Отопительные системы

Для индивидуального пользования рынок предлагает как сложные дорогие (450 — 800 долларов) и очень дорогие (1700 —3000 и более долларов) тепловые установки, так и простые, прошедшие испытание временем устройства (установки ATB, АОГВ, АОЖВ, КЧМ, различные печи). Все больше появляется сравни-тельно легких, простых и эффективных электронагревательных приборов (электроконверторы, ИК-обогреватели). Мировые достижения в области отопления работают ныне и на российского потребителя.

При всем кажущемся многообразии, тем не менее, существуют и применяются два основных типа отопления: водяное и воздушное. Оба они нагревают воздух в помещении, но в первом случае это делается опосредовано, через теплоноситель, во втором — нагрев воздуха происходит напрямую от теплоприборов, поэтому его иногда называют прямым отоплением.

Казалось бы, этот способ должен работать лучше, но на самом деле водяное отопление эффективней, у него более высокий КПД. Все дело в разной плотности воды и воздуха. Плотность воды гораздо выше, больше её теплоемкость и потому больше количество отдаваемого тепла на единицу затраченной энергии, т.е. водяные секционные радиаторы согреют помещение гораздо сильней и быстрей. Греть воздух непосредственно нагревательным прибором дольше, потому что используются, в основном, приборы конвекционного действия, и надо ждать, когда воздух перемешается, и это даст нужную температуру.

Системы с теплоносителем могут быть мало-, средне-, сильно инерционными в зависимости от типа применяемых веществ и металла радиаторов отопления. Современные импортные котлы снабжены встроенными или выносными пультами управления с программаторами, позволяющими задавать нужную температуру обогрева с помощью регулировки интенсивности горения и расхода теплоносителя. Это очень важно для жизнеобеспечения дома, создает удобство в случае, если жильцы отсутствуют. Запрограммированный поддерживающий режим обогрева не даст температуре снизиться ниже нуля и не приведет к размораживанию системы. Во многих отечественных котлах («Ставан», «Конорд» и других) также предусмотрена установка автоматики по желанию заказчика.

Наиболее управляемы газовые, электрические и котлы на жидком топливе. Трудно быстро изменить режим обогрева при использовании твердого топлива. Дело в том, что современные котлы рассчитаны на тлеющий режим горения, интенсивность которого велика только на стадии розжига, потом заслонка полностью или почти полностью закрывается, и котёл все 6—8 часов работает в обычном режиме. Этим достигается высокий КПД (около 90%) и заодно экономится топливо. Регуляция, как в паровозной топке: подкинул уголька или дровишек и через некоторое время стало жарче, не подкинул — попрохладней. Некоторые отечественные котлы (например, «Пламя») могут комплектоваться импортными устройствами автоматического слежения за температурой отходящих газов. При снижении определенной температуры сгорания, устройство автоматически приоткрывает заслонку. Режим обогрева помещения можно ме"нять и с помощью циркуляционного насоса, подающего теплоноситель, если таковой имеется.

Инерционность зависит от типа применяемых радиаторов. Наиболее распространенные чугунные радиаторы, и относительно новые — алюминиевые — являются более инерционными, по сравнению со стальными штампованными, у которых меньше масса металла и меньшее количество воды. Особенно легко управлять теплоприборами воздушного обогрева — электрическими конверторами, калориферами и тепловентиляторами. В целом воздушное электроотопление при использовании приборов прямого электрического обогрева (ПЭО) минимально инерционно. Оно гораздо быстрее согреет помещение. Если кому-то эта характеристика очень важна, её надо учитывать при выборе. Где такое отопление может быть использовано с наибольшей эффективностью? Конечно, в доме временного проживания — на даче. Если в доме живут постоянно, её можно принимать во внимание лишь как удобство смены режимов обогрева.

Выбор энергетической установки для отопления дома зависит от доступности того или иного вида топлива, условий, в которых находится застройщик, а также от его средств. И все же главным фактором, как это ни странно, является современный образ жизни.

Самым лучшим, удобным и дешевым видом топлива является газ. Статистика свидетельствует, что около половины всех домов Московской области отапливаются именно газом. При отсутствии газа обычно отдают предпочтение жидкому топливу. Для его хранения дополнительно устанавливается специальная емкость (обычно она закапывается в землю) и подводящая магистраль к дому. Залил бак и, зная расход топлива, нужно лишь с определенной периодичностью пополнять емкость. Никакой особенной привязки к отопительной системе не потребуется.

Еще меньше хлопот с электричеством. Оно — самый экологичный вид энергии, но не самый дешевый. Вообще, рейтинг цен на энергоносители таков: газ, затем твердое топливо, дорогие дизтопливо и электричество. Недостатком электрокотлов является полная зависимость отопления дома от подачи электроэнергии. Если же хозяин не хочет возиться с соляркой и уродовать полы и стены прокладкой трубопроводов, он может предпочесть прямое электроотопление.

Так уж повелось, что самый распространенный у нас тип отопления — водяной, связанный с установкой котла, комнатных радиаторов отопления и разводкой подводящих труб, по которым циркулирует теплоноситель. Котлы металлические — двух видов стальные или чугунные. Специалисты отдают предпочтение чугунным, хотя самые дорогие немецкие котлы марок «Vaillant» и «Viessman», сделаны из стали. Они лидеры по всем показателям; степень автоматизации и управляемости находится на высочайшем уровне, недоступном пока для отечественных изделий. Кроме них наибольшее распространение у нас получили импортные котлы марок «Beretta» (Италия), «BOSCH» (Германия), «De Dietrrich» (Франция), «ACV» (Бельгия), «СТС» (Швеция), «Proterm» , «Dakon» (Чехия), «Saturn» (Южная Корея) и др. Их отличает высокое качество исполнения и надежность в работе. Предусмотрена возможность регулировки и программирования работы с учетом температуры в помещении. Важная их характеристика — наличие нескольких контуров отопления, это позволяет подключать к котлу кроме радиаторов, сеть теплого пола и контур обогрева воды в бассейне. Во всех предусмотрен контур горячего водоснабжения и дополнительно они могут комплектоваться вместительными емкостями для расхода горячей воды (для кухни, ванны, душа). Модельный ряд этих котлов весьма широк, представлены установки самых разных мощностей в напольном или настенном исполнении. Достаточно высока универсальность — все они могут работать на разных видах топлива. При смене энергоносителя просто заменяется горелка. И еще их выгодно отличает первоклассный дизайн. Котлы вполне могут сойти за деталь современного интерьера, если бы не правила пожарной безопасности.

Отечественные котлы выпускаются давно и многие потребители хорошо их знают. Они выпускаются разными заводами, но с одинаковыми названиями их (аббревиатурами): котлы типа АТВ — твердотопливные, АОГВ — газовые, АОЖВ — работают на жидком топливе. Они выпускаются разных модификаций (с дополнительными контурами горячего водоснабжения или без них) и разной мощности. Довольно известны котлы КЧМ для твердого топлива.

Котел АОГВ устроен по принципу газовой духовки. Та же горелка, только она нагревает не воздух, а бак с теплоносителем, например, с водой. Внутри дымоход для отвода продуктов сгорания. В бак вмонтирован змеевик для пропуска и нагрева горячей воды для хозяйственных нужд (рис. 3).

Отвод нагретого теплоносителя уходит обычно вверх, под потолком труба загибается и идет вдоль стен через перегородки к радиаторам. Внизу проходит нижняя труба — отводка остывшей воды от радиаторов, которая вновь нагревается. АОГВ обычно обеспечивает естественную циркуляцию теплоносителя в системе. Для этого отводка нагретой воды устремляется вверх, чтобы обеспечить большую разницу перепадов высот горячей и остывшей воды. Используются три модели: АОГВ-17, 4-3 на обогрев площади более 100 м2, АОГВ-23, 2-1 и АКГВ-23, 2-1 — оба для обогрева площади 140—200 м2.

В последнее время на рынке появилось много новых установок, более современных, приспособленных для работы, как на твердом топливе, так и от электросети. Некоторые комплектуются регулирующей электроникой. Из современных котлов

Рис.3

можно выделить вместительный котел «Конорд» (Ростов-наДону) с контуром горячего водоснабжения и встроенной водяной емкостью.

Гораздо шире стали применяться в быту электрические котлы.  Из отечественных стоит выделить котлы типа ВЭО, КВТ, ЭОВ, ЭВО, «Руснит». Последний отличается компактностью и надежностью в работе. Достоинством электрокотлов вообще является то, что для их установки не требуется выделения отдельного помещения в доме — бойлерной. Тогда как для газовых, жидко- и твердотопливных котлов это обязательно, иначе дом не возьмут на обслуживание соответствующие ремонтные службы, да и с пожарными будут проблемы.

Электрокотлы устроены по типу электрического чайника. Рабочий орган также представляет собой трубчатый электронагреватель —ТЭН — различной мощности. Он устанавлен обычно вертикально внутри небольшой (несколько литров) емкости с двумя штуцерами для подвода остывшей и отвода нагретой воды (теплоносителя). Котлы снабжены автоматикой для поддержания нужного уровня температуры.

Котёл «Руснит» и другие, а также соответствующего класса зарубежные котлы типа «BOSCH», «Beretta» выпускают в настенном исполнении. Их можно повесить просто на кухне, где они вполне вписываются в интерьер настенных шкафов. Однако, учитывая небольшой объем нагреваемой воды, а также расположение котлов в серединной и ближе к верхней части помещения, необходимо ускорить циркуляцию теплоносителя. Поэтому в систему нужно обязательно включать циркуляционный насос. Это дает возможность не устраивать верхней разводки труб, а обойтись нижней и даже однотрубной.

Есть электрокотлы, в которых использован несколько иной, электродный способ обогрева.

Теплоноситель нагревается за счет движения положительно и отрицательно заряженных ионов между электродами. Они проточного типа, имеют малый вес и размеры, один из самых известных «Галан» — детище оборонной промышленности. Это цилиндр размером 35 х 10 см , который может быть укреплен где-нибудь на стене, мощности разные: от 6 до 25 кВт. Рассчитан на обогрев 200—600 м3. Наибольшая потребляемая мощность достигается на разогреве теплоносителя, потом она заметно снижается, и котел работает в поддерживающем режиме, при котором экономится электроэнергия. Автоматикой снабжены все котлы этой марки.

В некоторых случаях может возникнуть ограничение в применении электрокотлов, например, при подведении к дому трехфазного напряжения 380 В. Дело в том, что существует определенная зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. Обычный теплотехнический расчет таков: 1 кВт мощности на 10 м2 площади, плюс 20—30% запас. В этом случае тепло будет гарантировано. Это универсальный метод, он действует для котлов, работающих на любом виде топлива. Например: при площади дома 120 м2 мощность котла должна состав-

лять: 1кВтх 12 + 20—30% = 14,4—15,6 кВт. Бытовое же напряжение (однофазное — 220 В) может выдерживать электрокотлы лишь мощностью до 6—7 кВт, которыми можно обогревать дом размером не более 50 м2. Для большей площади нужен более мощный котел и напряжение 380 В.

Обретает популярность прямое электроотопление, без котла. Наиболее известна — система НПК «Русьтеплоприбор». В неё входят стальные радиаторы современного дизайна, реле— регуляторы нагрева и единый электрощит с блоком защиты. Дополнительно в схему может быть включено программирующее устройство для контроля тепла в отсутствие хозяев дома. Основное достоинство системы — возможность регулирования подачи тепла. Причем регуляторы устанавливаются в каждой комнате, и если в ней временно никто не живет, то нагрев воздуха можно свести к минимуму. За счет этого достигается солидная экономия электроэнергии (по уверению разработчиков, она составляет 30—35%). Система скопирована со шведской, которая давно и успешно применятся в Скандинавских странах.

Ночной тариф потребления электроэнергии значительно ниже, и экономия составит около 25%. Использовать электроотопление ночью удобно еще и потому, что ночь — самая холодная часть суток, к тому же это время сна.

Вообще, за электроэнергией будущее. Есть ситуации, при которых невозможно применять никакие другие источники энергии, кроме электричества. Особенно эффективно и дешево использовать электроэнергию для обогрева при наличии домашней ветровой, солнечной или водяной мини-электростанций. Пока почему-то не налажен промышленный выпуск подобных установок и потому сдерживается их повсеместное применение, но это вопрос ближайшего будущего.

Другим современным видом электроотопления является прямое лучистое (или длинноволновое) отопление — с помощью инфракрасных излучающих обогревателей. ИК-обогреватели обладают хорошим местным нагревом, т.е. максимальная отдача тепла будет ощущаться, когда находишься под ним. И чем выше он расположен, тем сильнее обогрев. Вначале нагревают ся пол и предметы у пола: кровати, столы, стулья, другая мебель и вещи. ИК-излучатели располагают в столовой над обеденным столом, в гостиной над диваном или комплектом мягкой мебели, и во всех других местах, где члены семьи могут отдыхать. Особенно необходимы ИК-излучатели в спальнях над кроватями, тогда сон обязательно пройдет в тепле. Иными словами, система инфракрасного обогрева очень хороша как источник направленного тепла в отдельных зонах дома. Она может использоваться в качестве эффективного отопления в дополнение к основному. Для жилых помещений высотой до 3,2 м подходят приборы мощностью 250— 300 Вт/м2 с температурой излучения поверхности 80—120°С. Для более высоких потолков (3,5—10 м) нужны более мощные приборы с температурой излучения поверхности 300—900°С. В целом достигается равномерное и комфортное распределение температуры по вертикали помещения. По этой характеристике комфортности ИК-излучатели уступают лишь теплому полу. При установке инфракрасных обогревателей также достигается экономия капитальных затрат.

Приборы электроотопления (электроконвекторы) подключаются к сети без розеток через систему термостатов, позволяющих регулировать и программировать режимы обогрева в широком диапазоне. Капитальные затраты на установку электроотопления составляют 5—10 долларов на 1 м2 площади. Стоимость монтажа составляет около 20% от цены оборудования. Система монтируется за несколько дней. Электроконвектор представляет собой нагреватель в металлическом корпусе, внутри которого находится воздушный нагревательный элемент (ТЭН). Как правило, его помещают в керамику и в ребристый радиатор, чтобы увеличить площадь нагревательного элемента. Конвектор может крепиться к стене, устанавливаться на полу и в полу. Диапазон мощностей — от 500 до 3000 Вт, вес — от 2,8 до 9,2 кг. Рабочая температура составляет обычно 70—95°С. Конвектор не пересушивает воздуха, не меняет его влажности, не сжигает кислорода.

С помощью программного устройства можно задать любой тепловой режим в помещении и установить график обогрева сучетом реальной потребности в тепле. Это позволяет экономить значительное количество электроэнергии. Некоторые виды электроконвекторов выпускаются со встроенными термостатами. Если в комнате несколько электроконвекторов, то целесообразней установить один термостат на всю группу приборов.

Экономия электроэнергии зависит от условий проживания, ночью можно снизить температуру на 3—4°С, в необитаемых помещениях — еще больше — на 7— 10°С. Утром, уходя на работу, можно в целом снизить температуру в доме. Можно запрограммировать недельный почасовой график температур в каждом помещении с использованием встроенных часов и в заданные моменты снижать или повышать их уровни.

Прямое электроотопление помимо основных преимуществ не сжигает кислород, не пересушивает воздуха, еще и не создает пыли. Обогрев помещений с помощью электроконвектора является еще одним видом прямого электроотопления, наряду с инфракрасными излучателями и системой «теплый пол». Само название прибора указывает способ, с помощью которого он работает: по мере нагревания, воздух поднимается вверх (конвекция), перемешивается с более холодным и тем самым происходит обогрев помещения.

В настоящее время существует большой выбор электроконвекторов, в основном это импортные марки: «Atlantic», «Airelec», «Supra» (Франция), «Ensto» (Финляндия), «Frico» (Швеция), «Convector» (Польша), «Nobo» (Норвегия), «Siemens», «Stiebel Eltron» (Германия). При ремонте или строительстве приборы можно заделывать в стены, полы, плинтуса с выходом наружу лишь вентиляционной решетки, через которую подается теплый воздух. Не встроенные конвекторы имеют изящный дизайн и не портят вид помещения, хорошо вписываются в интерьер. Есть высокие и низкие, настенные и напольные приборы. В основном выпускаются высокие приборы (40—45 см); низкие плинтусные имеют высоту около 15—20 см.

Высокие конвекторы имеют более высокотемпературный ТЭН. За счет высоты и подогрева конвектор создает хорошую тягу, и воздух интенсивно нагревается. Низкие (плинтусные)

Распределение тепла от нагревательных приборов

1---- 1—I--- 1--- 1--- 1-- 1--- Г

16 18 20 22   24 26 28   30       Температура, С⁰ идеальная кривая распределения температуры по высоте помещения; при использовании радиаторов водяного отопления; при инфракрасном потолочном обогревателе; теплый пол; при конвективном отоплении.

График 3

конвекторы очень удобны для установки под низкие окна, двери, витражи. Они пропускают через себя воздух менее интенсивно, но за счет большей длины их эффективность тоже значительна. Еще одно преимущество низких конвекторов: они лучше и равномерней прогревают нижнюю часть помещения.

Электроконвекторы удобно использовать в качестве дополнительного отопления. С ними можно не зависеть от резких похолоданий, особенно в осенне-зимний период. Повышение температуры — почти мгновенное. Особенно часто устанавливают электроконвекторы в ванных комнатах, где требуется быстро повысить температуру перед мытьем.

С точки зрения комфорта самым лучшим видом отопления является система «теплый пол», обеспечивающая самую высокую температуру внизу, у пола, к потолку она снижается.

Для маленьких детей теплый пол просто незаменим. Ведь на нем они проводят свое время.

На графике 3 представлено распределение тепла по вертикали от разных нагревательных приборов. Хорошо видно, что ближе всего к идеалу система обогрева с помощью теплых полов. Сравнительно неплохо действует ИК-обогреватели, создавая внизу относительно теплую среду. Радиаторы и калориферы за счет конвекции воздуха больше нагревают верхнюю часть помещения, остужая напольное пространство. Собственно теплый пол — это тоже конвективные потоки, но от пола, и поднимаясь вверх, теплый воздух постепенно остывает. Другое дело, что с помощью теплых полов дом не натопишь. Их можно использовать как дополнительный источник обогрева и как дополнительное условие комфорта.