Водяное отопление может решаться как от автономного источника — котла, размещаемого в доме, так и от городских инженерных сетей. Возможность присоединения индивидуального жилого дома к общегородским сетям отопления — редкий случай, поэтому рассмотрим автономную систему отопления.

Котел — центральный элемент отопительной системы, предназначен для нагрева теплоносителя до необходимой температуры. Различия и типы котлов рассмотрим ниже.

Циркуляционный насос предназначен для циркуляции теплоносителя в системе отопления.

Расширительный бак — емкость для сбора энергоносителя. Его объем составляет обычно 8-12 % от емкости системы отопления.

Котлы — источник теплоты при отоплении дома. Бывают одноконтурные, используемые только для отопления, и двухконтурные, используемые для отопления и горячего водоснабжения.

По конструктивному решению котлы делятся на накопительные и проточные. Накопительные имеют бак для сбора и подогрева теплоносителя. Проточные представляют собой компактный теплообменник, не имеющий накопительного бака.

По виду используемого топлива котлы делятся на твердотопливные, газовые, котлы на дизельном топливе, электрокотлы и комбинированные. Независимо от вида топлива котел должен:

• иметь минимальное гидравлическое сопротивление; чем оно меньше, тем меньше гидравлический циркуляционный напор, что особенно актуально для домов без подвала;
• иметь минимальное газовое сопротивление, так как оно снижает тягу в дымовой трубе и при малой высоте (до 7 м) дымовой трубы дым из топки может попадать в жилые помещения.

Котлы на твердом топливе (уголь, дрова) — сегодня малораспространенный вид котлов из-за сложности в эксплуатации. Для их работы необходимы 3-4 топки в течение суток, нужно иметь запас топлива, исчисляемый кубометрами дров или угля, который должен где-то храниться. В систему отопления с котлом на твердом топливе включается теплоизолированный аккумулятор горячей воды емкостью 2-10 м3. Котел нагревает воду в баке до 80-95 °С, которая с помощью насоса циркулирует в отопительной системе.

Газовые котлы. Выполняются мощностью до 40 кВт. Это наиболее распространенный и простой в обслуживании вид котлов. Его работа осуществляется в автоматическом режиме после включения газовых горелок и контролируется автоматикой. Распространение этот вид котлов получил потому, что природный газ — один из самых дешевых видов топлива, применяемого для обогрева помещений. Для работы автоматики необходимо электричество, так как газовые котлы имеют в своем составе электронные компоненты (датчики, системы регулирования температуры, мониторинга температурного режима окружающей среды и т. д.). Стоит отметить, что современные газовые котлы безопасны: они оснащены датчиками, осуществляющими мониторинг работы всех его систем. Недостатком газового котла является то, что его установка, как и ввод газа в дом, требует оформления разрешительной документации.

Котлы на дизельном топливе по мощности значительно меньше газовых (до 40 кВт). Их используют в случае, когда необходимо обогреть площадь свыше 200 м2, а газификация отсутствует. Стоимость дизельного топлива значительно ниже стоимости электричества, поэтому с точки зрения затрат отопление обходится дешевле, чем при использовании электрического котла. По сравнению с газовыми котлами они не требуют оформления разрешительной документации. Но котел на дизельном топливе имеет существенные недостатки.

Так же как и газовый котел, он должен устанавливаться в специальном помещении — котельной, имеющей вытяжку. При работе дизельный котел образует большое количество выхлопных газов, которые необходимо удалять, а в зоне вывода выхлопной трубы котла из дома не должно располагаться оконных проемов на расстоянии 10 м. Дизельный котел требует ухода по причине своих коптящих свойств. При его использовании необходимо оборудовать на участке место для хранения емкостей с дизельным топливом, имеющее удобный подъезд.

Если вы все-таки решили выбрать котел на дизельном топливе, необходимо заранее рассчитать его топливопотребление. Расчет прост: мощность горелки умножают на 0,1 — получают объем необходимого постоянного запаса дизельного топлива.

Электрические котлы — проточные котлы небольшой мощности (до 25 кВт). Они отличаются компактностью и простотой обслуживания. Их использование оптимально для небольших домов общей площадью до 150 м2. Это связано с высокими ценами на электроэнергию. Они бесшумны и не требуют получения разрешительной документации. Отсутствует необходимость в дымоходе и помещении котельной, так как благодаря небольшим размерам такой котел можно смонтировать в любом помещении дома. Нет необходимости хранить и запасать топливо. Единственный недостаток — высокая стоимость отопления.

Котлы на комбинированных видах топлива — твердом, дизельном, на газе. Такие котлы набирают из отдельных секций, они обеспечивают мощность 16-90 кВт. На практике, как правило, не возникает необходимости применения комбинированных котлов.

Их обычно приобретают застройщики, планирующие в начале эксплуатации дома использовать твердое топливо, а впоследствии при финансовой возможности или когда населенный пункт будет газифицирован, подключить газ. В большинстве случаев одну или несколько функций такого котла никогда не используют (например, в комбинации «твердое топливо, дизельное топливо, газ» используют наиболее удобный вид топлива). По своей стоимости такой универсальный котел значительно превышает стоимость обычного котла на одном виде топлива, поэтому стоит подумать, необходимы ли дополнительные функции впрок. По статистике производителей, срок службы отопительных котлов в России не превышает 15 лет. Многие производители заявляют больший гарантийный срок эксплуатации, но, увы, халатный подход к обслуживанию и уходу, а зачастую неправильное подключение этот срок сокращают.

Особо отметим, что для индивидуальных жилых домов площадью до 200 м2 рекомендуется использовать двухконтурные котлы мощностью до 30 кВт.

Для домов большей площади целесообразно устанавливать одноконтурные котлы большей мощности. Необходимая мощность котла определяется в зависимости от отапливаемой площади, материала и конструкций стен дома и других факторов.

В соответствии с действующими нормативами котел (независимо от вида топлива) в индивидуальном жилом доме необходимо размещать в отдельном помещении. При этом помещение котельной нужно располагать на уровне первого или цокольного этажа дома, оно должно иметь обособленный от других помещений дома вход с улицы и оконные проемы, площадь которых составляет 0,04 м2 на 1 м3 строительного объема помещения.

Трубопроводы предназначены для распределения теплоносителя в системе отопления.

По материалу изготовления они могут быть стальными, из пластиков (полипропилена, полистирола, полиэтилена), медными, многослойными (металлопласта с алюминиевым «чулком», «прошивных» труб, изготовленных по технологии температурной полимеризации тканевых полимерных материалов).

Пластиковые и медные трубы дороже стальных, но трудозатраты на их монтаж существенно ниже. Долговечность пластиковых труб для отопления достигает 35-50 лет. По сравнению со стальными пластиковые трубы имеют более низкое гидравлическое сопротивление, что обеспечивает увеличение пропускной способности на 20-30 % при том же давлении.

Способ прокладки трубопроводов должен обеспечивать простоту ремонта системы отопления. В местах пересечения перекрытий, стен и перегородок трубопороводы отопления прокладывают в гильзах.

Регулирующая, запорная и воздухоспускная арматура — краны, запорные клапаны и т. д., предназначенные:

• для отключения и спуска воды от отдельных колец, ветвей и стояков отопления;
• конденсатоотвода и слива теплоносителя;
• отключения части или всех отопительных приборов.

Отопительные приборы (стальные, медные, чугунные, алюминиевые радиаторные батареи) могут существенно различаться по дизайну и стоимости. Поэтому следует сказать несколько слов о том, как их выбрать. Основной параметр отопительных приборов — теплоотдача — указывается производителем для параметров теплоносителя + 110/70 °С, а большинство котлов отопления для индивидуальных жилых домов обеспечивает параметры теплоносителя равные +85/60 °С.

Сочетание в отопительной системе разнородных металлов (сталь — алюминий, медь — алюминий и т. п.) создает вероятность электрохимической коррозии, поэтому при выборе отопительных приборов необходимо учитывать, из каких материалов будут другие элементы системы. Если использование элементов из различных материалов неизбежно (ввиду дороговизны или отсутствия аналогов), возможно снизить интенсивность коррозии «размыканием» разных металлов пластиковыми или хромированными соединениями и применением специальных теплоносителей (антикоррозионных антифризов). Обратите внимание на химическую стойкость отопительных приборов к антифризам. Наиболее уязвимы в них межсекционные и уплотнительные прокладки.

Разводку трубопроводов систем отопления можно подразделить на два типа:

• верхняя соединительная — энергоноситель подается сверху вниз, распределяясь в чердачном помещении, направляется в различные стояки, по ним же поступает к нагревательным приборам-радиаторам;
• нижняя — энергоноситель подается снизу вверх, из подвала.

Наиболее эффективна система нижней разводки, так как теплый воздух стремится вверх, а холодный опускается вниз.

Независимо от типа разводки расширительный бак всегда располагается в наиболее высокой точке системы, то есть в чердачном помещении.

Существуют различные схемы систем отопления.

Однотрубная схема не имеет обратных стояков, и энергоноситель последовательно поступает во все нагревательные приборы и возвращается в подающие стояки. В однотрубных системах в нижние нагревательные приборы поступает смесь горячей воды и воды, охлажденной в верхних приборах.

Двухтрубная система имеет подающие и обратные стояки.

Необходимо учитывать, что стояки отопления могут иметь горизонтальное и вертикальное размещение. Вертикальная разводка стояков наиболее рациональна для многоэтажных домов. Горизонтальная разводка может отопить только помещения одного этажа.

Система отопления может быть с естественной или принудительной циркуляцией.

В системе с естественной циркуляцией теплоносителя вода от котла к радиаторам двигается под действием гидростатического напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденного и нагретого теплоносителя (вода, антифриз). Нагретый теплоноситель за счет своей плотности поднимается вверх по стоякам. А остывший, наоборот, опускается, благодаря чему происходит процесс естественной циркуляции. Этот процесс
непрерывно повторяется, а его сила зависит от разницы температур в системе. Отметим преимущества системы отопления с естественной циркуляцией:

• независимость от электрической энергии;
• отсутствие насоса и соответственно шума; долговечность (при правильной эксплуатации может действовать 35-40 лет без капитального ремонта);
• саморегуляция, обусловливающая ровную температуру помещений.

В системах с естественной циркуляцией величина циркуляционного давления невелика, поэтому диаметры труб должны быть больше, чем в системах с применением циркуляционных насосов. Другой недостаток этой системы — замедленное действие. Такая система работает только при полном нагреве теплоносителя.

Рассмотрим виды радиаторов отопления.

Классический вариант — чугунные радиаторы. Они обогревают помещение только за счет излучения. К их недостаткам следует отнести большой вес, который усложняет доставку и монтаж, и низкий коэффициент полезного действия (КПД). Основной минус таких радиаторов — отсутствие возможности регулировать температуру. Существенный плюс, кроме их дешевизны, срок службы — до 50 лет.

Алюминиевые секционные радиаторы обогревают не только за счет излучения, но и за счет конвекции, что существенно повышает их КПД. Достоинства таких радиаторов: небольшой вес, наличие регулятора температуры и возможность заказать дизайн в соответствии со своими предпочтениями. Недостатком алюминиевого радиатора является его подверженность коррозии.

Биметаллические секционные радиаторы (стальные трубы и алюминиевое «оперение») обладают всеми преимуществами алюминиевых радиаторов и при этом устойчивы к коррозии. Кроме того, такие радиаторы требуют в два-три раза меньше теплоносителя, чем их алюминиевые аналоги, и поэтому мгновенно меняют температуру. Недостаток биметаллических радиаторов — они самые дорогие из всех видов радиаторов.

Стальные панельные радиаторы обладают самой высокой теплоотдачей и скоростью нагрева, снабжены регулятором температуры. Эти радиаторы требуют достаточно высокого рабочего давления. Для отопления загородного дома стальные радиаторы — отличный выбор.

Принудительная циркуляция теплоносителя в системе отопления позволяет сократить диаметры трубопроводов и уменьшить их стоимость, что особенно актуально для домов общей площадью свыше 300 м2.

Циркуляционный насос — устройство, обеспечивающее непрерывную циркуляцию теплоносителя. Его работа делает использование тепловой энергии более рациональным и позволяет значительно сэкономить на трубопроводах, так как циркуляция воды обеспечивается действием насоса.

Правильно выбрать насос можно по следующим характеристикам:

• мощность — не должна быть избыточной и одновременно ее должно хватать для того, чтобы обеспечивать качественную работу системы отопления. Расчет мощности насоса лучше доверить специалистам;
• простота и надежность;
• малое потребление электроэнергии;
• бесшумность.

Что касается теплоносителя, благодаря которому работает система отопления, от его выбора зависят комплектация оборудования, мощность отопительных приборов, насосов, виды груб и других комплектующих.

Если нет вероятности отключения и замораживания системы, то в качестве теплоносителя можно применять воду, лучше дистиллированную, со специальными присадками-ингибиторами, снижающими скорость коррозионных процессов.

Если отключение возможно, в качестве теплоносителя необходим антифриз, специально предназначенный и разрешенный для систем отопления в жилых помещениях. При выборе антифриза следует учитывать, что:

• потребуются радиаторы большей мощности ввиду того, что теплоемкость антифриза примерно на 10-15 % ниже, чем у воды, он нагревается хуже;
• потребуется более мощный циркуляционный насос, так как вязкость антифриза выше, чем у воды;
• при применении антифриза можно использовать только металлопластиковые или полипропиленовые трубы;
• необходимо обеспечить управляемое функционирование системы отопления, поскольку при перегреве антифриза свыше +100-110 °С сильно увеличивается скорость разложения антифриза и различных антикоррозионных присадок.

Присадки, добавляемые в антифриз, препятствуют коррозии трубопроводов отопления и снижают пенообразование. Замена антифриза в системе отопления требуется примерно один раз в 10 лет при использовании отопления сезонно, при постоянно действующей системе — один раз в 5 лет.

Довольно распространенный пример водяного отопления дома — система теплых полов с водяным теплоносителем. Она представляет собой трубопровод отопления, уложенный в конструкцию полов. Самая распространенная на сегодня конструкция — это стяжка водяного теплого пола, в которой трубы контуров теплого водяного пола заливают бетоном и дополнительных распределителей тепла не требуется.

Перед укладкой труб монтируется теплоизоляционный слой, препятствующий тепловым потерям вниз.

Рекомендуется использовать пенополистирол плотностью не менее 35 кг/м3. Трубопровод теплого пола укладывается на полистирол по сетке, к которой трубы крепятся с помощью пластиковых хомутов или проволоки. Трубы контуров водяного теплого пола не должны иметь соединений и стыков в конструкции полов.

Важно перед заливкой контуров водяного теплого пола бетоном проверить систему на герметичность. Система проверяется давлением 3-4 бар в течение 24 ч при заполнении системы теплоносителем. Рекомендуется оставить теплый пол под давлением на весь ход оставшихся общестроительных работ (устройство стяжки, монтаж покрытия полов), контролируя уровень давления, чтобы на любом этапе быть уверенным, что не нарушена герметичность системы.

Заливку бетоном осуществляют после проведения гидравлических испытаний. Толщина стяжки водяного теплого пола должна быть не менее 30 мм над трубой, марка бетона рекомендуется не ниже М-300 (В-22,5). Это обусловлено необходимостью равномерного распределения температуры на поверхности.

Теплый пол оснащается циркуляционным насосом, как и водяная система отопления, и может быть подключен к общему отопительному котлу. Для водяного теплого пола действительны те же рекомендации, что и для систем водяного отопления в целом.