Водяне опалення приватного будинку

У процесі будівництва власного будинку або при купівлі готового житла перед кожним власником постають питання: як влаштована система опалення і яка її ефективність. Від цього залежить, чи буде в кімнатах тепло в холодні місяці року, і наскільки економними будуть витрати на обігрів.

Найбільш часто в сучасних приватних котеджах або особняках встановлюються і вже давно діють опалювальні системи, де теплоносієм є вода. Вони також мають назву «водяні системи обігріву». У таких системах гаряча вода, що циркулює по трубах і радіаторах, передає тепло навколишньому повітрю. Нагріте поблизу радіатора повітря, розширюючись, підіймається до стелі кімнат, витісняє звідти більш холодне повітря, яке опускається вниз, ближче до радіаторів. Таким чином здійснюється обігрів повітря по всьому об’єму приміщення.

У цій статті ми постараємося детально розповісти про існуючі системи водяного опалення, про недоліки вже давно встановлених систем і про сучасні системи теплопостачання з водою, яка використовується в якості теплоносія.

Із чого складається водяне опалення?

Для впровадження водяної системи опалення необхідно, щоб в комплект обладнання входили:

• джерело тепла;
• доводчики тепла;
• система сполучних труб;
• запірна арматура, шафи і автоматика управління.

Розберемося, що пропонує ринок, розглянемо коротко переваги і недоліки окремих компонентів систем водяного опалення.

Джерела теплової енергії. Що вибрати: котел чи тепловий насос?

Для нагрівання води в системах водяного теплопостачання у приватних будинках використовують:

• котли (газові, електричні, рідкопаливні, твердопаливні та ін.);
• теплові насоси (повітряні, водяні або ґрунтові);
• сонячні колектори (в парі з котельним обладнанням або з тепловими насосами).

Про те, що системи з газовими, електричними або твердопаливними котлами через зростання тарифів стають надто витратними і невигідними в експлуатації, говориться багато. Господарі особняків з газовими котельнями відчувають це кожного опалювального сезону. А для власників твердопаливних котлів постійно актуальним є завдання заготівлі та підтримки запасу палива, яке стає дедалі дорожчим. Варто також згадати про недостатній рівень комфорту з твердопаливною системою опалення, вічною турботою про роботу котла, проблеми з чищенням котла та димоходу.

Тому на заміну газовим та електрокотлам або для того, щоб максимально зняти навантаження з котлів, все частіше в модернізованих системах опалення будинків встановлюють теплові насоси. Більшість теплових насосів, які обираються на заміну газових котлів, – теплонасоси «повітря-вода». Вони легко встановлюються, мають доступну вартість і «черпають» безкоштовне тепло з навколишнього повітря.

Головними перевагами теплонасосних систем опалення є:

• найвищі показники енергоефективності – кожен витрачений кіловат електроенергії приносить будинку від 3 до 5 кіловат теплової енергії, що набагато вище, ніж у інших систем теплопостачання;
• не потрібні високі енерговитрати для нагрівання теплоносія, особливо при встановленні низькотемпературних «теплих підлог» або систем фанкойлів;
• найвищий рівень інтелектуального керування з програмованими режимами та управлінням кліматом в кожній кімнаті будівлі;
• екологічно чиста і безпечна система опалення, яка не потребує нагляду, погоджень, великої потужності від мережі або загрозливих димоходів;
• розширена функціональність цілий рік: взимку і влітку – ГВП, взимку – обігрів, а влітку – охолодження вітальні, спальні і кабінету;
• сучасні теплові насоси відмінно інтегруються в уже давно встановлені системи опалення та ідеально підходять для новозбудованих будинків.

В якості іншого джерела тепла, що використовує безкоштовну поновлювану сонячну енергію, для підігріву опалювальної та побутової води застосовують системи сонячних колекторів, що встановлюються на сонячній стороні даху або на опорах біля будинку.

Доводчики тепла: радіатори, теплі підлоги та інше

Для розподілу тепла по кімнатах будинку використовуються:

• настінні радіатори, що встановлюються в місцях із найкращим розподілом конвекційного тепла і для відгороджування холодного повітря з боку вікон або балконів;
• контури теплої підлоги з укладеними зиґзаґами або спіраллю трубами;
• вентиляторні доводчики – фанкойли з гарячою водою, що циркулює в теплообмінниках;
• внутрішньопідлогові та плінтусні водяні системи обігріву.

Радіатори водяного опалення: як обрати?

На сучасному теплотехнічному ринку для приватного будинку можна підібрати радіатори опалення, які підходять для кімнат як за дизайнерським виконанням і кольоровою гамою покриття, так і за ціною. У процесі підбору радіаторів враховуються також:

• теплова потужність радіатора;
• матеріал (сталь, чавун);
• максимальний робочий тиск у системі теплопостачання будівлі – до 1,0 МПа;
• допустима робоча температура теплоносія, наприклад, до 110 °C;
• склад теплоносія – вода або водяний розчин;
• спосіб підключення – діагональне, бічне одностороннє або двостороннє;
• різні комбінації під’єднання радіаторів до вертикальних стояків і по горизонталі на поверхах;
• конструкцію або тип радіаторів, що розрізняються за висотою, довжиною і шириною.

Для правильного підбору розмірів радіатора враховують також температуру води на вході і виході з нього. Зрозуміло, якщо подавати теплоносій, нагрітий до меншої температури, знадобиться радіатор із більшою площею тепловіддачі, щоб забезпечити потрібну кількість тепла для конкретного приміщення.

На зміну старим засміченим чавунним радіаторам при модернізації систем опалення встановлюють акуратні панельні сталеві або секційні алюмінієві радіатори з поліпшеними технічними характеристиками. Для використання в сучасних будинках також підходять надійні чавунні і біметалічні радіатори – батареї опалення.

Провідні виробники для розрахунків систем опалення пропонують дані декларованої теплової потужності радіаторів окремих типів з урахуванням температури води на вході і виході з радіатора.

Відзначимо, що для часткового опалення ванних кімнат на ринку представлені різні варіанти сушарок для рушників, які також підбираються за тепловою потужністю.

Точні розрахунки проводить тільки інженер-теплотехнік із досвідом впровадження сучасних систем опалення на основі котельного та теплонасосного обладнання, що попонується провідними світовими та вітчизняними брендами. У розрахунках враховуються всі тепловтрати будівлі, характеристики вікон, властивості теплоносія і його температура.

Водяні теплі підлоги: переваги і недоліки

До низки переваг систем водяного обігріву з контурами теплої підлоги можна віднести наступні:

Найбільш комфортно прогрівається нижня зона приміщення, над підлогою, що особливо приємно для молодшого і старшого покоління мешканців будинку. Тут немає тепла, що відразу прямує від радіатора до стелі і накопичується там.

Із допомогою датчиків точно регулюється температура підлоги і повітря в кімнаті, що дозволяє найбільш економно обігрівати будинок.

Тепло, створюючи найбільш здорові умови, поширюється в тій зоні, де знаходяться люди, а не біля вікон або стін.

Водяні теплі підлоги менш витратні в експлуатації, ніж електричні. Воду для контурів «теплої підлоги» можна нагрівати економніше: за допомогою теплового насоса або котла будь-якого типу. Високі температури для теплоносія не потрібні, і немає великих навантажень на електромережу.

До недоліків таких систем обігріву можна віднести можливість прориву труби і затоплення при необережному ремонті або оздоблювальних роботах.

Під час зимової експлуатації за відсутності людей вдома необхідний черговий режим роботи джерела тепла з підтриманням мінімальної температури води в системі або заповнення системи незамерзаючим водяним розчином при тривалому відключенні опалення.

Фанкойли: способи встановлення, переваги

Для розподілу тепла і холоду у приватному будинку або особняку в окремих кімнатах можуть встановлюватися вентиляторні доводчики – фанкойли. У теплообмінники подається підігріта джерелом тепла гаряча вода. За теплообмінником розташований низькошумний вентилятор, що направляє нагріте повітря у потрібну зону кімнати.

Таке обладнання незамінне для створення комфорту цілий рік, оскільки може подавати і прохолодне повітря, коли від теплового насоса влітку в теплообмінники фанкойлів подається холодна вода.

Фанкойли можуть встановлюватися на стіну як внутрішні блоки спліт-систем, в приховану систему повітропроводів, за підвісною стелею, навішуватися на стіну як радіатори або встановлюватися на підлозі в зручному місці. Фанкойли можуть управлятися автономно з індивідуальними налаштуваннями або централізовано із загального пульта.

Існують й інші типи опалювального обладнання, де в якості теплоносія використовується вода. До такого обладнання можна віднести системи внутрішньопідлогового водяного опалення, що встановлюються в структуру підлоги і захищені гратами. Такі системи встановлюються по периметру кімнат для відсікання холоду, що надходить від високих «французьких» вікон або балконних дверей.

Функції запірної арматури в системах водяного опалення виконують вентилі, термоголовки, «американки», групи безпеки, радіаторні клапани і крани, перехідники, колекторні шафи, розширювальні баки та інші комплектуючі.

Схеми з’єднання систем радіаторів водяного опалення

Радіатори в кімнатах можуть з’єднуватися трубами за однотрубною або двотрубною схемами, а можуть також приєднуватися окремими трубами до загального колектору – гребінки. Для з’єднань котла і радіаторів застосовують сталеві, мідні, пластикові та металопластикові труби. Найбільш зносостійкими і не схильними до корозії вважаються мідні труби.

1. В однотрубних системах радіатори з’єднуються однією трубою, і в кожному наступному із них температура теплоносія нижче, що позначається на опаленні останньої в лінії кімнаті. Крім того, в однотрубних системах неможливо налаштувати температуру нагрівання окремих радіаторів в ланцюзі.
2. У двотрубних системах до однієї лінії, по якій подається гаряча вода від котла, по черзі приєднуються всі радіатори контуру. По іншій трубі – зворотній – вода від кожного радіатора відводиться назад до котла або теплового насоса. Головний плюс двотрубних систем – можливість установки терморегуляторів на кожну батарею. У порівнянні з однотрубною схемою, монтаж двотрубних з’єднань радіаторів займає більше часу, а за матеріалами та комплектуючими коштує трохи дорожче.
   

   

3. При з’єднанні окремих радіаторів до загального колектору довжина труб значно збільшується. Але всі радіатори прогріваються однаково. Таке приєднання ще називають променевим. Металопластикові труби для подачі та повернення теплоносія від кожної батареї зводяться до колекторів, приєднаних на вхід і вихід води з котла. Велика кількість труб, проведених по підлозі або прокладених через стіни, вимагає більшого об’єму теплоносія і великих енерговитрат. А наступні ремонтні роботи слід проводити обережно, щоб не пошкодити заховані в підлогу і стіни труби.
   

   

За організацією системи водяного опалення поділяють на системи із природною циркуляцією та примусовою (із допомогою циркуляційних насосів). Перші застосовуються лише у найпростіших системах будинків малої площі. У сучасному будівництві впроваджують переважно економні системи з регульованими схемами розподілу тепла і з примусовою циркуляцією.

У разі дво- або триповерхового планування котеджу або особняка застосовують також вертикальні стояки і горизонтальні розводки труб і радіаторів. Кожна схема узгоджується на етапі проєкту будинку або при підготовці проєкту модернізації системи опалення.

Висновки

Яке технічне рішення прийняти щодо організації системи опалення приватного будинку, вирішує власник, погоджуючи свій вибір із фахівцями з проєктування та монтажу опалювальних систем. Купуючи сучасне теплотехнічне обладнання для нового житла або для удосконалення існуючої системи, головне врахувати, що система, яка коштує зараз дорожче, окупається дуже швидко завдяки малим витратам на експлуатацію. Це стосується теплонасосних систем водяного обігріву – найменші витрати на опалення протягом 3-5 років виправдовують значні початкові капіталовкладення. Майбутнє теплотехніки для приватних житлових будівель за надійними і довговічними, енергоефективними теплонасосними системами, незалежними від викопних видів палива.