О типичных проблемах одного из таких клиентов, Михаила Леонидовича, и о том, каким образом мы их решали, я хочу рассказать.
— Обратившись в несколько компаний, которые брались произвести все инженерные работы в моём новом доме, я потратил не один час напереговоры с менеджерами, — заявил этот посетитель. В результате, я понялтолько то, что все они, в явном или неявном виде, лоббируют продукциюсвоих производителей. Разумеется, котлы этих производителей самыенадёжные, радиаторы самые долговечные. Я не сомневаюсь в том, что они говорили чистую правду, как, впрочем, и те, которые расхваливалипродукцию других фирм. Но мне, в принципе, не важно, как называется та или иная фирма. Я хочу понять, что я выиграю или проиграю, приобретя, например, радиатор не за 150 у.е. а за 60 у.е. или котёл не за6 тысяч евро, а за 3 тысячи. Я хочу, чтобы мой выбор был осознанным и понятным мне.
Я хочу за своиденьги получить оптимальный набор оборудования по оптимальной цене, не переплачивая, но и не лишаясебя необходимого комфорта в будущем. Прошу, помоги мне разобраться во всём этом!
Против такого напора устоять было трудно и я согласился поехать с ним на объект. Новостройка оказаласьнастоящей усадьбой. Посреди участка стоял двухэтажный дом с подвалом и пристроенным гаражом. Общаяплощадь дома, как сказал хозяин — 510 кв. м. Метрах в тридцати, в глубине участка, была бревенчатая баня, площадью 150 кв. м., с мансардой и бассейном. Ближе к улице достраивался кирпичный флигель для сторожа, площадью около 30 кв. м. Всё это великолепие изнутри выглядело намного скромнее: стены неоштукатурены, полов и потолков нет — голые перекрытия, отделки никакой. Одним словом, коробка — идеальные условия для проведения монтажных работ.
— Теперь, когда ты увидел моё хозяйство, — сказал Михаил Леонидович, — объясни мне, с чего начатьинженерное обустройство дома. Расскажи, какое оборудование выбрать, как подобрать котлы, насосы, трубы…, как в дальнейшем снизить расходы на эксплуатацию? Разумеется, я не собираюсь сам проектировать систему, закупать и монтировать оборудование. Это сделает подрядчик. Но я хочу быть несторонним наблюдателем, а активным соучастником процесса, понимать и контролировать все его основныестадии.
— Для этого Вам придётся набраться терпения. Начнём с самого главного, с энергоносителей. Очевидно, что для отопления необходима энергия, которая должна быть преобразована в тепло. Энергию даютэнергоносители.
Энергоносители бывают:
твёрдыми (твёрдое топливо) — дрова, уголь, кокс, топливные брикеты и т. д.;
газообразными — природный газ, сжиженный газ;
жидкими — солярка, керосин, мазут, печное топливо;
энергоносителем может быть электроэнергия;
энергоносителем может служить любая среда с температурой не ниже +8°С, например, вода незамерзающего водоёма или грунтовые воды. Технология тепловых насосов позволяет использовать эту низкотемпературную тепловую энергию для отопления;
источником энергии для отопления может служить солнечная радиация.
Устройство, которое преобразует скрытую энергию энергоносителя в тепло, называется тепловым генератором. Самый распространённый вид тепловых генераторов для отопления жилых домов это — отопительный или водогрейный котёл. Каким бы сложным и совершенным ни был этот вид теплового генератора, в основе его лежит теплообменник — ёмкость, в которой, с помощью энергоносителя, нагревается теплоноситель — вода или антифриз. Этот теплоноситель поступает в систему отопления, где часть своей теплоты отдаёт на нагрев помещения. Охлаждённый теплоноситель возвращается в теплообменник, где снова нагревается и т. д. Тепловые генераторы различаются, в первую очередь, по виду используемых энергоносителей.
— Какой энергоноситель Вы у себя предполагаете использовать?
— Пока имеется только электроэнергия, которой мне выделили в количестве 10 кВт. Через год обещают провести магистральный газ. Но опытные люди говорят, что этот год может легко превратиться в два и более. Отапливать же дом мне нужно уже сейчас, так как отделочные работы в холодном доме не производят. Поэтому, на год-полтора, необходимо предусмотреть альтернативное топливо.
В таком случае, будем исходить из того, что основным видом топлива у Вас будет природный газ, а тепловым генератором — бытовой отопительный котёл. Посмотрите на эту таблицу.
Классификация бытовых отопительных тепловых генераторов
По способу установки
Навесной, напольный
По виду энергоносителя
Твердотопливный, газовый, жидкотопливный, электрический, комбинированный (многотопливный)
По способу приготовления горячей воды
Одноконтурный с внешним бойлером, двухконтурный со встроенным бойлером, двухконтурный с проточным водонагревателем
По типу горелки
Атмосферная одноступенчатая, двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная; вентиляторная одноступенчатая, двухступенчатая, с плавной модуляцией
По виду тяги
Естественная, принудительная без подачи воздуха, принудительная с подачей воздуха (труба в трубе)
По материалу основного теплообменника
Чугун, сталь, нержавеющая сталь, медь
По комплектации
Полная, частичная, без комплектации
По электрозависимости
Электронезависимый, электрозависимый без самозапуска, электрозависимый с самозапуском
По виду теплоносителя
Только вода, вода и антифриз
— В ней я попытался классифицировать всё множество бытовых тепловых генераторов по признакам, наиболее понятным и важным для покупателя-неспециалиста. Начинаю с второстепенного, на первый взгляд признака — места установки котла. Котлы бывают напольные — устанавливаемые на пол, и навесные — устанавливаемые на стену или перегородку. Для многих домовладельцев место установки котла — вопрос очень важный.
Давайте прочитаем Инструкцию по размещению тепловых агрегатов, предназначенных для отопления и горячего водоснабжения.
«…4.2. Размещение тепловых агрегатов предусматривается:
на кухне, при мощности теплового агрегата для отопления до 60 кВт включительно, независимо от наличия газовой плиты и газового водонагревателя;
в отдельном помещении на любом этаже (в том числе в цокольном или подвальном), при их суммарной мощности для систем отопления и горячего водоснабжения до 150 кВт включительно;
в отдельном помещении первого, цокольного или подвального этажа, а также в помещении, пристроенном к жилому дому, при их суммарной мощности для системы отопления и горячего водоснабжения до 350 кВт включительно…
5.1. При размещении в кухне газовой плиты, проточного водонагревателя для горячего водоснабжения и теплового агрегата для отопления мощностью до 60 кВт, помещение кухни должно отвечать следующим требованиям:
высота не менее 2,5 м;
объем помещения не менее 15 м3, плюс 0,2 м3 на 1 кВт мощности теплового агрегата для отопления;
в кухне должна предусматриваться вентиляция из расчета — вытяжка в объеме 3-кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки, плюс количество воздуха на горение газа;
кухня должна иметь окно с форточкой. Для притока воздуха следует предусматривать в нижней части двери решетку или зазор с живым сечением не менее 0,025 кв. м.
5.2. При размещении тепловых агрегатов суммарной мощностью до 150 кВт в отдельном помещении, расположенном на любом этаже жилого здания, помещение должно отвечать следующим требованиям:
высота не менее 2,5 м;
объем и площадь помещения проектируются из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 м3;
помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами, с пределом огнестойкости 0,75 ч, а предел распространения огня по конструкции равен нулю;
естественное освещение — из расчета остекления 0,03 кв. м на 1 м3 объема помещения;
в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета — вытяжка в объеме 3-кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки, плюс количество воздуха на горение газа;
5.3. При размещении тепловых агрегатов суммарной мощностью до 350 кВт в отдельном помещении на первом этаже, в цокольном или подвальном этаже жилого здания помещение должно отвечать следующим требованиям:
высота не менее 2,5 м;
помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами, с пределом огнестойкости 0,75 ч, а предел распространения огня по конструкции равен нулю;
естественное освещение — из расчета остекления 0,03 кв. м. на 1 м3 объема помещения;
в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета — вытяжка в объеме 3-кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки, плюс количество воздуха на горение газа;
объем и площадь помещения проектируются из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования.
5.5. При размещении теплогенераторов в отдельном помещении на первом, в цокольном или подвальном этаже, оно должно иметь выход непосредственно наружу. Допускается предусматривать второй выход в помещение подсобного назначения, дверь при этом должна быть противопожарной 3-го типа…»
— Как видите, далеко не каждое помещение в доме пригодно для установки газового котла. Конечно, принимая во внимание личную заинтересованность служащих газовых трестов, с ними можно договориться, но стоит ли рисковать собственной безопасностью? Ведь в основе технических условий лежат требования безопасной эксплуатации газовых приборов и их несоблюдение повышает риск несчастного случая или аварии.
Начнём с навесных котлов — их установка оптимальна при недостатке свободных площадей. Навесные котлы компактны — типичные габариты 850×500× 400 мм. Вес, как правило, не более 50 кг. Они занимают очень мало полезной площади, что особенно важно при установке на кухне, где всегда не хватает места, или в небольшом котельном пункте, где должно находится и другое оборудование — насосная станция, бойлер горячего водоснабжения, фильтровальная установка и т. д. Навесные котлы, правда, имеют ограничение по тепловой мощности, которая обычно не бывает больше 35 кВт. Однако, такой мощности достаточно для отопления жилого дома площадью до 300–320 кв. м. Если же смонтировать два таких котла параллельно, каскадом, то отапливаемая площадь увеличивается до 600–650 кв. м. При каскадном включении нескольких котлов, отапливаемая площадь может быть значительно большей. Навесные котлы работают на природном газе и, в случае необходимости, легко перестраиваются на сжиженный газ. Навесные котлы, работающие на жидком топливе, мне неизвестны. Имеется много моделей навесных котлов, работающих на электроэнергии. Правда, для питания электрокотлов мощностью выше 6 кВт, требуется трёхфазная электроподводка, а установку котлов мощностью 10 кВт и выше, необходимо согласовать с органами Энергонадзора.
По способу приготовления горячей воды навесные котлы разделяются на одноконтурные, двухконтурные со встроенным бойлером и двухконтурные проточные. В первом случае водопроводная вода подаётся в отдельный бойлер, с объёмом, как правило, от 100 до 200 литров и нагревается в нём до нужной температуры горячей водой, взятой от отопительного котла. Автоматика при этом, управляет котлом таким образом, что до достижения заданной температуры воды в бойлере, котел работает только на её нагрев, отключая систему отопления. То есть отдает приоритет горячему водоснабжению (ГВС). Так как процесс этот достаточно быстрый, система отопления не успевает заметно остыть. В котле со встроенным бойлером, бойлер находится в корпусе котла и ограничен по объёму 45 или 60 литрами. В проточном котле, как следует из названия, вода нагревается проходя через специальный теплообменник внутри котла. Очевидно, чем меньше её проходит в единицу времени через теплообменник, тем быстрее и до большей температуры она нагревается. И наоборот. Максимальная производительность по горячей воде двухконтурных навесных котлов от 8 до 15 л/мин. Есть модели с производительностью до 20 л/мин. При этом, имеется ввиду, что вода нагревается на ∆Т=30°С. Это означает, что температура нагретой воды на 30 градусов выше водопроводной. При необходимости получения более горячей воды, производительность, соответственно, уменьшается. Производительности такого водонагревателя вполне хватает для одного потребителя горячей воды. При одновременно работающих двух и более потребителях — приходится мириться с недостатком горячей воды или устанавливать дополнительный бойлер. Все навесные котлы имеют функцию, позволяющую в летний период работать только в режиме горячего водоснабжения, с отключённым отоплением. Все навесные котлы оборудованы атмосферными газовыми горелками. Они работают при нормальном давлении воздуха, не нуждаясь в дополнительном наддуве. Горелки бывают одноступенчатые, двухступенчатые и с плавной модуляцией пламени. В одноступенчатых горелках один режим горения. Пламя может только автоматически включаться или выключаться. В двухступенчатых горелках пламя автоматически переключается с номинального уровня горения на пониженный. Последнее происходит тогда, когда расход теплоты в котле невелик и достаточно небольшой энергии для её пополнения. Такой приём увеличивает продолжительность цикла между включением и выключением горелки, что снижает её износ и уменьшает расход топлива. Горелки с плавной модуляцией, ещё более гибко реагируют на изменение температуры теплоносителя и делают процесс его нагрева ещё более экономичным. В результате температура теплоносителя поддерживается в режиме, необходимом для поддержания постоянной температуры воздуха в помещении. Важным достоинством горелок, которыми оборудованы современные навесные котлы, является то, что, благодаря особенностям своей конструкции, они хорошо приспособлены к работе на пониженном давлении газа. Конечно, мощность, которую выдаёт котёл при пониженном давлении газа, тоже понижается, и это надо учитывать при проектировании. Но сами горелки при этом не прогорают и их эксплуатационный ресурс не уменьшается.
Навесные котлы различаются по способу дымоотвода, который может быть естественным и принудительным. У котлов с естественным дымоотводом продукты сгорания поступают в вертикальный дымоход и удаляются под действием естественной тяги. При этом, к горелке должен поступать воздух в количестве, необходимом для поддержания горения. Для этого, в помещении должно быть воздухозаборное отверстие или приточная вентиляция. Такие горелки называются горелками с открытой камерой сгорания. Другой тип горелок — с закрытой камерой сгорания, не требуют вертикального дымохода и приточной вентиляции. Удаление продуктов сгорания производится через горизонтальный коаксиальный дымоход, выходящий на улицу через стену. Воздух к горелке поступает по этой же трубе, но изолирован от дымохода. Специальный вентилятор обеспечивает принудительную вытяжку дымовых газов и подачу воздуха к горелке. Такой тип дымоходов называют ещё труба в трубе. Если учесть, что стоимость вертикальных дымоходов — от 60 у.е. за метр, без учёта стоимости монтажных и строительных работ, то при выборе такого способа дымоудаления, экономия средств может быть весьма ощутимой.
Современные навесные котлы снабжены всеми необходимыми системами безопасности: защитой от перегрева, от нарушения режима дымоудаления, от поступления газа без воспламенения, от отключения электропитания. Многие модели имеют защиту от замерзания, на случай отключения газа. Ионизационный контроль горения, применяемый в ряде моделей, обеспечивает мгновенную блокировку подачи газа.
Все модели навесных котлов, за очень небольшим исключением, имеют полную обвязку, т. е. набор дополнительного оборудования, превращающий этот котёл в мини-котельную. Они комплектуются группой безопасности, циркуляционным насосом (иногда двумя), расширительным мембранным баком, контрольно-измерительными приборами и т. п.
Монтаж такой котельной сводится к подключению газового ввода (для электрических котлов — силового электрокабеля), трубопроводов отопления и водоснабжения, электропитания. Большинство навесных котлов имеют функцию самозапуска на случай отключения электроэнергии. Простота монтажа — ещё один источник экономии для тех, кто остановит свой выбор на навесных котлах.
— Неужели у этих котлов нет недостатков?
— Конечно, есть. Как у всяких сложных систем, вероятность отказа какого-либо агрегата выше, а ремонт дороже. Теплообменники в навесных котлах изготовлены из стали или меди. Ресурс их, естественно меньше, чем, например, у чугунных, которые в настенных котлах не применяются. Срок службы таких котлов без ремонта вряд ли превысит 10 лет. Сложная электроника выходит из строя от скачков напряжения в электросети и значительных отклонений напряжения питания от номинального. Поэтому покупка стабилизатора напряжения обязательна. Ещё одна опасность, которая угрожает котлу — выход из строя проточного теплообменника горячего водоснабжения из-за плохого качества водопроводной воды. Теплообменник, имеющий тонкие каналы, зарастает минеральными отложениями, растворёнными в воде, от чего перегревается и прогорает. Чтобы избежать такой неприятности, необходимо с помощью фильтров добиться стандартного качества воды. Тем не менее, невысокая стоимость навесных котлов (600–1500 у.е.), терпимость к пониженному давлению газа, компактность, возможность работать без дорогостоящих дымоходов, делает эту разновидность котлов очень привлекательной среди котлов эконом-класса. — Что можно сказать о напольных отопительных котлах? — Это самый массовый вид тепловых генераторов. По мощности, от четырех до нескольких сот кВт, они перекрывают весь диапазон возможных потребностей в отоплении индивидуальных домов. Они могут работать на всех используемых видах топлива. Самый популярный вид котлов — это котлы, работающие на природном газ. На сегодняшний день, природный газ — самый дешёвый энергоноситель. Впрочем, любой котёл, предназначенный для работы на природном газе, без особых трудностей может быть приспособлен к работе на сжиженном газе. Стоимость топлива, правда, резко возрастает. Один из главных признаков, по которым отличаются котлы разных моделей, — материал теплообменника. Теплообменник может быть изготовлен из чугуна, стали, нержавеющей стали, и, в редких случаях, из меди. От материала теплообменника в первую очередь зависит срок службы котла. Чугун — самый долговечный и надёжный материал. Он практически не подвержен коррозии и крайне редко прогорает. В дорогих моделях, теплообменники изготавливаются из специальных марок серого чугуна, часто являющихся ноу-хауиз-заСтальные теплообменники менее критичны к ударам и деформациям. Они в 2–2,5 раза легче чугунных. Однако, они быстрее прогорают и в более высокой степени подвержены коррозии, которую провоцирует конденсат, образующийся при понижении температуры внутри котла ниже точки росы. Срок службы стальных теплообменников зависит от качества стали, её толщины, условий эксплуатации и составляет от 5 до 15 лет. В дорогих моделях для увеличения эксплуатационного ресурса используются легированные и нержавеющие стали, применяются специальные технологии, предотвращающие образование конденсата. Такие котлы вполне успешно конкурируют с чугунными.
Увеличению срока службы теплообменников служит и использование меди для их изготовления. Практика всё же показывает, что при мощности теплового генератора больше 40 кВт, предпочтение лучше отдать чугунным котлам. Важнейшей частью любого теплового генератора, работающего на газовом топливе, является горелка. От её работы зависит эффективность и экономичность котла. Все горелки, используемые в напольных котлах, относятся к одному из двух типов:
