Водяное отопление частного дома

В процессе строительства собственного дома или при покупке готового жилья перед каждым владельцем встают вопросы: как устроена система отопления и какова ее эффективность. От этого зависит, будет ли в комнатах тепло в холодные месяцы года, и насколько экономными будут расходы на обогрев.

Наиболее часто в современных частных коттеджах или особняках устанавливаются и уже давно действуют отопительные системы, где теплоносителем является вода. Они также имеют название "водяные системы обогрева". В таких системах горячая вода, циркулирующая по трубам и радиаторам, передает тепло окружающему воздуху. Нагретый вблизи радиатора воздух, расширяясь, поднимается к потолку комнат, вытесняет оттуда более холодный воздух, который опускается вниз, ближе к радиаторам. Таким образом осуществляется обогрев воздуха по всему объему помещения.

В этой статье мы постараемся подробно рассказать о существующих системах водяного отопления, о недостатках уже давно установленных систем и о современных системах теплоснабжения с водой, которая используется в качестве теплоносителя.

Из чего состоит водяное отопление?

Для внедрения водяной системы отопления необходимо, чтобы в комплект оборудования входили:

• источник тепла;
• доводчики тепла;
• система соединительных труб;
• запорная арматура, шкафы и автоматика управления.

Разберемся, что предлагает рынок, рассмотрим кратко преимущества и недостатки отдельных компонентов систем водяного отопления.

Источники тепловой энергии. Что выбрать: котел или тепловой насос?

Для нагрева воды в системах водяного теплоснабжения в частных домах используют для нагревания воды в системах водяного теплоснабжения в частных домах:

• котлы (газовые, электрические, жидкотопливные, твердотопливные и др.);
• тепловые насосы (воздушные, водяные или грунтовые);
• солнечные коллекторы (в паре с котельным оборудованием или с тепловыми насосами).

О том, что системы с газовыми, электрическими или твердотопливными котлами из-за роста тарифов становятся слишком затратными и невыгодными в эксплуатации, говорится много. Хозяева особняков с газовыми котельными ощущают это каждый отопительный сезон. А для владельцев твердотопливных котлов постоянно актуальна задача заготовки и поддержания запаса топлива, которое становится все дороже. Стоит также вспомнить о недостаточном уровне комфорта с твердотопливной системой отопления, вечной заботой о работе котла, проблемы с чисткой котла и дымохода.

Поэтому на замену газовым и электрокотлам или для того, чтобы максимально снять нагрузку с котлов, все чаще в модернизированных системах отопления домов устанавливают тепловые насосы. Большинство тепловых насосов, которые выбираются на замену газовых котлов, - теплонасосы "воздух-вода". Они легко устанавливаются, имеют доступную стоимость и "черпают" бесплатное тепло из окружающего воздуха.

Главными преимуществами теплонасосных систем отопления являются:

• самые высокие показатели энергоэффективности - каждый затраченный киловатт электроэнергии приносит дому от 3 до 5 киловатт тепловой энергии, что намного выше, чем у других систем теплоснабжения;
• не требуются высокие энергозатраты для нагрева теплоносителя, особенно при установке низкотемпературных "теплых полов" или систем фанкойлов;
• высочайший уровень интеллектуального управления с программируемыми режимами и управлением климатом в каждой комнате здания;
• экологически чистая и безопасная система отопления, не требующая надзора, согласований, большой мощности от сети или угрожающих дымоходов;
• расширенная функциональность круглый год: зимой и летом - ГВС, зимой - обогрев, а летом - охлаждение гостиной, спальни и кабинета;
• современные тепловые насосы отлично интегрируются в уже давно установленные системы отопления и идеально подходят для новопостроенных домов.

В качестве другого источника тепла, использующего бесплатную возобновляемую солнечную энергию, для подогрева отопительной и бытовой воды применяют системы солнечных коллекторов, устанавливаемых на солнечной стороне крыши или на опорах возле дома.

Доводчики тепла: радиаторы, теплые полы и прочее

Для распределения тепла по комнатам дома используются:

• настенные радиаторы, устанавливаемые в местах с наилучшим распределением конвекционного тепла и для отгораживания холодного воздуха со стороны окон или балконов;
• контуры теплого пола с уложенными зигзагами или спиралью трубами;
• вентиляторные доводчики - фанкойлы с горячей водой, циркулирующей в теплообменниках;
• внутрипольные и плинтусные водяные системы обогрева.

Радиаторы водяного отопления: как выбрать?

На современном теплотехническом рынке для частного дома можно подобрать радиаторы отопления, подходящие для комнат как по дизайнерскому исполнению и цветовой гамме покрытия, так и по цене. В процессе подбора радиаторов учитываются также:

• тепловая мощность радиатора;
• материал (сталь, чугун);
• максимальное рабочее давление в системе теплоснабжения здания - до 1,0 МПа;
• допустимая рабочая температура теплоносителя, например, до 110 °C;
• состав теплоносителя - вода или водяной раствор;
• способ подключения - диагональное, боковое одностороннее или двустороннее;
• различные комбинации подсоединения радиаторов к вертикальным стоякам и по горизонтали на этажах;
• конструкцию или тип радиаторов, различающихся по высоте, длине и ширине.

Для правильного подбора размеров радиатора учитывают также температуру воды на входе и выходе из него. Разумеется, если подавать теплоноситель, нагретый до меньшей температуры, понадобится радиатор с большей площадью теплоотдачи, чтобы обеспечить нужное количество тепла для конкретного помещения.

На смену старым засоренным чугунным радиаторам при модернизации систем отопления устанавливают аккуратные панельные стальные или секционные алюминиевые радиаторы с улучшенными техническими характеристиками. Для использования в современных домах также подходят надежные чугунные и биметаллические радиаторы - батареи отопления.

Ведущие производители для расчетов систем отопления предлагают данные декларируемой тепловой мощности радиаторов отдельных типов с учетом температуры воды на входе и выходе из радиатора.

Отметим, что для частичного отопления ванных комнат на рынке представлены различные варианты полотенцесушителей, которые также подбираются по тепловой мощности.

Точные расчеты проводит только инженер-теплотехник с опытом внедрения современных систем отопления на основе котельного и теплонасосного оборудования, предлагаемого ведущими мировыми и отечественными брендами. В расчетах учитываются все теплопотери здания, характеристики окон, свойства теплоносителя и его температура.

Водяные теплые полы: преимущества и недостатки

К ряду преимуществ систем водяного обогрева с контурами теплого пола можно отнести следующие:

Наиболее комфортно прогревается нижняя зона помещения, над полом, что особенно приятно для младшего и старшего поколения жильцов дома. Здесь нет тепла, которое сразу направляется от радиатора к потолку и накапливается там.

С помощью датчиков точно регулируется температура пола и воздуха в комнате, что позволяет наиболее экономно обогревать дом.

Тепло, создавая наиболее здоровые условия, распространяется в той зоне, где находятся люди, а не возле окон или стен.

Водяные теплые полы менее затратные в эксплуатации, чем электрические. Воду для контуров "теплого пола" можно нагревать экономнее: с помощью теплового насоса или котла любого типа. Высокие температуры для теплоносителя не нужны, и нет больших нагрузок на электросеть.

К недостаткам таких систем обогрева можно отнести возможность прорыва трубы и затопления при неосторожном ремонте или отделочных работах.

Во время зимней эксплуатации при отсутствии людей дома необходим дежурный режим работы источника тепла с поддержанием минимальной температуры воды в системе или заполнение системы незамерзающим водяным раствором при длительном отключении отопления.

Фанкойлы: способы установки, преимущества

Для распределения тепла и холода в частном доме или особняке в отдельных комнатах могут устанавливаться вентиляторные доводчики - фанкойлы. В теплообменники подается подогретая источником тепла горячая вода. За теплообменником расположен низкошумный вентилятор, направляющий нагретый воздух в нужную зону комнаты.

Такое оборудование незаменимо для создания комфорта круглый год, поскольку может подавать и прохладный воздух, когда от теплового насоса летом в теплообменники фанкойлов подается холодная вода.

Фанкойлы могут устанавливаться на стену как внутренние блоки сплит-систем, в скрытую систему воздуховодов, за подвесным потолком, навешиваться на стену как радиаторы или устанавливаться на полу в удобном месте. Фанкойлы могут управляться автономно с индивидуальными настройками или централизованно с общего пульта.

Существуют и другие типы отопительного оборудования, где в качестве теплоносителя используется вода. К такому оборудованию можно отнести системы внутрипольного водяного отопления, устанавливаемые в структуру пола и защищенные решетками. Такие системы устанавливаются по периметру комнат для отсечения холода, поступающего от высоких "французских" окон или балконных дверей.

Функции запорной арматуры в системах водяного отопления выполняют вентили, термоголовки, "американки", группы безопасности, радиаторные клапаны и краны, переходники, коллекторные шкафы, расширительные баки и другие комплектующие.

Схемы соединения систем радиаторов водяного отопления

Радиаторы в комнатах могут соединяться трубами по однотрубной или двухтрубной схемам, а могут также присоединяться отдельными трубами к общему коллектору - гребенке. Для соединений котла и радиаторов применяют стальные, медные, пластиковые и металлопластиковые трубы. Наиболее износостойкими и не подверженными коррозии считаются медные трубы.

1. В однотрубных системах радиаторы соединяются одной трубой, и в каждом последующем из них температура теплоносителя ниже, что сказывается на отоплении последней в линии комнате. Кроме того, в однотрубных системах невозможно настроить температуру нагрева отдельных радиаторов в цепи.
2. В двухтрубных системах к одной линии, по которой подается горячая вода от котла, поочередно присоединяются все радиаторы контура. По другой трубе - обратной - вода от каждого радиатора отводится обратно к котлу или тепловому насосу. Главный плюс двухтрубных систем - возможность установки терморегуляторов на каждую батарею. По сравнению с однотрубной схемой, монтаж двухтрубных соединений радиаторов занимает больше времени, а по материалам и комплектующим стоит несколько дороже.

1. При соединении отдельных радиаторов к общему коллектору длина труб значительно увеличивается. Но все радиаторы прогреваются одинаково. Такое присоединение еще называют лучевым. Металлопластиковые трубы для подачи и возврата теплоносителя от каждой батареи сводятся к коллекторам, присоединенным на вход и выход воды из котла. Большое количество труб, проведенных по полу или проложенных через стены, требует большего объема теплоносителя и больших энергозатрат. А последующие ремонтные работы следует проводить осторожно, чтобы не повредить спрятанные в пол и стены трубы.
   

   

По организации системы водяного отопления делятся на системы с естественной циркуляцией и принудительной (с помощью циркуляционных насосов). Первые применяются лишь в простейших системах домов малой площади. В современном строительстве внедряют преимущественно экономные системы с регулируемыми схемами распределения тепла и с принудительной циркуляцией.

В случае двух- или трехэтажной планировки коттеджа или особняка применяют также вертикальные стояки и горизонтальные разводки труб и радиаторов. Каждая схема согласовывается на этапе проекта дома или при подготовке проекта модернизации системы отопления.

Выводы

Какое техническое решение принять по организации системы отопления частного дома, решает владелец, согласовывая свой выбор со специалистами по проектированию и монтажу отопительных систем. Приобретая современное теплотехническое оборудование для нового жилья или для усовершенствования существующей системы, главное учесть, что система, которая стоит сейчас дороже, окупается очень быстро благодаря малым затратам на эксплуатацию. Это касается теплонасосных систем водяного обогрева - наименьшие затраты на отопление в течение 3-5 лет оправдывают значительные первоначальные капиталовложения. Будущее теплотехники для частных жилых зданий за надежными и долговечными, энергоэффективными теплонасосными системами, независимыми от ископаемых видов топлива.