Уже с первыми холодами приходится возвращаться в город — не тот у нас климат, чтобы можно было жить в холодном доме. Между тем, сделать отопление дома — не такая уж непосильная задача, тем более что все, что для этого требуется, в большом разнообразии представлено на рынке. А имея теплый загородный дом, можно будет вырываться туда на выходные в любое время — независимо от сезона, а если дом не слишком далеко от работы, и вовсе жить там круглый год.
Текст: Ирина СТАРОСЕЛЬСКАЯ
Проблема создания системы отопления для отдельного дома не нова. Но если раньше она касалась лишь ограниченной категории владельцев частных домов, живущих в основном в сельской местности, то теперь, когда мы почти поголовно обзавелись дачами или коттеджами, она приобрела всеобщий характер.
Более того, с появлением турбогорелок, для функционирования которых отпадает надобность в традиционном дымоходе, автономные системы отопления стали использоваться и для отдельной квартиры в многоэтажных домах, и нам, не понаслышке знакомым с ненадежной и негибкой системой централизованного отопления, преимущества автономных систем объяснять не надо.
Причем, как показали не только расчеты специалистов, но и конкретные примеры поквартирного отопления, осуществленного в некоторых районах Москвы и Подмосковья, отсутствие затрат на нагрев теплоносителя в многокилометровых трубах, к тому же находящихся в таком плачевном состоянии, что аварии следуют одна за другой, дает экономию в несколько раз. Экономию как энергоносителя, являющегося общенародным достоянием, так и как следствие наших индивидуальных расходов на плату за отопление.
Возможности жидкостной системы
Самые распространенные системы отопления, позволяющие круглый год обогревать помещения большой площади, — жидкостные с использованием отопительных котлов. Принцип работы прост: энергия, выделяемая в котле при сгорании топлива или при нагреве тэна, с помощью теплообменника передается теплоносителю (чаще всего в этой роли выступает вода, которая по трубам поступает в установленные в помещении радиаторы).
Такая система — наиболее эффективная, и хотя ее установка достаточно сложна и недешева, в эксплуатации она проста и экономична. (Для сравнения: использование для отопления дома нескольких электроконвекторов приведет к гораздо большим расходам энергии, а от дополнительных работ при установке и здесь не обойдешься — из-за большой мощности приборов, необходимой при обогреве всего дома, электропроводку наверняка придется менять).
Кстати, «запитать» горячей водой можно не только радиаторы, но и систему «теплый пол», которая позволяет достигнуть наиболее эффективного распределения температуры. И еще одно немаловажное преимущество этой системы — сохранение свежести и влажности воздуха в помещении, поскольку температура радиаторов (не говоря уже о «теплом поле») не превышает 50—70 °С.
Чтобы жить в полном комфорте, в доме помимо системы отопления должна быть и система обеспечения горячей водой (то есть те самые услуги, за предоставление которых в городской квартире нам теперь присылают отдельный счет с весьма кругленькой цифрой). Обычно для получения горячей воды используется водонагреватель, но при наличии котла водонагреватель вам не понадобится: котел справится с решением обеих задач.
Осуществляется это двумя способами: либо с помощью двухконтурного котла, представляющего 2 конструктивно связанных теплообменных узла (один узел — для отопления, другой — для получения технической горячей воды), либо подключением одноконтурного отопительного котла к накопительному бойлеру (встроенному в прибор или внешнему).
Конечно, вариант с двухконтурным котлом более компактный, но надо иметь в виду, что для обеспечения горячей водой нескольких точек водоразбора (например, краны на кухне и в ванной, душ) даже при наличии двухконтурного котла не обойтись без накопительного бойлера.
Котел — сердце системы
Очевидно, что центральное место в этой системе занимает котел. Представления тех, для кого котел ассоциируется с чем-то очень большим и непременно чумазым, давно устарели: современный эргономичный и компактный дизайн котла позволяет без особого труда найти для него место в помещении, а настенный котел по виду порой и вовсе не отличишь от водонагревателя. Если же с местом совсем туго, можно выбрать модель, предназначенную для установки на открытом воздухе (такие котлы могут работать при температуре наружного воздуха до –15 °С).
Разные энергоносители
Хотя котлы могут работать на различных энергоносителях, не все из них оказываются доступными. Так, в местности, где нет ни электричества, ни газовой магистрали, выбор остается только между твердым (уголь, дрова, торф) или жидким (дизельное) топливом. Котлы, работающие на твердом топливе, имеют невысокий КПД и не слишком удобны в эксплуатации (топливо приходится подавать вручную), поэтому они мало популярны.
В отличие от твердотопливных котлов, КПД жидкотопливных достигает 92 %, но их применение ограничивается довольно высокими затратами (как стартовыми, так и эксплуатационными) и сложностями при установке и обслуживании: необходимо согласование с пожарной инспекцией, оборудование отдельного помещения с вытяжкой, проведение систем подводки и очистки топлива, регулярное очищение котла от золы и сажи. Правда, жидкотопливную горелку несложно заменить на газовую — таким котлом можно будет пользоваться и в том случае, если местность будет газифицирована.
Газ — самый дешевый энергоноситель, и обладающие высоким КПД газовые котлы могут иметь неограниченную мощность. Для их установки также требуется разрешение газовых служб и специальное помещение площадью не менее 8 м2 с окном и выходом на улицу, а сам котел должен быть оборудован автоматикой, не допускающей утечки газа.
Электрический котел не нуждается в отдельном помещении, поскольку необходимая для нагрева энергия выделяется не при горении, а при прохождении тока по нагревательному элементу, его подключение потребует отдельной усиленной электропроводки, причем при мощности свыше 9 кВт подключение допускается только к трехфазной сети.
Электрические котлы безопасны, экологичны и просты в эксплуатации, однако мощность котлов из-за высокой стоимости энергоносителя не превосходит 15 кВт, а нагревательный элемент имеет ограниченный срок службы.
Можно упомянуть еще про комбинированные котлы, работающие на разных видах топлива, но это, пожалуй, только ради полноты картины, поскольку особой необходимости в работе на разных видах топлива нет, а затраты на такие котлы — как стартовые, так и эксплуатационные — очень высоки.
Сначала надо определиться
Большой ассортимент предлагаемых рынком моделей котлов дает возможность каждому сделать оптимальный выбор. Но прежде надо определиться, что именно вам требуется, в зависимости от конкретных условий, ваших возможностей и запросов: вида топлива, площади отапливаемого помещения, количества точек водоразбора.
Прикинем мощность
Оценить мощность, необходимую для отапливания помещения, можно исходя из простого соотношения, согласно которому для отопления 1 м2 площади требуется 100 Вт. Конечно, это лишь приблизительная оценка, полученная в предположении, что помещение хорошо утеплено и имеет высоту не более 3 м. Для комнат с несколькими окнами, угловых или соседствующих с неотапливаемым помещением, на 1 м2 потребуется уже не менее 150 Вт, но точный расчет с учетом всех особенностей помещения могут сделать только специалисты.
У нас наиболее востребованными являются котлы, имеющие мощность от 20 до 45 кВт, что согласуется с типичными размерами большинства частных домов. В основном это газовые котлы, которые могут иметь как настенное, так и напольное исполнение.
Мощность настенных газовых котлов, не занимающих площади пола и легко помещающихся на кухне или в ванной комнате, — от 10 до 35 кВт, что более чем достаточно для создания комфортных условий в помещении площадью 50—350 м2.
Напольные газовые котлы, напротив, нуждаются в дополнительной площади для установки, но этот недостаток с лихвой искупается их высокой мощностью, достигающей 60—80 кВт.
Сколько горячей воды нужно для полного комфорта?
Если вы собираетесь установкой одного котла убить сразу двух зайцев, то есть решить обе задачи — отопления дома и обеспечения его горячей водой, надо оценить также, какое количество горячей воды вам потребуется.
Двухконтурные газовые котлы, работающие в проточном режиме, имеют производительность (т. е. количество литров воды, нагреваемых за 1 минуту) от 10 до 20 л/мин. — такого потока хватит не только для мытья посуды и умывания, но и для душа и даже ванны (для справки: плотная струя из крана течет со скоростью 6—7 л/мин.).
Однако, выбирая вариант с системой приготовления горячей воды, не забудьте пересчитать мощность: она теперь будет определяться большей из двух составляющих — на отопление и на нагрев технической воды.
Эмпирическое правило для расчета мощности, необходимой для нагрева в проточном режиме, также очень простое: мощность приближенно равна удвоенному значению производительности при нагреве воды на 25 °С и утроенному при нагреве на 35 °С (учитывая, что пригодная для использования горячая вода имеет температуру около 40 °С, а температура холодной воды различается в зависимости от времени года).
На практике работа двухконтурного котла устроена так, что на время приготовления горячей воды отопление отключается. Эта так называемая «приоритетная схема приготовления горячей воды» не влечет за собой никаких неудобств для потребителя: система отопления настолько инерционна, что отключение ее нагрева на короткий промежуток времени не будет ощутимым.
Если ваши «аппетиты» так велики, что вы хотите иметь горячую воду во всех кранах одновременно, предпочтительнее, как уже говорилось, иметь котел со встроенным или внешним накопительным бойлером, хранящим запас горячей воды, приготовленный заранее. Бойлерами оснащаются и настенные котлы, а напольные газовые котлы обычно имеют встроенный бойлер объемом от 60 до 150 литров, что позволяет быстро наполнить ванну либо долго нежиться под обильной струей душа.
Особенности газовых котлов
Котел — очень непростой агрегат, и его конструкция существенно отличается в зависимости от того, для какого вида топлива он предназначен. Наше дальнейшее рассмотрение будет касаться только газовых котлов — самых распространенных благодаря целому ряду существенных преимуществ: дешевизне топлива и отсутствию проблем с его транспортировкой и хранением, высокому КПД и большой мощности. Тем не менее даже при таком ограничении выбор подходящей модели из-за множества различий в узлах, используемых материалах, системах управления и контроля остается очень непростым.
Материалы
Для изготовления корпусов котлов используется чугун или сталь. Чугун отличается большой коррозийной стойкостью, а благодаря высокому коэффициенту теплопроводности тепло передается воде равномерно вдоль всей поверхности котла.
Однако чугун недостаточно эластичен, поэтому он плохо переносит как большие перепады температур, так и низкое качество воды. Конструкция чугунных котлов — секционная, что облегчает транспортировку и монтаж и удобно при техобслуживании. Стальные котлы обладают хорошей эластичностью, что обеспечивает их надежность, они легче и дешевле чугунных, но коррозия представляет для них постоянную угрозу.
Чугун применяется и при изготовлении теплообменника, однако медные теплообменники нагреваются быстрее (малая инерционность обусловлена самым высоким среди материалов, используемых в котлостроении коэффициентом теплопроводности).
Для защиты от коррозии поверхность медных теплообменников покрывается специальным составом, а недостаточная жаропрочность меди, приводящая порой к прогоранию, преодолевается с помощью покрытия из силикона и алюминия. Часто используются также и теплообменники из нержавеющей стали.
Узлы
Самый важный узел, в котором, собственно, и происходит выделение сообщаемой теплоносителю энергии, — камера сгорания, которая может быть открытого или закрытого типа. В открытой камере воздух, необходимый для поддержания процесса горения, забирается непосредственно из помещения, в котором стоит котел, а продукты сгорания отводятся через традиционный дымоход под воздействием естественной тяги, возникающей за счет их более высокой по сравнению с окружающим воздухом температуры. Помещение, в котором установлен котел с закрытой камерой сгорания, должно иметь постоянный приток воздуха, поскольку для сгорания 1 кубометра природного газа требуется 12—15 кубометров воздуха.
В закрытой камере — тяга принудительная: вывод продуктов сгорания и приток воздуха осуществляются с помощью встроенного вентилятора через уходящую в стену систему дымоудаления и подвода воздуха (такая система может состоять либо из двух раздельных труб, либо из коаксиальных, когда одна труба находится внутри другой). В этом случае воздух из помещения не используется, поэтому отпадает надобность в дополнительном притоке, а главное — не сжигается кислород, содержащийся в комнатном воздухе. Кстати, провести такой коаксиальный дымоход проще, но надо учитывать, что без электричества он работать не будет.
Выбор типа камеры зависит от конкретной ситуации: если котел будет установлен в помещении, уже оборудованном дымоходом, проще и дешевле использовать котел с открытой камерой сгорания, если дымохода нет — предпочтительнее котел с закрытой камерой.
Сами горелки также бывают двух типов: атмосферные или наддувные (иначе — вентиляторные или турбогорелки). В атмосферных горелках смешение воздуха с газом, подаваемым под давлением газовой магистрали, происходит за счет естественной тяги дымохода. В наддувных газ смешивается с воздухом, нагнетаемым с помощью вентилятора, поэтому котлы, оборудованные такими горелками, издают характерный гул, что, впрочем, несложно устранить установкой звукоизоляции.
Управление
Современными газовыми котлами, оснащенными всевозможной автоматикой, чрезвычайно просто управлять. Запуск котла осуществляется пьезо- или электророзжигом. В первом случае для запуска достаточно лишь нажать кнопку на панели управления, а включение-выключение котла с электророзжигом происходит автоматически в момент подачи газа или ее прекращения.
Расходом газа на модулируемой горелке, используемой в большинстве современных котлов, управляет поток воды, благодаря чему температура вытекающей струи сохраняется постоянной независимо ни от давления в водопроводной сети, ни от того, открыты ли другие краны.
Система управления мощностью горелки, допускающая ее плавное изменение в диапазоне от 30—40 % до 100 %, не только повышает комфортность, но и снижает вероятность образования накипи в теплообменнике, рост которой резко увеличивается, когда температура воды достигает 65 градусов. На практике, если при нагреве воды котел работает при максимальной мощности, то в дальнейшем, когда требуется только поддерживать температуру на достигнутом уровне, мощность автоматически уменьшается. Это, в свою очередь, уменьшает частоту включений-выключений котла, что существенно сказывается на увеличении его срока службы.
Установка температуры воды производится встроенным в систему термостатом, регулирующим нагрев в обоих контурах. Но из-за инерционности системы температуру в отопительном контуре лучше задавать с помощью дополнительного комнатного термостата, автоматически корректирующего мощность котла в зависимости от колебаний температуры в помещении.
Однако самый оптимальный вариант — применение погодозависимой автоматики, работающей по сигналу датчика, находящегося снаружи помещения, благодаря чему температура в комнате будет всегда максимально комфортной — независимо от того, что творится за окном, и без каких-либо усилий с нашей стороны. Кроме того, реальная экономия газа, достигаемая при этом, оказывается довольно значительной.
Безопасность
Система безопасности служит как для обеспечения безопасности пользователя, так и для защиты элементов котла.
Для пользователя максимально безопасную эксплуатацию гарантируют две системы контроля: датчик тяги и ионизационный контроль наличия пламени. Датчик тяги следит за полным удалением продуктов сгорания, а если это по какой-либо причине (из-за засорения дымохода или неисправности вентилятора) не выполняется, подача газа будет мгновенно прекращена.
Так же отреагирует система, если горелка не загорится или потухнет — не важно по какой причине: из-за отсутствия воды в системе или из-за неисправности насоса, не обеспечивающего необходимую величину протока.
Разбираться в причинах можно будет уже в безопасной ситуации, и существенную помощь в этом окажет электронная система самодиагоностики, позволяющая определять до 10 типов возможных неисправностей: отсутствие подачи газа и блокировку выхода продуктов горения, отсутствие воды или перегрев в контуре отопления, неисправность датчика температуры в одном или обоих контурах…
Для безотказной работы всех элементов котла предусмотрены различные меры защиты. За перегревом воды и теплообменников следит защитный термостат, отключающий нагрев при достижении критической температуры, а в противоположном случае — при сильном понижении температуры, что может привести к замерзанию воды в системе, автоматически включается подогрев котла.
Давление воды контролирует прессостат, срабатывающий при недостаточном давлении, и предохранительный клапан, не допускающий его превышения в отопительном контуре. Чтобы под воздействием солевых отложений не происходило заклинивания насоса и трехходового клапана, вода прогоняется через систему каждые 24 часа; кроме того, для предотвращения образования накипи используется электронная защита или магнитная обработка воды, а на входе холодной воды устанавливается фильтр, задерживающий присутствующие в воде взвеси. А чтобы электроника котла не срабатывала от посторонних источников, в изобилии присутствующих в любом доме, в нее устанавливается фильтр радиопомех.
Адаптация к российским условиям
Поскольку подавляющее большинство представленных на рынке котлов «иностранного происхождения», очень важно, чтобы они были адаптированы к тем условиям, в которых они будут эксплуатироваться у нас.
Прежде всего, это касается давления газа в сети. Дело в том, что в то время как большинство приборов европейских производителей проходят испытания при номинальном давлении газа 18—20 мбар, принятое у нас значение номинального давления — 13 мбар (а порой оно и вдвое меньше). При таком давлении котел не сможет развить расчетную мощность и, значит, будет не пригоден для тех помещений, для которых он предназначен.
Однако при соответствующей настройке и при 13 мбар котел сохраняет не менее 90 % максимальной мощности. Более того, некоторые модели устойчиво разжигаются и работают даже при понижении давления до 2 мбар, что нередко случается в наших нестабильных газовых сетях.
К сожалению, перепады характерны также и для водопроводной и электросети, поэтому при адаптации котлов должна учитываться нестабильность и этих параметров. Немало проблем создается и из-за невысокого качества воды: котлы должны быть оснащены не только фильтрами для очистки от примесей, но и системой защиты от солевых отложений.
И последнее, на что надо обратить внимание, — размеры переходных элементов и соединений, используемых при подключении и установке приборов. Несовпадение газоподводящей арматуры импортных приборов российским стандартам заставит покупателя производить сложные, небезопасные и дорогие сварочные работы.
Комментарии