Евгений Колосов - Инженерное оборудование для дома и участка
Не менее значимым критерием будет суммарная стоимость отопительной системы, которая формируется из стоимости:
♦ топлива. Это могут быть газ (самый дешевый), жидкое топливо (солярка — самый дорогой), твердое топливо (уголь, дрова) и электричество;
♦ отопительного оборудования. Для водяного отопления это водогрейный котел, горелка, расширительный бак, циркуляционный насос, отопительные приборы, автоматика, стоимость которых определяется техническими парамет рами и производителем. Одним словом, полный комплект оборудования обойдется недешево, по крайней мере дороже электрообогревателей;
♦ труб, соединительных элементов, запорно-регулирующей арматуры. Эта статья расходов зависит от того, каким образом будет осуществляться циркуляция теплоносителя (будет ли она естественной или принудительной) и какой предполагается схема трубной разводки (од но— или двухтрубной). Двухтрубная разводка с принудительной циркуляцией теплоносителя обойдется примерно в 2 раза дороже однотрубной с естественной циркуляцией теплоносителя;
♦ монтажа. При невозможности самостоятельного выполнения работ, стоимость монтажа может составить до 25–35 % стоимости всего оборудования, в то время как устройство прямого электрического отопления (кроме такого его типа, как «теплый пол») будет стоить дешевле;
♦ обслуживания, включающего контроль технического состояния системы, давления теплоносителя, газа и температуры отходящих газов; настройку автоматики и системы безопасности (чем дальше от сервисного центра находится дом, например за городом, тем больше придется заплатить за данные услуги);
♦ ремонтно-профилактических работ, поскольку отопительное оборудование стареет, эффективность его снижается (на ней могут сказаться низкое давление газа в отечественных магистралях; жидкое топливо плохого качества, от которого страдает топливный насос, форсунки и т. д.; перепады напряжения в электросети и др.).
Имеют значение и другие факторы, в частности бесшумность работы отопительных агрегатов и экологическая безопасность.
Достоинствами инфракрасного отопления являются возможность самостоятельного монтажа устройства, экономичность, компактность, высокий коэффициент полезного действия (95 %), пожаробезопасность, отсутствие необходимости в подготовке проекта и др.
Таким образом, выбор отопительной системы — дело сугубо индивидуальное и не может быть одинаковым для всех ситуаций.
Для начала предлагаем, не вдаваясь в детали, просто представить рекомендации по выбору системы отопления (табл. 2). Для этого целесообразно расклассифицировать индивидуальные дома по конструкции на следующие типы:
♦ одноэтажные дома с крутой крышей, которые могут иметь или не иметь подвал (тип I, разновидности «а» и «б» соответственно);
♦ одноэтажные дома с плоской крышей. Подвальное помещение может быть или отсутствовать (тип II, разновидности «а» и «б» соответственно);
♦ двухэтажные (или более) дома с плоской и крутой крышей, оборудованные подвалом (тип III).
Таблица 2. Рекомендации по выбору системы отопления в зависимости от типа дома
Примечание: «++» — рекомендуется, «+» — допускается.
Оборудование и монтаж водяного отопления
Само название системы отопления указывает на то, что в роли теплоносителя (заметим — дешевого, доступного, с оптимальными теплофизическими характеристиками) выступает вода, хотя в этом ка честве она не лишена недостатков, среди которых наличие в ней различных минеральных солей, ме ханических примесей, что вызывает ржавление ме талла, образование накипи; высокая точка замерзания, вследствие чего зимой воду заменяют антифризами.
Антифриз — это охлаждающая низкозамерзающая жидкость, что позволяет использовать ее при отрицательных температурах. Однако для системы отопления требуются специальные составы, в частности на основе водных растворов этиленгликоля, которые должны соответствовать ГОСТу 28084-89, а в последнее время на основе экологичного пищевого пропиленгликоля.
Температура воздуха в доме и теплоотдача установленных отопительных приборов определяются тремя факторами, такими, как объем теплоносителя, который поступает в отопительный прибор; температурой, которую имеет теплоноситель; гидростатическим давлением, благодаря которому осуществляется перемещение теплоносителя по трубопроводу системы. Без гидростатического давления в системе преодоление препятствий (в частности сопротивления, причиной которого является трение теплоносителя о стенки трубопровода, а также местное сопротивление в основных узлах системы отопления), которые встречаются на пути воды, было бы невозможно.
Величина сопротивления, возникающего при трении воды о стенки трубопровода, зависит от скорости движения теплоносителя, длины и диаметра труб. Увеличение длины труб приводит к возрастанию сопротивления, а при увеличении диаметра труб оно, наоборот снижается; с увеличением скорости воды сопротивление возрастает в 2 раза. Отсюда: чем выше скорость воды, больше протяженность трубопровода и меньше диаметр труб, тем выше сопротивление, которое вода встречает на пути своего движения.
Система, в которой используют разные источники тепла, называется комбинированной. Ее достоинства: КПД 80 %, экономичность, экологичность, возможность установки в новом доме и таком, в котором уже есть другая система отопления. Главный недостаток — большие финансовые расходы на покупку и монтаж оборудования.
Величина местного сопротивления в кранах, отводах, водогрейном котле, отопительных приборах определяется скоростью воды; изменением сечения труб, количества воды в отводах, вентилях, тройниках и крестовинах, а также направления движения воды.
В системе водяного отопления может быть реализован один из двух принципов циркуляции теплоносителя.
В системе с естественной циркуляцией нагретый теплоноситель движется под воздействием силы гравитации, возникающей вследствие разности плотности воды в подающих и обратных трубах. Плотность горячего теплоносителя меньше, чем плотность холодного. Вследствие разности в плотности между горячей и холодной водой, в системе отопления возникает гидростатический напор, благодаря которому вода и перемещается от водогрейного котла к отопительным приборам и обратно, т. е. нагретая в теплогенераторе и потому более легкая вода поднимается по главному стояку вверх, распределяется по разводящим подающим стоякам, а от них — к отопительным приборам. По мере движения температура воды падает, она становится тяжелее, и от отопительных приборов обратная вода стекает вниз по обратным стоякам и общей обратной магистрали, поступает в водогрейный котел, откуда выдавливает более легкую горячую воду. Таким образом, происходит непрерывная циркуляция вода по системе отопления.
Величина циркуляционного напора определяется следующими факторами:
♦ разностью температур нагретой и остывшей воды. Как правило, температура первой в системе равна 95 °C, второй — 70 °C. Чтобы температура в главном стояке в результате падения гидростатического давления не снижалась, ее теплоизолируют в отличие от обратных трубопроводов, поскольку это должно обеспечивать циркуляционный напор;
♦ местоположением отопительных приборов относительно водогрейного котла. Здесь наблюдается такая закономерность: чем выше отопительный прибор над теплогенератором, тем величина циркуляционного напора больше (отсюда понятно, почему циркуляционное давление в отопительных приборах, установленных на втором этаже, выше, чем у них же, но расположенных на первом этаже, почему на верхних этажах теплее, чем на нижних); отопительные приборы, смонтированные на одном уровне с теплогенератором или ниже его, нагреваются хуже, т. е. для повышения их эффективности между центрами отопительных приборов на первом этаже и теплогенератора минимальное расстояние должно быть равно не менее чем 3 м.
В систему комбинированного отопления входят теплонасос (главный источник тепла), солнечный коллектор, теплоаккумулятор (к нему подключены все остальные устройства), печь и камин с водяным контуром и воздуховодами для подачи нагретого воздуха в помещения.
Отопительная система, основанная на естественной циркуляции воды, в зависимости от расположения подающей магистрали может иметь верхнюю и нижнюю разводку (рис. 56), однако принцип действия у них одинаков.
Рисунок 56. Система водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя: а — верхняя разводка; б — нижняя разводка; 1) теплогенератор; 2) главный стояк; 3) разводящая линия; 4) подающий сток; 5) обратный стояк; 6) обратная магистраль; 7) расширительный бак; 8) сигнальная линия; 9) уклон
