Водяное отопление частного дома
Эта система считается наиболее надежной и простой: котел нагревает воду, которая затем поступает по трубам к радиаторам отопления, оттуда, отдавая тепло в комнату через батареи, возвращается снова в котел. Циркуляция воды поддерживается циркуляционным насосом.
Система водяного отопления – это замкнутая цепочка, состоящая из котла–генератора тепла, трубопровода, батарей. По ней постоянно циркулирует вода или антифриз. Топливом для разогрева котла может служить каменный уголь, дрова, природный газ, керосин и пр.; централизованное электроснабжение или альтернативная электроэнергия: солнечные и ветряные преобразователи, мини-гидростанции и т.п.
Кроме котла, труб и батарей в водяную отопительную систему входят устройства для регулировки системы: расширительный бачок, куда отводятся излишки воды или антифриза, возникающие при нагревании; терморегуляторы, циркуляционный насос, манометр, запорный, автоматический воздухоотводчик, предохранительные клапаны.
В системе водяного отопления применяются трубы из разных материалов:
Стальные, стальные оцинкованные, нержавеющие. При монтаже их сваривают. Стальные трубы имеют существенный недостаток: низкая коррозионностойкость. Оцинкованные и нержавеющие трубы этого недостатка не имеют, в их монтаже желательно использовать резьбовые соединения. При сборке трубопровода из металлических труб нужен навык и квалификация. В настоящее время при новом строительстве коттеджей такие трубы используют меньше.
Медные.Медные трубы надежны, выносят очень высокие температуры и высокое давление. Соединяются методом высокотемпературной пайки серебросодержащим припоем. Их можно спрятать в стены дома с последующей заделкой. Работа с такими трубами требует высокой квалификации. Медные трубы самые дорогие из всех, и применяются в основном, в эксклюзивном строительстве.
Полимерные (металлопластиковые, полиэтиленовые, полипропиленовые армированные алюминием). Полимерные трубы удобны для монтажа и не требуют особых профессиональных качеств сборщика. Металлопластиковые трубы (алюминий с двух сторон покрыт пластиком), прочны, стойки к коррозии, не дают откладываться осадку на внутренней поверхности. Металлопластиковые трубы монтируют с помощью прессовых или резьбовых соединений без применения сварки, что снижает себестоимость монтажных работ. Однако, и у них есть недостаток: большой коэффициент теплового расширения. Если в трубе долгое время шла только горячая вода, а затем пошла холодная, то они могут дать течь. Поэтому временное прекращение работы котла в зимний период и размораживание систем отопления приводит к необратимому повреждению. Другая причина возможной течи: если согнуть ее под острым углом, то алюминиевый слой может просто сломаться.
Система водяного отопленияможет быть одноконтурной и двухконтурной. Одноконтурная система предназначена только для отопления помещения. Двухконтурная система создается и для отопления и для нагрева воды для бытовых нужд. Часто применяются две одноконтурные системы, одна из которых отвечает за отопление, другая – для нагрева воды, тогда в теплое время года можно использовать только одну систему с учетом, что на подогрев воды для бытовых нужд затрачивается 25% мощности котла.
Система водяного отопления может быть одноконтурной и двухконтурной
Существует три варианта разводки труб внутри помещений: однотрубная и двухтрубная, коллекторная. Двухтрубные системы отопления считаются оптимальными для индивидуальных домов.
Однотрубная разводка.
Нагретая вода от котла переходит последовательно от одной батареи к другой. Последняя батарея в этой цепи будет холоднее первой. Эту систему чаще применяют в многоквартирных домах.(Управлять системой с однотрубной разводкой трудно: без специальных приемов нельзя перекрыть доступ теплоносителя в один из радиаторов, так как при этом перекроется доступ и во все остальные).
Двухтрубная разводка
Температуру в помещениях легче регулировать, если применена двухтрубная разводка. При этом типе разводки к каждому отопительному прибору подведены две трубы: с горячей и холодной водой.
При этом типе разводки к каждому отопительному прибору подведены две трубы: с горячей и холодной водой.
Трубы могут быть разведены звездообразно:к батарее подходит труба с горячей водой и уходит с холодной.
Температура каждой батареи одинакова.
Есть также лучевая или коллекторная разводка, когда от коллектора к каждому отопительному прибору подводятся две трубы - прямая и обратная. (* Коллектор в водяной отопительной системе – это устройство, которое собирает теплоноситель - воду).
Коллекторные системы универсальны, позволяют делать системы отопления со скрытой проводкой труб. Монтаж может осуществляться людьми без специальных навыков. Подобная схема разводки дает возможность регулировать систему и установку специальных электромоторов, поддерживающих заданную температуру в комнатах. Преимуществом является легкая регулировка температуры в каждой комнате, относительная легкость монтажа, возможность замены поврежденного участка трубы без разрушения конструкции пола. На каждом этаже в специальном шкафу располагаются коллекторы, из которых к радиаторам отопления идут трубы, независимо подключенные к каждому радиатору. В шкафу располагается вся запорная арматура. Необходимость установки шкафов и большие затраты труб относится к недостаткам коллекторной системы.
Стоимость труб будет зависеть от выбранной схемы разводки (двухтрубная или однотрубная). У однотрубной схемы - более низкая себестоимость.
Расчет стоимости отопительной водяной системы:
Считается, что для обогрева помещения с площадью 10 м. кв. нужно 1 кВт отопительной мощности.
Есть также поправочные коэффициенты:
От 2-х окон, выходящих на север - 1,3
От 2-х окон, выходящих на юг и восток – 1,2
1 окно, выходящее на север или запад – 1,1
Пример: Площадь 10 х10 кв.м, два этажа. 4 комнаты с 2 окнами каждая.
Исходя из метража, нужен одноконтурный котел мощностью 25 кВт (допустим, он работает на газе) или двухконтурный котел 28 кВт для подогрева бытовой воды. В среднем такой котел может обойтись приблизительно 800 $. Можно также выбрать электрический котел, который тоже может обойтись для дома такой площади порядка 800-850 $.
Оборудование; батареи (выберем стальные: 8 батарей на первом этаже, по две под каждое окно, размер 500х800, мощность 1645 Вт; и 4 батареи на втором этаже, по одной под окном, размер 600х1000, мощность 2353 Вт), полипропиленовые трубы около 200 метров; кронштейны, уголки, краны и другие элементы; монтаж системы; проект системы, согласования составят около 11000$.
Если нужен подвод газа для газового котла, необходим проект с согласованиями, который будет стоить около 400 $. Затем необходимо провести газопровод, что может обойтись порядка 1500 $. При выборе электрического котла снижаются расходы за счет того, что не требуется дополнительная проводка (в отличии от газовых котлов); не нужен дымоход, котельная.
Системы водяного отопления имеют недостаток: трудоемкий и дорогой монтаж, необходимость профилактических работ. Если в системе применены антифризы, то нужно помнить, что все антифризы могут привести к течи в системе, через пять лет требуется смена антифриза, так как они стареют, и температура их замерзания повышается.
Воздушное отопление
Системы воздушного отопления бывают гравитационные и системы принудительной вентиляции. При гравитационной системе отопления воздух двигается за счет естественной циркуляции из-за разности температур. При разных температурах возникает разная плотность воздуха, благодаря чему и возникает естественное движение воздуха в системе.
Теплый воздух по воздуховодам выходит под потолком и, занимая значительный объем, вытесняет более холодный (например, около окон и дверей) вниз и в сторону воздухозаборника, тем самым, создавая циркуляцию воздуха в отапливаемом помещении. Минус гравитационной (естественной) циркуляции) в том, что из-за поступления холодного воздуха от открытых окон, дверей, сквозняков, нарушается циркуляция воздуха и возникает перегрев в верхней части помещения и охлаждения рабочей его части. Плюсом является независимость от электричества.
В системе принудительной вентиляции используется вентилятор с электроприводом для повышения давления воздуха и распределения его по воздуховодам и помещениям. Носителем тепла является воздух, который нагревается теплогенератором, основными элементами которого являются горелка и теплообменник. Подающийся вентилятором воздух обдувает нагретый теплообменник, куда выходят продукты сгорания, нагревается до 45-60 градусов, затем подается по системе воздуховодов в комнаты. По обратным воздуховодам или через решетки охлажденный воздух вновь возвращается в теплогенератор. Скорость перемещения воздуха в системах с принудительной циркуляцией значительно выше. Но возникает проблема шума в воздуховодах и распределительных решетках.
Система воздушного отопления позволяет обойтись без котлов, радиаторов, труб и других элементов, которые используются в водяном отоплении. Теплогенераторы могут работать на разных видах топлива от горелки.
Принцип работы и устройство системы. Обогрев помещений происходит за счет подачи туда нагретого воздуха. Система работает в полном автоматическом режиме. Основной элемент системы — теплогенератор. Теплогенераторы могут быть и стационарными, и мобильными.
В камере сгорания теплогенератора сгорает жидкое топливо (дизельное, керосин) или газ, подаваемый из горелки (горелки газовые и дизельные имеют стандартные размеры и подключение, поэтому являются взаимозаменяемыми). При дизельной горелке нужны дополнительно бак, фильтры, топливопроводы для жидкого топлива. Бытовые газовые теплогенераторы могут работать как на природном магистральном газе, так и на баллонном сжиженном пропан-бутане. (Отопление жилого дома площадью 100 кв. метров в течение месяца при температуре + 24 градуса С потребуется приблизительно 6 пятидесятикилограммовых баллонов сжиженного пропана. Альтернатива баллонам: пропановые резервуары (размеры 2500-5000 литров) - газгольдеры, закопанные в землю, для них не требуется специальный обогрев).
Внизу камеры сгорания расположен вентилятор, сюда поступает воздух из помещения, который направляется в теплообменник (теплогенераторы могут также осуществлять небольшой подмес уличного воздуха). Далее, нагретый воздух по воздуховодам направляется в помещение, а продукты сгорания уходят в дымоход. Нагретый (обычно до 45-60 градусов) и нагнетаемый непосредственно или по воздуховодам воздух, двигаясь, создает равномерный прогрев по всему объему помещения. По обратным воздуховодам или через решеткам на полу воздух возвращается обратно в теплогенератор. Отвод выхлопных газов осуществляется через дымоход. Чтобы обогреть дом, достаточно расхода воздуха от 1000 до 3800 м3/час при давлении 150 Па.
При большой площади помещения длинные воздуховоды могут вести к потере тепла, поэтому иногда можно устанавливать вместо одного теплогенератора с подключенными к нему воздуховодами, несколько теплогенераторов без воздуховодов. Максимальная длина основного воздуховода должна быть не более 30 м, ответвлений – не более 15м.
Воздуховоды различаются:
По форме: круглые и прямоугольные.
Круглые воздуховоды обычно имеют круглое сечение внутренним диаметром 100-200 мм, они прочные, создают небольшое аэродинамическое сопротивление. Крепятся при помощи хомута нужного диаметра и шпильки.
Прямоугольные воздуховоды в виде коробов размерами от 100х150 мм до 3200х4000 мм. имеют преимущества, когда необходимо большая площадь поперечного сечения, или монтаж ведется в сложных условиях, они лучше вписываются в интерьер комнат, экономят пространство, поэтому их чаще используют в частных домах. Крепятся с помощью специального профиля и шпильки.
И круглые и прямоугольные воздуховоды крепят к потолку при помощи забивных анкеров.
По жесткости: жесткие и гибкие.
Жесткие изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали (сечение и круглое, и прямоугольное). Применяются в помещениях любой планировки и сложности. Гибкие и полугибкие воздуховоды только круглого сечения делают из термопластичного материала с применением спирального стального каркаса. Они удобны при монтаже, однако, увеличивается аэродинамическое сопротивление
По материалу: металлические и неметаллические
Металлические:
Из черной стали (1,0-2,0 мм) с грунтовкой производят дымоходы.
Из меди устраивают воздуховоды во влажных помещениях: кухни, санузлы, ванные, бассейны. Это наиболее дорогой материал.
Из алюминиевых сплавов: способны выдерживать высокие температуры, не поддаются коррозии. Чаще устанавливают на кухнях.
Из стали оцинкованной или нержавеющей: производятся толщиной 0,5-1,0 мм. У таких воздуховодов невысокая цена, они обладают антикоррозийными свойствами, долговечностью и повышенной огнестойкостью. ( Воздуховоды из оцинкованной стали применяются чаще всего)
Неметаллические:
Пластиковые воздуховоды имеют низкую стоимость, изготавливаются из полиэтилена, винипласт и пр. Они легки по весу, легко монтируются, не подвержены коррозии, обладают антистатичными свойствами. Однако у них низкая огнестойкость. Крепятся с помощью металлических или пластиковых монтажных скоб.
Текстильные воздуховоды для транспортировки воздуха выполняются из воздухонепроницаемой ткани - полиамида, а для подачи воздуха применяются проницаемые ткани из полиэфира (они являются также и фильтром для воздуха). Для обеспечения огнестойкости, используется стекловолокно. Они экономичны, удобны в транспортировке, легко крепятся и монтируются. Однако текстильные воздуховоды обеспечивают только приток воздуха.
Воздуховоды, проходящие через неотапливаемые помещения или примыкающие к наружной стене, нужно теплоизолировать. Если планируется воздуховод спрятать между перекрытиями, то нужно поместить его в металлический каркас и изолировать. Для того чтобы обеззаразить воздух и освежить его, в систему можно встроить фильтры, увлажнители и освежители. На выходящие в помещения окончания воздуховодов крепятся воздухораспределители и воздухозаборные устройства.