CИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОГО ЗАГОРОДНОГО ДОМА. Зима в наших краях бывает суровая. Лютые холода иной раз загоняют столбик термометра далеко за отметку –30°С, и морозы держатся несколько дней подряд, испытывая на прочность системы отопления как городских многоэтажек, так и коттеджей. Если коммуникации не выдерживают подобный экзамен, для людей это нередко оборачивается бедой. Именно поэтому к созданию системы отопления нужно относиться очень серьезно и приступать к ее разработке на стадии проектирования дома.
Для начала достаточно просто найти время и заглянуть в ту или иную климатическую компанию с проектом дома на руках — за консультацией. Специалисты посоветуют, какую систему выгоднее всего использовать в конкретном случае. Подскажут, какие изменения или дополнения нужно внести в проект, чтобы техника без проблем вписалась в возводимое жилище и не нарушила со временем налаженного быта его жильцов.
Хуже, если об отоплении заказчик вспоминает, когда строительство загородного дома в разгаре или, что совсем плохо, близки к завершению внутренние отделочные работы. В этот момент, скорее всего, не будет возможности подобрать среди многообразия существующих систем оптимальный вариант. Если проектом не предусмотрено специальное помещение под котельную, то придется жертвовать частью гаража или цокольного этажа либо возводить отдельное здание или делать пристройку. Все это, естественно, приведет к удорожанию строительства и может нарушить целостность архитектурного облика загородного дома. Возникнут и другие проблемы: проложить в помещениях отопительные трубы, установить радиаторы и коллекторные шкафы будет затруднительно из-за возможного конфликта с другими системами, в частности, канализации, водоснабжения, с электрическими коммуникациями. При этом вряд ли удастся избежать и ущерба для дизайна помещений. Вполне возможно, что придется мириться с потерей высоты комнат при установке системы напольного отопления (до 250–300 мм) или с незапланированным «вторжением» отопительных приборов в пространство под окнами. Словом, чем раньше вы приметесь за планирование и обустройство системы отопления, тем лучше. Однако прежде всего надо получить хотя бы общее представление о том, какую отопительную систему вы хотите, для чего необходимо разобраться в азах построения котельных и систем отопления для загородных домов. Мы попробуем осветить некоторые наиболее важные аспекты этой многогранной и непростой темы.
Диета для котла
Сначала надо определиться с видом топлива, на котором будет работать ваша котельная. Вот лишь некоторые, наиболее существенные, на наш взгляд, доводы в пользу различных видов топлива, а также наиболее типичные проблемы, с которыми вам, скорее всего, придется столкнуться в случае их использования.
Природный газ. Это экологически чистый источник тепла, который позволяет построить самую экономичную (с точки зрения эксплуатационных затрат) систему отопления. Но при реализации этого общепризнанного подхода вам придется претерпеть некоторые неудобства и, возможно, расстаться с достаточно крупной суммой денег. Прежде всего надо собрать немало документов: разрешение на подвод к дому газопровода; разрешение на применение данного котла с данной горелкой или с другими моделями горелок из определенного перечня; акт о разграничении полномочий между покупателем, трестом газового хозяйства и сервисной службой и т. д. Главный источник проблем при эксплуатации газового котла — падение давления газа (особенно в зимнее время) до уровня 6–8 мбар. При этом многие импортные горелки перестают нормально работать, так как рассчитаны на европейские нормы давления (15–20 мбар). Правда, в настоящее время большинство фирм стараются адаптировать свои атмосферные горелки к нашей ситуации, предусматривая, например, специальные форсунки для низкого давления газа.
Жидкое топливо (дизельное). Плюсы данного топлива: нет бумажной волокиты, достаточно высокий уровень автономности системы. Но из-за повышенного содержания серы в отечественном топливе продукты его сгорания весьма агрессивны и к тому же усиливают коррозию оборудования. Кроме того, возникают дополнительные хлопоты из-за необходимости его фильтрации. Для хранения и предохранения топлива от замерзания нужны специальные баки и отдельное помещение. К тому же необходимо обеспечить возможность подъезда топливозаправщика и позаботиться о периодической чистке баков.
Электричество. Позволяет производить экологически чистое тепло. Электрокотел работает бесшумно и благодаря малым размерам может быть размещен практически в любом месте. При его установке главная проблема — добиться разрешения на подачу нужной мощности электропитания (при мощности котла 15 кВт и более сделать это практически невозможно) и проложить для этого электрический кабель (во многих дачных поселках на дом полагается не более 2–3 кВт, лишнего электричества просто нет в наличии). Из-за значительной величины эксплуатационных затрат использование электрического котла зачастую оправдано лишь в небольших (площадью до 100 кв. м) хорошо теплоизолированных коттеджах, когда недоступны другие виды топлива. Наиболее эффективен электрокотел в качестве резервного источника тепла, он может быть включен в любой момент при остановке основного теплогенератора.
Твёрдое топливо. Для поддержания работоспособности котла на твердом топливе обычно необходимо в течение суток постоянно следить за топочной камерой и вручную загружать топливо. В современном доме для этих целей нужно держать истопника (он по совместительству может выполнять функции охранника, садовника и т. п.). Рядом с домом требуется открытая или закрытая площадка для хранения топлива. Циклический характер работы системы зачастую приводит к колебаниям температуры воздуха в отапливаемых помещениях, что не может не сказаться на комфортности обогрева.
К этой же категории относится и гранулированное топливо, так называемые пеллеты. Это современный экологически чистый и дешевый вид топлива. Пеллеты изготавливаются путем горячего прессования древесины без использования каких-либо связующих материалов. Теплотворная способность гранул сопоставима с теплотворной способностью угля и составляет в среднем 5 кВт∙ч/кг. Зольный остаток не превышает одного процента от объема сгоревшего топлива, а значит, отпадает необходимость утилизации золы. При сжигании пеллет не выделяется вредных веществ в атмосферу. Отличные экологические показатели топливных гранул в совокупности с высоким КПД установок делают применение подобного оборудования не только эффективным и дешевым, но и безопасным для окружающей среды и здоровья человека.
Котлы, работающие на данном виде топлива, автоматизированы: топливо и воздух подаются в камеру сгорания автоматически, поддерживается установленная температура теплоносителя. Для работы требуется минимальное количество электроэнергии. Сезонное обслуживание котлов необходимо проводить один-два раза в год. Такое оборудование широко используется в странах Европы и Северной Америки.
Подробнее, на наш взгляд, стоит поговорить о системах, работающих именно на природном газе, как наиболее экономичных и самых распространенных в России на сегодняшний день. Входящее в их состав оборудование для нагрева воды системы горячего водоснабжения (ГВС) и теплоносителя системы отопления называют котельным. Можно выделить четыре основных элемента системы: котел, бойлер (водонагреватель непрямого действия), горелка, автоматика и обвязка. В нашем случае под обвязкой следует понимать комплект соединительных трубопроводов вместе с запорно-регулирующей, контрольной и дополнительной арматурой и агрегатами, соединяющими все оборудование в одну систему.
О выборе котла
Существенное значение имеет материал, из которого изготовлен теплообменник газового котла. Наиболее долговечными традиционно считаются приборы с чугунным теплообменником. В числе недостатков такого оборудования называют довольно высокую чувствительность к механическим и термическим ударам; требуетcя особо точная настройка горелки. Если приоритет — низкая стоимость и небольшая масса, есть смыл купить сравнительно более дешевый котел со стальным теплообменником, который не так требователен к обслуживанию. Когда первостепенное значение имеют высокая скорость реагирования на команды автоматики и максимальный уровень теплового комфорта, следует обратить внимание на котлы с медными теплообменниками в виде змеевиков и труб. Такие теплообменники применяют обычно для котлов малой мощности настенного исполнения, однако на рынке есть и напольные модели. Недостаток — котлы с медным теплообменником при утечке воды из системы сразу прогорают, теплообменник приходится менять.
Приобретая двухконтурный котел, вы одновременно решаете и вопрос отопления загородного дома, и вопрос снабжения его обитателей горячей водой. Одноконтурные котлы, предназначенные только для отопления, дешевле двухконтурных, но чтобы иметь в доме горячую воду, к первым надо приобретать бойлер (бак объемом более 200 л достаточен, чтобы семья из четырех-шести человек могла пользоваться горячей водой в привычном для себя режиме).
Часто газовые котлы поставляются в комплекте с газовыми атмосферными (инжекторными) горелками, которые работают очень тихо. Главный недостаток таких горелок — неустойчивое горение при малом давлении газа в сети, из-за чего пламя приближается или «садится» на горелку, вызывая ее прогорание. Правда, здесь следует сделать одно уточнение: подобная проблема характерна для атмосферных котлов зарубежного производства, неадаптированных к российским условиям.
Можно оснастить свой котел и более современной вентиляторной горелкой. В ней встроенный вентилятор создает воздушный поток, который вытягивает (эжектирует) газ из сопла. Для снижения расхода топлива вентиляторные горелки выполняют двух- и трехступенчатыми или даже с плавно изменяющейся мощностью (модулирующими). На полную мощность агрегат включается по команде автоматики лишь тогда, когда тепла требуется много, например, если на улице похолодало или в «банный» день, в остальное же время он работает на первой ступени. Однако хорошая горелка такого типа стоит приблизительно столько же, сколько недорогой одноконтурный котел.
Специалисты утверждают, что если КПД выбранного вами котла составляет 92–95 %, не ищите лучшего, а рассмотрите другие показатели. А как же быть с утверждением некоторых производителей, что их оборудование имеет КПД 100 % и выше (чего, если исходить из школьного курса физики, быть вроде бы не может)? Все дело в методике расчета. В котлах действительно удается получать добавочное тепло, конденсируя водяные пары, образующиеся при сгорании газа. В процессе сжигания топлива продукты сгорания, охлаждаясь, отдают энергию в теплообменнике котла теплоносителю системы отопления, нагревая его. В традиционных котлах происходит передача только «явного» тепла, но наряду с ним продукты сгорания содержат так называемую скрытую теплоту, находящуюся в водяном паре (одним из продуктов, образующихся при сгорании топлива, в данном случае природного газа, является вода, которая в условиях высших температур в камере сгорания котла присутствует в газообразной форме водяных паров). В «обычных» котлах это тепло просто выбрасывается в окружающую среду через дымоход, а в конденсационных, благодаря особо развитым теплообменным поверхностям, оно может быть эффективно использовано для нагрева теплоносителя. Водяной пар, остывая, конденсируется на теплообменнике и передает свою энергию теплоносителю. В качестве примера подобного котельного оборудования можно привести современный конденсационный котел Vaillant ecoTEC plus.
Автоматика
Работоспособность системы отопления во многом определяется качеством системы автоматики, которая так же, как и горелка, может поставляться в комплекте с котлом или опционально (то есть покупается дополнительно). Автоматика решает задачи управления температурой в помещениях и защищает оборудование от поломок, контролируя наличие пламени, минимальное и максимальное давление газа и температуру теплоносителя; определяет утечку газа, наличие тяги в дымоходе; следит за работой циркуляционных насосов.
Регулирование параметров воды (или другого теплоносителя, применяемого для отопления) может выполняться несколькими способами. В простейшем случае — по значению комнатной температуры и командам комнатного термостата (стоит около 40–180 долл.): температура в помещении ниже заданной — горелка включается, выше — отключается. Способ неэкономичен и малокомфортен, так как котел постоянно выдает воду максимально возможной температуры, при этом в комнатах без термостата может быть прохладно. Установка термостатов на радиаторах и датчика температуры на подающей трубе или термостата, встроенного в котел, позволяет сократить расход топлива и повысить климатический комфорт в доме. Ну а если установить автоматический погодозависимый регулятор отопления (от 500 до 1500–3000 долл.), то вы получите регулировку в соответствии с погодными условиями и еще массу удобств. Для обеспечения безотказной работы автоматики и других потребляющих электроэнергию устройств системы отопления в котельной в качестве дополнительного оборудования необходимо предусмотреть стабилизатор напряжения, сетевой фильтр и блок аварийного электропитания, на что придется израсходовать еще несколько сотен условных единиц.
Обвязка
Чтобы полнее использовать все возможности выбранного котла, его надо правильно установить на месте и подключить к распределительной сети отопления и системе ГВС, то есть сделать обвязку котельной. Трубопроводы монтируют после монтажа бойлера и расширительного бака. Далее устанавливают отводчики воздуха, грязеуловители и насосы, которые являются сердцем отопительной системы и распределяют тепло по всему дому. Подбирая насос для загородного жилья, с целью минимизации энергопотребления необходимо обращать внимание на класс его энергоэффективности. Отличным выбором может стать новая модель насоса ALPHA2 new (Grundfos). Энергопотребление составляет от 3 до 22 Вт, что делает его самым энергоэффективным насосом в мире. Он может автоматически регулировать потребляемую мощность, снижая ее до 3 Вт, в то время как диапазон потребляемой мощности насосов более старых моделей составляет 60–100 Вт. Сразу после установки насоса функция AUTOadapt автоматически анализирует систему, выбирая оптимальный режим работы. Такой анализ совершается регулярно, и независимо от времени года подбираются наиболее подходящие настройки. Когда отопительный котел переходит в экономичный режим и понижает температуру теплоносителя в системе отопления, функция ночного режима насоса автоматически уменьшает частоту вращения двигателя до минимума.
На котле и бойлере крепят предохранительные и сливные краны. Трубопроводы закрепляют на держателях-подвесках так, чтобы масса труб, в особенности газовой, не передавалась на котел. Потом устанавливают манометры, термометры, термостаты и датчики температур.
Для обвязки котельного оборудования желательно использовать только высококачественную арматуру и агрегаты. В противном случае основное оборудование может преждевременно выйти из строя. Обязательным элементом обвязки является расширительный бак, служащий для компенсации теплового увеличения объема теплоносителя. Расчетный объем расширительного бака — примерно 10 % от объема теплоносителя в системе. Если это значение ниже, то возможен сброс излишка горячей воды (антифриза) через предохранительный клапан, и тогда систему придется пополнять. Хотя такое устройство подпитки всегда включают в обвязку, частое «подливание» воды приводит к образованию накипи внутри системы и к коррозии алюминиевых радиаторов.
Важно правильно подойти и к выбору дымохода. Котлы с открытой камерой сгорания присоединяются к вертикальному гравитационному дымоходу, в котором создается естественная тяга. Продукты сгорания из котлов с закрытой камерой сгорания могут отводиться через одну из стен котельной по более короткому дымоходу из «нержавейки» сразу на улицу (что особенно ценно в том случае, если дом уже построен, а гравитационного дымохода нет). Чрезмерно длинные или большого сечения дымоходы могут привести к переохлаждению дымовых газов, ухудшению тяги и образованию едкого конденсата, разрушающего (вплоть до выхода из строя за пять-семь лет эксплуатации) дымоход. В любом случае дымоходы должны быть газонепроницаемы. Если используется дымоход из кирпича, он должен быть тщательно оштукатурен внутри, иметь оптимальные размеры и отверстия для чистки. Правда, в этом случае возможно проникновение конденсата в стенки дымохода и его постепенное разрушение.
Юрий Ветров
