Огонь, вода, трубы
Человечество давно вдоль и поперек исследовало теплофизические свойства воды.
По крайней мере, все знают, что горячие «батареи» в холодный денек отлично отогревают руки и душу. При этом, как устроено водяное отопление и что на самом деле в «батареях» не всегда содержится именно вода, известно далеко не каждому.
Водяное, а точнее жидкостное отопление настолько распространено, что получило почетный титул «традиционное». Простейший циркуляционный контур оборудовать не так уж сложно, если проведен необходимый инженерный расчет и подобрано оборудование. Потребуются тепловой генератор (он же котел), радиаторы (те самые «батареи»), расширительный бак и система труб с запорной арматурой (кранами).
Что в трубах?
Вода обладает чрезвычайно высокой теплоемкостью и длительное время сохраняет тепло. В качестве теплоносителя можно применять водопроводную или колодезную воду, прошедшую через фильтры и «сдобренную» добавками-ингибиторами. Однако надо иметь в виду, что при отрицательной температуре воздуха такой теплоноситель замерзает. Именно поэтому, если дом остается без присмотра на длительное время, особенно зимой, в систему отопления заливают раствор антифриза.
Круговорот воды
Водяное отопление бывает с естественной и с принудительной циркуляцией.
В первом случае теплоноситель движется к отопительным приборам и обратно под действием гидростатического напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденной и горячей воды. Трубы при такой схеме имеют большой диаметр и прокладываются с уклоном в сторону движения жидкости. Системы с естественной циркуляцией подходят для небольших дачных домов с минимальными требованиями к комфорту.
Создать приятный микроклимат, с возможностью регулировки тепла, позволяет принудительная циркуляция, которая осуществляется за счет работы циркуляционных насосов. «Плюсов» у такой системы множество, а «минус» — только один, зато существенный: необходимость в бесперебойном электроснабжении.
Одна труба или две?
Существует две основные схемы разводки труб к отопительным приборам. При однотрубной теплоноситель последовательно переходит от радиатора к радиатору в кольцевом контуре, разумеется, постепенно остывая.
В результате последняя «батарея» в цепи может оказаться значительно холоднее первой. Поэтому в частных домах чаще используется двухтрубная схема, при которой к каждому радиатору подведена пара: труба, подводящая нагретый теплоноситель («подача»), и труба, отводящая охлажденный («обратка»).
Лучами круче
Двухтрубную схему тоже можно организовать по-разному. Наиболее «продвинутой» считается коллекторная (лучевая) разводка. Когда теплоноситель от стояка подается сначала в распределительный узел — коллектор, — а затем к каждому радиатору отдельно. Такой принцип позволяет отключать и регулировать каждый отопительный прибор независимо от других. Это достоинство, а недостаток — стоимость. Труб требуется много, да и фитинги недешевы.
Традиционная тройниковая система («подача» и «обратка», ведущие к каждому радиатору, врезаются непосредственно в магистрали с помощью тройников) более экономична, но менее удобна. К сожалению, при повреждении какого-либо участка придется отключать все последующие радиаторы.
Сверху вниз и снизу вверх
В обеих системах (двух- или однотрубной) можно по-разному направить движение теплоносителя от котла, который в любом случае находится внизу — в подвале или специальном помещении первого этажа.
При нижней разводке нагретая жидкость поднимается к отопительным приборам. Такая схема легко регулируется и перекрывается. При верхней — вся вода или антифриз сразу поднимается к самой высокой точке системы. Затем происходит горизонтальная разводка к отдельным стоякам. Этот принцип имеет свои преимущества: например, удаление воздуха может быть легко выполнено через центральный стояк. Верхняя разводка применяется в основном в системах с принудительной циркуляцией.
Про котлы
Основным элементом современной системы отопления является котел с управляющей им автоматикой.
В зависимости от вида применяемого топлива котлы бывают газовыми, дизельными, твердотопливными и электрическими. Встречаются также универсальные модели, работающие как на жидком, так и на газовом топливе. В последнее время, в связи с широким внедрением энергосберегающих технологий, распространение получили конденсационные агрегаты — использующие энергию уходящих газов.
По способу установки различают настенные и напольные котлы (напольные более долговечны, мощнее и могут применяться для теплоснабжения больших зданий). По назначению — двухконтурные (предназначенные для отопления и горячего водоснабжения) и одноконтурные (только для отопления).
Котлы, насосы и другое отопительное оборудование рассчитываются именно на применение воды в качестве теплоносителя. Применение антифриза, не одобренного производителем, может привести к выходу оборудования из строя и снятию гарантии.
Зачем нужен расширительный бак
Эти устройства необходимы во всех разновидностях систем отопления. Дело в том, что вода в процессе нагревания расширяется, а при остывании ее объем уменьшается. При этом создаются большие перепады давления, которые расширительные баки нейтрализуют, принимая избыток воды и скопившегося воздуха.
Расширительные баки бывают открытыми (сообщающиеся с атмосферой) и закрытыми (мембранные), и устанавливаются соответственно в одноименных циркуляционных контурах. В закрытых баках роль нейтрализатора давления выполняет сжатый воздух.
Отопительные приборы
Подразделяются по способу и объему теплоотдачи, виду нагревательной поверхности, размеру и материалу изготовления. На современном рынке представлены секционные радиаторы, изготовленные из чугуна, стали, алюминия, панельные стальные радиаторы, напольные и внутрипольные конвекторы. Конкретную модель подбирают, анализируя характеристики. Важно знать, на какое рабочее давление и температуру теплоносителя рассчитан прибор, каково его опрессовочное (испытательное) давление. Необходимо учесть, одно- или двухтрубная система отопления в доме, какие теплоноситель и диаметр подводящих труб, подойдет ли «батарея» по размерам. Не следует забывать и об эстетической составляющей.
Энциклопедия строителя
Бытовой антифриз (водный раствор этиленгликоля либо пропиленгликоля) — жидкий теплоноситель, используемый в системах отопления. Имеет широкий рабочий диапазон от –65 °С до +112 °С. Входящие в его состав разнообразные добавки увеличивают срок эксплуатации сети, защищают от ржавчины металлические трубы и арматуру. Антифриз на основе этиленгликоля — ядовит, даже незначительная его доза (100 мл) при попадании в желудочно-кишечный тракт может быть смертельна для человека. Антифриз нельзя применять в системе отопления с оцинкованными трубами.
Ингибиторы — вещества (средства), тормозящие химические реакции. Применяются для предотвращения или замедления нежелательных процессов, например коррозионного разрушения металлов, окисления топлива, смазочных масел, старения полимеров и т. д.
Мнение эксперта
Шульгин Сергей Николаевич, технический директор ООО ГК «СВЭМ»:
При создании системы отопления в загородном доме не следует экономить, отказываясь от проекта. Вот пять аргументов:
1. Компании, осуществляющие монтаж отопления без проекта, определяют стоимость своей работы на глазок, часто добавляя к реальной сумме 20–30 %.
2. Вы переплатите за ненужное оборудование, заложенное «на всякий случай».
3. Если возникает спорная ситуация в процессе монтажа, вы можете оказаться совершенно беспомощны, ведь документа с четко прописанными параметрами будущей системы нет.
4. Проектная документация часто запрашивается надзорными органами. Например, газовая служба выделит газ только после того, как ознакомится с теплотехническим расчетом, на основании которого подбирается котел.
5. Располагая проектом, можно в дальнейшем грамотно спланировать проведение дополнительных работ в доме.
Проект системы отопления, выполненный квалифицированными специалистами, является гарантом комфорта и безопасности.