Текст книги "Отопление и водоснабжение загородного дома"

Немецкая фирма «Viessmann», учитывая все особенности подачи газа в России, производит чугунные водогрейные котлы с повышенной надежностью и увеличенным сроком службы. Котлы работают автоматически, что дает возможность не контролировать их слишком часто.

Самыми оптимальными моделями для российского рынка являются «Vitoqas—100» и «Vitorond—200».

Первый из них представляет собой газовый котел мощностью 11—144 кВт, с низкой температурой и КПД 92%. При изготовлении котельного блока был использован специальный серый чугун. Котел оснащен атмосферной горелкой с предварительным смешением, которая резко снижает уровень вредных выбросов в атмосферу. Агрегат «Vitoqas—100» обладает следующими габаритными размерами: высота – 845 мм, длина – 844 мм, ширина – 500—1110 мм. В табл. 24 даны технические характеристики этого аппарата.

Таблица 24

Технические характеристики котла «Vitoqas—100»

«Vitorond—200» – это низкотемпературный агрегат, оснащенный жидкотопливной горелкой и котельным блоком, изготовленным из специального чугуна с гомогенной кристаллической структурой. В связи с этим срок службы котла значительно удлиняется, а КПД возрастает до 93%. У этого котла также весьма ощутимо снижен уровень выброса вредных веществ в окружающую среду. Помимо этого, котел имеет систему «Jet Flow», которая равномерно распределяет температуру, снижает уровень образования и осаждения конденсата даже в условиях низкой температуры теплоносителя.

В табл. 25 указаны некоторые технические характеристики котла.

Таблица 25

Технические характеристики котла «Vitorond—200»

Французская фирма «De Dietrich» в настоящее время считается одним из лидеров в производстве отопительного оборудования. В ассортимент выпускаемой продукции входят чугунные котлы мощностью 12—1500 кВт с жидкотопливными и газовыми горелками. Корпусы котлов изготавливаются из особого эластичного эвтектического чугуна. Несмотря на то что компоненты, входящие в состав такого чугуна, тугоплавкие, сам чугун имеет низкую температуру плавления. Оборудование, изготовленное из данного чугуна, обладает следующими особенностями:

• высокой коррозионной стойкостью;

• надежной работой при небольших значениях нагрузок;

• длительным сроком эксплуатации. Некоторые модели котлов этой фирмы оснащены

адаптивной системой управления, которая самостоятельно проводит анализ своей работы за 10 дней и на основании данных анализа выстраивает график более экономичной работы отопительных приборов.

После того как специалисты фирмы разработали и установили на котлы электронную панель «Diematic-m Delta», их функциональные возможности резко возросли. Данная панель автоматически управляет системами отопления и горячего водоснабжения, отдавая приоритет одной из них или запуская их параллельно. При поставке агрегатов на российский рынок они снабжаются диалоговым устройством на русском языке. Панель «Diematic-m Delta» одновременно осуществляет контроль за 10 и более отопительными приборами.

«Rinnal» – это японская фирма, производящая отопительную технику. Самым востребованным агрегатом на российском рынке является двухконтурный настенный котел «Rinnal», который фирма адаптировала к нашим условиям. Несмотря на перепады давления газа в магистральной системе, этот котел работает без сбоев. Помимо этого, он обладает и такими положительными качествами, как:

• небольшие габаритные размеры, дающие возможность размещать его на кухне или в ванной комнате;

• особая конструкция вентиляторной горелки, позволяющая ей работать бесшумно;

• принудительное удаление дымовых газов через дымоход специальной конструкции;

• возможность автоматически регулировать мощность котла (от 25 до 100%), что дает возможность значительно снизить расход газа и увеличить срок эксплуатации теплообменника;

• полное сгорание топлива;

• длительный срок службы и надежность эксплуатации.

Данная модель котла может работать как на природном, так и на сжиженном газе.

В табл. 26 даны технические характеристики этого котла.

Таблица 26

Технические характеристики настенного газового котла «Rinnal»

Южнокорейская фирма «Olympia» изготавливает настенные и напольные котлы, работающие на дизельном топливе и газе. Они предназначены для обогрева и горячего водоснабжения домов площадью 100—7000 м². На данных агрегатах установлены горелки с турбонаддувом, которые позволяют топливу сгорать практически полностью. Температура воды и воздуха регулируется автоматически, согласно заданным параметрам. Для работы котлов предусмотрено 4 режима:

• обычный;

• прерывистый по времени;

• в отсутствие хозяев;

• в отсутствие горячего водоснабжения.

Выпускаемые фирмой «Olympia» газовые котлы оснащаются системой защиты, которая имеет несколько степеней:

– двойная защита от перегрева;

– защита от промерзания (при температуре теплоносителя ниже 5° С котел автоматически включается);

– контроль пламени в камере сгорания.

Водогрейные котлы чешской фирмы «Dakon» могут работать на всех видах топлива: твердом, газообразном, дизельном, электрическом. Аппараты выпускаются мощностью от 4 до 3500 кВт. Основные узлы этих котлов изготавливаются некоторыми европейскими фирмами.

Напольные котлы серии NM оснащены сменной горелкой, работающей на газе и жидком топливе. Они предназначены для отопления зданий с теплопотерями, составляющими 15—3000 кВт. КПД агрегатов составляет 93%. В табл. 27 даны технические характеристики данных аппаратов.

Таблица 27

Технические характеристики напольных котлов со сменной горелкой фирмы «Dakon»

Напольные газовые котлы серии «Gleko» с атмосферной горелкой и чугунным корпусом и котлы «Plux» со стальным корпусом. Данные аппараты имеют термостат против замерзания, а также датчик тяги, отвечающий за безопасность и надежность оборудования. КПД этих котлов составляет 92%. В табл. 28 даны технические характеристики этих агрегатов.

Таблица 28

Технические характеристики напольных газовых котлов с атмосферной горелкой фирмы «Dakon»

Двухконтурные настенные газовые котлы серии DUA представляют собой агрегаты, используемые для отопления и горячего водоснабжения зданий площадью до 300 м². КПД этих котлов составляет 93%. В табл. 29 даны технические характеристики этих котлов.

Таблица 29

Технические характеристики настенных котлов фирмы «Dakon»

Твердотопливные котлы серии DOR имеют модернизированную камеру сгорания топлива и новую систему колосников. Благодаря этим новшествам топливо сгорает практически полностью.

Твердотопливные котлы серии «Gasogen» фирма производит совсем недавно. В отличие от своих предшественников эти котлы работают на древесном газе по принципу пиролизного сжигания древесины. При сгорании древесины не образуется сажа и остается минимальное количество золы. КПД такого рода аппаратов значительно выше традиционных твердотопливных котлов и составляет 85%. В табл. 30 даны технические характеристики твердотопливных котлов серии DOR и «Gasogen».

Таблица 30

Технические характеристики твердотопливных котлов фирмы «Dakon»

Электрические котлы серии PTE представляют собой аппараты, предназначенные для обогрева небольших по размерам жилых домов (коттеджей, дач и квартир) с теплопотерями от 4 до 60 кВт. Данный тип котлов – это аппараты с многоступенчатым принципом действия, дающие возможность экономить электроэнергию, особенно в межсезонье. КПД этих котлов составляет примерно 98%. В табл. 31 даны технические характеристики котлов серии РТЕ.

Таблица 31

Технические характеристики электрических котлов фирмы «Dakon»

Польская фирма «Kospel» выпускает электрические котлы мощностью от 4 до 24 кВт. Они изготавливаются по западным технологиям с применением комплектующих из разных стран.

Если в доме имеется автономное центральное отопление, следует брать котел ЕРСО, у которого довольно высокое значение КПД. Агрегат имеет электронную панель управления, на которой есть все режимы работы котла и указатель температуры теплоносителя. Кроме этого, аппарат оснащен выносным недельным программатором температуры воздуха, дающего возможность поддерживать постоянную температуру воздуха в обогреваемом помещении независимо от погодных условий.

Основной узел агрегата – нагревательный – изготовлен из меди. Это значительно уменьшает образование накипи. Все водные соединения имеют паронитовые прокладки. Это сделано для того, чтобы можно было применять антифриз на основе этиленгликоля.

Отопительные приборы

Эти устройства представляют собой приборы для передачи тепла от теплоносителя в обогреваемое помещение. Если бы не было отопительных приборов, то теплоноситель впустую циркулировал бы по трубам, незначительно отдавая тепло.

Теплопередающая способность отопительного прибора зависит от площади его нагревательной поверхности, которая, в свою очередь, обусловлена видом прибора, его местонахождением и схемой присоединения к трубопроводу. Хороший отопительный прибор отдает через единицу площади нагревательной поверхности максимальное количество тепла.

Рис. 27. Потоки теплопередачи от прибора, расположенного у внешнего ограждения дома: Оп – теплопотери помещения; Опр. – теплоотдача отопительного прибора; Отр. – теплоотдача труб; Одоп. – дополнительные теплопотери; От – теплопередача от теплоносителя (воды); tB – внутренняя температура; 1:н – наружная температура; 1вых – выходная температура нагретой воды

Для того чтобы вычислить требуемую теплоотдачу, нужно знать значение теплопотерь каждого отдельного помещения. Теплоотдача должна превышать теплопотери. Величину дополнительных потерь можно вычислить по формуле:

Q_доп = Q_т + Q_п, где Q_доп. – дополнительные теплопотери; (Q_т – теплоотдача от теплоносителя; Q_п – теплопотери помещения.

При открытой прокладке отопительного трубопровода поверхность труб будет дополнительной нагревательной поверхностью, которую следует учитывать при расчете мощности отопительных приборов. На рис. 27 показаны потоки теплопередачи.

Необходимая теплоотдача и количество отопительных приборов в помещении напрямую зависят от числа окон в комнате.

Щадящее отопление

В настоящее время в европейских странах распространена так называемая концепция щадящего отопления. Обычные отопительные системы неблагоприятно сказываются на микроклимате помещений, потому что температура нагревательной поверхности отопительных приборов высушивает воздух и электризует его. Помимо этого, на радиаторах оседает пыль, которая потоками теплого воздуха поднимается и начинает циркулировать по комнате. Сильно нагреваясь на отопительных приборах, пыль разлагается на элементы, среди которых имеются вредные для человеческого организма вещества. Ну и конечно, о нагретый отопительный прибор можно обжечься.

Применение щадящего отопления как раз и позволяет решить многие из этих проблем. Температура нагревательной поверхности при этой системе не превышает 40—45° С. Для создания нужной температуры в обогреваемом помещении площадь отопительных приборов увеличивается в 2,5 раза, т. е. на радиаторах устанавливаются дополнительные ребра.

Прежде чем покупать отопительные приборы, нужно обратить внимание на следующее:

– способ прокладки трубопроводов – открытый или закрытый;

– тип и конфигурация отопительной системы;

– качество теплоносителя;

– уровень рабочего давления в системе отопления;

– планировка дома;

– особенности теплового режима помещений;

– месторасположение и время пребывания людей в обогреваемых комнатах;

– назначение отопительных приборов;

– технические характеристики отопительных приборов.

В процессе эксплуатации отопительных приборов могут появиться:

• коррозия внешних поверхностей;

• химическая и электрохимическая коррозия внутренних поверхностей;

• гидравлические удары.

В связи с этим к отопительным приборам предъявляются довольно строгие требования. Прибор должен:

– выдерживать гидравлические удары, которые возникают в процессе испытания отопительной системы;

– быть устойчивым ко всем видам коррозии.

Рабочее и испытательное давление – это самый важный показатель отопительной системы. В нашей стране испытательное давление увеличивается не на 30%, как в Европе, а на 55—60% (примерно 15 атм). В связи с этим некоторые типы зарубежных отопительных приборов выходят из строя, не выдержав такого давления.

Все требования, предъявляемые к отопительным приборам, условно можно разделить на несколько групп: санитарно-гигиенические, экономические, архитектурно-строительные, производственно-монтажные, эксплуатационные, теплотехнические. Всем этим требованиям должны отвечать отопительные приборы независимо от вида, мощности и местонахождения. Теперь подробнее разберемся в группах требований.

Санитарно-гигиеническая. В эту группу входят следующие пункты:

• низкая температура корпуса;

• наименьшая площадь горизонтальной поверхности для уменьшения отложения пыли;

• доступность отопительного прибора и ограждающих поверхностей вокруг него для очистки от пыли.

Экономическая. Основные критерии:

• оптимальная стоимость самого прибора и работ по его установке и эксплуатации;

• наименьший расход металла. Архитектурно-строительная. Отопительные приборы данной группы должны иметь:

• эстетичный внешний вид;

• небольшие габаритные размеры.

В настоящее время многие предпочитают устанавливать в доме компактные отопительные приборы, потому что их можно убрать в шкафы, укрыть за декоративными панелями и пр. Поэтому фирмы-производители, откликаясь на требования покупателей, стараются изготавливать более миниатюрные агрегаты.

Производственно-монтажная. Основные критерии:

• наименьшие трудозатраты при установке, наладке, регулировке. Это обусловлено максимальной механизацией работ;

• достаточная механическая прочность. Эксплуатационная. Приборы этой группы имеют

следующие критерии:

• теплоустойчивость;

• возможность регулировать теплоотдачу;

• водонепроницаемость при предельно допустимом в рабочих условиях гидростатическом давлении.

Отопительные приборы теплотехнической группы имеют наибольшую плотность удельного теплового потока, приходящегося на единицу площади.

На рис. 28 показаны варианты установки отопительных приборов. Как правило, их монтируют в стенных нишах под окнами, располагают вдоль стен, навешивают в один или два ряда, располагают открыто или за декоративными панелями.

При условии, если отопительные приборы устанавливаются в 2 ряда или в стенной нише, площадь их нагревательной поверхности должна быть увеличена примерно на 5%. Это даст возможность иметь необходимую теплоотдачу. Если приборы монтируются за панелями, площадь нагревательной поверхности нужно уменьшить на 10%, т. к. в этом случае теплоотдача обычно увеличивается. Расположение отопительных приборов в декоративных шкафах улучшает интерьер помещения, но теплоотдача значительно снижается (примерно на 12%).

Самым распространенным вариантом установки приборов является размещение их вдоль наружных стен под окнами. В этом случае нужно учитывать следующие моменты:

– длина отопительного прибора должна составлять 50—75% от длины оконного проема. Исключение составляют окна с витражами. В этом случае длина окна и отопительного прибора должны быть равными;

– вертикальные оси оконного проема и отопительного прибора должны совпадать (отклонение – ±5 см).

Если отопительные приборы установлены у наружных стен дома, то радиационное охлаждение помещения значительно снижается, а температура нижней части внутренней стены увеличивается. Это означает, что если подоконник узкий или его нет вообще, то конвекционные потоки от приборов перекрывают доступ холодного воздуха в помещение (рис. 29, а, б).

Рис. 28. Варианты размещения отопительных приборов: а – в нише стены; б – в специальном укрытии; в – за щитом; г – в два яруса (один над другим); 1 – отопительный прибор; 2 – стена

Рис. 29. Движение воздушных потоков в помещениях при расположении отопительных приборов: а – под окном без подоконника; б – под окном с подоконником; в – у внутренней стены; 1 – отопительный прибор; 2 – окно; 3 – циркуляция нагретого воздуха; 4 – пол; 5 – потолок

Рис. 30. Воздушные потоки при установке под окном отопительных приборов различного типа: а – низкий и широкий прибор; б – высокий и узкий прибор; 1 – окно; 2 – отопительный прибор; 3 – просачивающийся через окно холодный воздух

Около внутренних стен дома отопительные приборы не устанавливают практически никогда. Такой вариант допускается, если в помещении люди находятся непродолжительное время или зима в данной местности короткая и теплая. При такой установке отопительных приборов воздух у пола не прогревается. Немного улучшить это состояние поможет крепление прибора возле самого пола (рис. 29, в).

В случае размещения отопительных приборов у внутренних стен также можно найти положительные стороны. Среди них можно назвать:

• повышенную теплопередачу отопительных приборов;

• сокращение длины теплопроводов;

• уменьшение числа стояков.

Если помещения имеют высокие потолки, то отопительные приборы должны быть высокими и узкими. Во всех остальных случаях следует выбирать широкие и низкие приборы.

В случае установки узкого прибора под окном в верхней части комнаты воздух будет перегреваться, а холодные потоки – опускаться с обеих сторон от прибора (рис. 30, а). Если используются широкие и низкие приборы, смонтированные у самого пола, комната прогреется полностью (рис. 30, б).

Все отопительные приборы классифицируют по следующим параметрам:

Рис. 31. Поперечный разрез отопительных приборов различных типов: а – секционный радиатор; б – панельный радиатор; в – гладкотрубный из трех труб; г – конвектор с кожухом; д – прибор из двух ребристых труб; 1 – канал теплоносителя; 2 – пластина; 3 – ребро трубы

– способ теплоотдачи;

– тип нагревательной поверхности;

– величина тепловой инерции;

– материал, из которого изготовлен отопительный прибор;

– высота отопительного прибора.

Теперь немного подробнее о каждом параметре. По способу теплоотдачи отопительные приборы подразделяются на несколько типов (рис. 31):

– конвективные (конвекторы и ребристые трубы);

– радиационные (потолочные излучатели);

– конвективно-радиационные (секционные и панельные радиаторы, гладкотрубные приборы).

Самый высокий уровень теплоотдачи имеют конвекторы с кожухом и секционные радиаторы, а самый низкий – гладкотрубные приборы и конвекторы без кожуха.

По типу нагревательной поверхности отопительные приборы бывают:

– с гладкой нагревательной поверхностью;

– с ребристой нагревательной поверхностью.

По величине тепловой инерции отопительные приборы можно разделить на:

– аппараты с малой тепловой инерцией;

– аппараты с большой тепловой инерцией.

Ко вторым следует отнести секционные радиаторы с большим объемом воды и медленно изменяющие теплоотдачу. К первым относятся конвекторы, имеющие небольшую массу и емкость. Они быстро изменяют теплоотдачу при регулировке входящего теплоносителя.

По материалу изготовления отопительные приборы бывают:

– металлические (чугунные, стальные, медные, алюминиевые и др.);

– керамические;

– пластмассовые;

– комбинированные.

По высоте отопительные приборы могут быть:

– высокими – более 65 см;

– средними – 40—65 см;

– низкими – 20—40 см;

– плинтусными – менее 20 см.

На рис. 32 изображены конвекторы, представляющие собой ребристые нагревательные приборы. Они бывают с кожухами, которые изготовлены из листового чугуна, стали, алюминия, асбестоцемента и пр. Кроме этого, конвекторы выпускаются и без кожухов.

Рис. 32. Конвекторы: а – с кожухом; б – без кожуха; нагревательный элемент; 2 – кожух; 3 – воздушный клапан; 4 – оребренные трубы; 5 – решетка; 6 – стена

Теплоотдача конвектора напрямую зависит от высоты кожуха. Без кожуха конвектор обладает теплоотдачей в 100%. При высоте кожуха 25 см этот показатель возрастет до 120%; при высоте 40 см – до 130%; при высоте 60 см – до 140%. Из этого следует, что чем выше кожух, тем больше тепловая отдача.

При сравнении конвекторов с другими видами отопительных приборов выясняется, что теплоотдача конвекторов значительно ниже. Это видно из табл. 32.

Таблица 32

Сравнительная теплоотдача различных отопительных приборов

Важно и то, что конвекторы совершенно не выдерживают гидравлических ударов системы отопления и требуют наличия теплоносителя высокого качества. Кроме этого, они создают тепловые потоки, которые поднимают в воздух пыль и другие вредные вещества, перемещая их по жилым помещениям.

При использовании конвекторов для обогрева помещений температура в них не всегда бывает комфортной. Это связано с тем, что потоки нагретого воздуха поднимаются вверх и скапливаются под потолком, а холодный воздух оттесняется к полу.

Несмотря на все отрицательные стороны использования конвекторов, они являются самыми популярными отопительными приборами во всем мире. Это объясняется тем, что они обладают небольшим весом, малой металлоемкостью, прекрасным внешним видом, простотой монтажа и эксплуатации.

В настоящее время российские фирмы стали выпускать конвекторы, ни в чем не уступающие зарубежным аналогам. По некоторым параметрам они даже лучше, потому что адаптированы к российским условиям. Это означает, что отечественным конвекторам не нужен теплоноситель слишком хорошего качества, они не нуждаются в установке дополнительных очистительных фильтров и в предварительной подготовке воды. В табл. 33 даны технические характеристики конвекторов российских фирм-производителей.

Таблица 33

Технические характеристики конвекторов отечественного производства