В сельской местности, а также в загородных домах, как правило, применяют отопительные системы, имеющие самостоятельный генератор тепла – котлы небольшого размера.

Наиболее надежным считается водяное отопление, топливом для которого могут быть:

• каменный уголь;

• дрова;

• разного рода брикеты;

• природный газ;

• керосин;

• соляровое масло и пр.

Преимущество водяных систем отопления перед паровыми заключается в том, что в данном случае намного проще регулировать теплоподвод радиаторов и конвекторов. При таких системах отопления в качестве теплоносителя используется аэрированная и смягченная вода. У воды, как известно, множество достоинств (прекрасные теплофизические свойства, дешевизна и пр.), но имеются и недостатки. Например, в любой воде содержатся всевозможные минеральные соли и другие примеси, которые разрушительно действуют на металлические части трубопроводов, способствуя отложению солей, затрудняющих работу системы, что отрицательно сказывается на техническом состоянии всей системы.

Еще одним большим минусом воды является высокая точка замерзания, поэтому в качестве теплоносителя она может быть использована только при положительных температурах. В этой связи многие домовладельцы предпочитают заменять воду солевыми растворами и антифризами. Но солевые растворы нежелательно использовать в системах водяного отопления из-за их повышенного коррозионного воздействия.

Антифризы представляют собой охлаждающие жидкости с довольно невысокой точкой замерзания. Благодаря этому свойству отопительная система с применением антифриза может быть запущена в эксплуатацию в любое время года (даже зимой).

Сейчас самыми популярными считаются антифризы на основе водных растворов этиленгликоля. В табл. 1 даны некоторые характеристики антифризов.

Таблица 1

Требования к охлаждающим низкозамерзающим жидкостям (антифризам)

Антифриз, применяемый для отопительных систем, должен отвечать ряду требований.

1. Во избежание образования отложений и засорения теплообменников антифриз должен быть наименее коррозийным.

2. Для предотвращения попадания воздуха в систему отопления антифриз должен иметь пониженное пенообразование.

3. У него должно быть нормальное значение щелочности – 10 см3, при котором нейтрализуются продукты окисления этиленгликоля.

4. Антифриз должен иметь низкую температуру замерзания, т. е. начала кристаллизации.

Для использования в отопительных системах ни в коем случае нельзя применять самый распространенный антифриз под названием «Тосол». В нем имеются вредные примеси и добавки, негативно воздействующие на трубопроводы и окружающую среду.

Хорошие показатели имеет российский антифриз «Хот Блад», полностью соответствующий ГОСТу по своим техническим параметрам. Некоторые технические характеристики данного антифриза даны в табл. 2.

Таблица 2

Технические характеристики антифриза «Хот Блад» (в сравнении с водой и неразбавленным пропиленгликолем)

В этом антифризе имеется несколько присадок, которые значительно повышают рабочие свойства теплоносителя, например:

• антикоррозионные присадки, замедляющие процесс повреждения стали, чугуна, меди, латуни, алюминия и припоя ржавчиной;

• антиокислительные присадки, сдвигающие температуру начала и максимума окислительного процесса при нагревании этиленгликоля в сторону более высоких температур;

• присадки с веществами, замедляющими протекание процесса солеотложения и образования накипи, не дающими осадкам отложиться и удаляющими образовавшуюся накипь;

• присадки против образования пены;

• присадки, предотвращающие разрушение резиновых, паронитовых, тефлоновых и прочих уплотнителей;

• присадки, увеличивающие смазывающие свойства антифриза, что значительно продлевает срок службы и эффективность работы циркуляционных насосов в отопительных системах с принудительной циркуляцией.

В настоящее время появились новые антифризы «Хот Блад Эко». Данные жидкости используются в системах отопления, кондиционирования и вентиляции воздуха. При изготовлении «Хот Блад Эко» применяется пищевой пропиленгликоль. В отличие от охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля пропиленгликолевые антифризы можно использовать в системах, которые предназначены не только для обогрева помещения, но и для нагрева воды.

В продаже можно найти и антифризы зарубежного производства («Antifroqen N», «Inibahen», «Feetherm»), которые очень дорого стоят. Учитывая, что отопительная система с антифризом вместо воды – дорогое удовольствие, использование импортной охлаждающей жидкости сильно ударит по кошельку.

При использовании антифриз обязательно нужно разбавить водой. Таким способом можно приготовить жидкость с любой температурой замерзания – от —10 до —65° С. Для разбавления берут обычную воду из-под крана, имеющую жесткость не более 6 мг экв. на 1 л. Если концентрация применяемого антифриза в течение нескольких лет будет оставаться неизменной, т. е. поддерживаться на одном уровне, то его температура также останется неизменной.

Антифриз в качестве теплоносителя можно использовать только в том случае, когда состояние всех элементов отопительной системы является удовлетворительным, обеспечивается хорошая циркуляция теплоносителя, который не нагревается до температуры выше 170° С. Если антифриз в отопительной системе перегреется, то произойдет разложение антикоррозионных присадок и этиленгликоля, он окислится до альдегидов и кислот. Все это сопровождается оседанием нагара на нагревательных элементах и выделением вредных газов в окружающую среду.

При работе отопительных приборов водяного отопления все нагревательные элементы обязательно должны полностью находиться в антифризе. Это нужно для того, чтобы избежать их перегрева и пригорания к ним теплоносителя.

На всех разъемных соединительных элементах должны стоять не резиновые уплотнения, а такие, которые изготовлены из более прочного материала, наименее подверженного деформациям. Отопительные приборы должны иметь намного большую мощность, чем те, которые работают в системе, наполненной водой, т. к. теплоемкость антифриза на 15—20% ниже, чем у воды. Это говорит о том, что антифриз хуже накапливает и отдает тепло. Циркуляционный насос также должен быть более мощным.

Антифриз никогда не должен контактировать с оцинкованными поверхностями, потому что это может вызвать химическую реакцию, сопровождающуюся потерей первоначальных свойств антифриза.

Теплоотдача различных нагревательных приборов, а также температура воздуха в жилом помещении при одинаковых технических параметрах находятся в зависимости от трех характеристик:

• объема поступающего в отопительный прибор теплоносителя;

• температуры теплоносителя;

• гидростатического давления, которое двигает теплоноситель по трубам.

Если давление в системе невысокое, то она не может нормально работать. Гидростатическое давление дает возможность преодолевать помехи, возникающие на пути воды. К таким помехам можно отнести:

• сопротивления, вызываемые трением теплоносителя о стенки труб;

• местные сопротивления в отводах, тройниках, кранах, отопительных приборах и водогрейных котлах.

Величина помехи из-за трения о стенки труб зависит от скорости воды, диаметра и длины труб. Чем длиннее трубопровод, тем большим будет сопротивление.

Величина местного сопротивления в главных узлах отопительной системы напрямую зависит от скорости воды, изменения диаметра труб и количества воды в отводах, тройниках, вентилях и крестовинах, а также от изменения направления движения воды.

По принципу циркуляции теплоносителя водяные отопительные системы можно разделить на 2 группы:

– с естественной циркуляцией;

– с принудительной циркуляцией.

В системах второй группы движение теплоносителя возникает после начала работы циркуляционного насоса.

В такого рода системах движение теплоносителя возникает под действием гравитационной силы, возникающей за счет разности плотности теплоносителя в подающих и обратных трубах. Поскольку плотность горячей воды меньше, она значительно легче холодной. Разность плотности охлажденной и горячей воды создает в отопительной системе гидростатический напор, дающий теплоносителю возможность перемещаться от источника нагревания к радиаторам (или трубам) и обратно. То есть происходит вытеснение горячей воды холодной. Вода нагревается в котле, становится более легкой и вследствие этого поднимается по подающему трубопроводу (главному стояку) вверх. Оттуда она поступает в разводящие подающие стояки и попадает в отопительные приборы. По мере продвижения по трубам вода остывает, становится тяжелее. После этого охлажденная вода от отопительных приборов движется в обратном направлении, т. е. спускается вниз по обратным стоякам и общей обратной магистрали, попадает в отопительный котел, откуда вытесняет легкую нагретую воду. Поскольку разность нагретой и охлажденной воды постоянно существует, то отопительная система функционирует беспрерывно.

В системе с естественной циркуляцией так же, как в системе с принудительной циркуляцией, имеется циркуляционный напор. Его величина зависит от двух факторов:

– разности температур нагретой и охлажденной воды. Как правило, температура горячей воды в системе равна 95° С, охлажденной – 70° С. Для защиты подающей магистрали и недопущения падения температуры воды, а значит, и уменьшения гидростатического давления в системе главный стояк закрывают теплоизоляционным материалом. Обратные магистрали монтируют без утеплителя, т. к. только в этом случае вода будет охлаждаться до нужной температуры и создавать циркуляционный напор;

– от места нахождения отопительных приборов по отношению к теплогенератору (источнику нагрева). Известно, что чем выше расположен отопительный прибор над котлом, тем больше будет значение циркуляционного давления. Значит, циркуляционное давление отопительных приборов, находящихся на втором этаже, будет значительно выше, чем то же значение приборов первого этажа. Отопительные приборы, расположенные на одном уровне с теплогенератором или стоящие ниже его, нагреваются слабо и воздух в помещениях прогревают плохо. Оптимальное расстояние между центрами теплогенератора и отопительного прибора должно равняться 3 м.

Отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителя подразделяются на системы с верхней и нижней разводкой (рис. 1).

Рис. 1. Система с естественной циркуляцией теплоносителя: а – верхняя разводка; б – нижняя разводка; 1 – котел; 2 – воздушная линия (главный стояк); 3 – разводящая линия; 4 – горячие стояки; 5 – обратные стояки; 6 – обратная линия; 7 – расширительный бак; 8 – сигнальная линия; 9 – уклон

Действуют обе эти системы аналогично. Различаются они только расположением подающей магистрали. Система с естественной циркуляцией имеет следующие достоинства:

– равномерное распределение нагретого воздуха в жилых помещениях, что дает дополнительный комфорт. Высокие показатели комфортности зависят от саморегуляции системы отопления, т. е. от изменения температуры и плотности воды;

– простота устройства и обслуживания;

– отсутствие вибрации и шума, потому что нет циркуляционного насоса;

– долгий срок службы системы отопления.

И все же, даже при наличии множества плюсов, такие системы отопления используются все реже и реже (в основном в сельской местности). В настоящее время в загородных домах применяются отопительные системы, в которых имеются циркуляционные насосы. Такое явление вызвано тем, что у данного вида систем имеется ряд недостатков:

– большой диаметр труб, что ведет к значительному расходу стройматериалов;

– большие затраты на установку отопительной системы;

– значительные энергозатраты, т. е. большой расход топлива;

– большие затраты времени на включение системы отопления;

– отсутствие возможности регулировки температуры нагретого воздуха;

– частые случаи замерзания воды в трубопроводах, смонтированных в неотапливаемых помещениях;

– неэстетичный вид проложенного трубопровода из-за большого диаметра труб.

Исходя из перечисленных недостатков, следует признать, что система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя довольно часто оказывается малоэффективной и экономически невыгодной.

В системах такого типа движение теплоносителя по трубопроводам происходит за счет работы циркуляционного насоса, который обеспечивает бесперебойную работу в отопительной системе и подключается к обратной магистрали. Это продляет срок службы всех узлов, контактирующих с горячей водой. Также к обратной магистрали подключают и расширительный бак (о нем будет подробно рассказано в соответствующей главе).

Отопительные системы с принудительной циркуляцией используют в многоэтажных коттеджах, т. к. наличие насоса позволяет намного увеличивать длину трубопроводов, а также применять новые монтажные схемы отопительной системы (рис. 2).

Но использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя можно только в тех случаях, когда имеется возможность бесперебойной подачи электроэнергии, потому что циркуляционные насосы работают от сети.

К достоинствам отопительной системы с принудительной циркуляцией можно отнести:

– большую теплоотдачу;

– незначительные потери теплоносителя на испарение;

– возможность использовать трубы небольшого диаметра. Это значительно сокращает расход материалов и время на монтаж системы;

Рис. 2. Водяное отопление с принудительной циркуляцией: а – нижняя разводка: 1 – котел; 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – сигнальная линия; 5 – подающая линия; 6 – воздухосборник; 7 – подающие стояки; 8 – обратные стояки; 9 – обратная линия; 10 – насос; 11 – расширительная труба; б – верхняя разводка: 1 – котел; 2 – подающая линия; 3 – обратная линия; 4 – подающие стояки; 5 – обратные стояки; 6 – воздушная линия; 7 – воздухосборник; 8 – расширительный бак; 9 – насос; 10 – расширительная труба

– небольшой разрыв в температуре нагретого и охлажденного теплоносителя, что намного увеличивает срок службы водогрейного котла;

– наличие регулировки мощности всей системы отопления и температуры воздуха в помещениях.

В общем и целом отопительная система с принудительной циркуляцией теплоносителя намного удобнее в эксплуатации и обслуживании.

Как правило, выбором отопительных приборов и оборудования занимаются специалисты. Но бывают случаи, когда нет возможности воспользоваться услугами профессионала и все работы хозяин выполняет сам. Чтобы облегчить эту задачу, необходимо разобраться в некоторых тонкостях.

Для того чтобы циркуляционный насос хорошо и долго работал, он должен обладать следующими качествами:

– потреблять небольшое количество электроэнергии;

– надежно работать без вмешательства специалиста по техобслуживанию;

– иметь долгий срок службы.

Если ваш загородный дом имеет площадь, равную 250 м2, то необходим циркуляционный насос производительностью до 3,5 м3/ч и максимальным напором до 0,4 атм. При площади дома, составляющей от 250 до 350 м2, нужен насос производительностью до 4,5 м3/ч и максимальным напором до 0,6 атм. Для обогрева дома площадью от 350 до 800 м2 рекомендуется насос производительностью до 11 м3/ч и максимальным напором до 0,8 атм.

Рис. 3. Циркуляционный насос ЦНИПС: 1 – колесо рабочее; 2 – корпус насоса; 3 – уплотнение-сальник; 4 – вал двигателя

Рис. 4. Диагональный насос ЦВЦ: 1 – корпус; 2 – нагнетательный патрубок; 3 – контрфланец для присоединения трубы; 4 – электродвигатель

Рис. 5. Внешний вид циркуляционных насосов семейства «Гном»

В случае, когда нужен более точный расчет мощности циркуляционного насоса, следует учитывать такие параметры:

– диаметр труб;

– общую длину магистрали;

– материал, из которого изготовлены трубы;

– тип отопительных приборов и их количество;

– вид запорно-регулирующей аппаратуры;

– вид автоматики (если она имеется).

Если циркуляционный насос выбран правильно, с учетом всех вышеперечисленных характеристик, то он будет работать без сбоев. Промышленность выпускает так называемые регулируемые циркуляционные насосы, которые оснащены электронной регулировкой частоты вращения двигателя. Это дает возможность снизить потребление энергии в среднем на 40%, уровень шума в трубах и терморегуляторах и, как правило, удлинить срок службы агрегата. Регулируемый насос автоматически изменяет частоту вращения двигателя в зависимости от температуры в отопительной системе.

При монтаже циркуляционного насоса следует учитывать, что он не может функционировать при наличии воздуха в теплоносителе. Для решения этой проблемы в системе с принудительной циркуляцией устанавливают автоматические воздухоотводчики.

Сейчас на рынке такого рода продукции имеется множество циркуляционных насосов отечественного и зарубежного производства. Среди российских моделей наибольшей популярностью пользуются малошумные диагональные насосы типа ЦНИПС (рис. 3) или ЦВЦ (рис. 4). Обе эти модели имеют единый блок с электродвигателем и монтируются прямо на трубах.

Таблица 3

Циркуляционные насосы «Гном»

Циркуляционные насосы зарубежного производства обычно изготавливаются без сальников, с очень низким уровнем шума и имеют так называемые мокрые роторы, которые находятся непосредственно в теплоносителе и отделены от статора тонкой пленкой. Такого рода насосы имеют небольшие размеры и вес и крепятся на трубах без дополнительной опоры.

Как правило, импортные циркуляционные насосы изготавливаются из чугуна, имеют рабочее колесо, выполненное из нержавеющей стали или высокопрочного композитного материала. Защитная пленка статора также изготовлена из нержавеющей стали. В таких насосах смонтированы керамические подшипники, имеющие долгий срок службы. Практически все модели циркуляционных насосов зарубежного производства оснащены функцией деблокирования, которая дает возможность насосу работать в режиме коротких включений или выключений при попадании инородных тел или при пуске агрегата после длительного периода покоя.

В систему водяного отопления загородного дома обычно включаются:

• котельная;

• система разводки трубопроводов;

• отопительные приборы.

Такого рода системы отопления имеют несколько вариантов разводки труб, которые зависят от:

• места прокладки подающей магистрали;

• способа соединения отопительных приборов и подающих стояков;

• расположения стояков;

• схемы прокладки магистрали.

В табл. 4 указаны данные по выбору конфигурации системы водяного отопления.

Таблица 4

Выбор конфигурации системы водяного отопления в зависимости от особенностей дома

Информацию, данную в этой таблице, обязательно стоит учитывать, т. к. именно от схемы разводки трубопроводов зачастую зависит комфорт в доме.

Теперь стоит пояснить, что такое системы с верхней и нижней разводкой магистралей.

В первом случае нагретый теплоноситель поступает в стояки сверху, т. е. с чердака, во втором случае – снизу, из подвала. Стоит заметить, что независимо от схемы разводки расширительный бак устанавливают всегда в самой высокой точке, а водогрейный котел монтируют внизу (подвал или первый этаж). Весьма наглядно это показано на рис. 6.

Системы водяного отопления по схеме расположения труб стояков подразделяются на: однотрубные горизонтальные, однотрубные вертикальные, двухтрубные, тупиковые двухтрубные вертикальные, проточные двухтрубные с попутным движением воды и т. д. Расскажем подробнее о некоторых из них.

Рис. 6. Двухтрубная схема водяного отопления: а – с верхней разводкой; б – с нижней разводкой; 1 – главный стояк; 2 – обратный трубопровод; 3 – котел; 4 – расширительный бак; 5 – нагревательные приборы; 6 – перелив; 7 – предохранительный трубопровод; 8 – воздушная труба

В этой системе вода течет в одном направлении, а минимальная длина трубопровода обеспечивается за счет того, что вода после прохождения через отопительные приборы возвращается в подающую систему. Таким образом, расход в подающем трубопроводе является постоянным на всем его протяжении, а температура снижается. Это связано с тем, что поступает более холодная вода из отопительных приборов. При фиксированном теплоподводе площадь теплоотдающей поверхности отопительного прибора должна возрастать с увеличением расстояния от водонагревателя.

Серьезным недостатком однотрубной горизонтальной системы является невозможность регулирования теплового потока, т. е. отопительный прибор может работать только при полностью открытом или закрытом приборном вентиле. Частичное регулирование можно выполнять с помощью специальных устройств, однако это редко является экономически оправданным. В частности, для выполнения перепуска теплоносителя через перекрытый отопительный прибор следует смонтировать специальные перемычки, так называемые байпасы. Как это сделать, показано на рис. 7.

Рис. 7. Перепуск теплоносителя через перекрытый радиатор с помощью байпаса: 1 – байпас; 2 – радиатор

Данные перемычки дают возможность регулировать объем поступающей в отопительные приборы воды, но их установка довольно часто ухудшает внешний вид системы и повышает температуру на поверхности трубы стояка и перепуска.

Для тех домов, которые имеют более чем один этаж, как правило, используют разновидность однотрубной системы с верхней разводкой и прокладкой по чердаку подающего трубопровода, от которого вниз отходят параллельные вертикальные стояки для подачи воды в радиаторы. Они должны находиться на разных этажах строго один над другим. При этом температура воды в подающем трубопроводе одинакова в точке входа в любой нисходящий стояк, т. е. изменение температуры возникает уже в самих стояках. При использовании системы с вертикальными стояками все отопительные приборы подсоединяются к общему стояку независимо от того, на каком этаже они расположены (рис. 8).

По сравнению с двухтрубными, однотрубные системы водяного отопления имеют более эстетичный внешний вид и небольшую сметную стоимость. Но устраивать их можно только в тех домах, где есть чердак, т. к. это дает возможность смонтировать систему с верхней разводкой.

Рис. 8. Однотрубные системы водяного отопления: а – с замыкающими участками; б – с горизонтальной проточной системой; 1 – котел; 2 – главный стояк; 3 – расширительная труба; 4 – расширительный бак; 5 – подающая линия; 6 – воздухосборник; 7 – стояки; 8 – обратная линия; 9 – насос; 10 – тройники с пробками; 11 – уклон

Такая система водяного отопления является самой распространенной. В этом случае к каждому отопительному прибору подходят две трубы (прямая и обратная). Первая служит для подачи нагретой воды в отопительный прибор, а вторая – для отвода охлажденной воды.

Трубопровод может быть смонтирован несколькими способами:

1) в форме звезды, когда прямая и обратная трубы подходят к каждому отопительному прибору от общего трубопровода (рис. 9, а). В этом случае и прямая, и обратная трубы, идущие к котлу и от него, разветвляются на столько частей, сколько отопительных приборов установлено в доме;

2) в виде шлейфа. В этом случае прямая и обратная трубы последовательно обходят ряд отопительных приборов (рис. 9, б). При использовании такой формы разводки отопительные приборы, расположенные ближе к котлу, имеют более выгодное положение, потому что им достается более горячая вода. Чтобы разница температур не была слишком большой, сечение труб по мере приближения к котлу увеличивается.

Недостатком двухтрубной системы является потеря давления в каждом гидравлическом контуре (соответствующем каждому радиатору), возрастающая по мере удаления от водонагревателя (котла). Для обеспечения одинакового давления нужно принимать специальные меры.

Двухтрубные системы бывают с тупиковым и попутным движением воды в магистралях.

Система с тупиковым движением воды аналогична однотрубной вертикальной системе. Исключением является то, что радиаторы на каждом этаже подключены параллельно между подводящим и отводящим стояками. У тупиковой системы имеется два циркуляционных кольца разной длины: одно из них (короткое) проходит через самый близкий к котлу стояк, другое (длинное) – через самый удаленный от котла стояк.

Рис. 9. Способы выполнения двухтрубной разводки: а – способ разводки «звезда»; б – способ разводки «шлейф»; 1 – прямая труба; 2 – обратная труба; 3 – отопительные приборы

Рис. 10. Водяное отопление с попутным движением воды: 1 – котел; 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – воздухосборник; 5 – подающие стояки; 6 – обратные стояки; 7 – обратная линия; 8 – расширительная труба; 9 – насос; 10 – направление уклона труб

Двухтрубная система с попутным движением воды обладает всеми достоинствами вообще двухтрубных систем. В то же время она лишена недостатка, связанного с неравенством перепадов давления, присущего системе с тупиковым движением воды. В этом случае горячая вода из водонагревателя проходит по подающему трубопроводу уменьшающегося размера к трубам, затем к нагревательным приборам, а от них поступает в обратный трубопровод, который идет параллельно подающему в направлении водонагревателя. Трубопровод собирает выходящую из радиаторов воду и увеличивается в диаметре до последнего радиатора. При этом длина пути, проходимого водой, одинакова для всех радиаторов. На рис. 10 показан пример такой системы отопления.

Водогрейный котел, или генератор тепла, представляет собой устройство, вырабатывающее нужное количество тепла при сжигании топлива. Это тепло передается жидкому теплоносителю.

Конструкция самых разных водогрейных котлов одинакова. Они состоят из металлического корпуса с теплообменником внутри. Теплоноситель нагревается в теплообменнике и поступает по трубам к отопительным приборам.

В настоящее время на рынке имеется несколько десятков моделей отечественных и импортных котлов мощностью от 10 до 420 кВт, что соответствует тепловой мощности от 5000 до 360 000 ккал/ч.

Корпусы котлов изготавливаются из толстой стали или чугуна и тщательно изолируются для уменьшения теплоотдачи внутрь помещения. Котлы могут работать на твердом, жидком или газообразном топливе. Многие модели оснащены универсальными горелками, способными работать как на газе, так и на солярке. Горение поддерживается автоматически.

В некоторых водогрейных котлах имеются раздельные контуры для циркуляции воды (для отопления и горячей воды), специальные циркуляторы для более интенсивного обращения воды в контурах отопления. Для эффективной и продолжительной эксплуатации некоторым моделям котлов необходимы мембранные расширительные баки.

На что же следует обратить более пристальное внимание при выборе водогрейного котла? Необходимо учесть нижеперечисленные параметры:

• вид топлива;

• номинальную мощность котла;

• функциональное назначение котла (для обогрева, горячего водоснабжения или того и другого);

• уровень автоматики котельного оборудования. Помимо этого, немаловажное значение имеет то,

из чего изготовлен котел, а также размеры и его вес, стоимость и прочие критерии.

Прежде чем покупать котел, следует определиться, на каком виде топлива он будет работать, поскольку стоимость топлива составляет основную часть расходов по эксплуатации.

Самым дешевым и распространенным видом топлива в нашей стране является природный газ. При его использовании выделяется наибольшее по сравнению с другими видами топлива количество тепла. Кроме этого, продукты сгорания газа содержат намного меньше вредных веществ, которые отравляют атмосферу. Из-за практически полного сжигания газа в топливнике практически не остается сажи, что благотворно сказывается на его работе и облегчает уход. При использовании газа в качестве топлива отпадает необходимость делать его запасы. Расход данного вида топлива можно вести с помощью газового счетчика. Котлы, работающие на природном газе, практически не подвержены коррозии, имеют более долгий срок службы, чем твердо– или жидкотопливные агрегаты.

Недостатком такого рода котлов является то, что не во всех местностях доступен природный газ. Понятно, что если какой-либо населенный пункт только-только начал строиться, то газопровод к нему еще не подведен.

Котлы, работающие на дизельном топливе, более независимы от централизованных трубопроводов. Но это сильно увеличивает их стоимость. При выборе именно такого котла владелец встает перед проблемой: где хранить емкости с запасом солярки. Можно оборудовать хранилище внутри котельной или хранить емкости с соляркой снаружи, в специально оборудованных ямах. Для хранения данного вида топлива лучше использовать стальные емкости.

Во время сжигания в котле солярка полностью испаряется, а ее пары вместе с воздухом сгорают. В результате этого процесса образуется большое количество серных выделений, которые в виде конденсата оседают на стенках котла (особенно если температура теплоносителя невысока). Поскольку в котлах, изготовленных из чугуна, образование конденсата намного ниже, чем в стальных, агрегаты изготавливают в основном чугунными. Кроме всего прочего, на жидко-топливных котлах следует устанавливать автоматическую систему, позволяющую значительно экономить тепловую энергию.

Водогрейные котлы, работающие на твердом топливе (каменном или буром угле, коксе, дровах, торфе или сланцах), потребуют от хозяина довольно больших затрат времени и сил. Наиболее частая и трудозатратная операция – загрузка топлива в котел. Поскольку эффективность сжигания твердого топлива значительно ниже, чем газа или мазута, то КПД работы такого котла составит примерно 60%. После использования твердого топлива остается большое количество сажи, что добавляет хлопот хозяевам, т. к. уход за такими котлами считается самым трудоемким. Помимо этого, для хранения запасов твердого топлива нужно иметь помещение довольно значительного размера.

Промышленность выпускает котлы, работающие от электрической сети. Конечно, энергозатраты такого котла весьма значительны. Но при эксплуатации электрокотлов имеется и масса преимуществ: простота контроля температуры, экономичный режим, тарифные льготы при использовании электроэнергии в ночное время и пр. Самым большим недостатком такого рода котлов являются перебои с подачей электроэнергии. Но эта проблема легко решается установкой блока аварийного питания.

Самым оптимальным выбором может стать комбинированный котел, который работает на одном виде топлива. Он имеет топку специальной конструкции, в которой полностью сжигается топливо, заметно увеличивая КПД работы котла. Но использовать в качестве топлива магистральный газ не всегда возможно, потому что не во всех населенных пунктах он имеется. Конечно, можно купить сначала электрический, жидко– или твердотопливный котел, а впоследствии поставить газовый. Но это будет стоить немалых денег.

Решением данной проблемы станет котел, имеющий сменные горелки. Сначала можно пользоваться горелкой, работающей, например, на дизельном топливе. Когда появится газ, то горелка заменяется на газовую.

Котлы со сменными горелками, т. е. комбинированные, стоят несколько дороже аппаратов, работающих на одном виде топлива. Помимо этого, есть и еще один существенный недостаток: комбинированные котлы имеют большие размеры. Это значит, что под установку такого котла нужно предусмотреть отдельное помещение.

Но у такого рода котлов есть и преимущества: они надежны и долговечны, не зависят от перебоев газа (всегда можно перейти на жидкое топливо). Самым большим минусом этих котлов является наличие в их конструкции топливного насоса, вентилятора и пр. Все эти элементы работают от электрической энергии, и, если случаются перебои в ее подаче, они просто останавливаются, а с ними – и котел. Если зимой долгое время не будет электричества, то отопительная система неминуемо разморозится. Для предотвращения данной ситуации следует иметь резервный генератор электроэнергии, имеющий мощность, соответствующую общей мощности всего электрооборудования дома.

Одним из главных критериев при выборе водогрейного котла будет его теплопроизводительность, или мощность. Для того чтобы покрыть все тепловые затраты дома, мощность котла должна быть примерно на 20% больше.

При условии, что котел будет выбираться путем приблизительных вычислений или с учетом объема помещений, можно ошибиться. Конечно, можно сразу купить котел большой мощности. Но в этом случае деньги будут уплачены ни за что, ведь чем мощнее котел, тем он дороже. Вполне может оказаться, что для отопления дома нужен котел намного меньшей мощности. И наоборот, если вы приобретете котел малой мощности, то рискуете мерзнуть в холодное время года. Оптимальным выходом будет вариант, при котором вы доверите выбор котла специалистам.

Рис. 11. Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя и баком-аккумулятором тепла: 1 – поступление воды; 2 – пробковый кран; 3 – расширительный бак; 4 – главный стояк; 5 – теплогенератор; 6 – циркуляционный насос типа ЦВЦ; 7 – отопительный прибор; 8 – обратный клапан; 9 – тройник с пробкой; 10 – подача воды в раковину; 11 – бак-аккумулятор

Современные водогрейные котлы имеют несколько ступеней мощности. Это позволяет использовать их в нескольких режимах без снижения КПД. Ступени мощности дают возможность понижать выработку котлом тепловой энергии и количество потребляемого топлива без потерь тепла.

В тех домах, где применяется простейшая отопительная система, чаще всего тепло аккумулируется по старинке. То есть, чтобы уменьшить затраты на обслуживание водогрейного котла, устанавливаются специальные баки, аккумулирующие тепло (рис. 11).

Время разрядки бака – 8 ч (при работе котла 2 раза в сутки по 4 ч). Чтобы бак не терял тепло, его необходимо тщательно теплоизолировать.

Самыми современными моделями водогрейных котлов являются аппараты, оснащенные моделирующими горелками, которые дают возможность плавно менять мощность котла при постоянных значениях КПД.

В такого рода котлах изменяется количественное соотношение воздуха и подаваемого топлива, т. е. изменение количества воздуха и аэродинамического сопротивления в камере сгорания сопровождается изменением количества топлива.

Моделирующие жидкотопливные горелки с предварительным подогревом топлива дают последнему возможность полностью сгорать в камере и намного уменьшают вредные выбросы в атмосферу. Они получили название «горелки синего пламени», тогда как обычно оно окрашено в желтый цвет. Для того чтобы горелка имела синее пламя, топливо предварительно подогревается электрическим нагревателем или обратным газовым потоком.

Как правило, корпусы водогрейных котлов изготавливаются из чугуна или стали. Чугунные котлы меньше подвергаются коррозии, но имеют большой вес, что мешает транспортировке и монтажу. Кроме этого, минусом чугунных корпусов является их хрупкость: разогретый котел, наполненный холодной водой, может дать трещину. Стальным котлам не страшны температурные перепады, т. к. сталь намного пластичнее чугуна.

В качестве материала изготовления чугун и сталь используются при производстве теплообменников для котлов. Иногда, но очень редко теплообменники делают медными. Для теплообменников главным является не материал, из которого он изготовлен, а специальное защитное покрытие, имеющееся на его внутренних стенках. Этот защитный слой – гарантия того, что на стенках не будет скапливаться сажа. Это повысит теплоотдачу котла и значительно сократит объемы потребления топлива.

Обычно чугунные котлы рассчитаны на 20—50 лет эксплуатации, а стальные – на 15 лет. Это еще не значит, что через 15 лет стальной котел придет в полную негодность и потребует замены на новый. Скорее всего достаточно будет почистить внутренние стенки теплообменника, заменить некоторые детали, и котел можно снова эксплуатировать.

Как уже говорилось выше, для работы твердотопливных котлов используется бурый или каменный уголь, дрова, торф, сланцы и пр. При эксплуатации такого рода котлов затрачивается много времени и сил на их обслуживание. Например, за топочной камерой должно вестись круглосуточное наблюдение, котел время от времени требуется загружать топливом, для бесперебойной работы котла нужны довольно значительные запасы топлива, а после сжигания топлива следует очищать котел от шлака и т. д.

Поскольку эффективность сжигания твердого топлива невелика, то и КПД работы такого котла будет низким. Большим минусом является и то, что на колосниковой решетке необходимо постоянно поддерживать определенный слой топлива.

Но и у твердотопливных котлов имеются положительные качества. К ним можно отнести:

• многофункциональность котлов, т. е. они могут работать совместно с кухонными плитами;

• значительный срок эксплуатации (примерно 20—50 лет – чугунных, 10—15 лет – стальных котлов);

• простота и легкость ремонта – пришедшую в негодность секцию легко снять и заменить на новую;

• небольшая стоимость.

Если вы все-таки отдали предпочтение твердотопливному котлу, то он должен быть оснащен топкой длительного или затяжного горения с использованием твердого топлива высокого качества.

Водогрейные котлы, работающие на каменном угле, изготавливаются из чугуна и имеют наружную обшивку, выполненную из листовой стали. Такие котлы обычно имеют несколько секций, между которыми выполнены прокладки из листового асбеста. Поскольку дымовые газы, отходящие от котла в процессе работы, имеют довольно высокую температуру (250—400° С), то КПД работы котла резко снижается. Для уменьшения температуры отходящих газов и повышения эффективности работы твердотопливные котлы присоединяют к дымовой трубе через отопительный щиток. Если во время растопки котла тяга будет плохой, следует открыть заслонку прямого газохода, направив газы в дымовую трубу. После установления хорошей тяги заслонку закрывают, в результате дымовые газы идут в отопительный щиток.

Рис. 12. Секционный водогрейный котел КЧММ-2: а – продольный разрез; б – поперечный разрез

Среди самых распространенных чугунных твердотопливных котлов можно назвать следующие марки: КЧММ, КЧММ-2, КЧМ-1, КЧМ-2, КЧМ-3 и т.д. Все перечисленные котлы рассчитаны на давление 0,2—0,4 МПа, КПД – 75%. Поскольку такие котлы имеют довольно значительный вес, при их монтаже возникают некоторые трудности.

КЧММ-2 (рис. 12) представляет собой 2—4-секционный котел, оснащенный частично охлаждаемой колосниковой решеткой (охлаждаемые и неохлаждаемые элементы установлены в ней поочередно). В табл. 5 даны некоторые технические характеристики твердотопливного водогрейного котла КЧММ-2.

Таблица 5

Технические характеристики твердотопливного котла КЧММ-2

Рис. 13. Секционный водогрейный котел КЧМ-1: а – продольный разрез; б – вид спереди

КЧМ-1 (рис. 13) отличается от предыдущей марки только большим количеством чугунных секций.

КЧМ-2 (рис. 14) представляет собой котел, имеющий от 2 до 8 секций, топочное отверстие расположено в передней секции. Кроме этого, в нем имеется газоход с удлинителями потока дымовых газов. Удлинители состоят из вставок, выполненных из чугуна, имеют внутренние ребра и распорки с отверстиями для прохода газов. Технические характеристики котла даны в табл. 6.

Рис. 14. Секционный водогрейный котел КЧМ-2: 1 —трансформатор; 2 – вход обратной воды; 3 – горелка; 4 – электромагнитный вентиль; 5 – соленоидный вентиль; 6 – подвод газа; 7 – ниппель; 8 – вход газа; 9 – вход горячей воды; 10 – тягопрерыватель

Таблица 6

Технические характеристики твердотопливного котла КЧМ-2

КЧМ-2М «Жарок-2» (рис. 15) – твердотопливный котел, оснащенный топкой длительного сгорания топлива, которую при необходимости можно перевести на природный газ. В топочной камере имеются обводные растопочные каналы, через которые можно производить загрузку топлива в полном объеме за один раз, что увеличивает продолжительность работы котла без обслуживания и контроля. Поскольку в конструкции имеются дополнительные вертикальные ребра, это дает возможность образовать обводные растопочные каналы, которые не заполняются топливом. Кроме этого, данные ребра образуют замкнутое зольное пространство, способствующее повышению плотности газа в котле. Это позволяет регулировать подачу воздуха при растопке котла путем открытия крышки воздухосборника под нужным углом.

Рис. 15. Водогрейный котел КЧМ-2М «Жарок-2»: 1 – пакет секций; 2 – решетка; 3 – шнур асбестовый; 4 – ручка; 5 – воздухосборник; 6 – ящик зольный; 7 – винт М6 х 12; 8 – гайка М6; 9 – защелка; 10 – шайба; 11 – отражатель; 12 – дверка нижняя; 13 – кронштейн; 14 – стенка правая; 15 – отражатель; 16 – болт М10 х 35; 17 – ручка; 18 – дверка верхняя; 19 – болт М10 х 20; 20 – стенка левая; 21 – турбулизатор; 22 – крышка; 23 – прокладка; 24 – штуцер; 25 – термометр манометрический; 26 – кронштейн; 27 – отвод; 28 – прокладка; 29 – оправа для термометра; 30 – прокладка; 31 – термометр стеклянный; 32 – патрубок газоотхода; 33 – шайба М10; 34 – планка; 35 – табличка; 36 – отвод; 37 – болт М10 х 25; 38 – прокладка; 39 – стенка правая; 40 – заклепка 8 х 50

Котел «Жарок-2» позволяет отапливать помещение объемом от 300 до 900 м3 при использовании отопительной системы с естественной или принудительной циркуляцией. В табл. 7 дана продолжительность работы этого котла. В табл. 8 показаны технические характеристики КЧМ-2М «Жарок-2».

Таблица 7

Продолжительность работы котла КЧМ-2М «Жарок-2»

Таблица 8

Технические характеристики твердотопливного котла КЧМ-2М «Жарок-2»

КЧМ-2У «Каунас» – это котел, работающий на антраците, коксе, каменном угле. При желании его можно переоборудовать для использования газообразного или жидкого топлива. Несмотря на то что теплоемкость «Каунаса» меньше, чем «Жарка—2», КПД его работы значительно выше. Этот вид котла имеет ширину 465 мм, высоту – 1062 мм. Котел КЧМ-2У предназначен для обогрева домов объемом 400—1300 м3. В табл. 9 даны технические характеристики котла КЧМ-2У.

Таблица 9

Технические характеристики твердотопливного котла КЧМ-2У «Каунас»

КЧМ-3ДГ имеет топку длительного горения. Он может эффективно работать в течение 12 ч без обслуживания. При желании его можно переоборудовать для использования газообразного топлива.

Данный котел применяется в загородных домах, имеющих водяную отопительную систему с давлением не более 0,6 МПа. В табл. 10 даны технические характеристики котла КЧМ-3ДГ.

Таблица 10

Технические характеристики твердотопливного котла КЧМ-3ДГ

Стальные твердотопливные котлы выпускаются маркой КС-Т. Буква «Т» означает, что котел работает на твердом топливе. Помимо этого, изготавливаются котлы марки КС-ТГ, работающие как на твердом, так и на газообразном топливе.

Котел КС-Т (рис. 16) – это стальной шкаф в виде прямоугольника, его стенки прекрасно теплоизолированы гидрофобизированным базальтовым картоном, а затем обшиты стальными листами и выкрашены эмалью светлого цвета. Вокруг топки имеется водяная рубашка, от конвективной части топка отделена козырьком.

Рис. 16. Водогрейный котел КС: 1 – топка; 2 – загрузочная топка; 3 – колосники; 4 – дверка для обслуживания колосниковой решетки; 5 – зольник; 6 – водяная рубашка; 7 – козырек, отделяющий конвективную часть; 8 – конвективный газоход; 9 – водопроводящие каналы; 10 – термометр; 11 – винт регулировки; 12 – заслонка

Передняя панель аппарата оснащена двумя дверками. Одна из них предназначена для загрузки топлива в котел, другая – для обслуживания колосников, которые находятся внизу топочной части.

Газоход представляет собой три горизонтальные щели, которые образуются за счет водопроводящих каналов, установленных с незначительным уклоном. Это сделано для более быстрого удаления пузырьков пара. Без обслуживания котлы КС-Т и КС-ТГ могут работать более 6 ч. В табл. 11 даны технические характеристики котла КС-Т, а в табл. 12 – котла КС-ТГ.

Таблица 11

Технические характеристики котлов КС-Т

Таблица 12

Технические характеристики котлов КС-ТГ

Самым распространенным и экономичным топливом в средней полосе России является древесина. Большой минус – быстрое сгорание топлива, при этом выделяется небольшое количество тепла. Промышленность выпускает котлы, в которых древесина сгорает намного медленнее, а теплоотдача увеличена. Это котлы с так называемыми шахтными топками (рис. 17).

Такого рода котел имеет только один ход, а также оснащен верхним отводом дымовых газов. При растопке котла потребуется двойная подача воздуха: первичная порция нужна для горения твердой части топлива, вторичная – для сжигания выделяющихся летучих веществ. Первичная порция подается в топку

Рис. 17. Котел с дровяной топкой из листовой стали: а – вид сбоку; б – вид спереди; в – поперечный разрез; 1 – дверца поддувальная; 2 – дверца прочистная; 3 – дверца топочная; 4 – регулятор горения; 5 – водонагреватель; 6 – дымовой патрубок; 7 – колосники; 8 – чистка с песчаным затвором; 9 – дроссель (открывающийся при растопке и закрывающийся при установившемся горении); 10 – трубчатый нагреватель через колосники, а вторичная – в надтопливное пространство.

Твердотопливные котлы подразделяются на одно-и двухконтурные. Двухконтурные котлы служат не только для обогрева помещений, но и для нагревания воды.

АТВ—17,5 представляет собой котел, состоящий из двух емкостей цилиндрической формы, которые вставлены одна в другую (рис. 18). Внутренняя емкость относится к отоплению, наружная – к горячему водоснабжению. Вода, предназначенная для отопления помещений, нагревается с помощью трубы, находящейся внутри теплообменника. По этой трубе проходят дымовые газы из топки. С помощью смежной цилиндрической поверхности и четырех скобовидных труб происходит перераспределение тепла между системами отопления и горячего водоснабжения. Эта поверхность омывается водой из обеих систем.

Рис. 18. Двухконтурный твердотопливный водогрейный агрегат АТВ-17,5: 1 – зольник; 2 – колосник; 3 – дверца топки; 4 – топка; 5 – теплообменник горячего водоснабжения; 6 – теплообменник отопления; 7 – корпус; 8 – предохранительный клапан; 9 – фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 – дверца зольника; 11 – горячая вода; 12 – труба к отопительным приборам

Конструкция топки такова, что котел может работать бесперебойно около 8 ч даже без обслуживания. Топка вмещает в себя примерно 30 кг твердого топлива. В дверце зольника выполнены отверстия, через которые поступает первичная порция воздуха, проходя при этом через колосниковую решетку. Вторичный воздух, используемый для сжигания выделившихся при горении топлива летучих веществ, подается через фурму в надтопливное пространство. В табл. 13 даны технические характеристики котла АТВ-17,5.

Таблица 13

Технические характеристики двухконтурного котла АТВ-17,5

Рис. 19. Водогрейный двухконтурный агрегат АТВ-23,2 (модель 3107): 1 – кожух декоративный; 2 – газоход; 3-4 – термометры манометрические; 5 – теплообменник; 6 – теплоизоляция; 7 – чугунный отражатель; 8 – загрузочная дверца; 9 – фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 – растопочная дверца; 11 – дверца зольника; 12 – зольник; 13 – колосниковая решетка; 14 – топка; 15 – заслонка; 16 – загрузочный бункер; 17 – стопор; 18 – затвор; 19 – теплообменник горячего водоснабжения; 20 – дымоотводящий патрубок

Путем модернизации котла АТВ-17,5 был создан агрегат марки АТВ-23,2 (рис. 19). Новая модель оснащена загрузочным бункером для подачи топлива емкостью 45 кг, что дает возможность котлу работать без обслуживания в течение 24 ч. Из бункера топливо подается в наклонную часть колосниковой решетки. Имеющаяся заслонка регулирует подачу топлива, и толщина его слоя на колосниках остается постоянной.

Котел такого типа может обогревать дом площадью около 100 м2. В табл. 14 даны технические характеристики котла АТВ-23,2.

Таблица 14

Технические характеристики двухконтурного котла АТВ-23,2

Котлы этого типа устанавливают в тех загородных домах, куда невозможно подать магистральный газ. Жидкотопливные котлы намного удобнее и проще в обслуживании и эксплуатации, чем твердотопливные. Эти агрегаты не требуют трудоемкого ухода, потому что работают автоматически весь отопительный сезон, после окончания которого проводят профилактический осмотр и при необходимости ремонт. Главным преимуществом жидкотопливных котлов является автономность системы отопления.

Тем не менее, устанавливая котел такого рода в своем доме, вы прежде всего должны позаботиться о подходящем помещении для хранения емкостей с топливом. Дизельное топливо выпускается в пластмассовых или стальных емкостях. Первые из них легкие и дешевые, но при длительном хранении следует выбирать стальные емкости или пластмассовые, но с двойными стенками. Нельзя хранить дизтопливо в прозрачных емкостях, потому что под действием света оно теряет свои свойства.

Можно устроить хранилище топлива в специально оборудованном помещении или хранить его снаружи дома закопанным в землю на глубину промерзания. Второй способ хранения более экологичен, потому что даже при закрытых емкостях дизтопливо издает специфический запах.

При работе котла дизтопливо полностью испаряется, а выделившиеся летучие вещества сгорают вместе с парами воздуха. Но при этом образуется большое количество серных выделений, которые осаживаются на стенках котла, особенно если температура воды невелика. Поскольку в стальном котле конденсата обычно бывает намного больше, жидкотопливные котлы изготавливают чаще всего из чугуна, хотя они становятся более тяжелыми.

Рис. 20. Котел отопительный АОЖВ: 1 – шибер; 2 – откидная крышка; 3 – крышка теплообменника; 4 – бак для топлива; 5 – теплообменник; 6 – экран; 7 – пламенная труба; 8 – люк; 9 – стенка передняя; 10 – дозатор; 11 – кожух горелки; 12 – поддон; 13 – горелка; 14 – регулятор воздуха; 15 – короб дымовой

Как правило, все жидкотопливные котлы монтируются в специально отведенных помещениях, в которых должна быть хорошая вентиляция и температура не ниже 7° С. Установив на трубопроводе, подающем топливо в котел, фильтры тонкой очистки, можно значительно продлить срок эксплуатации котла.

Жидкотопливный котел АОЖВ (рис. 20). Он представляет собой прямоугольный металлический шкаф, снабженный откидными крышками, дающими возможность производить осмотр, обслуживание и ремонт котла. В лицевой части агрегата установлен топливный бак емкостью 16 л, имеющий указатель топлива поплавкового типа. Этого количества топлива хватает для бесперебойной работы котла в течение 15 ч.

В нижней части котла установлена горелка с теплоизоляционным кожухом, создающим направленное движение воздуха в сторону горения, которая имеет естественный подсос воздуха. Над горелкой установлена пламенная труба, оснащенная теплоизолирующей крышкой и экраном.

Водогрейный котел имеет теплообменник, который образуют два концентрически расположенных цилиндра. Пространство между этими цилиндрами заполнено водой. Сверху и снизу теплообменника имеются краны для подачи холодной и отвода горячей воды. Позади теплообменника, на его стенке, смонтирован дымовой короб, оснащенный шибером, который регулирует подачу воздуха и направляет отвод дымовых газов.

В момент растопки котла шибер должен стоять в положении «открыто». После того как вода нагреется до нужной температуры, шибер следует закрыть. Заслонка перекрывает путь дымовым газам, идущим в дымоход. В результате этого газы проходят через кольцевой зазор между пламенной трубой и водяной рубашкой. Они отдают свое тепло воде, после чего уходят в дымоход.

Для работы данного котла применяется печное бытовое топливо или керосин. В нижней части агрегата установлен дозатор, который регулирует подачу топлива в горелку. Если уровень топлива поднимается выше контрольного, дозатор автоматически прекращает его подачу. В табл. 15 даны технические характеристики котла АОЖВ.

Таблица 15

Технические характеристики жидкотопливного котла АОЖВ

Котлы этой серии работают на газе. Они имеют инжекционные (атмосферные) горелки низкого давления. Такого рода горелки представляют собой насадку прямоугольной формы, оснащенную центральной перемычкой. По периметру у горелки расположены огневые отверстия, выполненные в два ряда. Такое расположение отверстий увеличивает длину факела по сравнению с однорядными горелками.

Котлы серии КЧМ имеют автоматическую систему регулировки температуры теплоносителя (от 45 до 85° С). Внутренний стержень и наружная трубка терморегулятора выполнены из металлов, имеющих различный коэффициент линейного расширения, на этом и основан принцип действия автоматики. Главной деталью системы регулировки является соленоидный клапан, подающий газ на горелку. Соленоид подключен к источнику переменного тока. В случае, когда вода нагревается выше установленной нормы, терморегулятор, установленный на выходе горячей воды, отключает соленоидный клапан – доступ газа к горелке прекращается. При остывании воды электрический контакт замыкается, клапан открывает доступ газа.

Помимо этого, газовые агрегаты КЧМ имеют систему безопасности, включающую в себя термопару, запальную горелку и электромагнитный клапан. Факел запальной горелки раскаляет спай термопары – возникает электрический ток. Нижний конец штока соединен с якорем электромагнитного клапана. На этом конце закреплен клапан, выполненный в виде тарелочки. Он прижат с помощью пружины к верхнему седлу. В нерабочем положении клапан перекрывает доступ газа к основной и запальной горелкам. Для того чтобы разжечь котел, необходимо нажать кнопку электромагнитного клапана, который соединен с тарельчатым клапаном. Газ начнет поступать к запальной горелке. После того как термопара нагреется и возникнет электрический ток, якорь прижмется к электромагниту, а тарельчатый клапан откроет доступ газа к основной горелке. Через 25 с после того, как погаснет запальная горелка, термопара остынет, закроет клапан, доступ газа перекроется автоматически.

Современные котлы серии КЧМ-5 могут работать на газе, а также на твердом и жидком топливе.

Устанавливают их обычно для отопления помещений площадью до 1000 м2. Основные их детали и узлы изготовлены из высококачественного серого чугуна, усилены антикоррозийным покрытием и обладают прекрасной термостойкостью. Практически все современные агрегаты имеют автоматические системы, созданные по принципу зарубежных. Отличительной особенностью этих систем является наличие электромагнитного клапана, который дает возможность экономить топливо, а также повышать безопасность работы котла за счет предохранительного термостата. Некоторые модели оснащены встроенным водонагревателем, который обеспечивает владельцев горячей водой. Принцип работы водонагревателя заключается в теплообмене горячей и холодной воды через стенки латунных труб.

Газовый котел КЧМ-5-Гн-К имеет атмосферную горелку, при работе практически не издает шума, топливо в нем сгорает полностью, а КПД составляет 80—90%. Потерь тепла в данном агрегате практически нет. Но у этой модели имеется большой минус: автоматическая система работает только при наличии электричества. При отключении электроэнергии будет гореть только запальная горелка. В табл. 16 даны технические характеристики котла.

Таблица 16

Технические характеристики газового котла КЧМ-5-Гн-К

КЧМ-7 «Гном» представляет собой чугунный газовый котел, КПД которого составляет примерно 92%. Он имеет декоративный кожух современного дизайна. Между стенками и декоративным кожухом выполнена теплоизоляция, не дающая наружным стенкам сильно нагреваться. В табл. 17 даны технические характеристики котла КЧМ-7.

Таблица. 17

Технические характеристики газового котла КЧМ-7

Газовые котлы АОГВ и АКГВ. Котлы АОГВ представляют собой одноконтурные агрегаты, оснащенные встроенной атмосферной горелкой. АКГВ – двухконтурные котлы. Обе эти модели используют в системах водяного отопления как с естественной, так и принудительной циркуляцией теплоносителя. При этом давление в системе не должно превышать 1,5 атм. Мощность котлов колеблется в пределах от 11,5 до 30 кВт. В настоящее время промышленность выпускает котлы марок АОГВ-29 и АКГВ-29, применяемые для отопления помещений площадью до 250 м2.

Агрегаты обеих марок имеют автоматическую систему безопасности и регулирования. Если в запальной горелке погасло пламя, значит, давление газа в сети упало ниже допустимой нормы или затруднена тяга в дымоходе. В этих случаях подача газа в горелку прекращается автоматически. Большим плюсом является то, что систему безопасности не нужно подключать к электросети, т. к. она работает от ЭДС, которая вырабатывается термопарой, встроенной в котел. Котлы марок АОГВ-23,2 и АКГВ-23,2 оснащены автоматикой американского производства фирмы «Honeywell». Имеется возможность одноконтурные котлы АОГВ оснастить приставкой горячего водоснабжения – теплообменником Т-1 емкостью 27 л.

Газовые котлы работают на природном газе низкого давления. Агрегат марки АОГВ-17,4 может работать на природном и сжиженном газе, стоит только заменить форсунку. В табл. 18 даны технические характеристики одноконтурных котлов АОГВ, в табл. 19 – характеристики двухконтурных агрегатов АКГВ.

Таблица 18

Технические характеристики одноконтурных котлов АОГВ

Таблица 19

Технические характеристики двухконтурных котлов АКГВ

Водогрейный котел, работающий от электросети, представляет собой теплообменник. В свою очередь, теплообменник – это бак, оснащенный нагревательными элементами, а также блоком автоматического управления. Иногда в комплекте такого теплообменника имеется циркуляционный насос, расширительный бак, предохранительный клапан и очистительный фильтр.

Электрические котлы классифицируются в зависимости от мощности, т. е. для отопления дома площадью не более 150 м2 применяется аппарат мощностью до 16 кВт, при площади 200—300 м2 – 24—32 кВт. Для обогрева большого загородного дома понадобится котел мощностью 100 кВт и выше.

Электрические котлы малой мощности подпитываются как от однофазного генератора напряжением 220 В, так и от трехфазного источника тока напряжением 380 В. Котлы с большой мощностью бывают только трехфазными. Источник питания электрического котла обязательно монтируется на отдельном автомате защиты сети. Для установки электрического котла не нужно оборудовать специальное помещение.

Электрический водогрейный котел не слишком зависит от бесперебойности подачи электроэнергии. Если отключение длится недолго, помещение не успеет выстудиться, а котел начнет работать автоматически при поступлении электроэнергии (вмешательства человека не требуется). Но если отключения электричества случаются часто, то следует дополнительно смонтировать стабилизатор напряжения. Этот прибор позволит увеличить низкое напряжение и сгладить его скачки.

Кроме того, можно установить блок аварийного электропитания, который имеет в своем составе аккумулятор и инвертор, преобразующий постоянное напряжение в 12 В в переменное в 220 В. При отключении электричества инвертор автоматически подключит котел к аварийному блоку питания, а при восстановлении подачи электроэнергии он также автоматически перейдет в режим подзарядки аккумулятора. Если в аварийном блоке установлен аккумулятор на 200 А, его хватит на 10 ч работы.

Если в той местности, где находится загородный дом, электроэнергию отключают слишком часто, то не стоит устанавливать электрический котел. Скачки напряжения и колебания частоты тока довольно быстро приводят в негодность автоматику аппарата.

Электрический котел КОЭ-6 «Жучок». Этот аппарат предназначен для отопления домов с небольшой площадью, которые находятся далеко от централизованных теплогенераторов. Котел оснащен системой безопасности, включающей в себя терморегулятор, аварийный термодатчик, автоматы для защиты от КЗ (короткое замыкание) и перегрузок. В табл. 20 даны технические характеристики данного котла.

Таблица 20

Технические характеристики электрического котла КОЭ-6 «Жучок»

Электрические котлы «Гольфстрим». Представляют собой агрегаты, имеющие электронные термостаты, группу безопасности, которая защищает оборудование от перегрева и КЗ. Если температура поднимется выше 90° С, то сработает тепловая аварийная защита. Все модели этой серии оснащены плавной регулировкой температуры теплоносителя, их корпуса выполнены из меди, а нагревательные элементы – из нержавеющей стали.

Комбинированные котлы, как правило, работают на принципе использования нескольких источников тепла. Обычно применяются газ и дизельное топливо. В табл. 21 даны технические характеристики некоторых моделей комбинированных котлов. Естественно, что цена такого рода водогрейных котлов значительно выше однотопливных. Несмотря на то что КПД работы комбинированных агрегатов ниже на 15—20%, чем у однотопливных, они более надежны и долговечны. При возникновении перебоев в подаче газа можно легко перевести котел на другой вид топлива, что, конечно, также является одним из положительных качеств.

Но у такого рода аппаратов существуют и недостатки. Одним из них можно считать наличие топливного насоса, вентилятора и тех элементов, которые работают от электросети. При сбоях в энергосистеме все это оборудование отключится, и котел перестанет работать. Если электроэнергии не будет слишком долго, вода в отопительной системе может замерзнуть и разорвать трубы.

Для того чтобы снизить количество конденсата внутри комбинированных котлов, их изготавливают из чугуна. За рубежом даже разработана модель агрегата биметаллического типа, т. е. комбинированные котлы имеют двойные стенки: из чугуна и стали. Внутренняя поверхность, которая соприкасается с топочными газами, изготовлена из чугуна, а поверхность, соприкасающаяся с водой, – из стали. Еще одним плюсом такой конструкции является ее меньший вес.

Таблица 21

Комбинированные котлы, работающие на газовом и жидком топливе

Комбинированные котлы бывают двух типов:

• с двумя горелками: одна для газа, другая для жидкого топлива;

• с одной комбинированной горелкой для обоих видов топлива.

В первом случае при необходимости можно легко снять одну горелку, а на ее место установить другую, которая вставляется в специально оборудованное место на дверце или в передней части котла (горелку крепят с помощью винтов на глубине топочной камеры). После этого с помощью накидной гайки подсоединяется газовая или жидкотопливная линия.

Газовая горелка, применяемая в комбинированных аппаратах, имеет вентиляторный наддув. Это дает ей возможность не зависеть от давления газа в магистрали. В этом случае котел может работать даже тогда, когда давление газа в магистрали значительно снижено.

Если агрегат имеет одну комбинированную горелку, то подводящие топливные линии (газ и жидкое топливо) подходят к ней с двух сторон. При необходимости горелка подключается к нужной линии. Конструктивная особенность комбинированных горелок состоит в том, что они имеют одинаково круглое пламя независимо от вида топлива. Обычно такие горелки оснащены воздушным клапаном на сервоприводе, что позволяет значительно экономить тепло и дает возможность топливу сгорать полностью. Данный клапан не дает камере сгорания остывать в период, когда котел не работает, а при вторичном розжиге аппарата плавно переводит оборудование в рабочее состояние. Есть или нет в горелке воздушный клапан, можно увидеть в маркировке. В табл. 22 даны некоторые модели газовых горелок для комбинированных котлов, а в табл. 23 – модели жидкотопливных горелок.

Таблица 22

Горелки для газового топлива

Таблица 23

Горелки для жидкого топлива

Поскольку цена котла с комбинированной горелкой значительно выше, чем у котла с одним видом топлива, но со сменной горелкой, то в России их пока немного.

Такие котлы бывают как одноконтурными, так и двухконтурными. Их корпус изготавливается из стали, а работают они на всех видах топлива (рис. 21). Конструкция агрегата «Пламя» такова, что позволяет довольно быстро переоборудовать его с одного вида топлива на другой. На передней панели имеются две дверцы. Первую из них используют для загрузки твердого топлива, а вторую – для чистки топки и для подачи воздуха.

В случае, когда котел работает на газе или дизтопливе, вместо второй дверцы устанавливается атмосферная или жидкотопливная горелка. На задней стенке котла смонтированы патрубки горячей воды, дымоход и патрубок обратного трубопровода отопительной системы.

При работе котла с использованием твердого топлива используется регулятор подачи воздуха, который регулирует интенсивность горения и систему электроподогрева, позволяющую поддерживать постоянную температуру между загрузкой порций топлива. Кроме этого, если произойдет отключение основного источника обогрева, то данная система будет поддерживать плюсовую температуру в доме.

Промышленность выпускает три модификации универсального котла «Пламя», которые классифицируются по мощности:

– модель 12,5 предназначена для обогрева домов площадью до 120 м2;

– модель 20 – для домов площадью от 120 м2;

– модель 40 – для домов площадью 250—500 м2. Данные модели предназначены для отопительных систем с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя.

Рис. 21. Универсальный котел «Пламя»: 1 – термометр; 2 – проточный водонагреватель; 3 – патрубок установки термодатчика; 4 – турбулизатор; 5 – дверца загрузочная; 6 – топка; 7 – колосник; 8 – поддувало; 9 – патрубок подающего трубопровода; 10 – патрубок горячей воды; 11 – патрубок холодной воды; 12 – шибер регулирования тяги, установленный в дымоходе; 13 – кожух; 14 – воздушный зазор (теплозащита); 15 – внешняя стенка котла; 16 – водяная рубашка (теплоноситель); 17 – внутренняя стенка котла; 18 – патрубок обратного трубопровода

Положительными качествами котла «Пламя» можно считать невысокую цену оборудования, простоту и дешевизну установки, долгий срок эксплуатации, а также экономию тепла за счет системы электроподогрева.

В настоящее время промышленность выпускает водогрейные котлы трех типов:

• с горизонтальными водяными трубами (ГВТ);

• с горизонтальными огневыми трубами (ГЖТ);

• с чугунным секционным теплообменником (ЧСТ).

Внешний вид такого рода котлов показан на рис. 22.

Если при эксплуатации водогрейных котлов вышеуказанных типов будут соблюдаться условия, оптимальные для их работы, то агрегаты будут работать долго и без сбоев. Неправильная эксплуатация и уход не только уменьшают КПД котла, но могут привести к перебоям в работе весьма дорогостоящего и надежного оборудования. Поскольку в России довольно часто бывают всевозможные форс-мажорные явления, то специалисты были вынуждены придумать так называемые гидронные котлы, имеющие «прощающую» конструкцию. Массовое производство таких котлов началось в 2000 г.

Специальная «прощающая» конструкция была заимствована из авиастроения. Конструкция представляет собой систему, способную эффективно работать в экстремальных условиях: при высокой жесткости воды, при сбоях в подаче электроэнергии, при низкой температуре воды и т. д.

Гидронные котлы – это высокоскоростные водогрейные агрегаты малой емкости. Какими же преимуществами обладает гидронный котел по сравнению с другими моделями отопительных котлов?

Рис. 22. Водогрейные котлы: а – с горизонтальными водяными трубами; б – с чугунным секционным теплообменником; в – с горизонтальными огневыми трубами

Первое, и основное, преимущество – высокая скорость прохождения теплоносителя через нагреваемые поверхности аппарата. Высокая скорость предотвращает отложение накипи на стенках теплообменника, в трубах и отопительных приборах. Даже если накипь и появится, водяной поток, движущийся с большой скоростью, тут же смоет ее. Причем чем жестче будет вода, тем более высокой должна быть скорость потока.

Второе преимущество: в связи с высокой скоростью движения теплоносителя в системе скорость теплоотдачи в котле такого типа в 10 раз выше, чем в аппаратах обычной системы.

Третье преимущество: из-за небольшого водяного объема гидронные котлы абсолютно безопасны и экономят топливо. Агрегаты с большим объемом воды требуют больше времени и топлива для нагрева всей массы воды. Если при этом выйдет из строя система безопасности, то огромное количество горячей воды может спровоцировать сильный взрыв с довольно ощутимыми разрушениями. Правда, происходит это весьма редко, но все-таки случается.

Четвертое преимущество: в гидронных котлах не образуется конденсат, а значит, они не подвержены коррозии. Это происходит еще и потому, что трубы теплообменника изготовлены из меди, которая, как известно, слабо поддается коррозии.

Пятое преимущество: высокая безопасность гидронных котлов обусловлена тем, что при значительном подъеме температуры воды трубы теплообменника расплавляются, тем самым сбрасывается излишнее давление и предотвращается взрыв котла. После экстремальной ситуации гидронному аппарату требуется самый незначительный ремонт.

Шестое преимущество: «прощающая» конструкция дает возможность использовать режим быстрого охлаждения котла. Быстрое охлаждение может вывести из строя котел с традиционной конструкцией, но не окажет практически никакого воздействия на гидронный агрегат. Это стало возможным потому, что теплообменник гидронного котла как бы плавает в кожухе аппарата. Он имеет возможность сжиматься и расширяться, не испытывая при этом никакого противодействия.

В настоящее время на российском рынке отопительного оборудования имеется огромное количество водогрейных котлов зарубежного производства. Многие наши соотечественники отдают им предпочтение, считая импортное оборудование надежнее, красивее и лучше отечественного. Но так ли это на самом деле? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Конечно, импортные водогрейные котлы обладают рядом преимуществ, среди которых можно назвать следующие:

• современный дизайн;

• удобные габариты;

• простота эксплуатации и обслуживания, которая достигается за счет встроенной в аппарат автоматики. Но это преимущество, в свою очередь, является и минусом, потому что вышедшую из строя автоматику очень сложно отремонтировать и настроить;

• только что приобретенный котел можно сразу монтировать по месту эксплуатации;

• довольно высокий КПД;

• хороший уровень безопасности оборудования, оснащенного несколькими степенями защиты.

К недостаткам агрегатов зарубежного производства относится в первую очередь высокая цена оборудования и монтажа, возникающая из-за того, что все комплектующие должны точно соответствовать качеству самого котла. Применение при установке дешевого оборудования значительно сокращает срок службы всей отопительной системы в доме. Но, как известно, если в момент покупки котел стоит очень дорого, то в процессе эксплуатации он сэкономит вам средства.

Водогрейные котлы, изготовленные в бывших соцстранах, несколько дешевле своих западных аналогов, хотя по качеству нисколько им не уступают.

Еще одним недостатком импортных аппаратов является то, что они не могут эффективно работать в условиях нестабильной подачи газа или электроэнергии. Но западные производители стали приспосабливать свое оборудование к российским условиям работы. Так, японская фирма «Rinnai» и немецкая «Viessmann» выпускают водогрейные котлы, которые могут работать при нестабильной подаче топлива.

Ниже расскажем о некоторых производителях импортного оборудования для отопления.

Фирма «Buderis» специализируется на производстве отопительного оборудования, являясь лидером по изготовлению чугунных водогрейных котлов со встроенными атмосферными и дутьевыми горелками.

Вышеназванная компания выпускает газовые котлы «Logano GE—315», «Logano GE—515» (рис. 23), «Logano GE—615». Их топочная камера изготовлена из специального антикоррозийного серого чугуна G 180 М, разработанного этой фирмой. Помимо этого, в котлах данного типа применена новая технология «Thermo-stream», поддерживающая температуру внутри котла на стабильном уровне, что, в свою очередь, не дает конденсату осаживаться на стенках теплообменника.

Рис. 23. Газовый котел «Logano GE-515»: 1 – подающая линия котла; 2 – отверстия выхода воды; 3 – обратная линия котла; 4 – верхняя обечайка; 5 – второй ход продуктов сгорания; 6 – третий ход продуктов сгорания; 7 – топка (первый ход продуктов сгорания)

Остывшая вода из обратного трубопровода постоянно перемешивается с нагретой водой, что поднимает температуру поверхности, контактирующей с отопительными газами. Благодаря применению данной технологии КПД котла увеличивается до 95%. Используемый экономичный низкотемпературный режим отопления почти не дает потерь тепла, снижая расход электроэнергии. Движение дымовых газов идет по трехходовому принципу, значительно уменьшая вредные выбросы в атмосферу.

Рис. 24. Водяной контур чугунной секции котла «Logano GE-434»: 1 – трубки подачи холодной воды; 2 – потоки теплой воды

Также эта фирма выпускает чугунный котел «Logano GE—434» (рис. 24), который представляет собой двухблочный агрегат с двумя независимыми атмосферными горелками.

Рис. 25. Котел «Logano GE-215»: 1 – поступление холодной воды из обратной линии; 2 – подающая линия; 3 – обратная линия; 4 – третий ход продуктов сгорания; 5 – второй ход продуктов сгорания; 6 – топка: первый ход продуктов сгорания

Блоки смонтированы в общем корпусе, поэтому одновременная их работа соответствует работе двух отопительных котлов. Данные блоки контактируют друг с другом задними стенками, а между собой соединены трубами, на которых имеется по два кольцевых дроссельных клапана. Каждый блок оснащен одной газовой горелкой со своей аппаратурой. Из-за применения вышеназванной технологии «Thermostream» отпадает необходимость поддерживать постоянное значение температуры обратной воды.

Рис. 26. Котел «Logano SE»: 1 – пульт управления; 2 – дверь котла; 3 – направляющий элемент водяного контура; 4 – рама котла; 5 – теплоизоляция; 6 – подающая линия котла; 7 – штуцер предохранительного клапана; 8 – обратная линия котла; 9 – композитные отопительные поверхности; 10 – сборник дымовых газов; 11 – ревизионное отверстие; 12 – камера сгорания; 13 – спуск воды из котла; 14 – горелка; 15 – пламя горелки

Котлы «Logano G—115» и «Logano G—215» (рис. 25) представляют собой низкотемпературные агрегаты, работающие на жидком топливе (дизтопливо). Их котельный блок изготовлен из антикоррозийного серого чугуна G 180 М. Камера сгорания топлива приспособлена под конфигурацию пламени. Применение принципа трехходового движения продуктов сгорания дает возможность топливу сгорать полностью, а вредные выбросы в атмосферу значительно снижаются.

Данный аппарат оснащен адаптивной автоматической системой управления, полностью отключающей котел, когда нет необходимости подогревать воздух в помещениях и отсутствует потребность в горячей воде. КПД такого рода котлов составляет 96%.

На рис. 26 показан стальной котел «Logano SE» с дутьевой горелкой, работающий на газе или дизтопливе. Он имеет специальную поворотную камеру сгорания. Стальные котлы фирмы «Buderis» имеют низкие рабочие температуры, оптимальный процесс сгорания топлива, возможность полного отключения оборудования. Все эти преимущества делают их долговечными, экономичными и надежными. Такие котлы бывают мощностью 71—1600 кВт.

Одним из лидеров в Европе по производству водогрейных котлов является немецкая компания «Vaillant». Фирма изготавливает газовые котлы VC, VU, VU/1. В настоящее время на рынке отопительного оборудования можно встретить и новейшие серии котлов этой фирмы: «Euro Pro» и «Euro Plus», в которых довольно много электронной начинки.

Водогрейные котлы «Euro Pro» оснащены дисплеем с 7 светодиодами, которые показывают состояние аппарата. Помимо этого, имеется кнопка устранения ошибки в исполнении программы. На котлах «Euro Plus» установлены 3 светодиода и клавиатура с 4 клавишами. Обе эти модели обладают небольшими габаритами, бесшумностью в работе, просты в обслуживании и эксплуатации и пр.

Еще фирмой «Vaillant» выпускаются водогрейные газовые котлы настенного исполнения (серии «Atmomax» и «Turbomax»). Эти котлы работают как на природном, так и на сжиженном газе. Они представляют собой одно– и двухконтурные котлы мощностью 12, 20, 24 и 28 кВт с модуляционными горелками. Помимо этого, двухконтурные котлы оснащены функцией «горячий пуск». При ее включении можно сразу получить горячую воду нужной температуры. Достигается это следующим образом. Во время нагревания воды котел работает только в этом направлении, а отопление просто выключается. Также отопление можно выключить на время теплого сезона. В этом случае котел будет нагревать только воду.

Газовый котел «Atmomax» имеет открытую камеру сгорания, из которой естественным образом удаляются продукты сгорания топлива. В нижней части агрегата, под модуляционной горелкой, установлена отражательная пластинка, защищающая от перегрева основные узлы котла и направляющая поступающий воздух к горелке. В связи с тем что забор воздуха, необходимый для эффективной работы котла, производится из помещения, необходимо оборудовать котел приточной вентиляцией. Дымовые газы будут удаляться естественным путем – через дымоход. В данной модели котла имеется стабилизатор тяги, который служит преградой, отделяющей горелку от дымовой трубы. Кроме этого, стабилизатор тяги служит датчиком выделяющихся при горении топлива дымовых газов. Он отключит котел через 1—1,5 мин после того, как дымовые газы появятся в воздухе отапливаемого помещения.

У аппарата «Turbomax» имеется закрытая камера сгорания топлива, оснащенная системой принудительного удаления дымовых газов, т. е. в камере установлен вентилятор. Вентилятор также служит для доставки воздуха к горелке. Для того чтобы можно было контролировать работу котла, на нем смонтировано реле давления воздуха. В случае, когда разность давления воздуха недостаточна, реле не включается. Если во время действия аппарата подача воздуха значительно снизится, контакты реле разомкнутся, подача газа прекратится немедленно. Установка данного котла весьма проста, поэтому его часто используют при модернизации устаревшего отопительного оборудования.

На обеих моделях котлов имеются системы безопасности: реле давления воздуха, датчики отходящих газов, датчики расхода воды, ионизационные электроды, предназначенные для контроля за горением топлива и т. д. Все эти приборы в случае возникновения пожаро-, взрывоопасной или любой другой экстремальной ситуации немедленно отключат котел.

Большим преимуществом настенных моделей водогрейных котлов является то, что расширительный бак и циркуляционный насос установлены внутри агрегата.

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.

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:

Qдоп = Qт + Qп, где Qдоп. – дополнительные теплопотери; (Qт – теплоотдача от теплоносителя; Qп – 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.

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

Такого рода трубы бывают чугунными, имеют длину 1—2 м. Внутри ребристой трубы обычно устанавливается фланцевая труба для теплоносителя (рис. 33).

Из-за множества тонких ребер площадь нагревательной поверхности отопительного прибора увеличивается в несколько раз. Обычно ребристые трубы устанавливают в несколько рядов. Между собой они соединяются по схеме змеевика фланцами и двойными фланцевыми отводами.

Рис. 33. Труба ребристая чугунная с круглыми ребрами: 1 – канал теплоносителя; 2 – ребра; 3 – фланец (все размеры даны в мм)

Эти отопительные приборы имеют несколько положительных свойств:

• невысокую стоимость;

• небольшую температуру наружной нагревательной поверхности при высокой температуре теплоносителя;

• компактность;

• простоту установки.

Как и все отопительные приборы, ребристые трубы имеют и ряд недостатков, к которым можно отнести:

• довольно значительный вес;

• неустойчивость к механическим повреждениям;

• несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям, т. е. из-за наличия большого количества ребер отопительный прибор трудно содержать в чистоте;

• непривлекательный дизайн.

Поэтому ребристые трубы, как правило, устанавливают в хозяйственных постройках.

Такого рода отопительные приборы относятся к классу радиационных аппаратов, т. е., нагреваясь сами, они излучают тепло (рис. 34). Радиационный способ обогрева помещений представляет собой взаимный лучистый обмен между предметами, конструкциями дома и отопительными приборами.

Рис. 34. Потолочные излучатели: а – с плоским экраном; б – с волнообразным экраном; 1 – нагревательные элементы; 2 – волнообразный экран; 3 – теплоизоляция; 4 – плоский экран; 5 козырек

При обогреве помещения потолочными излучателями люди чувствуют себя более комфортно, чем при отоплении конвективным способом. Это объясняется тем, что при понижении температуры окружающего воздуха примерно на 2° С увеличивается конвективная теплоотдача человека, а это очень сильно влияет на улучшение его самочувствия. Оптимальная температура в помещении, обогреваемом конвекторами, составляет 19,3° С, а при отоплении потолочными излучателями – 17,4° С.

Потолочные излучатели имеют множество достоинств. Они создают микроклимат, благоприятный для человека, обеспечивают сильный нагрев внутренних поверхностей жилища и, как следствие, уменьшение теплоотдачи человека, а также значительно уменьшают тепловую энергию, требующуюся на обогрев помещения.

Наряду с достоинствами, конечно же, имеются и недостатки. К ним можно отнести:

• большую тепловую инерцию;

• теплопотери через наружные ограждения;

• монтаж дополнительной арматуры для регулировки теплоотдачи бетонных панелей.

Радиаторы – это отопительные приборы с двумя способами отдачи тепла: конвективным и радиационным. На конвекцию приходится 75% от общего теплового потока, а на радиацию – 25%.

Конструктивно радиаторы водяного отопления делятся на секционные и панельные. Первые изготавливаются из чугуна, стали и алюминия. Вторые могут быть стальными и биметаллическими (сталь и алюминий).

На российском рынке в наше время можно найти не только радиаторы отечественного производства, но и импортные. Но вторые покупать нужно только в том случае, когда вся отопительная система импортная. В противном случае зарубежные радиаторы быстро выйдут из строя, потому что они не рассчитаны на жесткую воду с механическими примесями.

Секционные чугунные радиаторы являются самым распространенным видом отопительных приборов в России. Их производят с начала ХХ в. Популярность данного вида приборов обусловлена тем, что стальные и алюминиевые радиаторы имеют недостаточную прочность для российских теплосетей.

Чугунный радиатор состоит из одно– или многоколончатых секций с каналами круглого или эллипсовидного сечения. Самыми распространенными являются радиаторы с двухколончатыми секциями высотой 50 см (рис. 35). Между собой секции соединяются ниппелями с картонными, резиновыми или паронитовыми прокладками.

Обычно чугунные радиаторы рассчитаны на рабочее давление 6—9 атм, опрессовочное (испытательное) – 15—18 атм и максимальную температуру теплоносителя – 130° С. Они имеют следующие положительные свойства:

• большую тепловую мощность;

• высокую механическую прочность;

• хорошую коррозионную стойкость;

• невосприимчивость к плохому качеству теплоносителя.

К недостаткам этих отопительных приборов можно отнести:

• большую металлоемкость;

• высокую тепловую инерцию;

• нестойкость к гидравлическим ударам в системе;

• несоответствие санитарно-гигиеническим нормам;

• большие трудозатраты при транспортировке и установке из-за большого веса радиатора;

• неэстетичный внешний вид.

Рис. 35. Секция радиатора двухколончатая: а – вид в разрезе; б – вид сбоку; 1 – колонки; 2 – внутренняя резьба

Секционные алюминиевые радиаторы по популярности в нашей стране идут вторыми после чугунных. Они представляют собой прессованные секции и коллекторы, которые изготавливаются из алюминиевого сплава с добавлением кремния (он придает металлу необходимую прочность на разрыв). Алюминиевые радиаторы выпускаются в двух вариантах:

а) литые отопительные приборы (каждая секция отливается как отдельная деталь);

б) экструзионные радиаторы (каждая секция состоит из трех элементов, соединенных между собой специальными болтами). Герметичность соединений достигается за счет уплотнительных элементов или с помощью клеевого соединения.

У алюминиевых радиаторов также имеются свои плюсы и минусы. К положительным качествам можно отнести:

• повышенную теплоотдачу за счет оребрения секций;

• высокую скорость нагрева (нагреваются в несколько раз быстрее, чем чугунные);

• экономичность потребления энергии;

• возможность регулировки температуры воздуха в помещении;

• небольшую массу;

• простоту установки и транспортировки;

• современный дизайн.

Большинство алюминиевых радиаторов рассчитано на рабочее давление 6—25 атм, опрессовочное давление – 9—37 атм, максимальную температуру теплоносителя – 130° С.

К недостаткам алюминиевых радиаторов относятся:

• невысокая конвективная способность;

• повышенное газообразование, которое приводит к воздушным пробкам в системе отопления;

• высокая вероятность возникновения протечек между секциями;

• концентрация тепла на оребрении.

В продаже имеются также анодированные радиаторы, которые изготавливают из алюминия высшей степени очистки с последующим полным анодным оксидированием всей поверхности. Анодное оксидирование изменяет структуру алюминия, тем самым защищая радиатор от всех видов коррозии, а также других вредных воздействий. Для соединения элементов радиатора между собой применяются не ниппели, а сухие наружные муфты. Благодаря этому внутренняя поверхность отопительных приборов остается гладкой. Такой способ соединения исключает образование застоев теплоносителя и засоров системы. Теплоотдача анодированных радиаторов значительно выше, чем простых алюминиевых.

Рис. 36. Стальные панельные радиаторы: а – колончатой формы; б – змеевиковой двухходовой; в – змеевиковой четырехходовой; 1 – колонки

Анодированные радиаторы рассчитаны на рабочее давление 50—70 атм, а разрушаться они начинают только при давлении 215 атм!

Стальные панельные радиаторы (рис. 36) представляют собой два штампованных стальных листа толщиной 1,4—1,5 мм, соединенных между собой двумя способами:

а) горизонтальными коллекторами, соединенными вертикальными колонками (колончатая форма);

б) горизонтальными параллельно и последовательно соединенными каналами, приваренными к одной панели (форма змеевика).

Стальные панели бывают одно– и двухрядными с декоративным покрытием из термостойкой эмали и без него, с ребристой или гладкой поверхностью. Такого рода отопительные приборы рассчитаны на рабочее давление 6—10 атм и максимальную температуру теплоносителя 110—150° С.

Достоинствами стальных панельных радиаторов являются:

• высокая теплоотдача;

• малая тепловая инерция;

• соответствие санитарно-гигиеническим нормам;

• небольшой вес;

• эстетичный внешний вид.

Поскольку резьбовых соединений в таком радиаторе всего два, то протечки возникают гораздо реже, чем у секционных радиаторов.

Самыми главными недостатками таких отопительных приборов являются:

• небольшая площадь нагревательной поверхности;

• невысокая коррозионная стойкость.

В табл. 34 даны технические характеристики стальных панельных радиаторов отечественного производства.

Таблица 34

Технические характеристики стальных панельных радиаторов отечественного производства

Биметаллические радиаторы обычно изготавливаются из стали и алюминия. У них практически нет недостатков, которыми обладают чисто алюминиевые или стальные радиаторы. Но они сохранили главное достоинство – высокую теплоотдачу.

Одна секция биметаллического радиатора – это две вертикальные трубы, которые под давлением обливают алюминиевым сплавом (рис. 37). Между собой секции соединяются стальными ниппелями, герметичность обеспечивают прокладки из термостойкой каучуковой резины (она выдерживает температуру до 200° С).

Корпус в таких радиаторах имеет высокую теплоотдачу, он быстро нагревается и дает возможность регулировать расход тепла. У биметаллических радиаторов теплоноситель никогда не бывает в контакте с теплоносителем. Такого рода отопительные приборы рассчитаны на рабочее давление 25 атм и опрессовочное давление 37 атм. В связи с этим биметаллические радиаторы применяют в отопительных системах с повышенным давлением. Главным недостатком таких приборов является малый диаметр внутренних каналов.

Панельные бетонные радиаторы – это бетонные панели с бетонными, стеклянными или пластмассовыми каналами различной формы и с нагревательными элементами змеевиковой или регистровой конфигурации.

Рис. 37. Биметаллические радиаторы: 1 – трубы-теплоносители; 2 – элемент из алюминиевого сплава; 3 – установка прокладок

В качестве нагревательных элементов в бетонных панелях используются бетонированные стальные трубы диаметром 15—20 мм (рис. 38).

Рис. 38. Панельный радиатор из бетона

Такие радиаторы в загородных домах практически не применяются, потому что имеют множество недостатков:

• высокая тепловая инерция;

• невозможность регулировать подачу тепла в помещение;

• теплопотери через дополнительно обогреваемые наружные ограждения дома;

• значительный вес, увеличивающий трудозатраты на монтаж и ремонт прибора;

• большие габаритные размеры. Выпускаются также гладкотрубные отопительные

приборы, представляющие собой стальные трубы, которые соединяются между собой в змеевиковую или регистровую конфигурацию. Их располагают друг от друга на расстоянии меньшем, чем диаметр самих труб (рис. 39). В случае, когда данное расстояние еще меньше, трубы взаимно облучаются. Это явление значительно сокращает теплоотдачу отопительных приборов.

Если гладкотрубный прибор имеет змеевиковую форму, то скорость движения теплоносителя в нем намного больше, чем в приборе с регистровой формой.

Рис. 39. Схемы соединения стальных труб в гладкотрубные отопительные приборы: а – змеевиковая форма; б – регистровая форма; 1 – нитка; 2 – колонка; 3 – заглушка; 4 – калач

Скорость зависит от повышенного гидравлического сопротивления, особенно если трубы соединены по направлению движения воды.

У гладкотрубных отопительных приборов самый высокий уровень теплоотдачи. Но минусом является большой вес, значительные габаритные размеры и неэстетичный внешний вид. Из-за этого данный вид отопительных приборов используют для обогрева хозяйственных построек.

Из физики известно, что вода при нагревании расширяется, а при остывании сжимается. Это свойство воды необходимо учитывать при монтаже системы традиционного отопления. Для этих целей служит расширительный бак, или демпфер.

Расширительные баки используются в системах водоснабжения и отопления загородных и частных домов. Они нужны для предотвращения повышения гидравлического давления в системе.

Демпфер в системе отопления выполняет сразу несколько функций:

• служит емкостью для излишков воды, образующейся в результате ее расширения;

• восполняет недостаток воды при ее охлаждении или при небольшой протечке трубопроводов;

• удаляет воздух, скапливающийся в результате выделения его из нагретой воды.

Помимо достоинств, расширительные баки имеют и недостатки, например:

• большая вероятность теплопотерь через стенки бака;

• снижение коррозионной стойкости труб и приборов;

• большие габаритные размеры.

Демпфер может быть открытым или закрытым. Друг от друга они отличаются тем, что в открытом баке расширение нагретой воды уравновешивается столбом воды до расширительного бака, установленного на чердаке дома; в закрытом роль пружины исполняет баллон со сжатым воздухом.

Демпфер открытый обычно устанавливают над верхней точкой отопительной системы (например, на чердаке). Он представляет собой емкость прямоугольной или цилиндрической формы (рис. 40). Изготавливают такие баки из листовой стали. После монтажа демпфер теплоизолируют.

Открытый расширительный бак оснащен несколькими патрубками для присоединения:

– переливной трубы;

– расширительной трубы, по которой поступает вода в бак;

– контрольной трубы, которая присоединена к раковине;

– циркуляционной трубы, служащей для отвода воды в отопительную систему.

Рис. 40. Открытый демпфер: 1 – расширительный патрубок; 2 – переливной патрубок; 3 – контрольная труба; 4 – циркуляционный патрубок; 5 – спускной патрубок с пробкой

На контрольной трубе обязательно устанавливают запорный кран. С его помощью можно контролировать наличие воды в демпфере и в системе отопления. Если при открытом кране будет вытекать вода, значит, в баке вода тоже есть.

В загородных домах применяют, как правило, закрытые отопительные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя. Для таких систем используют расширительные баки закрытого исполнения, или мембранные демпферы. С магистралью бак соединяется с помощью специального штуцера.

Рис. 41. Схема монтажа закрытого мембранного расширительного бака: 1 – теплообменник; 2 – расширительный бак; 3 – циркуляционный насос

Устанавливают такие баки в котельной и подключают к обратной магистрали перед циркуляционным насосом. На рис. 41 показан вариант такого подключения.

Расширительный бак закрытого исполнения – это сосуд, разделенный мембраной на две камеры – водяную и газовую (воздушную). В воздушной камере под давлением находится газ или воздух, а другая соединена с системой отопления (рис. 42).

Мембранные демпферы бывают горизонтального и вертикального исполнения. Конструктивно они изготавливаются разъемными и неразъемными. Первая из форм предусматривает возможность замены мембраны в процессе эксплуатации бака.

Рис. 42. Закрытый мембранный расширительный бак: 1 – воздушный клапан; 2 – пространство для газа; 3 – мембрана

Некоторые модели мембранных баков снабжаются элементами контроля и автоматизации. Объем расширительного мембранного бака выбирается в зависимости от потребления воды, объема магистрали отопления, мощности насоса, подающего воду в магистраль, а также ряда других параметров.

Если загородный дом потребляет большое количество воды, то для его отопления используют установку с управляющим насосом, который поддерживает постоянное избыточное давление в системе (рис. 43).

Рис. 43. Установка с управляющим насосом: 1 – пульт управления; 2 – выбор операций; 3 – основной выключатель; 4 – датчик сбоя системы; 5 – усиливающий насос; 6 – обратный клапан; 7 – подключение к системе; 8 – датчик давления; 9 – перепускной клапан; 10 – сливной кран; 11 – клапан предохранительный; 12 – подключение подпитки; 13 – манометр; 14 – распределительный коллектор; 15 – гибкое соединение; 16 – удаление воздуха из воздушной камеры; 17 – воздушный крюк; 18 – накопительная емкость; 19 – датчик измерения объема воды; 20 – масляный динамометр; 21 – подсоединение емкости; 22 – кран слива

Когда вода нагревается, открывается перепускной клапан установки и вода подается в накопительную емкость. Когда вода остывает, включается насос, закачивающий воду из накопительного бака в систему отопления. Таким образом поддерживается постоянное давление.

Расширительный мембранный бак обладает целым рядом преимуществ:

• установить его можно в любом месте дома;

• вода не контактирует с воздухом, что благоприятно сказывается на работе отопительного оборудования;

• в системе практически не бывает воздушных пузырей (из-за избыточного давления в верхней точке отопительной системы);

• высокая экономичность.

Теплопровод представляет собой все трубы, которые используются для подачи нагретого теплоносителя в отопительные приборы, а также для вывода охлажденного теплоносителя из них. Теплопроводы имеют в своем составе:

• магистрали;

• стояки;

• горизонтальные ветви;

• подводки.

Теперь немного подробнее о каждой группе трубопроводов.

Магистраль – это труба, которая соединяет между собой водогрейный котел и стояк. Магистраль располагается в зависимости от конфигурации отопительной системы (рис. 44). Помимо этого, следует учитывать тип, назначение и ширину здания.

Горизонтальные отопительные системы могут иметь верхнюю и нижнюю разводку. В первом случае подающая магистраль располагается выше отопительных приборов, во втором – ниже.

Рис. 44. Теплопроводы горизонтальных (а, б) и вертикальных (в, г, д) систем водяного отопления: 1, 2 – подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3, 4 – подающие и обратные стояки; 5, 6 – подающие и обратные подводки; 7 – отопительные приборы; 8 – однотрубные ветви; 9 – бифилярные ветви; 10 – стояк; 11 – ветви

В вертикальной системе отопления с «опрокинутой» циркуляцией теплоносителя подающая магистраль располагается ниже, а обратная – выше отопительных приборов.

В отопительных системах с естественной циркуляцией нижние магистрали обязательно имеют уклон в сторону водогрейного котла. Это делается для того, чтобы из верхней части отопительной системы отводились скопления воздуха, а также для слива воды из труб. Оптимальный уровень уклона нижних магистралей составляет 5 мм на 1 м длины трубы.

Подводки представляют собой соединительные трубы между отопительными приборами и стояком или горизонтально расположенной ветвью. Подводки бывают прямые и с так называемой уткой, или отступом. Отступ делается в зависимости от расположения подводки по отношению к отопительному прибору. Чаще всего подводки делают прямыми, чтобы облегчить выполнение монтажа, а также снизить гидравлическое сопротивление в системе отопления. Как правило, подающая и обратная подводки выполняются горизонтально или с небольшим уклоном.

Стояк – это труба, которая соединяет между собой магистраль и подводки. Его положение зависит от того, как расположена магистраль и подводки по отношению к отопительным приборам.

Трубопроводы в доме можно прокладывать двумя способами – открытым и закрытым. Чаще всего используют первый способ. Это делается по многим причинам. Но самыми важными из них являются дешевизна и простота монтажа.

При открытом способе трубы укладывают по стенам, довольно близко к полу. Выполняется эта операция после завершения окончательной отделки помещений. При этом способе трубы соединяются с помощью сварки, муфтами или фланцами. В этом случае поверхность труб является дополнительными нагревательными поверхностями, поэтому этот фактор нужно учитывать при расчете мощности отопительных приборов.

Неаккуратно выполненная открытая разводка может испортить любой интерьер. А если подойти к этому процессу творчески, то трубы могут даже украсить помещение.

Скрытый способ прокладки труб дает возможность экономить объем помещений, потому что выполняется в стенах и полу дома. Этот вариант прокладки выполняют при проведении строительных или ремонтных работ, до окончательной отделки помещений.

Трубы можно проложить в штрабах, которые представляют собой специальные траншеи. После прокладки труб их заделывают. Но при этом нельзя запрятывать резьбовые соединения. В связи с этим трубы прокладывают целыми кусками.

Поскольку при данном способе диаметр труб не может увеличиваться до бесконечности, скрытую прокладку применяют только в отопительных системах с принудительной циркуляцией воды.

В этом разделе будет рассказано о том, какие трубы можно использовать для прокладки отопительных систем. Также следует узнать о материалах, из которых изготавливаются трубы, о технических характеристиках труб и пр.

Стальные трубы весьма популярны во многих европейских странах, а также в России. Впервые стальные трубы были изготовлены в Англии в середине XIX в.

Для изготовления труб для водяного отопления применяется мягкая углеродистая сталь. Выбирают этот материал потому, что он имеет высокую прочность и вместе с тем пластичность. Поэтому стальные трубы можно сгибать, резать, сваривать, клепать и выполнять другие операции. Трубы такого типа имеют высокую теплопроводность, что считается самым хорошим качеством для труб, по которым движется нагретая вода.

При транспортировке холодной воды теплопроводность имеет отрицательный знак, потому что трубы отпотевают, быстро ржавеют и приходят в негодность, разрушая прилегающие к ним строительные конструкции.

Помимо высокой теплопроводности, сталь обладает низким температурным коэффициентом линейного расширения, что является важным фактором при закладке стальных труб в бетон.

Самым важным недостатком стальных труб является низкая коррозионная стойкость. Ржавчина неблагоприятно воздействует не только на стенки труб, но и засоряет воду механическими примесями, отрицательно влияет на качество воды, ухудшает работу запорной арматуры и пр. Для того чтобы повысить коррозионную стойкость данных труб, их покрывают слоем цинка.

В отопительных системах стальные трубы могут работать примерно 30—40 лет. По истечении этого срока трубопровод заменяют целиком.

Еще одним отрицательным фактором стальных труб является их низкая пропускная способность по сравнению с медными или пластиковыми трубами того же диаметра.

Причина заключается в шероховатости внутренних стенок стальных труб, увеличивающих сопротивление движению теплоносителя. А со временем пропускная способность еще больше уменьшается, потому что на стенках труб накапливаются вредные отложения.

Кроме этого, монтаж стальных труб также является далеко не легким делом. Помимо сварки, для соединения труб используются и резьбовые соединения. Оцинкованные трубы вообще нельзя соединять с помощью сварки, потому что на швах сгорает цинковое покрытие, и это место становится весьма уязвимым для коррозии.

Для систем водяного отопления используют следующие типы стальных труб:

– водогазопроводные черные сварные трубы, полученные в результате загиба стального листа с последующей сваркой шва. Такие трубы называются «шовные»;

– электросварные прямошовные трубы;

– бесшовные цельнотянутые трубы.

Стальные трубы имеют разную толщину стенок. Сообразно этому параметру они подразделяются на:

• легкие;

• обыкновенные;

• усиленные.

Диаметр стальных труб варьируется от 8 до 150 мм. Для водяных отопительных систем используются легкие и обыкновенные стальные трубы диаметром 15, 20 и 25 мм. В табл. 35 дана классификация стальных труб.

Таблица 35

Сортимент водогазопроводных сварных труб по ГОСТу 3262-75

Медные трубы известны человечеству с давнего времени. Первыми их применили египтяне, а к XVII в. медь стала самым популярным материалом для производства труб. После того как появились стальные трубы, медные стали применять не столь широко.

В настоящее время медные трубы используются повсеместно, потому что медь – это превосходный материал для теплопроводов водяного отопления, а также холодного и горячего водоснабжения. Этот материал обладает целым рядом положительных качеств:

– хорошей тепло– и электропроводностью (в 5 раз больше, чем у стали);

– высокой коррозионной стойкостью;

– хорошей устойчивостью к окислению;

– стойкостью к изменению температуры;

– стойкостью к действию ультрафиолета;

– бактерицидной стойкостью;

– высокой пластичностью.

Помимо вышеперечисленного, медные трубы имеют еще одно достоинство: внутренняя поверхность их стенок в 100 раз более гладкая, чем у стальных, и в 4—5 раз, чем у пластиковых труб. В связи с этим пропускная способность медных трубопроводов очень высока. Из-за того что медные трубы обладают высокой коррозионной стойкостью, их пропускная способность не меняется со временем. В некоторых трубах на внутреннюю поверхность стенок методом окисления фосфором наносят дополнительный защитный слой.

Иногда медные трубы покрывают полиэтиленовым или поливинилхлоридным слоем. Это делается не только для улучшения внешнего вида труб, но и для того, чтобы улучшить их свойства. Полимерный слой действует таким образом, что при транспортировке горячей воды по трубам значительно снижаются потери тепла, а при транспортировке холодной воды не образуется конденсат. Помимо этого, полимеры защищают трубы от механических повреждений и снижают уровень шума.

Благодаря тому что медь обладает высокой пластичностью, медные трубы при замерзании в них воды не трескаются, а слегка растягиваются. После оттаивания воды трубы восстанавливаются до первоначального состояния.

В нормальной среде и при благоприятных условиях медные трубы могут служить примерно 40 лет. При этом на них не влияют давление и температура теплоносителя в системе отопления.

Если для монтажа теплопровода используются медные трубы, то необходимо выполнить несколько несложных условий. Прежде всего все материалы в системе отопления должны быть однородными. Это означает, что все трубы, соединительные элементы и запорно-регулирующая аппаратура должны быть медными. Но это идеальный вариант. А в действительности бывает так, что часть трубопровода – стальная, а подводки выполнены с использованием медных труб. Поэтому на практике, при монтаже трубопроводов, нужно соблюдать следующие правила:

– не ставить стальные оцинкованные трубы после медных (по направлению воды), т. к. цинковый слой будет интенсивно разрушаться;

– не использовать металлический стык меди и нелегированной оцинкованной стали, потому что будет происходить электрохимическая реакция, результатом которой станет усиленная коррозия стали.

На рис. 45 показаны варианты установки стальных и медных труб.

Рис. 45. Смешанная установка стальных и медных труб: 1 – медная труба; 2 – стальная труба (схемы, обведенные пунктиром, – неправильный монтаж)

Для изготовления труб, используемых для трубопроводов водяного отопления, берется медь высокой чистоты (99,9%), практически без примесей. Такой материал обладает особо высокой коррозионной стойкостью и пластичностью (даже при температуре —100° С). После механической обработки медь становится более прочной, но теряет эластичность. Чтобы вернуть это свойство материалу, медь подвергают отжигу при 600—700° С с последующим охлаждением.

При монтаже отопительных трубопроводов применяются медные трубы двух видов:

– жесткие (неотожженные), имеющие вид прямых отрезков длиной от 3 до 5 м;

– мягкие (отожженные), свернутые в бухты длиной 25 и 50 м.

Жесткие трубы используют при прокладке стояков и магистралей водяного отопления, а мягкие – на других участках теплопровода.

Медные трубы выпускаются диаметром 10—28 мм при толщине стенок в 1 мм и 35—54 мм при толщине стенок в 1,5 мм. Бывают трубы и большего диаметра. Несмотря на то что толщина стенок у медных труб невысока, они могут выдерживать давление более сильное, чем стальные трубы.

Первые полимерные трубы появились примерно в начале 50-х гг. ХХ в. в Европе, США и Японии. Сразу же после своего появления эти трубы стали популярными благодаря своему превосходству над всеми металлическими трубами.

За прошедшие годы полимерные трубы заняли свое место практически во всех отраслях промышленности. С начала 70-х гг. они применяются при монтаже систем водоснабжения и канализации.

В Советском Союзе тоже производились полимерные трубы, но их количество не превышало 5% от производства стальных труб. Такое положение вещей объяснялось низким качеством отечественных полимеров, а следовательно, и полимерных труб.

В настоящее время полимерные трубы – это главный конкурент металлических труб. В скандинавских странах, а также в Германии практически все водо-и газопроводные системы выполнены из полимерных труб. В нашей стране также имеется тенденция к росту применения пластиковых труб.

Самым важным недостатком полимерных труб является износ. С течением времени трубы теряют прочность и эластичность, трескаются и разрушаются. Скорость износа такого рода труб напрямую зависит от температуры транспортируемой жидкости, а также от давления в системе. Вредное воздействие на полимерные трубы оказывают ультрафиолетовые лучи. Ремонту такие трубы не подлежат, их заменяют целиком.

Помимо этого, к недостаткам пластиковых труб можно отнести:

• уменьшение уровня прочности при повышении температуры;

• высокую горючесть;

• большой коэффициент линейного расширения. Для изготовления водогазопроводных пластиковых

труб используются только термостойкие полимеры, которые при повышении температуры становятся вязкими, а остывая, отвердевают. К таким полимерам относятся:

• полиэтилен;

• полипропилен;

• поливинилхлорид;

• полибутилен.

Пластиковые трубы производят способом выдавливания, используя при этом обогреваемый шнек. Такие трубы имеют маркировку, которая содержит следующую информацию:

– вид полимера (РЕ, РР, PVC, РВ и пр.);

– наружный диаметр трубы;

– номинальное давление PN (в барах);

– наименование производителя;

– стандарт, по которому изготовлена труба;

– дата изготовления;

– номер партии.

Если на трубе нет маркировки, то приобретать такую трубу не следует, потому что ее качество и срок службы вызывают сомнение.

Сегодня полиэтилен – самый распространенный материал при производстве труб для холодной воды.

Полиэтиленовые трубы для холодного водоснабжения и канализации зданий в 1—2 этажа выпускаются двух видов:

– трубы ПНД (из полиэтилена низкого давления и высокой плотности), рассчитанные на напряжение в стенках трубы не более 5 МПа;

– трубы ПВД (из полиэтилена высокого давления и низкой плотности), рассчитанные на напряжение в стенках трубы не более 2,5 МПа.

Согласно ГОСТу 18599—83, полиэтиленовые трубы должны иметь наружный диаметр, равный 10—1200 мм для ПВД и 10—160 мм для ПНД.

Из полиэтилена также изготавливают газопроводные трубы, рассчитанные на рабочее давление до 0,6 МПа (согласно ГОСТу Р 50838—95), а также трубы для газопроводов, по которым транспортируется природный газ и газовоздушная смесь, в которой отсутствуют ароматические и хлорированные углеводороды (согласно ГОСТу 5542—87).

В 80-е гг. ХХ в. специалистами был придуман способ улучшения физико-технических параметров полиэтилена. Для этого использовали молекулярно-сшитый полиэтилен, отличающийся повышенной стойкостью к высоким и низким температурам, ультрафиолетовым лучам и механическим нагрузкам, но сохраняющий при этом гибкость. Трубы, изготовленные из такого полиэтилена, не теряли своей прочности при повышении температуры до 95° С. Это дало возможность применять их для прокладки не только холодного, но и горячего водоснабжения, а также отопления.

Полиэтилен сшивают тремя способами:

– пероксидным – с использованием соляного раствора при температуре 200° С.

– силановым – с пароводяным процессом образования молекулярных связей.

– радиационным – с использованием b-излучений.

Сегодня водогазопроводные трубы из сшитого полиэтилена составляют примерно 50% всех пластиковых труб, применяемых для напольного и радиаторного отопления. Диаметр таких труб не превышает 32 мм, что объясняется дороговизной труб большого диаметра. В маркировке труб из этого материала присутствуют буквы «РЕ-Х» или «РЕХ», где «Х» – указание на то, что полимер является сшитым. В маркировке также указывается и способ сшивания полиэтилена:

• РЕХ a – полиэтилен, сшитый пероксидным способом;

• РЕХ b – полиэтилен, сшитый силановым способом;

• РЕХ с – полиэтилен, сшитый радиационным способом.

В табл. 36 даны некоторые характеристики труб из сшитого полиэтилена.

Таблица 36

Срок службы труб из сшитого полиэтилена в зависимости от температуры и давления транспортируемой жидкости

Имеется еще одна разновидность полиэтилена – линейный полиэтилен LPE, который производится под торговой маркой «Dowiex». Из этого материала изготавливают термостойкие трубы LPE, которые бывают двух видов:

– с номинальным давлением PN 12,5 и PN 20 (с антидиффузным защитным слоем этиленвинилового спирта – EVON, уменьшающего кислородопроницаемость полимера) для радиаторного и подпольного отопления;

– с номинальным давлением PN 20 (без антидиффузной защиты) для внутреннего горячего и холодного водоснабжения.

Трубы LPE с номинальным давлением PN 12,5 выпускаются с диаметром 12 х 2, 14 х 2 и 18 х 2 мм. Трубы LPE с номинальным давлением PN 20 (с антидиффузной защитой) изготавливаются диаметром 25 х 3,5 мм. Трубы LPE с номинальным давлением PN 20 (без антидиффузной защиты) бывают диаметром 18 х 2,5 и23х 3,5 мм.

В нашей стране серийно не выпускаются трубы из молекулярно-сшитого полиэтилена, но в небольшом количестве производятся трубы из изопласта, запатентованного английской компанией «Micropol».

Изопласт – это поперечно сшитый полиэтилен PEX b, изготавливаемый по методу крафтсополимеризации органосиланов к полиэтилену. Такого рода полиэтилен обладает высокой плотностью – 0,950 г/см3. Помимо этого, он имеет некоторые особенности:

• высокую термостойкость;

• высокую устойчивость к давлению (в трубах PN 20 давление разрыва достигает 90 атм при температуре 20° С);

• высокую стойкость к механическим повреждениям;

• низкую кислородопроницаемость.

Изопластовые трубы бывают семи диаметров и двух классов прочности для каждого диаметра. Номинальное давление составляет 12,5—20 атм (при температуре 20° С), допустимое давление – 5,4—8,6 атм (при температуре 95° С). Изопластовые трубы поступают в продажу в бухтах длиной по 50, 100 и 200 м.

Такого рода трубы применяют для прокладки сетей горячего и холодного водоснабжения, а также для высокотемпературных отопительных систем.

По своим качествам полипропиленовые трубы напоминают трубы из молекулярно-сшитого полиэтилена. Отличаются они более высокой жесткостью, которая затрудняет монтаж этих труб, т. к. требуется намного больше времени и соединительных элементов. Но имеются у полипропилена и положительные свойства. К примеру, его можно сваривать, что ощутимо экономит время и деньги. Но для сварки полипропилена требуется квалифицированный монтажник.

Полипропиленовые трубы изготавливаются в виде прямых отрезков определенной длины. Это не всегда удобно, потому что после прокладки трубопровода, как правило, остается много обрезков, которые нигде не применяются.

Для внутриквартирных трубопроводов горячего и холодного водоснабжения используют трубы, изготовленные из теплостойкого полипропилена типа 3. Он представляет собой сополимер пропилена с этиленом. Тип 1 – гополимер, используемый для прокладки внутренних канализационных сетей.

Полипропиленовые трубы нельзя применять для напольного отопления и высокотемпературных систем отопления.

Поскольку трубы из поливинилхлорида устойчивы к воздействию ультрафиолетовых лучей, их повсеместно используют для прокладки открытых водосточных систем.

Применяют такого рода трубы и в устройстве технологических трубопроводов, т. к. они негорючи, имеют пониженный коэффициент линейного теплового расширения, обладают повышенной химической стойкостью и т. д.

Трубы, изготовленные из простого поливинилхлорида, рассчитаны на температуру до 45° С, а из хлорированного поливинилхлорида – до 95° С.

Из таких труб нельзя выполнять трубопровод горячего водоснабжения, потому что в составе полимера имеются вредные для организма человека вещества.

По своим техническим характеристикам полибутиленовые трубы аналогичны трубам из сшитого полиэтилена, но имеют более высокую теплостойкость. Они рассчитаны на температуру в 70° С и могут прослужить в таких условиях 50 лет. Максимальная температура, которую могут выдержать полибутиленовые трубы, составляет 95° С.

Эти трубы имеют хорошую эластичность, теплостойкость и устойчивость к ультрафиолету. Толщина стенок у них значительно меньше, чем у других полимерных труб.

Полибутиленовые трубы можно использовать при прокладке систем отопления и горячего водоснабжения. Чаще всего их применяют в Англии и Германии. Причина популярности этих труб заключается в том, что при их соединении можно использовать низкотемпературную сварку, которая снижает экономические затраты при монтаже. Но тем не менее в 2000 г. выпуск такого рода труб был прекращен.

Еще в 70-е гг. ХХ в. в продаже появились новые пластиковые трубы, которые имели название «Super Pipe» – «супертрубы». Они представляли собой многослойные изделия, состоящие из алюминиевой фольги, облитой с двух сторон полиэтиленом. Трубы могли выдерживать температуру 95° С и давление до 1 МПа. В то время им не было равных.

Супертрубы, или металлополимерные трубы (МПТ), – это изделие из композиционного материала, имеющего великолепные свойства, отличающиеся от свойств образующих его составляющих. Их стали использовать при прокладке систем водоснабжения и отопления.

МПТ соединили в себе достоинства двух материалов – полимера (как правило, молекулярно-сшитый полиэтилен) и металла. От пластиковых труб металло-полимерные взяли следующие свойства:

• пластичность;

• коррозионную стойкость;

• химическую стойкость;

• устойчивость к агрессивным средам;

• высокую пропускную способность благодаря гладким внутренним стенкам;

• долговечность;

• малый вес.

Металлический слой обеспечил МПТ способность выдерживать высокое давление и температуру теплоносителя, а также газонепроницаемость, что является важным свойством для отопительных систем. Хотя металлический слой увеличивает прочность на разрыв у металлополимерных труб в 1,5—1,7 раз, при резких перепадах давления и температур эта прочность резко уменьшается из-за того, что полимер и металл имеют разные коэффициенты линейного расширения. Поэтому при перепадах МПТ расслаиваются.

Поскольку металлополимерные трубы обладают низким коэффициентом линейного теплового расширения, аналогичным медному, это позволяет соединять их со стальными трубами и металлическими приборами.

Чаще всего металлополимерные трубы армированы алюминием. Они представляют собой изделие, состоящее из 5 слоев (рис. 46):

– трубы, изготовленной из молекулярно-сшитого полиэтилена, с толщиной стенок до 0,8 мм;

– первой клеевой прослойки;

– свернутой и сваренной лазером алюминиевой фольги толщиной 0,4 мм;

– второй клеевой прослойки;

– защитной оболочки из несшитого полиэтилена толщиной 0,8 мм.

На некоторые трубы наносится дополнительный защитный антидиффузный слой из этиленвинилового спирта (EVON) толщиной 0,2—0,25 мм.

Металлополимерные трубы выпускаются двух типов:

– в трубах первого типа алюминиевая фольга расположена между одинаковыми по толщине слоями полимера. Такие трубы не рассчитаны на низкие температуры окружающей среды: при замерзании теплоносителя они разрушаются. Маркировка таких труб выглядит так: «PEX-Al-PEX»;

– в трубах второго типа алюминиевая фольга располагается между разными по толщине полимерными слоями, при этом наружный слой полимера довольно тонкий и осуществляет защитную функцию. Слои скрепляются с помощью клеевой прослойки или посредством полимера, затекающего в щели алюминиевой фольги.

Рис. 46. Металлополимерная труба: 1 – полиэтилен; 2 – клей для плотного соединения пластика и металла; 3 – алюминиевая фольга, сваренная внахлестку

Способ соединения алюминиевой фольги также оказывает влияние на физико-механические и технические качества металлополимерных труб. Фольга соединяется двумя способами – внахлест и стык в стык.

МПТ изготавливаются и поступают в продажу бухтами диаметром 12—16 мм и длиной 2 м. Бывают трубы и большего диаметра – до 110 мм, что дает возможность использовать их в стояках и магистралях.

Минимально допустимая степень сшивания полиэтиленового слоя, согласно зарубежному стандарту DIN 16892, составляет:

• для PEX a – 75%;

• для PEX b – 65%;

• для PEX c – 60%.

Металлополимерные трубы, имеющиеся на российском рынке, в основном изготовлены за рубежом.

Такие трубы очень популярны в странах Западной Европы и США. Там их используют для прокладки канализационных, вентиляционных и водопроводных сетей.

Появились эти трубы в начале ХХ в. Они представляют собой изделие, состоящее из бетона и асбеста, который по своему химическому составу близок к бетону, а по механическому – к стали. Благодаря этому трубы, изготовленные из асбестоцемента, имеют высокую прочность, стойкость к коррозии, невысокий уровень теплопроводности (поэтому вода в них практически не замерзает).

Самым удивительным свойством асбестоцемента является то, что при контакте с горячей водой он не только не разрушается, а наоборот, становится только прочней.

Асбестоцементные трубы бывают двух видов:

– ненапорные, используемые для стоков, вентиляции и канализации, а также для прокладки кабеля;

– напорные (усиленные) – для водогазопроводных систем.

В России асбестоцементные трубы изготавливаются диаметром 100—500 мм и длиной до 5 м.

Асбестоцементные трубы нельзя использовать для отвода дымовых газов от печей и каминов, а также прокладывать в зоне действия огня, потому что при воздействии высокой температуры трубы разрушаются.

Соединительные элементы для стальных трубопроводов представляют собой фасонные изделия с внутренней резьбой. Внутренняя резьба производится с помощью метчиков, а наружная – с помощью клуппов. Если во время нарезания резьбы применялись смазочно-охлаждающие эмульсии, уменьшающие трение, то резьба будет качественной и прослужит долго.

Рис. 47. Изделия из ковкого чугуна для соединения труб: а – муфта короткая прямая; б – муфта длинная прямая; в – муфта компенсирующая; г – тройник прямой; д – прямой крест; е – угольник прямой

Для соединения элементов в стальных трубопроводах используются детали, выполненные из ковкого чугуна (рис. 47), например:

• прямые муфты;

• компенсирующие муфты;

• прямые тройники, кресты и угольники;

• переходные тройники, кресты и муфты;

• футорки;

• тройники и кресты с двумя переходами;

• контргайки, колпаки и пробки.

В табл. 37, 38 и 39 даны размеры соединительных элементов из ковкого чугуна.

Таблица 37

Размеры прямых и компенсирующих муфт, прямых тройников, крестов и угольников из ковкого чугуна, мм

Таблица 38

Размеры переходных муфт, тройников, крестов и футорок из ковкого чугуна, мм

Таблица 39

Размеры чугунных контргаек, колпаков и пробок, мм

Соединительные элементы для медных труб изготавливаются из меди такого же качества, т. е. в металле не должно быть примесей больше, чем 0,1%, а также из латуни и бронзы. Медные фитинги изготавливают двух видов: разъемные и неразъемные. Неразъемные изделия соединяют пайкой или сваркой. Разъемные изделия – это фланцы и зажимные фитинги.

Такого рода изделия предназначены для регулировки работы водяной отопительной системы. При необходимости арматура может отключить отдельный участок сети.

Поскольку любая водяная отопительная система имеет в своем составе генератор тепла, отопительные приборы и сеть трубопроводов, запорно-регулирующую аппаратуру подразделяют на несколько групп:

1. Арматура обвязки водогрейного котла.

2. Радиаторная арматура, устанавливаемая возле отопительных приборов.

3. Трубопроводная арматура, регулирующая поток теплоносителя.

К этой группе можно отнести:

• элементы безопасности котла (манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик);

• датчики потока и давления, блокирующие работу котла в случае остановки циркуляции системы или превышения максимально допустимого давления;

• гидравлический сепаратор, необходимый для увязки и гидравлической балансировки разветвленных систем отопления;

• установки подпитки, позволяющие автоматически поддерживать постоянное давление в отопительной системе (для системы с утечкой теплоносителя);

• воздухоудалители (воздушники).

Данную группу изделий устанавливают на подводках к отопительным приборам. Она предназначена для регулирования потока теплоносителя, который подается в отопительный прибор, а также теплоотдачи этого прибора.

Теплоотдачу отопительного прибора можно регулировать двумя способами – количественно и качественно.

Первый способ заключается в том, что изменяется количество воды, поступающей в прибор. Качественный способ контролирует температуру воды, выходящей из котла.

Радиаторная арматура имеет в своем составе:

• регулировочные краны;

• термостатические клапаны (термостаты, терморегуляторы);

• воздухоотводчики;

• нижнюю арматуру, дающую возможность подсоединять отопительный прибор к трубопроводу;

• боковой инжекторный узел, благодаря которому отопительный прибор можно перевести с бокового подсоединения на нижнее;

• запорные и сливные клапаны, с помощью которых можно отключить отдельно взятый отопительный прибор без спуска воды из всей системы.

Краны двойной регулировки и трехходовые краны

Регулировочные краны устанавливают на подводках к отопительным приборам.

Кран двойной регулировки (рис. 48). Этот элемент применяют в однотрубных системах водяного отопления с верхней разводкой. Он представляет собой корпус с бронзовым стаканом с двумя боковыми окошками. В нижней части шпинделя, к которому присоединен корпус крана, выполнена наружная резьба.

С помощью рукоятки шпиндель приводится во вращение. При этом бронзовый стакан начинает двигаться вверх-вниз внутри корпуса крана. В процессе движения стакана его боковые окошки больше или меньше, а то и полностью перекрывают проход корпуса.

После того как на подводках смонтированы краны двойной регулировки, нужно выполнить первичный (монтажный) пуск отопительной системы. После этого розетки устанавливаются на корпусах кранов таким образом, чтобы упорный палец на рукоятке был вставлен в прорезь розетки. Следующим действием выполняется с помощью поворота рукоятки вторичная (эксплуатационная) регулировка отопительной системы.

Рис. 48. Кран двойной регулировки: 1 – рукоятка; 2 – розетка;

3 – шпиндель; 4 – упорный палец; 5 – проход корпуса; 6 – боковое окошко; 7 – полый бронзовый стакан; 8 – корпус

Для того чтобы снять избыточное давление отопительных приборов верхних этажей, следует почти полностью прикрыть проход корпуса кранов на верхнем этаже, оставив его полностью открытым у кранов на нижнем этаже.

Трехходовые краны (рис. 49). Они предназначены для отопительных систем с нижней разводкой труб. Трехходовые краны дают возможность регулировать поток теплоносителя в отопительном приборе, а также количество теплоносителя, проходящего через замыкающий участок стояка.

Рис. 49. Трехходовый кран: 1 – рукоятка; 2 – упорный палец; 3 – корпус; 4 – розетка; 5 – проходы корпуса

Автоматические терморегуляторы

Автоматические терморегуляторы, или термостаты, предназначены для выполнения двух функций:

1) для регулировки и программирования теплоотдачи отопительного прибора в зависимости от уровня теплопотерь комнаты;

2) для экономии энергии.

Термостаты имеют датчики, которые реагируют даже на незначительное изменение температуры воздуха в помещении. Кроме этого, они позволяют экономить до 20% тепловой энергии, используемой на обогрев всего дома. При наличии термостатов отопительная система может работать в автоматическом режиме даже при отсутствии хозяев.

Автоматические терморегуляторы можно устанавливать в отопительных системах любой конфигурации, но в системах с естественной циркуляцией теплоносителя регулировка температуры осложняется тем, что отопительные приборы практически не реагируют на интенсивность горения топлива. Поэтому термостат нужен только в том случае, если в загородном доме смонтирована двухтрубная система отопления. Особенно актуальны термостаты при использовании водогрейного котла, работающего на жидком топливе.

Если хозяева проживают в загородном доме круглый год, то термостаты нужно устанавливать в первую очередь у отопительных приборов верхних этажей. Это связано с тем, что нагретый воздух поднимается снизу вверх. Из-за этого на нижних этажах всегда холоднее, чем на верхних.

Установка автоматических терморегуляторов необходима в помещениях, где имеются дополнительные источники тепла, – на кухне, в которой включается плита, духовка, электроприборы, а также в гостиной, где собирается обычно вся семья. Можно установить термостаты в комнатах, окна которых выходят на солнечную сторону.

Конструктивно радиаторный термостат имеет в своем составе две части (рис. 50):

• термостатический элемент, или термоголовку;

• регулирующий клапан.

Термоголовка является самым важным элементом термостата. При изменении температуры воздуха в обогреваемом помещении термоголовка заполняется рабочим веществом и приводит в движение шток регулирующего клапана, на который она навинчена. После того как температура достигает заданного уровня, регулирующий клапан перекрывает доступ нагретого теплоносителя в отопительный прибор.

В зависимости от рабочего вещества (парафин или газ) термоголовки термостаты подразделяются на жидкостные и газонаполненные. Наиболее распространенными являются жидкостные термостаты. Газонаполненные стоят намного дороже, чем жидкостные, но они работают точнее. Это обусловлено тем, что газ образует конденсат, осаживающийся в более холодной части термостата, удаленной от регулирующего клапана, поэтому прибор не реагирует на изменения температуры теплоносителя, но довольно быстро и точно фиксирует изменения температуры воздуха в помещении. Срок эксплуатации газонаполненных термостатов составляет примерно 20 лет.

Термостатический элемент (термоголовка) обоих типов термостатов имеет сильфонную систему. Термоголовка – это полый цилиндр, или сильфон, имеющий гофрированные стенки и заполненный рабочим веществом. При повышении уровня температуры рабочее вещество расширяется, увеличивается в объеме. Из-за этого стенки сильфона растягиваются, а шток регулирующего клапана сдвигается в сторону сужения прохода. При понижении температуры происходит обратный процесс, т. е. рабочее вещество уменьшается в объеме, стенки сильфона сжимаются, а клапан открывает проход. После этого теплоноситель начинает поступать в отопительный прибор. Путем вращения термоголовки можно установить любую температуру, при которой клапан будет закрывать теплоносителю доступ в отопительный прибор.

Рис. 50. Термостат: 1 – термоголовка; 2 – рабочее вещество; 3 – клапан; 4 – вода

При покупке термостата следует обратить внимание на конфигурацию и размер регулирующего клапана, которые могут быть разными. Тип клапана необходимо подбирать в зависимости от типа отопительной системы (однотрубная или двухтрубная, с естественной или принудительной циркуляцией), а размер – от диаметра подводки или отверстия в отопительном приборе.

Как правило, регулирующий клапан монтируется в отверстии заглушки отопительного прибора со стороны поступления горячего теплоносителя. При этом термоголовка закрепляется в горизонтальном положении, при котором не происходит контакта с нагретым клапаном и трубой. В однотрубных отопительных системах между подводящей и отводящей подводками обычно делается перемычка, или байпас. При этом направление движения теплоносителя в трубе обязательно должно совпадать с направлением стрелки на корпусе регулирующего клапана.

Термоголовки бывают со встроенным или дистанционным датчиком. Термостат, имеющий дистанционный датчик, монтируется в таком месте, где вокруг датчика будет происходить свободная циркуляция воздуха. Такого рода термостат используется в следующих случаях:

• при его монтаже в нише;

• если прибор закрыт шторами или декоративной панелью;

• при наличии широкого подоконника, при этом расстояние от подоконника до отопительного прибора должно составлять менее 10 см;

• если глубина отопительного прибора более 16 см;

• если датчик нельзя установить в горизонтальном положении.

В случае, когда вы не можете остановиться на каком-либо типе термостата, следует всегда выбирать прибор с дистанционным датчиком, так как термостат со встроенным датчиком требует более жестких условий установки. Например, если он устанавливается за шторой или в нише, то будет измерять температуру воздуха не во всем помещении, а только в том объеме, который ограничен нишей или шторой.

Дистанционный датчик устанавливается перпендикулярно к плоскости отопительного прибора. Иногда, из эстетических соображений, его устанавливают параллельно. Это грубейшая ошибка, т. к. всякий раз придется учитывать погрешности, возникающие в показаниях термостата.

В отопительной системе традиционного типа используются так называемые регуляторы потока. К ним относятся:

• задвижки;

• проходные краны с дросселями;

• балансировочные клапаны;

• запорные вентили;

• шаровые краны;

• регуляторы давления, поддерживающие заданный уровень перепада давления на термостатах;

• регуляторы расхода, автоматически ограничивающие расход теплоносителя до установленного значения.

Задвижка (рис. 51). Она представляет собой элемент, состоящий из корпуса и шпинделя, в нижней части которого смонтированы диски затвора. Поворот маховика перемещает шпиндель вверх-вниз внутри корпуса. При опускании шпинделя диски затвора раздвигаются клином и полностью закрывают теплоносителю доступ.

Задвижки используются для того, чтобы можно было отключать отдельные участки отопительной системы. В связи с этим их монтируют практически на всех участках трубопровода, в том числе на подводках к водогрейным котлам.

Дросселирующие шайбы и балансировочные клапаны применяются для автоматического поддержания постоянной разности давления в двухтрубных системах отопления. Также они нужны для автоматической стабилизации расхода теплоносителя в однотрубных отопительных системах.

Проходные краны и краны с дросселями (рис. 52). Эти устройства монтируются на магистралях, стояках и подводках к отопительным приборам. Работают проходные краны так же, как и задвижки, только у них конец шпинделя соединен с золотником.

Рис. 51. Задвижка: 1 – маховик; 2 – сальник; 3 – корпус; 4 – клин; 5 – диски затвора

Когда шпиндель опускается, прокладка золотника плотно закрывает отверстие в корпусе крана, перекрывая движение теплоносителя. В настоящее время проходные краны с дросселями становятся все более популярными, потому что обладают большими достоинствами, чем балансировочные клапаны.

Балансировочные клапаны (рис. 53). Они представляют собой дросселирующие устройства, которые используются при монтажной регулировке водяной системы отопления с целью обеспечения в ней правильного распределения потока теплоносителя. Балансировочные клапаны выполняют несколько функций, что, несомненно, является их самым главным положительным свойством. Они стабилизируют гидравлическое состояние отопительной системы, регулируют расход теплоносителя, замеряют уровень перепадов давления и температуру теплоносителя, а также работают в режиме задвижки.

Рис. 52. Проходной кран (а) и кран с дросселем (б): 1 – пробка; 2 – сальник; 3 – сальниковый вкладыш; 4 – четырехгранный торец пробки; 5 – болт; 6 – корпус; 7 – шпиндель; 8 – маховик; 9 – диски затвора

Рис. 53. Балансировочный клапан: 1 – корпус; 2 – шток регулировочный; 3, 7 – кольцевые уплотнения; 4 – отсечной шар; 5 – седло шара; 6 – рукоятка; 8 – измерительно-дренажный патрубок

Некоторые модели балансировочных клапанов оснащены устройством для дренажа отопительной системы при сливе из нее теплоносителя. При всех своих достоинствах балансировочные клапаны стоят недорого. Имеются у балансировочных клапанов и недостатки:

• дорогостоящая аппаратура, необходимая для настройки клапана;

• сложности сервисного обслуживания.

Балансировочные клапаны изготавливаются с муфтовым резьбовым, фланцевым, сварным и комбинированным соединением. В отличие от термостата они могут монтироваться в любом положении, но все-таки нижнее расположение измерительного входа более удобно для эксплуатации. Поток через клапан должен идти в направлении, указанном стрелкой на его корпусе.

Шаровые краны (рис. 54). В настоящее время во всех отопительных системах, а также при холодном и горячем водоснабжении используются шаровые краны, которые заменили устаревшие вентили. Благодаря простоте внутреннего устройства они считаются более совершенными и долговечными видами запорно-регулирующей арматуры.

Шаровой кран – это устройство, состоящее из корпуса, внутри которого имеется шар с цилиндрическим отверстием, окруженный поясом тефлоновых колец. Шток выполнен в форме рычага или бабочки. Вращение шара вокруг своей оси выполняется при посредстве штока. Сальник штока, являющийся наиболее важным элементом крана, бывает разборным и неразборным.

Существует мнение, что шаровой кран с разборным сальником лучше, т. к. в случае протечки его можно быстро разобрать и починить. Но кран, имеющий неразборный сальник, надежнее, имеет большой срок службы и меньшую вероятность протечки, т. к. он герметичен.

По пропускной способности шаровые краны делят на:

– неполнопроходные – величина прохода 40—50%;

– стандартные – величина прохода 70—80%;

– полнопроходные – величина прохода 90—100%.

Рис. 54. Шаровой кран: 1 – ручка; 2 – гайка, фиксирующая ручку на штоке; 3 – шток; 4 – уплотнительные кольца; 5 – корпус клапана; 6 – шаровой затвор; 7 – уплотнительные тефлоновые кольца

В связи с тем что шаровые краны имеют только два положения – «открыто» и «закрыто», их не стоит монтировать на подводках к отопительным приборам.

Как правило, монтаж начинается с установки отопительных приборов. Но при таком порядке сборки системы можно допустить множество ошибок с монтажом подающих и отводящих подводок. Поэтому некоторые специалисты сначала устанавливают стояки с подводками, а потом монтируют отопительные приборы.

Стоимость и сложность монтажных работ зависит от схемы циркуляции теплоносителя, конфигурации отопительной системы и трубной разводки. При прокладке систем с естественной циркуляцией используют трубы большого диаметра, что увеличивает стоимость трубопровода и усложняет монтаж.

Поскольку отечественные чугунные радиаторы значительно отличаются от импортных, они требуют обязательной протяжки межсекционных соединений и дополнительной покраски перед установкой. С этого и начинается установка чугунного радиатора.

Монтаж чугунных радиаторов состоит из нескольких этапов:

1. Группирование секций (рис. 55, 56). Сначала чугунные радиаторы разбирают на секции. Делается это следующим образом. Радиатор закрепляют на верстаке и в открытые ниппельные отверстия вставляют два радиаторных ключа. С одной стороны радиаторного ключа выполнено ушко для ручки, с другой – плоская отвертка, ширина которой чуть меньше ниппельного отверстия. Оба ключа вставляют на соответствующую глубину в верхнее и нижнее ниппельные отверстия. Чтобы не было перекоса секций, ниппели следует развернуть одновременно, поэтому делать это нужно вдвоем.

С разных сторон радиатора у ниппелей выполнена разная резьба. Это влияет на вращение радиаторного ключа. Если отсоединение секций выполняется с той стороны, где ниппель с левой резьбой, то ключ вращается вправо; если разборка ведется со стороны правой резьбы, то ключ вращается влево.

Рис. 55. Группирование секций радиаторов: а – захват ниппелями резьбы секций на 2-3 нитки резьбы; б – доворачивание ниппелей и стыковка секций; в – подсоединение третьей секции; г – группировка двух радиаторов; 1 – секция; 2 – ниппель; 3 – прокладка; 4 – короткий радиаторный ключ; 5 – ломик; 6 – длинный радиаторный ключ

2. Гидравлическое испытание радиатора. Оно проводится на специально оборудованном стенде. Радиатор подключается к гидравлическому прессу и заполняется водой. Пресс создает в радиаторе нужное давление – от 4 до 8 кгс/см2. Если стрелка манометра станет падать, то секции собраны некачественно или в них образовались трещины. В этом случае с помощью радиаторных ключей ниппели подтягивают или заменяют бракованные секции. Если трещины небольшие, их можно заделать эпоксидным клеем. Иногда небольшие протечки устраняют, заменяя прокладки.

Рис. 56. Ниппель и пробки: А – проходная стальная пробка с самой крупной внутренней резьбой G1.B; Б – ниппель; В – подводка к радиатору; г – проходная чугунная пробка с минимальной резьбой G1/2.B, применяемой в радиаторах; 1 – секция; 2 – прокладка; 3 – проходная пробка; 4 – уплотнение; 5 – контргайка; 6 – труба подводки с удлиненной резьбой; 7 – левая резьба; 8 – правая резьба

3. Грунтовка и окраска радиатора.

4. Установка радиатора (рис. 57).

Рис. 57. Монтаж чугунных радиаторов: а – у деревянной стены: 1 – планка; 2 – подставка; б – у кирпичной оштукатуренной стены: 1 – подоконник; 2 – ниша; 3 – кронштейн; в – у стены облегченной конструкции: 1 – кронштейн с цельной опорой

Обычно радиаторы монтируются под окнами. При этом необходимо соблюдать некоторые правила:

• ребра радиатора должны быть вертикальными;

• отклонение центра отопительного прибора от центра оконного проема не должно превышать 2 см;

• расстояние от верхней горизонтальной плоскости радиатора до подоконной доски должно быть не менее 5 см;

• расстояние от отопительного прибора до пола должно составлять не менее 6 см;

• расстояние между отопительным прибором и стеной определяется в зависимости от толщины и материала стен, а также от способа установки радиатора.

Все отопительные приборы в одном помещении должны располагаться на одном уровне.

Прежде чем навешивать радиаторы, необходимо выполнить разметку отверстий под кронштейны. Для этих целей вырезают из тонкой фанеры специальный шаблон. Его размеры должны немного превышать размеры устанавливаемого отопительного прибора. После этого в шаблоне, в местах крепления кронштейнов, на одной горизонтальной линии в верхнем и нижнем рядах условных секций выполняют отверстия. Количество кронштейнов на один отопительный прибор рассчитывают, исходя из того, что на каждый 1 м2 нагревательной поверхности радиатора должен приходиться 1 кронштейн.

Затем шаблон прикладывают к стене, намечают отверстия для кронштейнов и шлямбуром пробивают их. После этого отверстия высверливают, убрав шаблон.

Рис. 58. Шаблон проверки правильности установки кронштейнов: 1 – доска; 2 – полуцилиндр; 3 – кронштейн; 4 – гвоздь

Кронштейны должны входить в отверстия на глубину не менее 12 см. Вставив в гнезда кронштейны, следует заделать их цементом.

Чтобы фиксация кронштейнов была прочной, нужно сделать еще один шаблон (рис. 58). Он выполняется из куска доски и отрезка стальной арматуры. Шаблон вставляют в месте выхода кронштейнов из цементного раствора до его отвердевания. После этого шаблон снимают.

Применение данного шаблона предотвращает искривление вставок кронштейнов после затвердевания цемента.

Стальные трубы при прокладке трубопроводов соединяются между собой с помощью муфт или сварки. Оцинкованные трубы можно соединять только муфтами, потому что во время выполнения сварочных работ происходит обгорание оцинкованного слоя, и трубы впоследствии разрушаются.

Соединение труб с помощью муфт является длительным и трудоемким, а также дорогим процессом, потому что дополнительно требуется множество соединительных элементов и специальных инструментов. При всем этом муфтовые соединения не очень надежны.

Монтаж медных труб выполняется намного быстрее и проще, чем стальных. Это происходит потому, что медные трубы пластичны, легко режутся и гнутся. Медные трубы можно соединять между собой тремя способами:

– с помощью обжимных фитингов – резьбовое соединение;

– с помощью прессованных фитингов – пресс-соединение;

– с помощью капиллярной пайки. Применение обжимных фитингов – самый легкий и широко распространенный способ соединения труб. Этот метод дает возможность избежать перекоса труб в местах стыков.

Второй способ используется в России недавно. Пресс-соединения отличаются надежностью и занимают довольно мало времени. Способ соединения труб с помощью капиллярной пайки – самый трудоемкий, потому что нужно иметь специальное оборудование и опыт в обращении с горелкой. Но этот способ самый надежный.

Муфтовое соединение – самое дорогое и самое ненадежное соединение труб, поэтому для соединения медных труб применяется крайне редко.

Монтаж пластиковых труб. Способ соединения зависит от вида полимера. Например, трубы из молекулярно-сшитого полиэтилена стыкуют с помощью соединительных элементов, поливинилхлоридные трубы склеивают, а полипропиленовые и полибутиленовые сваривают горячим воздухом с использованием различных фитингов.

Монтаж металлополимерных труб – довольно несложная операция. Требования к прокладке трубопроводов из МПТ ниже, чем к пластиковым и тем более к стальным. Работы выполняются простым инструментом при плюсовой температуре воздуха. МПТ можно придать любую нужную форму, которую они легко сохраняют. Это в несколько раз снижает применение фиксаторов. Но при этом алюминиевая фольга подвергается во время изгибания серьезной деформации.

Стыковка металлопластиковых труб производится двумя способами:

• с помощью обжимных фитингов;

• с помощью прессованных фитингов. Обжимные фитинги значительно дешевле, но и срок

их службы намного короче. Причиной этого служит разница коэффициента линейного расширения полимеров и металла. Поэтому довольно часто в местах соединения труб возникают протечки.

Прессованные фитинги не имеют резьбы, стоят дорого и требуют специального инструмента. Но при грамотном монтаже они не дают протечек.

Монтаж асбестоцементных труб выполняется с помощью муфт и резиновых уплотнителей (прокладок). Такое соединение будет подвижным и не вызовет деформации от воздействия тепла или просадки грунта.

Эту операцию выполняют в соответствии со следующими требованиями (рис. 59):

– стояки монтируют строго по отвесу;

– длину и диаметр стояков в целях уменьшения расхода металла сокращают;

– стояки целесообразно устанавливать в углах, образуемых наружными стенами;

– необходимо предусматривать отдельное расположение стояков для отопления лестничных клеток;

– скрытые стояки располагают в бороздах наружных стен, при этом не допускается примыкание стояков вплотную к поверхности строительных конструкций;

– на пересечении стояков и подводок скобы устанавливают на стояках, а не на подводках, с направлением изгиба в сторону помещения;

– в местах прохода стояков через перекрытия их вставляют в гильзы из кровельной жести или в обрезки труб большого диаметра. При этом края гильз, закрепленных в перекрытиях, должны выступать над уровнем пола (потолка) на 20—30 мм, что позволит предотвратить порчу штукатурки при удлинении и движении стояков во время нагревания;

– в местах прохода стояков через деревянные конструкции необходимо предусмотреть изоляцию;

– распределительные поэтажные и промежуточные трубы между стояками и подводками монтируют под отопительными приборами у пола на таком же расстоянии от поверхности пола, как и стояки (без уклона).

Однотрубные стояки с односторонними подводками по отношению к откосам оконных проемов должны находиться на расстоянии 16 см. В двухтрубных системах подающий стояк располагается с правой стороны, а обратный – с левой, если смотреть на стену.

Рис. 59. Монтаж стояков: а – с приоконными стояками и радиаторами; б – с замоноличенными стояками и конвекторами; 1 – стояк приоконный; 2 – радиатор; 3 – внутренняя стена; 4 – замоноличенный стояк; 5 – конвектор

К стене стояки крепятся с помощью хомутов на высоте 1,5—1,8 м от пола. На каждый этаж должна приходиться одна точка крепления.

При монтаже отопительной системы, как правило, возникает множество моментов, которые невозможно предусмотреть в процессе проектирования. Поэтому при запуске система работает и отдает тепло не так, как задумывалось.

Различные сбои и неэффективность работы отопительной системы связаны не столько с неправильным выбором оборудования, сколько с неправильным расходованием теплоносителя. При недостаточном его расходовании воздух в помещении не прогревается и температура остается низкой, а при перерасходе теплоносителя возникает перегрев воздуха. При этом перегрев в одном помещении ведет к недостатку тепла в других. Плохо поддаются регулировке однотрубные системы отопления. Чтобы наладить работу вновь смонтированной системы отопления, необходимо произвести ее балансировку.

Балансировка отопительной системы представляет собой гидравлическую регулировку, без которой невозможна ее долгая и эффективная работа. Результатом балансировки становится перераспределение теплоносителя по замкнутым участкам системы таким образом, чтобы через каждый отопительный прибор проходил расчетный объем теплоносителя.

Имеется мнение, что балансировку отопительной системы нужно производить только в больших многоэтажных зданиях. Но это далеко не так. Небольшие загородные дома, в которых расход тепла в разных помещениях неодинаков, балансировка отопительной системы жизненно необходима. Причем чем сложнее система, чем больше в ней отступлений от проекта или брака при монтаже, тем выше необходимость в балансировке.

Под балансировкой отопительной системы подразумевается настройка специальной запорно-регулирующей арматуры, которая управляет движением теплоносителя. Ни термостатические клапаны, ни системы автоматического регулирования не обеспечивают нужного распределения теплоносителя в системе, поэтому не только не могут выполнить операцию балансировки, но и сами нуждаются в хорошо сбалансированной системе отопления. А вот балансирующие клапаны, регуляторы расхода, регуляторы давления и перепускные клапаны – именно та арматура, без которой невозможно произвести гидравлическую балансировку системы. В них гасится избыточный перепад давления, вредный для термостатов и автоматики. Кроме того, они дают возможность выявить неполадки в системе и способствуют их быстрому устранению.

В разных отопительных системах используется специальная балансировочная арматура. В однотрубных системах применяются ручные балансировочные краны. Этого для них достаточно. А в двухтрубных системах с автоматическими терморегуляторами следует устанавливать автоматические балансировочные клапаны. Монтируют их так, чтобы длина прямого участка трубы перед клапаном и после него составляла не менее 5 диаметров трубы, а при установке сразу же за циркуляционным насосом – не менее 10 диаметров трубы. В противном случае возникают вихревые потоки, снижающие точность регулировки. Размер балансирующего клапана должен совпадать с диаметром трубы.

Существует несколько методов балансировки. Самый популярный и простой, но самый трудоемкий из них представляет собой многократные замеры на всех балансировочных клапанах. Самым эффективным считается метод, при котором отопительная система подразделяется на модули. Модулем может быть отдельный отопительный прибор, их группа, целая ветвь или стояк со всеми ветвями. На выходе каждого модуля монтируется один балансировочный клапан, позволяющий модулю работать автономно, независимо от других модулей. Таким образом, работу всех модулей можно сбалансировать по отношению друг к другу.

Количество балансировочных клапанов в отопительной системе можно увеличивать постепенно. Так, сначала можно установить один балансировочный клапан, смонтировав его у циркуляционного насоса. Со временем клапаны можно установить на всех стояках.

Прежде чем проводить гидравлическую балансировку, следует выполнить подготовительные работы. Сначала нужно открыть все краны и клапаны, смонтированные на трубах и около отопительных приборов. Затем проверить работу циркуляционного насоса, прочистить фильтры. После этого тщательно промыть теплопроводы и залить в них деаэрированную воду. Дальше система нагревается до расчетной температуры и из нее удаляется воздух. Если на трубах смонтированы термостатические вентили, то перед балансировкой система должна находиться в рабочем состоянии не менее 24 ч.

Гидравлическая балансировка отопительной системы – это залог долговечной работы всего отопительного оборудования, труб и арматуры.