Обзор систем отопления для частного дома. Часть 1

В городских квартирах практически нет вариантов по отоплению, так как уже все придумано и подведено, остается лишь платить за гигакалории тепла. Однако даже в квартире можно дополнить центральную систему отопления. Что ж, частный дом - абсолютно автономен, и все будет зависеть от ваших возможностей, доступности энергоносителей и выбранной технологии. Предлагаем обзор систем отопления, выбор всегда за вами. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, водяные теплые полы и другие, например, такое экзотическое, как геотермальное.

ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Оно было известно уже в Древнем Риме, а в таких странах как Испания, Корея, Китай, Россия - служит технологически неизменно до настоящего времени. Да, я имею в виду печи, камины и прочее. Смысл воздушного отопления прост: нагрев воздуха и его рециркуляция, либо принудительно, либо естественный. Рынок в данный момент предлагает электрические и газовые конвекторы, конвекционные печи и камины.

Электрические и газовые конвекторы
Такие типы систем отопления нагревают помещение при помощи конвекции воздуха, то есть, холодные потоки, проходя сквозь горячие пластины и жалюзи прибора, нагреваются и попадают в комнату. Прибор может быть оснащён вентилятором для принудительного нагнетания воздуха, что способствует быстрому обогреву помещения. Похожими функциями обладают и газовые конвекторы, но для их функционирования нужны газовая труба и дымоход для удаления остатков горения. Такие приборы нового поколения не только обогревают помещение, но и греют воду для ГВС, что пока ещё не разработано для электрических аналогов. Конечно, цена такого агрегата будет выше, чем у обычных конвекторов, но материальные затраты окупаются повышенным комфортом.

Существует три разновидности такого оборудования:
- настенное;
- напольное;
- встраиваемое.

Печи и камины конвекционные
От младших братьев, греющих воздух электричеством и сгоревшим газом, печи и камины отличаются выбором топлива, как правило - это дерево, брикеты, отходы пилорам и бумага. Смысл тот же - холодный воздух буквально засасывается через нагретые каналы печи и выходит вверх нагретым. Также они могут быть использованы для полноценного воздушного отопления: от каналов идут воздуховоды в другие помещения, где нагретый воздух согревает вас. Такие печи и камины больше подойдут как дополнение к основной системе отопления или для дач, домов с непостоянным проживанием. Как преимущество - экономия топлива и внимания к пиролизным печам, которые дожигают продукты горения в верхней камере и имеют большее время прогорания топлива, до 8 часов горения на полной закладке с минимально открытой заслонкой. К воздушному отоплению можно отнести специальные тепловые завесы, которые отсекают потоком теплового воздуха уличный холодный. Также есть масляные радиаторы, тепловые пушки и прочие элементы, которые являются подспорьем или временным решением. И мы переходим, пожалуй, к самому распространенному решению в системах отопления.

ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ (ЖИДКОСТНОЕ)
Называется оно водяным или жидкостным благодаря используемому теплоносителю, чаще это вода, но так же существуют незамерзающие жидкости, без чего не обойтись в тех системах, где система отопления используется лишь периодически. Во всем остальном вода имеет преимущество над незамерзающими теплоносителями (антифризами), это такие характеристики как: теплоемкость, коэффициент расширения, перекачиваемость, агрессивность к некоторым материалам, и цена. Водяной тип системы отопления функционирует благодаря отопителям, в роли которых могут выступать обычные печи, электрообогреватели (ТЭНовые и электродные), а также газовые, жидко-топливные и твердотопливные бытовые отопительные котлы разных модификаций. К тому же, котлы могут быть многотопливными или универсальными, совмещая в одном приборе несколько видов горючего, например, газ-дизель или газ-дизель-электричество-твёрдое топливо. Так как водяное отопление наиболее распространено не только в частном домостроении, но и в многоквартирных домах, то мы подробнее рассмотрим составляющие элементы этой системы.

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ
Котел
Первый ключевой фактор, определяющий выбор отопительного котла, - топливо, на котором работает котел.

Газовые котлы отопления
Основным видом топлива для индивидуальных котлов выступает магистральный газ. Дешевизна и удобство использования данного вида топлива делают газовые котлы незаменимыми там, где они есть. Газовые котлы по принципу работы можно разделить на: атмосферные, турбированные и конденсационные. Принцип работы атмосферных и турбокотлов примерно понятен. Технология же работы конденсационных котлов подразумевает обильное образование и полезное использование конденсата на стенках камеры сгорания, который постоянно омывает камеру сгорания и отдает свое тепло через вторичный теплообменник. Это позволяет достичь прибавки КПД до 109% (для сравнения: турбированные котлы имеют КПД до 93%). Технология производства конденсационных котлов сделала возможным создание котлов большой мощности, обладающих небольшими габаритами, так, например, конденсационный котел может иметь мощность в 105 кВт, в то время как самый мощный известный мне настенный газовый турбокотел - 42 кВт. Во Франции, Италии и Германии с 2009 года разрешены к использованию только конденсационные газовые котлы. Однако есть у конденсационных котлов и недостатки:
1) конденсационные газовые котлы стоят в среднем в 2-3 раза больше обычных;
2) конденсат, получающийся в результате работы, имеет высокий уровень кислотности, что делает невозможным его слив в септик.

Электрические котлы отопления
Электрические котлы также широко распространены по России и используются как в качестве основного отопительного котла, так и в качестве резервного котла отопления. Основной тип электрокотлов, используемых для отопления частных домов, - ТЭНовые электрические котлы. Здесь в качестве нагревательного элемента используются блоки ТЭН. Отечественные электрические котлы в большинстве своем представляют камеру нагрева, в которой смонтированы электроТЭНы, управляемые автоматами. Импортные электрокотлы стоят в среднем в 1,5-3 раза дороже, однако в большинстве своем в корпусе импортного настенного котла уже смонтированы: циркуляционный насос, расширительный бак и котловая группа безопасности. Электродные электрические котлы используют в своей работе принцип ионизации молекул теплоносителя, которые притягиваются к электродам, повышая температуру теплоносителя, через который проходят. Электродные котлы нашли широкое применение в промышленном отоплении, где используется большой объем электричества и затраты электричества велики. Широкая реклама породила спрос со стороны населения на дешевые электродные котлы для отопления частных домов. Однако стоит помнить, что для электродных котлов необходимо выполнить условия по теплоносителю, согласно техническому паспорту котла.

Твердотопливные котлы
Обилие лесов, лесообрабатывающих, угледобывающих и торфодобывающих предприятий создало в нашей стране идеальные условия для строительства деревянных домов и использования твердотопливных котлов там, где нет газа. Первый и основной вопрос покупателя - долговечность приобретаемого котла. И хотя долговечность современных котлов по большей части связана с их конструктивом и использованием подходящего топлива, покупатель все равно продолжает отдавать свое предпочтение проверенным временем, более дорогим и массивным чугунным твердотопливным котлам. Особое внимание покупателя привязано к объему топки и способу загрузки топлива (верхний менее удобен, фронтальная закладка дров не связана с такими неудобствами, однако верхний способ позволяет значительно увеличить объем топки).

Твердотопливные котлы под уголь имеют небольшую высоту топки, это связано с тем, что пламя от угля невысокое и максимальная температура достигается на расстоянии 10-15 см от горящих углей. В среднем одной закладки угля хватает на 8-9 часов непрерывной работы котла. В то же время, твердотоплив ные котлы, сделанные под топку древесиной, имеют высоту топки
до 35-40 см, это связано с особенностями горения древесины и высотой получаемого пламени. Особое внимание стоит уделить влажности используемых для топки поленьев. Сами производители в своих расчетах КПД и долговечности твердотопливного котла закладывают влажность дров не более 10-15%. Превышение этого порога влажности снижает КПД и время эксплуатации отопительного котла. Идеальные дрова для топки - сухие, из лиственных пород деревьев, продолжительность работы на таких дровах может достигать 5-6 часов на одной закладке.

Пиролизные, или, как их называют, газогенераторные котлы используют в своей работе пиролиз -процесс, происходящий с древесиной при высокой температуре и дефиците кислорода. В процессе пиролиза происходит разложение древесины на кокс и древесный газ, который, попадая во вторую камеру сгорания котла через форсунку, сжигается с максимальным КПД. Для работы газогенераторного котла в качестве топлива используют дрова с влажностью не более 10%. Время работы такого котла на одной загрузке топки может достигать 12 часов.

Дизельные котлы
Получили широкое распространение за счет своей экономичности (топиться дизельным котлом в 2-2,5 раза дешевле, чем электрическим) и комфортности работы. Дизельные котлы распространены как в России, так и в странах Европы и обеспечивают полноту комфортного, регулируемого отопления и горячего водоснабжения (если котлы двухконтурные). Мы уже разложили на типы котлы водяного отопления согласно энергоносителям, но помимо котла в системе есть другие важные составляющие. В квартирах с центральным отоплением котла нет.

ТРУБЫ
Котел в водяной системе отопления лишь нагревает теплоноситель, который нужно гнать по системе в радиаторы, чтобы отдать тепло и вернуться обратно для нагрева. Доставку осуществляют трубы. При устройстве систем автономного отопления параметры трубопроводов будут определяться выбранной схемой и их видом. Так, трубы для отопления частного дома при схеме с циркулярным насосом будут отличаться от изделий для системы, предусматривающей естественную циркуляцию жидкости.

Стальные трубы. Сегодня практически не применяются, поскольку из-за подверженности коррозии их срок службы невелик, монтаж трудоемкий, ремонт сложный.
Медные трубы. Наиболее долговечные и удобные при ремонте, но и самые дорогостоящие.
Металлопластиковые трубы и различные виды полимерных труб (к примеру, из сшитого полиэтилена или армированного полипропилена) - зачастую оптимальный выбор. Если будет выполняться отопление частного дома пластиковыми трубами, при выборе их марки необходимо, в первую очередь, обращать внимание на показатель, характеризующий допустимое давление воды в изделии. Для отопительной системы трубы подбирают не только по химическим и физическим свойствам их материала. В устройстве эффективной системы важную роль играют их диаметр и длина, поскольку сечение труб влияет в целом на гидродинамику. При чересчур маленьком диаметре труб система отопления начинает шуметь.

Основные характеристики труб
Внутренний диаметр - основной параметр любой трубы. Он определяет ее пропускную способность.
Наружный диаметр тоже необходимо учитывать, проектируя систему.
Условный диаметр - округленное значение, которое выражается в дюймах.

Подбирая трубы для отопления загородного дома, нужно учитывать, что для выполненных из различных материалов изделий используются разные системы измерений. Практически все чугунные и стальные трубы маркируют по внутреннему сечению. Изделия из меди и пластика - по наружному диаметру. В особенности это важно, если предполагается монтаж системы из комбинации материалов. Сечение труб влияет на гидродинамику трубопровода, поэтому выбор диаметра труб для отопления нельзя проводить бездумно. Трубы несут теплоноситель в радиаторы, которые отдают тепло. О них и поломаем копья мнений.