Отопление — дело серьезное. Об этом известно всем. Но не все знают, как устроить в собственном доме такую систему, которая бы работала долго, надежно и экономично, обеспечивала климатический комфорт в доме. Неэффективная работа системы отопления отразится не только на вашем самочувствии и настроении, но и на кармане — ведь с потерянным теплом "улетают в небо" и ваши деньги. Прежде всего, следует определиться, чего вы хотите. Согреть помещение можно с помощью печи или камина, электрообогревателей, системы "теплый пол". А можно обратиться к традиционным и проверенным на практике индивидуальным системам гидравлического отопления.

Система гидравлического отопления включает в себя котел, теплоноситель, трубы, радиаторы, расширительный бачок, воздушный клапан, насос, терморегуляторы.

Котел нагревает жидкость — теплоноситель

Теплоноситель — это обычно вода или антифриз, нагреваясь в котле, он несет тепло в радиаторы. Теплоносителем чаще всего бывает вода, так как по своим физическим свойствам у нее высокая теплоотдача, она обладает хорошей текучестью и поэтому ее несложно заставить "бегать" по системе отопления и переносить тепло. К тому же вода — экологически чистое вещество и возможная протечка системы не представляет угрозы здоровью обитателей дома. В случае необходимости воду всегда легко добавить в систему отопления.

Трубы доставляют теплоноситель от котла к радиаторам и обратно. Самые дешевые трубы — металлические. Они прочные, но ржавеют. Медные трубы также отличаются прочностью, но могут окислиться. Металлопластиковые трубы недороги, стойкие к коррозии, их легко монтировать.

Радиаторы обогревают комнаты. По способу передачи тепла они бывают обычные и конвекторные. Обычные батареи передают тепло во всех направлениях, а устройство конвекторных позволяет сосредоточивать тепло главным образом над ними. В батарее главное, чтоб ее мощности хватило на всю комнату.

Расширительный бачок страхует трубы и котел от повреждений, чтобы они не протекли и не лопнули. Когда нагретая в отопительной системе жидкость увеличивается в объеме, в поисках дополнительного пространства она устремляется в бачок.

Воздушный клапан или воздухоотводчик выводит воздух из системы. В процессе нагрева жидкости могут появиться воздушные пузырьки, которые препятствуют прохождению жидкости по трубам и батареям. Воздушная пробка автоматически выводится через воздушный клапан.
Насос используется в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Он не поднимает воду, а только побуждает ее двигаться в системе отопления, преодолевая сопротивление в трубе. Именно поэтому циркуляционные насосы для бытовых систем отопления имеют небольшую мощность, и, следовательно, низкое энергопотребление — около 100 ватт, как лампочка. Вода в таких системах будет двигаться, пока будет работать насос.

Терморегуляторы устанавливаются на батарею для регулировки температуры. Они бывают автоматические и ручные и регулируют температуру жидкости в радиаторах, при входе и выходе из котла и в самом котле.

Мы перечислили основные элементы индивидуальной система гидравлического отопления. Она может быть с принудительной и естественной циркуляцией.

Система с принудительной циркуляцией работает с помощью насоса. Это самый важный ее элемент, который заставляет двигаться (циркулировать) теплоноситель. Эти насосы так и называются — циркуляционные. Мощность их должна быть достаточной для преодоления сопротивления (трения) в трубе. Чем труба толще, тем меньше сопротивление и меньшая мощность насоса нужна. Но толстые трубы неудобны, они некрасиво смотрятся в интерьере и существенно дороже. В результате обычно соблюдают разумный баланс между диаметром труб и мощностью насоса. Вода в таких системах будет двигаться, пока он будет работать.

Система с естественной циркуляцией является простейшей и самой надежной. В ней нет насоса, других электроприборов, предназначенных для принудительного циркулирования теплоносителя. Поэтому основное ее преимущество — в независимости от источника электропитания. Роль насоса в ней выполняет сила, возникающая за счет разницы плотностей горячей воды в подающем стояке и воды, охлажденной в приборах и обратном трубопроводе. Как это происходит? Теплоноситель (например, вода) в котле нагревается. Плотность горячей воды меньше, т. е. она легче, чем холодная, и движется вверх по одной толстой трубе (подающему стояку). Затем горячая вода растекается по нескольким нисходящим трубам (обратным стоякам), "пронизывающим" здание, к отопительным приборам сверху вниз, и охлаждается, отдавая тепло. Плотность холодной воды увеличивается, вода тяжелеет и возвращается к котлу по обратному трубопроводу.

Хорошей, качественной системой отопления, помимо общепринятого значения, считают ту, что способна поддерживать комфортную температуру в доме при минимальной температуре теплоносителя. При обогреве помещений с помощью радиаторов всегда есть выбор: либо установить небольшие и увеличивать теплоотдачу от них, повышая температуру теплоносителя (высокотемпературное отопление), либо, наоборот, стараться при той же теплоотдаче увеличить размеры радиатора, но взамен получить более низкую температуру его поверхности (низкотемпературное отопление). Если отопление высокотемпературное, радиаторы пышут жаром и к ним невозможно прикоснуться. Это неэкономично, и у такой системы нет запаса регулирования. К тому же, на радиаторе начинается разложение органической пыли, которая, как правило, присутствует в любом помещении. При низкотемпературном отоплении радиаторы слегка теплые, но и в комнате тепло. Это комфортно, безопасно и позволяет сэкономить. Наиболее комфортной для человека считается температура отопления — 37 градусов.

Желательно начинать думать об отоплении уже на этапе архитектурного планирования. Специалисты компании «Терем-Теремок» уже на этом этапе помогут с выбором оборудования, определят место для установки радиаторов, теплогенератора, тип топлива, на котором он будет работать, и возможность отвода продукта сгорания.

Автоматизация котельных (погодозависимые системы отопления)

Планируя устройство домашнего отопления, лишь немногие рассматривают возможность работы котельного оборудования с современными системами автоматики. А ведь такие системы получают в настоящее время широкое распространение и призваны повысить комфорт жилища и значительно сократить расходы на его обогрев. Достоинства автоматического управления
Современную котельную невозможно представить себе без систем автоматики, объединивших все последние достижения в области управления тепловыми потоками. Примечательно, что для большинства людей до сих пор, к сожалению, основным критерием качества системы отопления остается принцип "греет — не греет". И хотя он совершенно не применим к автоматизированным отопительным системам, мало кто оценивает значимость установки в своей котельной специальной автоматики, которая бы обеспечивала максимальный уровень теплового комфорта в доме.

На сегодняшний день существенно снизить затраты на отопление и заодно сформировать благоприятный температурный фон в доме под силу только современной системе терморегулирования. Это происходит за счет оптимизации работы всех компонентов отопительного оборудования. Заметим, что практически все котлы в их базовой комплектации имеют стандартную автоматику, которая управляет горелкой, принимает сигналы от устройств безопасности котла, а также поддерживает заданную температуру теплоносителя. Обратите внимание: именно "котловую" температуру, а не комнатную. Что не избавляет пользователя от необходимости постоянно регулировать эту температуру в зависимости от потребности в тепле.

Устанавливая столь несовершенное оборудование, вы невольно обрекаете себя на вечную "прикованность" к ручке термостата: при понижении уличной температуры воду в системе необходимо будет нагреть сильнее, а когда на улице потеплеет — понизить. И проделывать эти манипуляции с термостатом можно до бесконечности. Но если при наступлении холодной погоды "раскочегаривать" котел приходится волей-неволей (иначе проживание в доме становится проблематичным), то при потеплении, как это нередко бывает, снижать температуру котловой воды вроде бы и не обязательно. Ведь, как известно, пар костей не ломит. Да и не перевелись еще среди нас любители пошире распахнуть форточку, когда в комнате становится чересчур жарко.

Естественно, такой подход к тепло — и энергосбережению уже через короткое время ощутимо ударит по карману домовладельца. И прежде всего из-за перерасхода топлива. А ведь тенденция роста цен на основные энергоносители, отчетливо проявившаяся в последние годы, по прогнозам специалистов, сохранится и в будущем. Конечно, ни о каком тепловом комфорте при таких способах терморегулирования не может быть и речи. По подсчетам специалистов, пользователь котла, не оснащенного системой автоматики, тратит более 210 часов личного времени в год только на настройку температуры теплоносителя в котле!

Другое дело — современные микропроцессорные панели управления. Они позволяют поддерживать разную температуру сразу в нескольких нагревательных контурах. Под таким контуром понимается часть системы, работающая со своими температурными и гидравлическими характеристиками и имеющая возможность их регулировки. Это, скажем, контур радиаторного отопления или один контур водяных теплых полов. Например, система R 33/4 Digi Comfort от WOLF управляет четырьмя независимыми контурами, а Color Matic от VAILLANT имеет возможность контролировать работу сразу пятнадцати, причем температура теплоносителя внутри их напрямую зависит от состояния погоды на улице. Системы с таким принципом регулирования называются метеоуправляемыми или, как говорят специалисты, погодозависимыми (о принципе погодозависимого управления мы поговорим ниже). Для контроля наружной температуры в этих системах используется уличный датчик, устанавливаемый на здании снаружи, с северной стороны. Контроллер (программатор) системы также полностью отвечает за процесс приготовления горячей воды в бойлере.

В некоторых системах заложен принцип модульного построения. Он позволяет укомплектовывать систему под конкретную ситуацию и требования заказчика, а также подключать дополнительные контуры и контролировать их работу с помощью установки соответствующего модуля — без замены панели управления в целом, что дает значительную экономию средств.

Отопительные контуры

Реализация автоматизированного погодозависимого отопления усложняется тем, что в современной практике управлять приходится не одним контуром отопления дома, а системой с несколькими контурами. Попробуем их охарактеризовать.

• Почти всегда есть контур радиаторного отопления. Чтобы эффективно им управлять, необходимо поддерживать температуру подающей линии в пределах 50-85°С. Иногда устанавливается несколько таких контуров, например на разных этажах дома, причем температура в них тоже может быть разной.
• Если не установлены самостоятельные электрические или газовые водонагреватели, тогда, как правило, предусматривают высокотемпературный (до 70-85°С) контур подогрева бойлера горячего водоснабжения. Температура теплоносителя в нем должна быть постоянной.
• Требования к комфорту неизменно растут, и сегодня многие потребители заказывают дополнительную установку одного или нескольких контуров водяных теплых полов. Это — низкотемпературные системы с изменяемой температурой подающей линии (30-55°С).
• Если есть бассейн, воду в нем, наверное, захочется иметь теплую. Для этого может быть смонтирован специальный контур системы подогрева воды в бассейне. Он высокотемпературный, с постоянной температурой теплоносителя 70-85°С.
• Аналогично подогреву бассейна устраивается контур подогрева приточного воздуха в теплообменнике системы вентиляции. Но, по проекту, температуре теплоносителя здесь не обязательно быть постоянной.

Расход воды через радиаторный и контур теплых полов может быть переменным. Это происходит в тех случаях, когда, например, на радиаторах установлены термостатические клапаны с термоголовками, функция которых заключается в изменении расхода теплоносителя именно через них и, соответственно, через весь отопительный контур в целом. Точно так же на распределительном коллекторе системы теплого пола могут быть установлены отдельные терморегуляторы.

Напольные котлы классифицируют по ряду потребительских и технических признаков. Прежде всего, их делят по виду источника тепловой энергии на газовые, жидкотопливные, электрические, комбинированные и универсальные. По назначению различают котлы одноконтурные и двухконтурные. Каждый производитель выпускает и те и другие. В одноконтурных имеется один теплообменник, выдающий горячую воду. Из котла она обычно направляется на отопление. Но с помощью особой схемы обвязки часть воды (или всю) можно использовать для подогрева воды в бойлере. Его нужно покупать отдельно. В двухконтурных котлах один теплообменник работает на отопление, а второй — на подготовку горячей воды. Она может нагреваться во встроенном или приставном бойлере, для чего в комплектацию котла вводят всю необходимую арматуру и элементы управления, причем все выполняется с позиций завершенности общего дизайна. Встроенные проточные нагреватели ГВ производятся редко.

Важным элементом котла являются горелки. Их делят на две группы: встраиваемые (стационарные) и навесные (съемные). По принципу образования горючей смеси различают горелки атмосферные (эжекционные) и наддувные (вентиляторные). Атмосферные работают только на газе и бывают только встраиваемыми, полностью готовыми к работе. Наддувные, как правило, продаются отдельно, их ставят и настраивают на месте. Бывают они газовыми, жидкотопливными и комбинированными. Последние могут сжигать и газ, и жидкое топливо.

Еще один немаловажный параметр — материал теплообменника. По этому признаку различают котлы чугунные, стальные, медные. В последнее время появились модели, где в дело пошли комбинация "чугун-сталь" или алюминиевый сплав.

Потребности в тепле. Тепло для отопления выбирается в зависимости от проекта (состояния) дома, а для горячей воды — от ваших пожеланий. Надо четко определить, сколько, где и каких приборов, употребляющих горячую воду, вы намереваетесь установить. Учтите, что на нормальный душ вам потребуется расход воды (с температурой 40°C) в пределах 8-10 л/мин (480-600 л/ч). Именно столько вытекает из полностью открытого крана в городской квартире.

Мощность котла. Для грубой оценки мощности на отопление исходят из следующих соотношений: 100 Вт на 1 м² — при нормальном здании; 130 Вт/м2 — для плохо утепленных помещений (подвал, гараж, старый дом); 80 Вт/м2 — для хорошо утепленного дома. Обычно используют простую цепочку: 1 кВт на 10 м² отапливаемой площади. Для горячей воды мощность считают по ее расходу. Например, на хороший душ нужно 15-20 кВт, для ванны (по нормам ее надо заполнить за 10 мин) расход составляет 15 л/мин, что требует около 30 кВт мощности. Но вот как эти киловатты учитывать, специалисты спорят. Крайние мнения здесь таковы: а) учитывать полностью и прибавлять к мощности для отопления; б) не учитывать совсем, поскольку в котлах легко реализовать принцип "приоритета ГВ": при этом отопление временно отключается (автоматически), и котел работает на горячую воду. Но не всем нравится, что дом за это время слегка остывает, да и не все котлы безразличны к смене режимов. На практике используют компромиссный вариант: к мощности отопления добавляют 20-50% для ГВ, а для газовых котлов — еще 10% на случай падения давления газа. Чрезмерный избыток мощности тоже плох: излишняя трата денег, да и пусковые нагрузки, когда горелка работает 1-2 мин, а потом котел остывает, ни аппарату, ни экологии пользы не приносят.

Выбор топлива. Здесь все решают конкретные условия и ваш бюджет.

• Газовое топливо — на сегодня самый дешевый в эксплуатации и удобный вид, если удастся решить ряд трудностей. Во-первых, получить разрешение на подключение газа. Для этого требуется подготовка пакета документов, масса нервов и денег. Неофициально подвод газа к дому обходится в сумму от 2 до 5 тысяч долларов. Во-вторых, установка котла в отдельном помещении требует снабжения этого самого помещения светом, заземлением, вентиляцией, дымоходом, отсечным клапаном и автономным выходом на улицу. Последнее особенно не нравится домовладельцам с точки зрения охранной безопасности. Главное в помещении — грамотный дымоход. Если тяга очень велика, существует опасность теплового перенапряжения дымоходных каналов агрегата и их постепенного разрушения. При малой тяге придется увеличить мощность горелки, а это лишние затраты. 
• Жидкое топливо. Это может быть дизельное топливо (в обиходе его называют соляркой, что не совсем точно), осветительный керосин или мазут. Для мазута нужна особая горелка (на рынке их немного). Жидкотопливные котлы хороши своей автономностью и применимостью там, где нет газа. Никаких разрешений, никакого вороха документов добывать не нужно. Зато есть свои проблемы. Топливо необходимо запасать. За сезон сжигается несколько тонн. Хранить в доме пожарные разрешают до 0,9 м³. Значит, надо оборудовать отдельное помещение (с огнестойкостью не менее 45 мин), хранить топливо в металлической таре и находить общий язык с пожарными. Да и запаха солярки в доме удается избежать не всем. При ее хранении вне дома топливный бак и топливопровод необходимо заглублять и хорошо утеплять, поскольку загустевшую солярку насос горелки не прокачает. К тому же длина и диаметры топливных трубок ограничены из-за малой мощности насоса. А еще надо обеспечить подъезд автоцистерны и устройства загрузки и осмотра баков, а также позаботиться, чтобы весной они в прямом смысле слова не всплыли. Низкое качество дизтоплива добавляет новую порцию хлопот по его очистке и хранению. В целом же по мощности и КПД жидкотопливные котлы не уступают газовым. Но образование сажи в них гораздо интенсивнее. Котлы с горелками приходится чистить раз в год. Сервис для них почти обязателен.
• Электричество. Наиболее комфортабельный и экологичный тип топлива. Проблем всего две, но очень существенных. Электроотопление на порядок дороже газового, хотя сами электрокотлы в 2-4 раза дешевле. Но главная проблема заключается в том, что в сельской местности просто не хватает электромощностей. Более 15 кВт на дом "выжать" не удается, да и прокладка кабеля обходится в $ 1,5-2 тыс. Так что всерьез говорить об электроотоплении дома, да еще в условиях постоянного отключения электричества, не приходится. Напольных электрокотлов на рынке немного (фирмы CTC, ACV, ELСO, "ЭВАН"). Большая часть из них — настенные. Стоит продукция зарубежных производителей $ 40-65/кВт, отечественных — примерно втрое дешевле. 
• Твердое топливо. Оно ценно своей доступностью. Котлы на твердом топливе в российских условиях, да еще при частых отключениях электричества, когда перестают работать наддувные горелки и автоматика, — хороший выход для небольших коттеджей. Мы уже подробно писали об этих устройствах и останавливаться на них еще раз не будем. Кстати, мелькающие иногда в периодике замечания о почти даровом топливе совсем далеки от реальности. Дровяное отопление лишь немного дешевле газового.
  Количество контуров котла. По принципам функционирования разница между одно — и двухконтурными котлами незначительна. Двухконтурные котлы более подходят для теплоснабжения коттеджей площадью до 300 м². В большом доме им сложнее обеспечить горячее водоснабжение: приборы удалены, вода в трубах остывает, на утепление и циркуляцию ГВ приходится тратить дополнительные деньги. Там, где водопотребление велико (большая семья) или дом велик, одноконтурные котлы предпочтительнее. Их удобнее соединять с бойлерами нужной производительности или друг с другом в каскад, если потребность в мощности возросла.

Горелки. Атмосферные. Они не требуют электричества и бесшумны в работе. Однако при малом давлении газа, помимо потери мощности, возникает еще одна неприятность: пламя опускается на горелку, и она прогорает. Наддувные. Поток воздуха, подаваемый вентилятором, создает хорошую горючую смесь при давлении газа до 5 мбар и даже ниже. Но шум (50-55 дБА) — пока неизбежный их спутник. Поэтому котлы с ними приходится ставить в отдельное помещение. Такие горелки намного дороже атмосферных. Зато их легко сменить, если требуется перейти с газа на дизтопливо или наоборот. Кстати, первый переход осуществить легко, а при втором котел и дымоход надо предварительно очистить от сажи, иначе она может забить все форсунки и резко ухудшить горение топлива.

Материалы теплообменника. Сталь или чугун? Спор об их лидерстве идет, но, честно говоря, повод для этого — чисто маркетинговый. И чугунные и стальные котлы работают одинаково хорошо, если грамотно настроены. Плюсом чугунных приборов является то, что они разборные (секционные). Значит, внести котел, даже большой мощности, в уже построенный дом — не проблема. Стальной же прибор моноблочен и не всегда "пролезает" в двери и под лестницы. Еще одно достоинство чугуна — стойкость к коррозии. Но чугун чувствительнее к ударам, как механическим, так и тепловым. Стальные котлы прочнее и легче чугунных, но, главное, из них технологически проще сделать очень сложную систему каналов отвода газов и подвода обратной воды, добившись тем самым высокого КПД. Не случайно ведущие производители изготавливают и те и другие модели. И хотя на нашем рынке чугунных котлов больше, в Европе их примерно поровну. Медь. Этот материал стоит особняком. Медь используют из-за хорошей сопротивляемости тепловым ударам, но технических сложностей с ее применением достаточно. Зато их котлы работают надежно даже при сложных режимах нагрузки. В устройствах используется схема с дымогарными трубами, часто применяемая в стальных котлах.