Циркуляционные насосы и отопительные приборы.

Обязательным элементом со­временной системы отопле­ния является циркуляционный насос. Это устройство приво­дит в движение теплоноси­тель (воду), что способствует эффективному теплообмену в отопительных приборах. Принудительная циркуляция позволяет также создавать экономичные отопительные системы со сложной развод­кой и автоматическим управ­лением.

Циркуляционный насос состо­ит из чугунного корпуса, в котором находится электро­двигатель с закрепленной на роторе крыльчаткой. Враща­ющаяся крыльчатка приводит в движение теплоноситель и создает циркуляцию в отопи­тельной системе. Благодаря циркуляционному насосу те­плоноситель способен преодо­левать сопротивление различ­ных элементов отопительной системы.

Все бытовые циркуляционные насосы рабо­тают по принципу «мокрого ротора». То есть ротор вращается в среде из теплоносителя, который смазывает подшипники и выпол­няет функцию охлаждения. Поэтому насос с «мокрым ротором» всегда монтируют так, чтобы его вал находился в горизонтальном положении. Насосы с «мокрым ротором» практически бесшумны и не нуждаются в техническом обслуживании.

Выбор циркуляционного насоса определяется вели­чинами условного прохода трубопровода и максималь­ного напора. Эти значения отражены в его маркиров­ке. Например, «25—40» или «32—60». Первое число — это условный проход в мил­лиметрах. Второе число — 40 (60) — означает 4 (6) м водяного столба, или 0,4 (0,6) атмосферы. На практике для домашних отопительных си­стем используют устройства с величиной напора от 4 до 9 м. Другие технические ха­рактеристики указываются в паспорте. Циркуляционный насос устанавливают, как правило, на обратном трубо­проводе, приходящем к котлу. При такой установке насос как бы толкает воду в котел, заполняя его полностью, не создавая завоздушенного про­странства. Кроме того, в этом случае он работает при бо­лее низких температурах, что увеличивает его срок службы.

Отопительные приборы.
Важными элементами си­стемы отопления являют­ся отопительные приборы. Они могут иметь различную конструкцию и стоимость, бывают стальными, чугун­ными или алюминиевыми. Возможность их применения во многом зависит от рабоче­го давления в системе и вида теплоносителя. Например, для частных домов с автономной системой отопления обычно используются алюминиевые радиаторы, рассчитанные на небольшое рабочее давление. В многоэтажных городских домах с высоким давлением в системе лучше устанавли­вать чугунные радиаторы или стальные панели.

Главной общей характеристи­кой отопительного прибора является отдаваемая мощ­ность, т. е. количество тепла, поставляемое в помещение за определенное время. Мощ­ность прибора измеряется в киловаттах. Она определяет­ся заводом-изготовителем и зависит от конструкции при­ бора. Кроме того, тепловая мощность отопительного при­бора зависит от температуры теплоносителя и температуры воздуха в помещении.

Любой отопительный прибор передает тепло в окружающее пространство путем излучения (радиации) и конвекции. В за­висимости от его конструкции эти два процесса сочетаются в различном соотношении. Например, в конвекторах передача тепла осуществля­ется преимущественно кон­вективным способом, а в ра­диаторах в большей степени используется поверхностное излучение.

Следует заметить, что радиаторами могут называться только те приборы, у которых не менее 25% тепловой энергии передается в результате прямого излучения. Однако на практике термином «радиатор» зачастую называют и устройства конвекторного типа. Эффективная работа радиато­ра во многом зависит от места его установки. Например, при открытой установке у стены его мощность составит примерно 100%. А у радиатора, размещенного в нише или под широким подоконником, мощ­ность может уменьшиться до 70%. В значительной степени снижают мощность радиатора и различные декоративные панели и короба, которые яв­ляются препятствием и для конвекции, и для излучения.

Подключение радиатора мо­жет выполняться различными способами (с учетом места прохождения подающего и отводящего трубопроводов). От способа его подключения в некоторой степени зависит мощность радиатора. При наличии в отопительной системе циркуляционного на­соса может быть реализован любой из указанных способов при равноценной теплопере­даче.

Правильный подбор радиаторов по мощности позволяет создать комфортные условия для прожи­вания. На практике требуемую мощность можно определить самостоятельно, исходя из пло­щади помещения. Как правило, ее принимают равной 1 кВт на 10 м² площади хорошо утеплен­ного помещения при высоте по­толков в пределах трех метров. В Интернете можно найти специ­альные программы, которые по­зволяют рассчитать мощность при вводе определенных пара­метров (площадь помещения, высота потолков, количество граничащих с улицей стен).

Традиционные чугунные ра­диаторы имеют относительно большой объем. Они содер­жат в себе много горячего теплоносителя и значитель­ную часть тепла отдают в виде излучения. Чугунные радиаторы не тре­бовательны к качеству те­плоносителя и способны вы­держивать большое рабочее давление. Этот параметр осо­бенно важен при установке в многоэтажных городских до­мах, т.к. в этом случае давле­ние в системе отопления зна­чительно выше, чем в домах с индивидуальным отоплением. Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравли­ческое сопротивление чугун­ных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной цир­куляцией.

Легкие алюминиевые радиаторы отличаются хорошей теплоотдачей и прекрасно вписываются в любое помещение. Однако они очень чувствительны к качеству теплоносителя, в котором могут быть растворены дру­гие металлы. При этом соз­даются гальванические пары, что приводит к ускоренной коррозии. Устранить этот недостаток можно путем прове­дения противокоррозионных ­мероприятий, что вполне ре­ально осуществить при индивидуальном отоплении. При выборе алюминиевых ра­диаторов следует также учи­тывать, что они могут быть изготовлены из первичного или вторичного алюминия. Первые дороже, но надежнее. Вторые дешевле, но менее качественны.

Биметаллические радиаторы имеют алюминиевый корпус и стальную трубу, по кото­рой движется теплоноситель. Они сочетают в себе плюсы алюминиевых радиаторов, но имеют более высокую корро­зийную стойкость, способны выдерживать высокое давле­ние и вполне могут использо­ваться в городских квартирах. Их единственным минусом является высокая цена.

Панельные стальные ради­аторы — это отопительные приборы, сочетающие в себе свойства радиаторов и конвекторов. Они имеют неболь­шой вес, привлекательный дизайн и могут выдерживать большое давление.

Конвекторы отдают тепло пре­имущественно за счет есте­ственной или принудительной (с вентилятором) циркуляции воздуха. В некоторых конвек­торах поток движущегося на­гретого воздуха регулируется специальной заслонкой. Кон­векторы могут быть настен­ными, напольными и внутри-польными (встраиваемыми в пол).

Теплообменник конвектора представляет собой одну или несколько труб (по которым движется теплоноситель) с надетыми на них металличе­скими пластинами. Воздух, проходя сквозь конвектор снизу вверх, нагревается от горячих пластин и передает тепло в помещение.

Напольные водяные конвекто­ры имеют небольшую высоту и применяются в помещениях с высокими панорамными ок­нами, в остекленных террасах, зимних садах или бассейнах. Они компактны, просты в монтаже и могут быть свое­образным элементом декора. Напольные конвекторы, осна­щенные вентилятором, спо­собны создавать достаточно мощные потоки нагретого воздуха и обеспечивать эф­фективный теплообмен.

Широкое распространение в современном жилищном строительстве получили конвекторы, встраиваемые в пол. Такие решения осо­бенно эффективны там, где традиционные отопительные приборы не могут быть ис­пользованы из-за конструк­тивных и функциональных особенностей помещения. Современные внутрипольные конвекторы позволяют определенным образом орга­низовать воздушные потоки и направить их на обогрев больших остекленных поверх­ностей, создавая воздушную завесу и предохраняя поме­щение от проникновения хо­лодного воздуха.

Горячее водоснабжение.
Организация горячего водоснабжения мо­жет осуществляться по-разному. В многоквар­тирные дома горячая вода приходит из цен­тральной системы по вертикальным трубам (стоякам). В частных домах подогрев воды выполняется в подогревателях различной конструкции. По источнику используемой энергии эти устройства можно разделить на электрические, газовые, твердотопливные и косвенного нагрева (водо-водяные). Одни водонагреватели снабжаются емкостью для нагрева и хранения горячей воды и относятся к накопительному типу, другие — нагревают поток воды и называются проточными.

Популярным вариантом горячего водоснаб­жения является использование электри­ческого накопительного водонагревателя. Такое решение получило широкое распро­странение и в квартирах (при времен­ном отключении центральной системы), и в частных домах. В некоторых случаях применяют и небольшие электрические проточные нагреватели для каждой точки водоразбора.

Накопительные электриче­ские водонагреватели могут иметь емкость от 50 до 200 л. Теплая вода из них поступает автоматически при открыва­нии крана на одной из то­чек водоразбора, а взамен поступает порция холодной воды. Для того чтобы уже на­гретая вода не замещалась холодной, предусматривается система равномерного подмешивания воды. Устройства могут иметь как вертикаль­ное, так и горизонтальное исполнение. Они компактны и легко размещаются в са­мых неприметных уголках помещений.
Накопительный электриче­ский водонагреватель пред­ставляет собой теплоизоли­рованную емкость (колбу) из обычной или нержавеющей стали с особым антикорро­зийным внутренним эмале­вым покрытием. Подогрев воды осуществляется элек­трическими нагревательны­ми элементами (ТЭНами). Хорошая теплоизоляция колбы позволяет уменьшить энергозатраты на поддер­жание нужной температуры воды.
Прибор снабжен блоком управ­ления температурой нагрева (от 7 до 85°С) и мощности. За­данная температура воды под­держивается автоматически с помощью термостата, по мере необходимости включающего и выключающего ТЭНы. Водона­греватели, как правило, имеют защиту от замерзания, которая не допускает падения темпера­туры воды ниже 5—7°С.

При эксплуатации водонагре­вателей особенно неприятное явление — электрохимиче­ская коррозия. Она разруша­ет даже нержавеющие колбы, особенно в зонах сварных швов, где защитные свой­ства нержавеющего спла­ва в значительной степени утрачиваются. Достаточно распространенным способом дополнительной защиты сте­нок емкости от электрохи­мической коррозии является применение магниевых ан­тикоррозийных электродов.

При высокой температуре, практически независимо от жестко­сти воды, на внутренних поверхностях бака и теплообменнике всегда образуется накипь. Поэтому как минимум один раз в год электрический водонагреватель нуждается в обработке специальными средствами для удаления извести — очистке.
Важным параметром при выборе нагревателя является его мощность, от которой зависит скорость нагрева воды. Накопительные приборы объемом до 50 л обычно имеют мощность до 2 кВт и пита­ются от сети 220 В. Более мощные нагреватели (объемом до 200 л) рассчитаны на подключение к трехфазной сети 380 В. Как правило, накопители стандартной мощности (2 кВт) нагревают воду объемом 100 л до 65^вС приблизительно за 3 ч. Некоторые типы устройств имеют дополнительную функцию ускоренного нагрева на удвоенной мощности. Эта позволяет за короткое время восста­новить запас израсходованной горячей воды.

Для мощных приборов от 2 до 4 кВт/220 В и 6 кВт/380 В электрическое питание должно осуществляться по отдельному проводу со сво­им защитным автоматическим выключателем. Отдельный кабель рекомендуется использовать и для малых нагревателей. Для всех водона­гревателей заземление обязательно.

Правильный монтаж элек­трического водонагревателя в квартире должен предусма­тривать установку защитной арматуры на магистраль хо­лодной воды. Это — предохра­нительный клапан, обратный клапан и редуктор (при давле­нии в водопроводной системе более 6 бар).
Обратный клапан защищает прибор от слива воды из водо­нагревателя в случае прекра­щения ее подачи. Предохрани­тельный клапан служит для сброса излишней воды при повышении давления сверх нормы. Сегодня многие про­изводители обеспечивают свои изделия комплектом за­щитной арматуры, собранным в единое устройство, что в значительной степени упро­щает монтаж.

Одним из вариантов горяче­го водоснабжения является использование газовых на­гревателей (проточных или накопительных). Проточные нагреватели (или газовые колонки) автоматически за­жигаются и
подают горячую воду практически сразу после начала водоразбора. При за­крытии крана автоматически прекращается и подача газа. Современные газовые колон­ки имеют несколько уровней защиты от аварийных ситуа­ций и абсолютно безопасны. Наиболее мощные из них спо­собны полностью обеспечить горячей водой загородный дом. Однако газовые колонки требуют устройства системы дымоудаления.

С обеспечением горячей во­дой одной или двух точек разбора вполне может спра­виться и навесной специаль­ный двухконтурный котел. В нем один контур подогре­вает теплоноситель для си­стемы отопления, а другой — подогревает воду.

Для всех колонок с открытой камерой сгорания и двух­контурных котлов требуется устройство высокого дымо­хода. Однако без этого мож­но обойтись, если приобрести устройство с закрытой каме­рой и принудительным дымоудалением. В нем продукты сгорания выводятся при помо­щи встроенного вентилятора через дымовую трубу, которая может выходить наружу через стену в удобном для монтажа месте.

Накопительные газовые во­донагреватели устроены по принципу электрических. Это теплоизолированный бак, внутри которого установлен теплообменник с подогревом теплоносителя от газовой го­релки. Система дымоудаления и автоматика в таких устрой­ствах работают так же, как в проточных газовых колонках. Борьба с коррозией обеспечи­вается с помощью специаль­ного эмалевого покрытия и защитного анода. Поскольку нагреватели являются напор­ными и подключаются к во­допроводной магистрали, они требуют установки защитной арматуры.

Система горячего водоснабже­ния может иметь одноконтур­ный газовый котел отопления (навесной или напольный), работающий совместно с на­копительным водо-водяным теплообменником (бойлером). Бойлер здесь является само­стоятельным устройством (не встроенным в котел). В зави­симости от производительно­сти он позволяет обеспечить горячей водой семью из пяти и более человек, проживаю­щих в загородном доме.

Для горячего водоснабжения в частном доме можно использовать и комбинированный водонагреватель увеличенной емкости (с объ­емом бака 200—600 л) в напольном испол­нении. В нем вода может нагреваться и от теплоносителя системы отопления (в зимний период), и от электрического ТЭНа (летом). Одновременная работа двух нагревательных элементов позволяет сократить время подго­товки воды.

Приготовление горячей воды может осуществляться и при помощи котлов на твердом топливе (дереве, угле, пеллетах и т.д.) длительного го­рения. Такие котлы широко используются в местности, где отсутствует газоснабжение. Они гораздо экономичнее и проще по сравнению с элек­трическими и могут работать непрерывно с одной загрузкой более суток. Твердотопливные котлы работают совместно с водо-водяными бойлерами.

Газовые водонагреватели и котлы имеют высокую степень надежности. Однако они (как и любое оборудование) периоди­чески требуют проведения про­филактических работ, а иногда и ремонта. В таких ситуациях всегда следует помнить, что газ является легковоспламе­няемым и взрывоопасным ве­ществом. Поэтому все работы, связанные с осмотром и ремон­том газового оборудования, необходимо выполнять только с привлечением специалистов соответствующих организаций.