Система отопления — это замкнутый цикл, состоящий из отопительных приборов (котла, радиаторов, расширительного бака, циркуляционного насоса, труб), по которым циркулирует теплоноситель — вода или антифриз. Какой из них лучше, единого мнения нет. Одни специалисты считают, что предпочтение нужно отдавать антифризу, поскольку ему не страшна аварийная остановка системы отопления в зимний период (в отличие от воды, которая, замерзнув, может разорвать трубы). Другие возражают, что эта жидкость вызывает коррозию на внутренней поверхности трубопроводов и радиаторов отопления. И даже добавление реагентов, снижающих ее воздействие, не панацея.
На сегодняшний день разработано множество технических и инженерных решений водяного отопления коттеджей. Существующие системы имеют один из двух видов циркуляции: естественную или принудительную. В системах первого вида теплоноситель движется по трубам за счет разницы массы нагретой жидкости в подающем стояке и холодной, остывшей в радиаторах и нисходящих трубах (плотность воды увеличивается, она тяжелеет и возвращается к котлу по обратному трубопроводу).
Во втором случае жидкость движется под действием циркуляционного насоса, мощность которого рассчитана на преодоление сопротивления системы отопления, поэтому электропотребление у него не больше, чем у лампочки. У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки. Естественная циркуляция не поддается автоматическому регулированию: если в доме жарко, горелку в котле придется подкручивать вручную. Система с принудительной циркуляцией более комфортна, но требует наличия электричества.
Теперь, собственно, о котлах. Топливом для бытовых котлов служат газ, солярка, уголь, дрова и электричество. Агрегат может работать на каком-то одном виде топлива или быть универсальным — так называемым комбинированным. Одна из основных характеристик котла — его КПД, диапазон которого обычно составляет 85—98%. Более высокая эффективность может быть только у конденсационных котлов, в них, помимо энергии сгорания топлива, используется энергия конденсации водяных паров (в этом случае применяют термин «условный коэффициент использования»).
Основная часть бытового котла — теплообменник, благодаря ему нагревается теплоноситель. Его конструкция напрямую зависит от материала. Теплообменники изготовляют из чугуна, стали или меди и они могут иметь разный объем. Какой лучше? Здесь нет однозначного ответа. У каждого варианта есть и плюсы, и минусы. Чугунные модели не боятся ржавчины, но много весят, при этом весьма хрупки, так что при неправильной транспортировке или резких перепадах температуры в них могут появиться микротрещины. Кроме того, чугун чувствителен к качеству теплоносителя — жесткая вода может привести к его деформации, а то и полному разрушению. Сталь таким рискам не подвержена, зато может пострадать от коррозии, вызванной конденсатом продуктов сгорания. Меди же он не страшен. Однако для работы медного теплообменника необходим насос, осуществляющий постоянную циркуляцию теплоносителя (чтобы избежать накипи на стенках теплообменника). Благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малой массе и габаритам медные теплообменники часто используют в навесных котлах. В напольных моделях обычно устанавливают чугунные, реже стальные теплообменники. Нужно отметить, что преимущество небольших объема и массы в том, что система отопления регулируется более качественно и быстро, к тому же теплоноситель при нагревании продвигается с большей скоростью, что исключает образование накипи.
Особняком стоят нержавеющий и силуминовый теплообменники.
Первый — весьма недешев, поскольку невосприимчив к термическим нагрузкам, отличается высокой коррозионной стойкостью, а значит, и долговечностью. Такие теплообменники используются в дизельных и конденсационных котлах премиум-класса.
Силумин — это сплав алюминия и кремния. Подобные теплообменники появились на рынке не так давно. Их также используют в конденсационных котлах из-за повышенной стойкости по отношению к химически агрессивному конденсату.
Котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными. Первые — на различных видах топлива и предназначены исключительно для нагрева только теплоносителя или воды. Вторые рассчитаны на обеспечение и того, и другого. Странно было бы, если бы и здесь не возникли разногласия. Сколько пользователей, столько и мнений. Но есть один бесспорный факт: при аварийной или плановой остановке двухконтурного котла потребитель лишается и тепла, и горячей воды. В случае же с одноконтурной моделью нет только отопления, поскольку подобные установки обычно снабжены баком для запаса горячей воды.
Все котельное оборудование разделяется на напольное и настенное. Первый тип монтируется на напольном основании и может работать практически на всех видах топлива. Настенные котлы крепят на стену и в качестве энергоносителя используют только газ или электричество.
Напольные агрегаты выбирают тогда, когда нужно отопить несколько помещений большой площади, а значит, предполагается немалое количество батарей отопления и других устройств, например теплый пол. Они более мощные и, как правило, имеют несколько контуров циркуляции теплоносителя или воды (один контур отвечает за отопление, другой за теплый пол или горячее водоснабжение). Если же дом или дача небольших размеров, достаточно навесного котла — он и дешевле, и компактнее. Если для напольной модели нужна отдельная котельная, то навесную можно установить и на кухне.
Сразу оговоримся, что гнаться за дешевизной, выбирая такое сложное оборудование, весьма рискованно. Здесь цена напрямую связана с качеством, а значит, с надежностью. В недорогих моделях снижение стоимости обусловлено более упрощенными конструктивными и технологическими решениями (тонкие стенки, слабая автоматика, отсутствие системы контроля, низкая надежность горелки). Когда придет время сезонных испытаний в виде лютых морозов, такой котел может запросто выйти из строя. А ремонт его обойдется дороже его стоимости. К слову, об автоматике: она нужна для существенной экономии, поскольку позволяет точно регулировать температуру в помещении (снижать ее, когда в помещении никого нет, или ночью, когда все спят). По самым приблизительным расчетам, охлаждение воздуха на 1 °С экономит 2—4% топлива. Это, конечно, не дешевая опция, однако, оснастив свой котел электронными регуляторами, есть шанс сэкономить до 15% газа.
Второй момент — самостоятельный монтаж котла. Делать этого не стоит. Это ведь не полку прибить. Даже если все разрешительные бумаги в порядке, лучше, если это сделают специалисты, особенно, если котел на гарантии. В противном случае гарантийного и постгарантийного обслуживания вам не видать. А от поломок никто не застрахован. Можно рискнуть, только если речь идет об электрической модели или котлах на твердом топливе, которые, по сути, являются камином, а значит, для частных домов их установка не нормируется. Домовладельцы сами заботятся о безопасности (обеспечивают качественный дымоход и приточно-вытяжную естественную вентиляцию, изолируют котел от легковоспламеняющихся и горючих материалов, запасаются огнетушителями). Если же это газовый котел, учтите, что он относится к газовому оборудованию и его монтаж имеет право делать только специализированная организация с соответствующим лицензированием.
Какую мощность котла выбрать
Понятно, что систему отопления необходимо проектировать индивидуально — с учетом материала, из которого построен дом, в каком режиме он эксплуатируется (круглогодично или сезонно). Нелишне будет проконсультироваться со специалистом в области газо- или теплоснабжения. Самый простой расчет предполагает следующее соотношение: на отопление 10 м² утепленного дома с высотой потолков до 3 м требуется примерно 1 кВт мощности. Некоторые специалисты советуют придерживаться определенных норм.
Чтобы избежать постоянной работы котла на предельной мощности, необходимо к полученному значению мощности прибавить 20%. Если котел планируется использовать и для получения горячей воды, понадобится модель с почти удвоенной мощностью.
Твердотопливные котлы
Твердотопливные котлы уместны прежде всего там, где нет газа и электричества. Как правило, они не могут работать без помощи человека — загрузка твердого топлива (бурого или каменного угля, брикетов, древесины или древесных отходов) и очистка от золы производится вручную. Выпускают модели с автоматической подачей топлива, но из-за высокой стоимости и дорогого обслуживания у нас они не распространены.
Несколько десятилетий назад нельзя было поддерживать и требуемую температуру теплоносителя без участия человека. Современные же агрегаты представляют собой усовершенствованное оборудование, призванное решать задачи автономного отопления там, где другие приборы не справляются. Они экологичны, просты в эксплуатации и доступны обычному пользователю. Наиболее прогрессивные модели автоматически поддерживают заданную температуру теплоносителя (воды) благодаря применению механического терморегулятора, напрямую соединенного с воздушной заслонкой. Если температура становится выше заданной, заслонка прикрывается, и процесс горения замедляется.
Некоторые котлы оснащены термометром, манометром для контроля давления в отопительной системе, защитой от перегрева — конструкцией предусмотрен контур охлаждающей воды. Более того, КПД твердотопливных приборов приблизился к уровню газовых и составляет 80-90%. Все эти несомненные достоинства сделали эту группу котлов весьма востребованной в а высокие экологические показатели обеспечили им популярность в Западной Европе, в первую очередь, в Германии и Австрии.
Ассортимент твердотопливных агрегатов не так широк, но производителей достаточно много: Buderus, Junkers, Viessmann (Германия), Atmos, Dakon, Орор (Чехия), Roca (Испания) Thermia, Jama (Финляндия), Ferolli (Италия), ЗАО «Агроресурс» (Украина), «Альтеп-Центр» (Украина).
По конструктивному исполнению это модели напольного типа (диапазон мощности 6—80 кВт). Они считаются идеальным вариантом для домов небольшой площади. Различают универсальные энергонезависимые (не требующие подключения к электросети) и газогенераторные котлы (с пиролизным сжиганием древесины).
Большинство моделей первого типа работают на буром и каменном угле, дровах, коксе или брикетах. Как правило, их изготовляют из чугуна, реже — из стали. Их производят многие солидные компании, специализирующиеся на выпуске отопительной техники. К примеру, Junkers предлагает отечественному потребителю модели серии Supraclass. Выпускаются также модификации, предназначенные исключительно для высокоэффективного сжигания древесины и древесных отходов (КПД до 78%; одной закладки топлива хватает на 6-10 ч).
«Дровяные» модели часто маркируются буквой D (к примеру, Dakon, серия DOR D). Камера сгорания такого котла дополнена жаростойкими сегментами и шамотными досками, которые играют роль катализаторов в процессе сжигания древесины. Для более удобного обслуживания эти агрегаты снабжаются увеличенным зольником и большим загрузочным отверстием. Еще одно преимущество — возможность сжигать дрова с влажностью до 35%.
К основным достоинствам газогенераторных моделей (изготовляются из стали) относят высокий КПД (до 85%) и простоту регулирования мощности. В них горят не только дрова, но и древесный газ, выделяющийся под воздействием высокой температуры. При нормальной отопительной нагрузке загружаемого топлива хватает примерно на 8—12 ч работы.
Недостатки такого оборудования: необходимость электропитания и более высокая (примерно в два раза) цена по сравнению с традиционными твердотопливными котлами. Пиролизные приборы отличаются от котлов поверхностного горения более низким выбросом вредных веществ и почти полным отсутствием золы. Широкий диапазон модуляции мощности таких моделей (38—100%) повышает удобство обслуживания, поскольку значительно увеличивает интервал между загрузками топлива (до 15—20 ч). С помощью штуцеров большого диаметра котел можно подключить к имеющейся системе отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Однако модель больше приспособлена для работы с принудительной циркуляцией, поскольку оснащена встроенным защитным теплообменником для ограничения температуры подачи.
Для повышения эффективности работы такого котла между ним и системой отопления целесообразно установить бак-аккумулятор на 400—500 л (или около 25 л на 1 кВт мощности). Во время активного горения топлива он забирает воду из котла, а когда прибор остывает, подпитывает его водяную «рубашку» и систему отопления горячей водой. Благодаря этому не только поддерживается постоянная температура в доме, но и сохраняются условия для лучшего сжигания топлива. Да и подбрасывать его в котел можно реже, что дает значительную экономию.
Специалисты рекомендуют использовать твердотопливные котлы и в качестве резервных источников тепла — для поддержания температуры в доме на уровне 10—15 °С при длительном отключении газа и (или) электричества. Для этого как нельзя лучше подойдут котлы Buderus (диапазон мощности от 13 до 42 кВт), в частности чугунная модель Logano G 211, работающая на угле, коксе и древесине (модификация D). Агрегат оборудован приемным бункером и заслонкой подачи, рассчитанной на поленья длиной до 68 см. Он весьма компактен, поэтому не занимает много места. Учтите, что при покупке и установке твердотопливного котла необходимо, чтобы и дымоход был устроен с соблюдением всех требований (они должны быть указаны в инструкции, прилагаемой к прибору). От этого зависит хорошая тяга.
Одно время очень активно пропагандировались так называемые гранульные (пеллетные) котлы, в которых в качестве топлива используются древесные гранулы (пеллеты), спрессованные на специальном прессе из древесной стружки, древесных опилок и прочих остатков деревообрабатывающей промышленности. По КПД они вполне сравнимы с котлами на природном газе и значительно превосходят их по экологичности.
Котлы на пеллетах имеют высокий уровень автоматизации и обеспечивают программирование режимов работы и поддержание заданной температуры. Топливо попадает в топку в нужном объеме с помощью винтового транспортера по мере необходимости, благодаря чему котел может работать без участия человека, например, пока есть пеллеты в оперативном бункере (до 7 суток и даже более). К слову, остаточную золу можно использовать как удобрение. Мощность гранульных котлов, устанавливаемых, как правило, в коттеджах, составляет от 15 до 500 кВт. Некоторые модели могут быть оснащены дополнительным контуром ГВС (горячего водоснабжения). Котлы на пеллетах не требуют специального обслуживания. Чистка золы осуществляется, как правило, 1 раз в месяц. Последний довод «за» — срок «жизни» котла, который составляет 20 лет и более.
Однако в этом секторе не все так радужно. Во-первых, в европейских странах закупку и установку оборудования на биотопливе субсидирует государство. Во-вторых, те, кто все же рискнул приобрести этот очень недешевый агрегат, жалуются на отсутствие гарантий по поставке пеллет и нормального сервиса по их доставке. Опять же сами пеллеты стоят немало. К тому же, для их хранения требуется помещение объемом примерно 10 м³ — из расчета, что в среднем масса одного кубометра гранул 600-700 кг, в сутки понадобится примерно 200 кг (при максимальном расходе 10 кг/ч). Итого средний расход в месяц — 6000 кг.
Если уж так хочется испытать на себе выгоды «пеллетного» обогрева, можно приобрести пеллетную горелку и оборудовать ею твердотопливный котел. В случае перебоев с пеллетами можно снова перейти на дрова и уголь.
Газовые котлы
Газовые котлы — самые популярные, поэтому рынок предлагает множество модификаций — на любой вкус и кошелек. Попробуем сориентироваться в этом широком модельном ряду.
Газовый котел эффективен там, где есть магистральный газопровод. Он может работать как на природном, так и на сжиженном баллонном газе, достаточно заменить форсунки и перенастроить газовую автоматику. Это дает возможность использовать его и в том случае, если местность не газифицирована. Такой котел обладает высоким КПД и прост в эксплуатации: не надо следить, достаточно ли топлива, поскольку газ подается постоянно, процессом можно управлять автоматически.
Газовые котлы небольшой мощности, которые оослуживают дома площадью 50—300 м2, выпускают в настенном варианте, их можно монтировать где угодно. Они представляют собой мини-котельную, оборудованную расширительным баком и циркуляционным насосом, что избавляет от необходимости отдельно их приобретать и монтировать. Для напольной модели нужна котельная площадью не менее 8 м², при этом агрегат не должен стоять вплотную к стене или между двумя стенами.
Газовый котел обязательно снабжается автоматикой, «реагирующей» на утечку газа и полностью перекрывающей газовую трубу, если это вдруг случится. Допустим, у вас есть дача, но нет гладкостеннного утепленного дымохода диаметром не менее 150 мм (а именно таковы строительные нормы). Да и устраивать его, честно говоря, негде. А газ есть. Выход — так называемые турбированные котлы, в которых подача воздуха для горения и отвод продуктов сгорания производятся с улицы с помощью встроенного вентилятора через специальные воздуховоды малого диаметра. Коаксиальные трубы для принудительного отвода через стену включаются в комплект поставки и в стоимость газового котла. Коаксиальный дымоход представляет собой две трубы большего и меньшего диаметра, расположенные одна в одной (внутренняя — для отвода продуктов сгорания, внешняя — для подачи воздуха к горелке). Вентилятор расположен внутри котла. Такая система применяется для настенных котлов мощностью не более 30 кВт. У турбированных котлов КПП до 95%.
Котлы оборудуются двумя типами горелок: атмосферными и наддувными (вентиляторными). Атмосферные горелки несложны в обслуживании, в работе бесшумны и стоят дешевле, чем наддувные. Они часто бывают сменными и могут использоваться для нескольких видов топлива. Наддувные горелки имеют больший КПД и не зависят от перепадов давления в газопроводе. При этом они не входят в комплект и продаются отдельно. Такой вариант удобен, если к участку пока не подведена газовая магистраль, но это может случиться в самое ближайшее время. В качестве дополнительного топлива можно использовать дизель. Учтите, что жидкотопливная наддувная горелка стоит не меньше котла.
Совет
При покупке газового котла удостоверьтесь в том, что он сертифицирован, иначе возможны проблемы с регистрацией прибора. Сравните серийный номер и характеристики котла, указанные в сопроводительных документах, с теми, что нанесены на внутреннюю сторону дверцы. И еще: открыть газовый вентиль и пустить котел в эксплуатацию имеет право только сотрудник газового хозяйства после проверки качества его установки и соответствия расположения котла существующим нормам и правилам.
Котельная
К помещению, в котором будет установлен газовый котел, предъявляется ряд строгих требований, невыполнение их может привести не только к значительным штрафным санкциям, но и к несчастным случаям. Помните, что газ чрезвычайно горючее и взрывоопасное вещество, так что вести себя с ним нужно крайне осторожно.
Установка газового оборудования в жилых комнатах, ванной и санузле запрещена. Одноконтурный котел мощностью до 60 кВт можно установить в любой из комнат дома. Двухконтурный котел нельзя монтировать в кухне. Устанавливать котел мощностью от 150 кВт до 350 кВт можно только на первом или цокольном этаже.
Помещение котельной должно иметь следующие характеристики:
- Высота потолков — не менее 2,5 м.
- Обьем — не менее 15 м³.
- Предел огнестойкости стен не менее 0,75 часа.
- Наличие окна, минимальную площадь которого нужно рассчитать исходя из того, что на 1 м³ объема помещения должно приходиться 0,03 м² площади окна.
- Вентиляционная решетка в нижней части двери или стены в соседнюю комнату. Ее площадь можно рассчитать исходя из следующей формулы: 8 см²/1 кВт мощности котла.
- Ширина двери — не менее 80 см.
- Наличие в помещении газоанализатора и клапана, автоматически перекрывающего подачу газа в случае его утечки.
- Жидкотопливные котлы
Жидкотопливные котлы, работающие на солярке (дизельном топливе), с КПД до 90%, близки по производительности к газовым и уместны в случае немаленькой площади дома, при отсутствии газопровода рядом. Если обеспечить еще и автономный источник электропитания (для работы автоматики, горелки, насосов), независимость будет полной. Для установки такого котла не нужны разрешительные документы, но к нему должна быть присоединена емкость для хранения запаса топлива (на 2—5 т для сезонного отопления дома площадью 300—400 м2). Обычно это баки, которые продаются вместе с оборудованием. Если размеры участка позволяют, можно бак для хранения топлива не держать в котельной, а вкопать в землю. В этом случае роют котлован, заливают его бетоном и устанавливают бак. Его нужно как следует закрепить, чтобы весной он не всплыл из-за талых вод. Топливопровод от бака до горелки котла также прокладывают в земле.
Как и у любого котла, у жидкотопливного есть несколько «но»: для такого агрегата необходимо отдельное помещение, оснащенное отверстием под дымоход и вытяжкой, к тому же, он коптит и требует периодической чистки. Кроме того, что сам котел стоит немало, навесная горелка тоже дорогая. Высока и стоимость солярки. Это, конечно, дешевле, чем электричество, но гораздо дороже газа и дров. Плюс нужно позаботиться о постоянном наличии топлива, для чего рекомендуется сразу закупить на заправке цистерну.
В основном, жидкотопливные котлы — одноконтурные. Для подогрева воды нужен бойлер. Чтобы он не вступил в техническое противоречие с выбранной моделью котла, желательно приобретать бойлер от того же производителя (они, как правило, имеются в «котельном» ассортименте). Но при желании можно заказать и двухконтурный агрегат (мощностью до 45 кВт), который включает встроенный бак-аккумулятор или проточный пластинчатый теплообменник, а также все необходимые элементы обвязки для горячего водоснабжения. К слову, в отличие от более мощных моделей, где дизельная горелка навесная и приобретается отдельно, в маломощных она часто встроена. Вы можете купить котел одной фирмы, а горелку — другой, это не принципиально. Но инженеры уверяют, что подобрать все элементы одного и того же бренда разумнее — чтобы система «котел —автоматика — горелка» работала на все сто. Часто возникает вопрос, как рассчитать расход жидкого топлива. Ориентировочно этот расход (при работе котла на полную мощность) можно прикинуть по очень простой формуле: Расход топлива (кг/ч) = мощность горелки (кВт) х 0.1.
Электрокотлы
Электрокотлы делятся на электродные и тэновые. Вторые пользуются большей популярностью, поскольку более надежны и не особо зависят от качества теплоносителя. Кроме того, они подразделяются на однофазные — 220 В (до 7 кВт) и трехфазные – 380 В (более 12 кВт). КПД – не менее 96%.
Электрокотел конструктивно гораздо проще, чем газовый. Основными его элементами являются теплообменник, состоящий из бака с укрепленными в нем электронагревателями (ТЭНами), а также блок управления и регулирования.
Главное достоинство таких котлов — возможность автоматизации их работы и простота поддержания заданной температуры в каждом помещении. Кроме того, электрические модели демократичны по цене, просты в монтаже и эксплуатации, Не требуют регулярного сервисного обслуживания, весят мало и компактны — для них не нужно выделять отдельное помещение. К тому же, они безопасны, поскольку нет открытого пламени, и экологически чисты (не имеют выбросов в атмосферу). Самые продвинутые модели не «капризны» и спокойно выдерживают перепады напряжения в электросети, а также оснащены автоматической защитой от перегрева и слива теплоносителя.
Вообще, комплектация бывает самая разная: одни модели укомплектованы циркуляционным насосом, расширительным баком, группой безопасности, выносным программатором (готовая котельная). Другие не комплектуются ничем сверх положенного.
Многие солидные производители стараются сделать такие котлы максимально экономичными. Так, модели мощностью более 6 кВт конструируют с несколькими ступенями мощности, что позволяет не включать котел на полную мощность, когда это не требуется, например, в межсезонье. Если подключить к электрокотлу выносной термостат или программатор, то можно без проблем регулировать температуру в помещении или менять ее по заданному графику. Это тоже — в копилку экономии, поскольку время работы ТЭНов составляет примерно 34% общего времени работы котла.
И все же особой популярностью у населения эти котлы не пользуются. Их эксплуатация все равно обходится довольно дорого из-за высоких цен на электроэнергию, да и не всегда на дачном участке можно получить нужное количество киловатт электроэнергии. При этом к дому должен быть подведен кабель большой мощности, для чего потребуется специальное разрешение. Надеяться на котел, который может «бастовать» из-за перебоев с подачей электроэнергии — слишком большой риск, поэтому приходится думать о приобретении резервного источника тепла (обычно это твердотопливный агрегат).
Комбинированные котлы
В некоторых ситуациях наиболее приемлемым оказывается комбинированный котел. Он эффективен для отопления домов площадью до 200 м².
У этого оборудования нет встроенной горелки. Она может быть сменной — для газа или солярки, а может быть универсальной: навесная газовая наддувная горелка, которая подбирается отдельно — отличный вариант для обоих видов топлива. Более того, можно установить горелку, автоматически переходящую с газа на жидкое топливо и наоборот.
Горелки от известных производителей стоят недешево, зато всеядны (потребляют солярку любого качества и не боятся даже лютых морозов). Регулировка системы при переходе с газа на жидкое топливо, как правило, затруднений не вызывает, а вот обратный переход (с жидкого топлива на газ) лучше поручить специалистам.
Выпускаются даже комбинированные котлы, в которых в зависимости от ситуации могут применяться все виды топлива: и газ, и солярка, и электричество, и дрова. Твердое топливо рекомендуется использовать как резервное на случай отказа горелок или как дополнительное при сильных холодах. ТЭНы запускаются в ночное время, когда действует дешевый ночной тариф, либо как подстраховка, когда сгорели дрова или отключились горелки. Однако такая многофункциональность нередко становится объектом критики специалистов по отоплению: чем сложнее конструкция, тем она уязвимее.
Видео
