системы водяного отопления зданий и после охлаждения возвращается обратно.

Принцип работы: нагретый в котле теплоноситель по трубам поступает в отопительные приборы (радиаторы, конвекторы), где постепенно остывает, тем самым, согревая дом. Система отопления всегда замкнута, за счет этого теплоноситель циркулирует по кругу. 

Теплоносителем может быть жидкая среда (вода, антифриз) или газообразная (пар, воздух, газ). По виду применяемого теплоносителя системы отопления бываю: водяные, паровые, воздушные.

1. Тепловой пункт (Котел) 

2. Насос 

3. Отопительные приборы (радиаторы и конвекторы) 

4. Расширительный бак 

5. Трубы 

6. Устройства регулирования температуры

Основой системы отопления является отопительный котел. Котельное оборудование - это система отопления, основным принципом работы которой является получение тепла за счет сжигания топлива. Прежде необходимо определиться с источником энергии для котла.

- газ;

- твердое топливо (уголь, дрова);

- жидкое топливо (мазут);

- электричество.

Дешевым, а также очень простыми в обращении, а следовательно - наиболее предпочтительным является газовый котел. Для нормальной работы газовых котлов требуется - давление газа, как минимум 3.5 мбар и напряжение не меньше, чем 170 ват. Если же подвод газа не возможен, то приходиться выбирать между котлом на дизельном топливе или электрическим котлом. Электрически котлы в своей основе имеют тот же принцип, что и газовые, за исключением того, что источник питания - электричество, для правильной работы требуется довольно приличное напряжение, в некоторых загородных домах таких условий может не быть или они есть, но напряжение постоянное скачет, что является существенным минусом при выборе электрического котла.

Сегодня на рынке предлагается огромный выбор радиаторов. При покупке радиаторов, необходимо учитывать их номинальную мощность и размеры. Чтобы радиатор хорошо грел, с помощью балансировочных клапанов обеспечивается правильный расход воды через него.

При выборе радиатора отопления надо учитывать не только форму и внешний вид, но и материал, из которого он сделан, чтобы он прослужил долго и без аварий. 

Остановимся на этом подробнее:

- чугунный радиатор отопления: основное достоинство - прочность и цена. Но при использовании данный радиатор может обойтись намного дороже, нежели покупка более дорого радиатора изначально.

- алюминиевый радиатор отопления: основное достоинство по главному критерию - обогреву помещения, так как в сравнении с другими металлами теплопроводность алюминия значительно выше. Но в прочности он уступает почти всё тем же металлам, а также цена алюминиевого радиатора соответственно выше, чем чугунного.

- биметаллический радиатор отопления: приставка "би" показывает то, что радиатор сделан из двух различных металлов. Биметаллический радиатор можно назвать универсальным. Самые распространенные модели - медно-алюминиевый и стально-алюминиевый радиатор.

Железные трубы - имеют наименьшее количество достоинств, они быстро корродируют, занимают много места, не эстетичны, затруднена скрытая прокладка.

Пластиковые трубы не держат форму, быстро старятся при высоких давлениях и температурах, боятся попадания прямых солнечных лучей, при высоких температурах пропускают кислород, приводящий к коррозии арматуры и радиаторов отопления.

Металлопластиковые трубы также имеют ограничения по температуре и давлению и быстро старятся при повышенных температурах, боятся прямых солнечных лучей, а также могут расслаиваться. Все трубы отопления с использованием полимеров имеют ограниченный срок службы, а разрывы труб приводят к необходимости ремонта.

Наилучший выбор - это медные трубы отопления, которые не боятся высоких давлений и температур. Также немаловажное достоинство - они не корродируют, как железные, не боятся прямых солнечных лучей, не пропускают кислород, держат форму, легко монтируются и имеют хороший внешний вид, срок службы такой системы не ограничен. Зачастую цена медной разводки оказывается меньше, чем пластиковой за счет дешевизны соединительных деталей.

Надо отметить также, что избыточные расходы воды ведут к ускоренной коррозии труб отопления, а слишком маленькие к отложению в трубах осадка, чтобы избежать этого, необходимо отрегулировать расходы с помощью балансировочных клапанов.

Современные системы отопления оснащаются термостатическими клапанами. Клапаны необходимы для гидравлической и тепловой устойчивости системы, для автоматического поддержания комфортной температуры воздуха в помещении.

Только эффективная и надежная система отопления создаст комфортную температуру и влажность в Вашем доме в холодную и сырую погоду, и при этом, что тоже не мало важно - не будет потреблять много энергии.

Как правило, для систем отопления используют стальные, медные и пластиковые трубы. Они разводятся по дому и подходят к каждому радиатору. Разводка труб может быть двухтрубной либо однотрубной. 

Для создания дополнительного комфорта в санузлах, на кухнях и лоджиях используют напольное отопление. Использовать теплые полы в холодное время года, как основное отопление не рекомендуется, его будет недостаточно. 

Сроки монтажа зависят от сложности системы и используемого оборудования.

Каждому из нас хоть раз в жизни приходилось сталкиваться с этой проблемой. Поэтому мы хотя бы в общих чертах знаем, что трубы бывают водопроводные, отопительные, канализационные. В современных домах в основном они бывают медные, стальные или пластиковые. Самые долговечные, красивые, надежные и даже полезные для здоровья - медные. Недостатков у них практически нет. Если не считать цен, которые "кусаются".

Поэтому чаще всего у нас в домах ставят стальные и пластиковые трубы. Все бы ничего, только вот служат они недолго, через несколько лет начинают протекать (тут все, конечно, зависит от качества воды - чем чище вода, тем долговечней трубы). Зато по цене доступны практически каждому.

Тут главное - решить, что Вам нравится: более прочные, но со временем зарастающие изнутри ржавчиной и известью стальные трубы или антикоррозийные, но более хрупкие пластиковые трубы. Вот, если бы достоинства тех и других объединить, а недостатки отбросить... Оказывается, это вполне возможно. В результате такой "селекции" и появилась металлопластиковая труба - надежная, гибкая, антикоррозийная. Люди ей обрадовались, оценили, но пока еще относятся с опаской - непривычно как-то. Даже до конца не решили, как ее все-таки называть - металлопластиковая, металлополимерная или же металлопластмассовая труба. Но это полбеды, важнее понять: чем же они хороши? И для чего годятся?       

Пластик + алюминий + пластик

Металлопластиковая труба - это цельная, сваренная лазером "встык" или ультразвуком "внахлест" алюминиевая труба, защищенная изнутри и снаружи полиэтиленовыми слоями. Внутренний защитный слой делает трубу гораздо более ровной, чем металлическая. Поэтому ржавчине, извести и прочим отложениям трудно "зацепиться" за пластик. А значит, внутренняя поверхность трубы дольше остается чистой, меньше опасности, что потечет. Наружный полиэтиленовый слой защищает трубу от внешних воздействий и служит изолятором металла от конденсата влаги. Часто специалисты называют такую трубу пятислойной, имея в виду еще два слоя специального клея.

1 - полиэтилен; 

2 - склеивающий слой для прочного соединения пластмассы и металла; 

3 - алюминиевая трубка с продольным сварным швом "внахлест"; 

4 - склеивающий слой; 

5 - полиэтилен.   

Для соединения составных частей металлопластиковой трубы производители используют специальный клеящий состав. У каждой фирмы - свой, его формулу хранят в секрете. И это понятно: от его качества зависит пластичность, а соответственно и долговечность трубы. Кстати, именно этот клей - самое уязвимое место трубы. Если клей теряет эластичность, труба начинает расслаиваться и протекать в местах соединений.

Одно из важных требований: хоть труба и многослойная, она не должна быть толстой (а соответственно и менее гибкой), поэтому некоторые производители стараются сделать алюминиевую часть тоньше. Иногда она по толщине напоминает фольгу.

Еще один важный нюанс: металлопластиковая труба может иметь изначально меньший диаметр, чем стальная. Если для стальной трубы при расчетах системы закладывается 1 дюйм, то для металлопластиковой трубы достаточно 3/4 дюйма. Это увеличивает возможности ее применения. Можно изготовить совсем тоненькую трубу - диаметром 10 мм и даже 8 мм. Например, подогрев пола получил широкое распространение только после появления металлопластиковых труб. Сделать тоненькие трубы из стали и пластика непросто, а для металлопластика - нет проблем. Стальные трубы для этого не годились - они недостаточно гибкие; пластиковые гибкие, но они плохо проводят тепло. Медные трубы, конечно, тоже годятся для установки системы теплых полов, но это неоправданно дорого.

Еще одно достоинство: металлопластиковые трубы универсальны, их можно использовать и внутри помещения, и снаружи. Главное и единственное условие при их эксплуатации - свободный доступ к трубам в местах соединений, то есть там, где есть фитинги. Это на случай, если труба "заплачет".

А заплакать она, увы, тоже может. И виной тому - коэффициент теплового расширения. Дело в том, что пластик и металл по-разному проводят тепло. Чем тоньше слой металла, тем заметнее металл реагирует на перепады температур. Проще говоря, если по трубе долгое время шла только горячая вода, а потом пошла холодная, то алюминиевая фольга уменьшится в размерах (сузится) больше, чем пластик, соединение ослабнет. В этом-то "слабом" месте и может просочиться вода.

Именно эта особенность металлопластиковых труб (иными словами, большой коэффициент теплового расширения) - их основной недостаток.

Этот нюанс надо обязательно учитывать во время монтажа. Главное правило - при монтаже металлопластиковой трубы ее надо укладывать с запасом. То есть в местах изгибов трубы должны "лежать" свободно, а не впритык. Этот излишек материала специалисты называют компенсационными петлями. Кстати, рассчитать необходимую длину металлопластиковых труб может только специалист.

Есть и еще одна причина, почему металлопластиковая труба может дать течь. Вот пример. Представим алюминиевую проволоку: она легко гнется во всех направлениях, но вернуть ее в прежнее, изначальное состояние очень сложно, она может просто сломаться. Так и труба. Конечно, полиэтилен придает алюминию пластичность, но все равно сгибать трубу под острым углом нельзя. Она прорвется, и восстановить ее уже не удастся, придется менять.

Вот почему такие трубы лучше гнуть вручную или с помощью специального инструмента - трубогиба. На трубогибе есть регулируемая по радиусу дуга. Трубу укладывают на эту дугу и мягко изгибают под заданным углом. Если нужно сгибать трубу вручную, то необходимо предварительно вставить в нее стальную пружину или заполнить трубу сухим песком - тогда она будет изгибаться более равномерно и не разорвется.

Но даже с помощью этих приспособлений нельзя сгибать металлопластиковые трубы чаще, чем через каждые 5 сантиметров. И уж тем более их нельзя скручивать. Причем крепежные элементы (которыми трубы крепят к стенам, полу и т. д.) должны устанавливаться свободно, без нажима и вмятин, только в соответствующих проекту местах.   

И между собой соединяются очень легко: чтобы соединить или подключить их к трубопроводу, не нужен сварочный аппарат или паяльная лампа. Достаточно отрезать трубу нужного размера, откалибровать, то есть выровнять окружность, отметить место соединения с фитингом, надеть и закрепить фитинг.

Металлопластиковые трубы можно использовать практически во всех системах коммуникаций: отопления, горячего и холодного водоснабжения, подогрева пола, при подаче сжатого воздуха и химических жидкостей (в том числе и агрессивных). Даже электрические провода можно спрятать в металлопластиковые трубы или проложить трубы отопления в одной системе с электропроводкой. Они подходят и для капитального ремонта в многоэтажных домах, когда требуется подключение от стояка при замене всей системы трубопровода, и для обычного "косметического" ремонта квартиры или частного дома.

- один метр трубы диаметром 16 мм весит около 100 г; 

- диаметр трубы - от 16 до 63 мм; 

- рабочее давление - 10 атмосфер; 

- длительно могут выдерживать температуру + 95˚С, а кратковременно, в аварийных ситуациях, + 110˚С. 

Сколько лет прослужат такие трубы? Даже в лучшие времена стальные трубы по СНиП (Санитарные Нормы и Правила) надо было менять минимум раз в 20 лет, а срок эксплуатации отечественных пластиковых труб и вовсе лет 15. Подсчитаем. 20 лет металла + 15 лет пластика = 35 лет металлопластика. Именно такой долгий срок эксплуатации гарантируют фирмы - производители металлопластиковых труб.

Трубы отопления и электропроводка прекрасно убираются под плинтус.

А вот цены на трубы для разных типов коммуникаций - разные. Дело в том, что в водопроводных металлопластиковых трубах в качестве внутреннего слоя используется более дорогой пищевой пластик. (Пищевой пластик не реагирует на вредные для человека химические реакции.) В технических трубах (в канализационных трубах и отопительных трубах) установлен, конечно, непищевой пластик, он подешевле.

Так что, выбирая металлопластиковые трубы, обратите внимание на их категорию и цену. Имейте в виду, что водопроводные трубы дороже труб для отопления и канализации. А цены на металлопластиковые трубы выше, чем на пластиковые и металлические. 

Для примера: 1 метр металлопластиковой трубы немецкой фирмы "Геберит" (Geberit) стоит ровно столько же, сколько стоят вместе пластиковая и стальная труба того же размера российского производства. Но, поверьте, в ассортименте строительных и ремонтных организаций металлопластиковые трубы занимают первое место, оставляя позади себя даже медные трубы и отправляя на заслуженный отдых своих прародителей - пластиковые и стальные трубы.

В настоящее время альтернативы водяному отоплению жилого фонда, офисных и малых производственных площадей пока не существует. С другой стороны, второе место по распространенности систем отопления занимает воздушное отопление, которое прочно занимает свою нишу: большие по объемам помещения, складские площади, спортивные залы, то есть помещения с большой кубатурой. Также системы воздушного отопления устанавливаются в комбинации с водяным.

Достоинства воздушного отопления оценены человеком давно. Известно, что на Руси отопление горячим воздухом было первым способом искусственного отопления жилища. В XVI веке достаточно эффективной по тем временам системой воздушного отопления были оборудованы царские палаты московского Кремля, еще раньше подобные системы появились в княжеских замках Хакасии. Система воздушного отопления была заложена в конструкцию всемирно известного музейного комплекса Эрмитаж в Санкт-Петербурге и действует в модернизированном варианте до сих пор. 

Сегодня в развитых странах агрегаты на дизельном и газовом топливе, используемые для воздушного отопления зданий, получили чрезвычайно широкое распространение, благодаря своей эффективности, простоте в эксплуатации и высокой надежности. Дело в том, что установка систем воздушного отопления требует гораздо меньше капитальных вложений. 

- Без особых затрат воздушное отопление комбинируется с вентиляцией, в то время, как при других системах отопления необходимость вентиляции помещения не отпадает. То есть воздушная система предполагает очистку и увлажнение воздуха без существенного роста затрат. 

- С тем же успехом, путем небольшой доработки, можно получить и систему центрального кондиционирования в комбинированном варианте с отоплением и вентиляцией. Специалисты, работающие в этой сфере, знают, во что обходится отдельная система центрального кондиционирования. Сегодня только богатые компании могут себе позволить такую роскошь. В случае же с воздушным отоплением затраты на врезку кондиционирующего блока увеличивают стоимость всей системы незначительно. 

- Если производственное здание работает в прерывистом режиме, то остро встает вопрос об отоплении площадей в нерабочий период. Водяная система из-за своей высокой инерционности не позволяет быстро прогревать здание. Более того, в климатических условиях Сибири и Севера отключение теплоподачи чревато катастрофическими последствиями. В свою очередь, воздушные системы позволяют быстро прогреть остывшее помещение в течение 1-2 часов, что очень важно в условиях прерывистого режима работы.

- Теплый воздух распределяется по помещениям в зависимости от производственной необходимости - отапливает участки с рабочими местами и не отапливает те зоны, в которых тепло не нужно. 

- Так как отсутствуют отопительные приборы (радиаторы и конвектора), - тепло выходит из небольших решеток, расположенных в полу или в стенах, - больше места можно использовать для размещения рабочих мест и мебели. 

К основным недостаткам систем воздушного отопления следует отнести опасность распространения движущимся воздухом вредных веществ, выделяемых технологическим оборудованием. В помещениях, где с повышением температуры и подвижности воздуха увеличивается интенсивность испарения ядовитых веществ и опасность отравления ими (например, работа с ртутью и др.), а также возможен перенос вредных веществ из зон с большим содержанием этих веществ в зоны с их меньшим содержанием, применение газовоздушного отопления не допускается. То же самое можно сказать и о производствах, отнесенных к категориям А и Б по пожарной опасности.

Газовое отопление - вид отопления, при котором в качестве топлива используются горючие газы, а отопительные приборы, приспособленные для сжигания газа, устанавливаются непосредственно в обогреваемых помещениях. В систему газового отопления входят также газопроводы, подводящие газ к отопительным приборам, запорно-регулирующая арматура и автоматически действующие приборы безопасности пользования газом.

Отопительные приборы газового отопления бывают различных конструкций. Для помещений большого объема часто применяют инфракрасные газовые излучатели, располагаемые обычно под потолком, в которых пространство, где происходит горение, открыто в помещение. Продукты сгорания удаляются из помещения вместе с воздухом вентиляционными устройствами. 

Лучшими в гигиеническом отношении являются газовые отопительные приборы с отводом продуктов сгорания в атмосферу, например, камины, а также приборы с изолированными от помещения газоходом и теплообменником, к которому необходимый для горения воздух подводится снаружи. Они обычно устанавливаются у наружных стен под окнами.

Газовое отопление применяется главным образом в некоторых производственных, а также в общественных, зданиях с временным пребыванием людей.

Одно из основных достоинств газовых агрегатов - их экономичность. Природные горючие газы являются весьма дешевым видом топлива. Среднегодовые затраты на производство 1 кВт тепла при отоплении с помощью дизельного топлива или электроэнергии в среднем по России приблизительно в 9-10 раз выше, чем при использовании газообразного энергоносителя.