Отопление коттеджа

Если вы планируете строительство или капитальный ремонт дома, то вопрос организации системы отопления должен стать одним из первых на повестке дня. Необходимо установить котел, дополнительное оборудование и автоматику, проложить по всему дому десятки (а иногда и сотни) метров труб, смонтировать отопительные радиаторы — вот неполный перечень работ, которые предстоит выполнить, прежде чем дом станет пригоден для круглогодичного использования. И делать это все нужно до обустройства и отделки внутренних помещений.

Конечно, вы вряд ли будете проектировать систему отопления и осуществлять ее монтаж самостоятельно: для этого необходима не только соответствующая квалификация, но и солидный практический опыт. Специалисты помогут вам выбрать оборудование и найти оптимальные технические и проектные решения, исходя из ваших потребностей и материальных возможностей. Однако в каждом конкретном случае к решению одних и тех же проблем можно подойти по-разному, и любому профессионалу это прекрасно известно. Поэтому какие-то вопросы вам все равно придется решать самостоятельно, хотя и при участии специалистов.

Система отопления

Первый из таких вопросов — выбор принципиальной схемы системы отопления. В самом первом приближении их делят на одно- и двухтрубные. «В однотрубных системах отопительные приборы (например, радиаторы) включены последовательно.

Нагретый в котле теплоноситель (вода или водные растворы гликоля) циркулирует по кругу, перетекая по трубам из радиатора в радиатор, поочередно отдавая тепло каждому из них и затем возвращаясь обратно в котел для подогрева. Получается замкнутое кольцо, — объясняет Антон Белов, заместитель директора отдела тепловой автоматики компании «Данфосс», крупнейшего мирового производителя энергосберегающего оборудования для систем отопления. — В двухтрубных схемах отопительные приборы включены параллельно. Есть два трубопровода, изначально не замкнутых между собой.

По одному (прямому) нагретый теплоноситель подается в систему из котла, по второму (обратному) остывший теплоноситель поступает из системы в котел. Из прямой трубы в обратную вода перетекает через радиаторы».

К преимуществам однотрубной системы можно отнести относительно более простой монтаж, меньшую общую длину трубопроводов, менее сложную их конфигурацию и, как следствие, меньшую стоимость сметы. Если дом одноэтажный, имеет небольшую площадь (в районе 100 м2) и в системе отопления не предусмотрены никакие приборы, кроме собственно радиаторов (например, теплые полы и пр.), то вполне можно остановиться на этом варианте. Если же коттедж имеет более одного этажа, достаточно большую площадь (а сегодня в России это в среднем 300-400 м2) и сложную планировку с помещениями, требующими использования отопительных приборов различного типа, то однотрубная система вряд ли будет хорошим решением.

Во-первых, поскольку отопительные приборы в ней включаются последовательно, то в каждый следующий вода попадает, уже отдав определенное количество теплоты предыдущему. То есть первый радиатор в цепочке всегда самый горячий, а последний — самый холодный из всех1. «Если цепочка длинная и непростая, то правильно рассчитать систему так, чтобы нигде не было слишком жарко или, наоборот, недостаточно тепло — задача не из простых. А любая проектная ошибка может стать фатальной», — отмечает Антон Белов.

Во-вторых, внести в такую систему какие-либо изменения, «надставить» ее или добавить дополнительные отопительные приборы впоследствии зачастую невозможно. Поэтому, если вы решите пристроить к дому дополнительное помещение или, например, обустроить комнату для гостей в мансарде, то провести туда отопление будет непросто.

В-третьих, однотрубная система менее эффективна: на отопление дома той же площади она почти всегда будет расходовать больше тепла, чем двухтрубная.

Объясняется это просто. В двухтрубной системе расход теплоносителя зависит от того, сколько отопительных приборов в данный момент включено и на какую мощность. Если все радиаторы перекрыть, то циркуляции не будет и котел сбросит мощность. В однотрубной, где радиаторы включены последовательно, нагретая вода должна циркулировать постоянно, даже тогда, когда система работает вхолостую.

В отличие от однотрубной, двухтрубная система гораздо более вариабельна. Например, ее можно сделать как с верхней, так и с нижней подачей теплоносителя. Кроме того, применяются различные схемы разводки, позволяющие максимально учесть особенности планировки и ваши потребности. Наиболее часто встречаются схемы подключения «шлейфом» (когда прямой и обратный трубопроводы последовательно обходят все отопительные приборы) и «звездой» (в этом случае от коллектора к каждому отопительному прибору идет собственная пара труб). Последний вариант позволяет достаточно легко подключить к системе дополнительные помещения, например, если вы захотите пристроить к дому флигель, кухню, мастерскую и т.д. Главное, чтобы мощность котла была достаточной.

Конечно, такая свобода конфигурирования предполагает наличие в системе дополнительных циркуляционных насосов. «Как правило, насос устанавливается в обратном трубопроводе каждой отходящей от коллектора ветви системы отопления, являющейся, по сути, отдельным контуром, «обслуживающим» несколько радиаторов», — объясняет Николай Дяченко, ведущий сервис-инженер компании «Грундфос».

Котел

Второй вопрос, окончательное решение которого зависит только от вас, — выбор котла. Прежде всего необходимо определиться с его типом, а вернее — с типом используемого топлива. На сегодняшний день самый экономичный для большинства российских регионов вариант — газовый котел. Это объясняется как доступными ценами на газ, так и высоким (до 95%, а иногда и более) коэффициентом полезного действия (КПД) самого агрегата, а также его малой инерционностью (при изменении интенсивности горения мощность меняется моментально). К тому же газовое оборудование не всегда требует отдельного помещения для котельной. Например, настенный котел вполне можно разместить на кухне. Работают современные газовые котлы в полностью автоматическом режиме, уровень их безопасности чрезвычайно высок, а стоимость — вполне приемлема (от 25-30 тысяч рублей на небольшой дом).

Выпускаются также котлы, работающие на сжиженном газе. Для его хранения используются специальные емкости, которые обычно вкапывают в землю.

Проще в эксплуатации, и дешевле (ненамного) газовых только электрические котлы. Однако сумма, которую вы увидите в счете за электроэнергию, может сильно подпортить впечатление от удачной покупки5. Кроме того, мощный электрокотел требует подключение к трехфазной линии с напряжением 380 В, а провести ее к своему дому и получить разрешение на использование силового оборудования во многих случая значительно более накладно, чем подключиться к газовой магистрали. От сети же с напряжением 220 В вы сможете запитать котел мощностью не более 6-8 кВт, а для системы отопления этого, как правило, недостаточно, т.к. теплопотери дома в большинстве случаев превышают эту величину. Да и выделенная на дом электрическая мощность может оказаться мала для постоянной работы агрегата, учитывая необходимость использования других мощных электроприборов (например, электроплиты, насосного оборудования и пр.). Поэтому электрокотел целесообразно рассматривать как дополнительный на случай перебоев в газоснабжении (хотя у нас гораздо чаще отключают электричество).

Жидкотопливные котлы почти столь же эффективны и удобны в эксплуатации, как и газовые, однако солярка все-таки существенно дороже. Кроме того, вам, скорее всего, придется оборудовать котельную, так как помимо самого котла нужно где-то размещать и топливные баки (лучше всего вкопать их в землю). Да и запах дизельного топлива вряд ли добавит вашему дому уюта. А поскольку при сгорании солярка дает значительно больше копоти, чем газ, то чистить внутреннюю камеру нужно регулярно: если слой сажи превысит 2 мм, то расход горючего увеличится примерно на 8%. Но в целом, если подключение к газовой магистрали невозможно, котел на жидком топливе будет оптимальным выбором.

Также сегодня выпускаются комбинированные котлы, которые могут работать как на газе, так и на дизтопливе, причем иногда даже без замены горелки (например, ACV, Ivar и др.). Их можно использовать, чтобы застраховаться от перебоев в газоснабжении, а также в том случае, если, например, ваш дом расположен в новом поселке, газификация которого ожидается только через несколько лет.

Наконец, для отопления небольшого дома (особенно расположенного вдали от «благ цивилизации») или дачи можно использовать твердотопливный котел (Viessmann, Buderus, Dakon и пр.), работающий на дровах, угле, пеллетах (гранулированное биотопливо) и т.д. В этом случае придется позаботиться о заготовке топлива и подготовить помещение для его хранения. А также приготовиться к тому, что периодически (от одного до нескольких раз в сутки) вам придется работать кочегаром. КПД твердотопливных котлов, как правило, не превышает 70-80%, а их инерционность весьма высока (за счет остаточного тепла). По вполне понятной причине ограничены также и возможности использования автоматики: подачу твердого топлива невозможно регулировать без непосредственного участия человека.

Мощность котла должна подбираться из расчета 120 Вт на квадратный метр помещений, имеющих окна или внешние стены, и 100 Вт на квадратный метр помещений, их не имеющих. На полученный результат нужно «накинуть» еще 20%, т.к. работающий на пределе мощности котел долго не прослужит. С другой стороны, котел, выбранный с неоправданно большим запасом мощности, может прослужить еще меньше вследствие неизбежного перегрева топочной камеры (вплоть до прогара). Поэтому, если, к примеру, вы собираетесь в самом ближайшем будущем достраивать дом и увеличивать отапливаемую площадь, то можно учесть это при выборе котла. Но покупать его «на вырост», не имея конкретных планов на обозримую перспективу, все же не стоит.

Отопительные приборы

Следующий вопрос, который поставят перед вами специалисты, — выбор отопительных приборов. На рынке сегодня представлены конвекторы и радиаторы самой разной конструкции, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Конвектор представляет собой нагревательный элемент (стальные или медные трубки со стальным или алюминиевым оребрением), заключенный в кожух. Такие приборы нагревают проходящий через них снизу вверх воздух. Они компактнее, проще по конструкции и дешевле, хорошо держат давление, коррозионно устойчивы. Однако мощности конвектора может оказаться недостаточно для эффективного обогрева некоторых помещений. Радиатор6 излучает тепло со своей поверхности. Кроме того, теплообмен в большинстве современных радиаторов имеет и конвективную составляющую, что делает их гораздо эффективнее.

Радиаторы принято классифицировать по материалу изготовления и по конструкции. Они могут быть чугунными, алюминиевыми, биметаллическими и стальными, а также секционными, панельными и трубчатыми.

Привычные всем нам чугунные радиаторы (обычно секционные) слишком массивны и довольно инерционны (долго остывают и нагреваются), что создает трудности в их регулировке и снижает эффективность использования тепла.

Секционными могут быть также алюминиевые и биметаллические радиаторы, которые характеризуются повышенной прочностью, низкой тепловой инерционностью и малым весом. О том, какие из них более надежны и эффективны, ведутся бесконечные споры, однако на практике разница между этими двумя видами отопительных приборов не так уж и велика. Особенно если речь идет об их использовании в системе отопления частного дома, где не может быть значительных скачков температуры или давления воды, а сама она, как правило, достаточно хорошо очищена.

Стальные радиаторы чаще всего бывают панельными или трубчатыми. Панельные представляют собой листы из стали, профилированные и сваренные между собой таким образом, что между ними образуются каналы, по которым течет теплоноситель. Такие приборы очень хорошо отдают тепло, однако имеют относительно небольшой (порядка 10-12 лет) срок службы.

Лучшими по теплоотдаче и надежности на сегодняшний день считаются стальные трубчатые радиаторы, представляющие собой обычно цельную трубу без соединений и сварных швов, которой придается необходимая конфигурация (Arbonia, Sira и др.). Кроме того, такие приборы могут иметь самую причудливую форму, что открывает широкий простор для фантазии дизайнера по интерьерам (встречаются даже радиаторы, «замаскированные» под скамейку – например, Zehnder Bank).

Помимо самих отопительных приборов, нужно выбрать запорную арматуру для их ручного отключения или регулирующие устройства для управления их теплоотдачей. Первый вариант — это хорошо всем известный шаровой кран. Он имеет всего 2 положения — «открыто» и «закрыто»7, а для его переключения необходимо присутствие человека. Такое решение не только создает массу неудобств, но и крайне неэффективно с точки зрения использования тепла, а значит, и топлива, за которое вы будете платить из своего кармана. Кроме того, нужно помнить о физиологической особенности человеческого организма лучше адаптироваться к повышению температуры окружающей среды, нежели к ее снижению. Жару мы всегда переносим лучше, а замечаем — позже, что непременно отразится на среднем уровне нашего теплопотребления и количестве расходуемого топлива.

Ручные вентили, позволяющие частично ограничивать поток воды через радиатор, не перекрывая его полностью, имеют преимущество перед шаровыми кранами. Однако, поскольку внешние факторы (температура на улице, нагрев фасада солнцем, число людей в помещении, количество включенных электроприборов и пр.) постоянно меняются, вентиль все равно нужно постоянно «подкручивать». Нельзя сбрасывать со счетов и «физиологический фактор», о котором говорилось выше. Наконец, регулировать обогрев помещений с помощью вентиля мы можем только «на глазок», полагаясь на свои субъективные ощущения.

Для обеспечения действительно эффективного регулирования, т.е. экономии затрачиваемых на отопление средств и высокого уровня комфорта, были созданы автоматические радиаторные терморегуляторы, способные без вашего участия поддерживать в помещении заданную температуру. Принцип их работы довольно прост. «Основным рабочим элементом терморегулятора является т.н. сильфон — герметично запаянная тонкостенная металлическая колба цилиндрической формы, с гофрированной боковой поверхностью, способная сжиматься и разжиматься вдоль своей оси, подобно гармошке, — объясняет Антон Белов («Данфосс»). — Сильфон заполняют веществом с большим коэффициентом теплового расширения (т.е. заметно меняющим свой объем даже при незначительном нагреве или охлаждении). Когда температура воздуха повышается, гармошка расширяется и давит на шток клапана, перекрывающий подачу воды в радиатор. При охлаждении все происходит в обратном порядке». Настройка температуры реакции термостата осуществляется с помощью вращающейся ручки с температурной шкалой. Она воздействует на подстроечную пружину, изменяя силу давления сильфона на шток клапана. Терморегуляторы способны реагировать на изменение температуры всего в 1°C.

Однако есть у этих устройств и другая характеристика, о которой не всегда пишут на упаковке, — время реакции, зависящее от свойств заполняющего сильфон термочувствительного вещества. Именно этот параметр и должен быть определяющим при выборе устройства. Например, газонаполненные терморегуляторы Danfoss RA реагируют на изменение температуры всего за 8 минут. Это быстрее, чем вы успеете что-то почувствовать. У жидкостных термостатов время реакции в среднем втрое больше — достаточно, чтобы ощутить некоторый дискомфорт. Наконец, твердотельный терморегулятор будет «раскачиваться» от 40 минут до часа, а иногда и дольше. И если на некоторое потепление вы скорее всего не обратите внимания (помним о физиологии), то, как только в комнате станет прохладно, тут же выставите ручку термостата на более высокую температуру. Практически получаем эффект ручного вентиля. В результате средняя температура воздуха в помещениях может оказаться выше оптимальной на 2-6°C, а каждый лишний градус — это 5%-ное увеличение мощности, расходуемой вашей отопительной системой. И соответственно, такое же увеличение расходов на топливо. Считайте сами.

Наконец, вам нужно будет решить, по каким трубам в отопительные приборы будет поступать вода. Повсеместно применявшиеся в прошлом стальные трубы сегодня практически не используются, т.к. монтаж их трудоемок, а срок службы не столь уж и велик (из-за коррозии). Кроме того, ремонт или перекладка стального трубопровода — задача не из простых. Также специалисты не рекомендуют использовать в системах отопления столь популярные сегодня металлопластиковые трубы. Дело в том, что они имеют свойство иногда лопаться на изгибах, причем под воздействием не столько давления, сколько температуры.

Поэтому выбор лучше всего остановить либо на медных, либо на полимерных (например, из армированного полипропилена или сшитого полиэтилена). Медь наиболее долговечна, устойчива к внешним воздействиям и удобна при ремонте, однако ее использование требует немалых финансовых затрат. Поэтому в большинстве случаев оптимальным выбором станут полимерные трубы.

Конечно, мы рассмотрели здесь далеко не все вопросы, связанные с организацией системы отопления частного дома. Однако охватили своим вниманием основные и наиболее общие моменты, на которые следует обратить внимание его владельцу. Определив для себя приоритеты, все остальное вы сможете решить, воспользовавшись помощью специалистов. С новосельем!