Отопление можно объединить с системой горячего водоснабжения, для чего достаточно установить двухконтурный водогрейный котел. Они бывают различного типа — проточного, накопительного или в сочетании с бойлером.
Для передачи тепла от теплоносителя воздуху используются отопительные приборы, без которых эффективность системы водяного отопления была бы крайне низкой. Благодаря специальной конструкции отопительных приборов, можно извлечь из теплоносителя максимальное количество тепла.
От площади нагревательной части отопительного прибора, его размещения и схемы подключения к трубопроводу зависит его теплопередающая ценность. Выбирая отопительные приборы для системы водяного отопления, надо принимать во внимание следующее:
♦ характер прокладки трубопровода (открытый либо скрытый);
♦ тип и конфигурацию системы отопления;
♦ характер и качество теплоносителя;
♦ величину рабочего давления в системе;
♦ планировочное решение дома;
♦ нюансы теплого режима в доме;
♦ место и продолжительность нахождения жильцов в отапливающихся помещениях;
♦ технические параметры отопительных приборов.
Высококачественный отопительный прибор должен быть коррозионноустойчивым, долговечным и способным противостоять гидравлическим ударам, возникающим при проверке системы (отечественные отопительные приборы выдерживают давление при опрессовке до 15 атм, импортные — не более 7–8 атм).
Они должны удовлетворять целому ряду различных требований — санитарно-гигиеническим (иметь низкую температуру корпуса; минимальную горизонтальную площадь, чтобы на их поверхности меньше собиралось пыли; уход за его поверхностью не должен создавать проблем); экономическим (оптимальное соотношение цены прибора его монтажа и эксплуатации; минимальный расход материала на него, в частности, металла); эстетическим (хороший внешний вид, небольшой размер); монтажным (минимальные трудовые затраты на установку, прочность); эксплуатационным (теплоустойчивость; наличие регулировки теплоотдачи; водонепроницаемость); теплотехническим (давать максимальную плотность удельного теплового потока на единицу площади).
Отопительные приборы, как правило, устанавливают под окнами у наружных стен дома, при этом важно, чтобы выполнялись такие рекомендации:
♦ длина отопительного прибора должна составлять, как минимум, 50–75 % длины оконного проема (это не относится к окнам с витражами, для которых длины должны совпадать);
♦ вертикальная ось прибора и окна должны совпадать (допустимое отклонение не должно превышать 5 см);
♦ расстояние от пола до нижней части отопительного прибора должна быть, как минимум, 60 мм;
♦ ребра отопительных приборов должны быть строго вертикальными;
♦ в пределах одного помещения все отопительные приборы должны стоять на одном уровне.
Отопительные приборы классифицируются по таким параметрам, как:
♦ способ теплоотдачи. По этому критерию различают конвективные (конвекторы и ребристые трубы), радиационные (потолочные излучатели) и конвективно-радиационные (секционные, панельные, гладкотрубные) отопительные приборы. Максимальной теплоотдачей обладают конвекторы в кожухе и секционные радиаторы, минимальной — гладкотрубные приборы и конвекторы без кожуха (здесь уместно заметить, что за 100; принята теплоотдача секционного радиатора глубиной 140 мм, изготовленного из чугуна);
♦ тип нагревательной поверхности, которая может быть гладкой и ребристой;
♦ величина тепловой инерции. Различают отопительные приборы с большой инерцией (секционные радиаторы) и с малой инерцией (конвекторы);
♦ материал, из которого выполнен прибор. Это могут быть металл, керамика, пластмасса, комбинация разных материалов;
♦ высота прибора. По этому признаку изготавливают высокие отопительные приборы (более 65 см), средние (от 40 до 65 см), низкие (от 20 до 40 см) и плинтусные (до 20 см).
Совокупность всех труб, по которым происходит доставка нагретого теплоносителя к отопительным приборам и выведение его в охлажденном состоянии, называется теплопроводом, который подразделяют на ряд элементов, в частности на:
♦ магистраль, представляющую собой соединительную трубу, связывающую теплогенератор со стояком. Ее расположение определяет конфигурация системы водяного отопления. При горизонтальной системе с верхней разводкой подающая магистраль должна быть смонтирована выше отопительных приборов; при нижней разводке — ниже них. При вертикальной системе подающая магистраль должна находиться ниже отопительных приборов, а обратная — выше них. В водяной системе отопления с естественной циркуляцией нижние магистрали монтируют с уклоном (5 мм на 1 м длины) в сторону теплогенератора;
♦ подводки. Это трубы, соединяющие отопительный прибор со стояком или горизонтальной ветвью. Они бывают прямыми и с отступом (первая более предпочтительна, поскольку это упрощает монтаж и снижает гидравлическое сопротивление в системе;
♦ стояк — так называется труба между магистралью и подводками.
Трубопровод прокладывают открытым и скрытым способом. Как правило, используют первый как более дешевый и легкий в монтаже. Открытую проводку осуществляют после отделочных работ, ведут по стенам, близко к полу. Для соединения применяют сварку, муфты и фланцы.
При скрытой прокладке трубопровод заделывают в стены или в пол, поэтому они проводятся до отделочных работ. Для соединения элементов используют только сварку. Поскольку имеются ограничения диаметра труб, то при скрытой прокладке предполагается использование принудительной циркуляции теплоносителя.
Материалом для труб отопления дома является сталь. Допускается прокладка водогазопроводных черных сварных труб; электросварных прямошовных труб; бесшовных цельнотянутых труб. Кроме того, они различаются по толщине стенки и подразделяются на легкие, обыкновенные и усиленные. Водяное отопление монтируют чаще всего из легких и обыкновенных труб диаметром 15, 20 и 25 мм.
Превосходным, но дорогим материалом для труб является медь. Такие трубы обладают высокой тепло-и электропроводностью, что в 5 раз выше, чем у стальных; они устойчивы к ржавлению, окислению, перепадам температур, УФ-излучению, отличаются пластичностью (от замерзшей в них воды трубы не треснут) и бактерицидностью. Внутренняя поверхность медных труб идеально гладкая, благодаря чему пропускная способность их очень высокая. Монтаж медного трубопровода предполагает использования однородного материала, т. е. и трубы, и запорно-регулирующая арматура должны быть выполнены из меди. Если уж приходится комбинировать медные трубы со стальными, то следует придерживаться таких правил:
♦ оцинкованные стальные трубы не должны монтироваться после медных (по направлению тока теплоносителя), иначе цинковое покрытие быстро разрушится;
♦ медная труба не должна стыковаться с трубой из нелегированной оцинкованной стали, иначе электрохимическая реакция неизбежна, результатом которой станет коррозия стали.
Основной конкурент металлических труб — полимерные трубы, которые обладают многими преимуществами, например такими:
♦ малая плотность и поэтому небольшой вес;
♦ эластичность;
♦ свойство удерживать заданную форму;
♦ прочность и долговечность (прослужат в 3–5 раз дольше металлических);
♦ незначительная теплопроводность;
♦ доступная цена;
♦ легкость монтажа;
♦ эстетичность.
Есть и несколько недостатков, в частности:
♦ горючесть;
♦ изменение прочности в сторону ее снижения при нагревании;
♦ высокий коэффициент линейного расширения и др.
Трубы из сшитого полиэтилена часто применяют в системе напольного и радиаторного отопления (более 50 % всех пластиковых труб приходится на полиэтилен), поскольку они выдерживают температуру 95 °C при давлении 1 МПа. Их диаметр, как правило, составляет 32 мм.
К трубам из сшитого полиэтилена по своим свойствам близки полипропиленовые трубы, но отличаются большей жесткостью. Это делает их монтаж более трудным и требует большого количества фитингов (соединительных элементов). Полипропиленовые трубы сваривают, для чего используют специальный аппарат. Однако для устройства напольного отопления и для систем с высокой температурной нагрузкой они не подходят.
В последнее время наибольшей популярностью пользуются металлопластиковые (металлополимерные) трубы, которые сочетают свойства исходных материалов. От пластиковых труб они сохранили небольшой вес (бухта длиной 2 м и диаметром 16 мм весит 20 кг); пластичность; устойчивость к коррозии и агрессивным средам; высокую пропускную способность; долговечность (прослужат 50 лет); тепло— и звукоизоляционные свойства. От металла — способность выдерживать высокое давление и температуру; газонепроницаемость. Помимо этого, металлопластик отличается низким коэффициентом линейного теплового расширения (примерно как у медных труб), поэтому могут соединяться с трубами из стали и металлическими отопительными приборами.
При монтаже стальных труб применяют различные соединительные элементы, такие, как муфты, прямые тройники и угольники, компенсирующие муфты, переходные тройники и муфты футорки, контргайки, пробки и др. Для медных труб предназначаются разъемные и неразъемные фитинги из меди, латуни или бронзы.
Чтобы иметь возможность регулировать работу водяной системы отопления, используют различную запорно-регулирующую арматуру, в которую входят:
♦ арматура обвязки теплогенератора, к которой относятся манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан, датчики давления и потока, гидравлический сепаратор, установки подпитки и воздухоудалители;
♦ радиаторная арматура, в функции которой входит регулировка потока теплоносителя, попадающего в отопительный прибор, и его теплоотдачи.
С этой целью применяют регулировочные, запорные и сливные краны, термостаты, воздухоотводчики, нижнюю арматуру, боковой инжекторный узел:
♦ трубопроводная арматура.
Еще одним важным элементом водяной системы отопления является