В качестве теплоносителя, как правило, используется вода; гораздо реже в этих целях применяются другие жидкости — так называемые «антифризы», специальные незамерзающие жидкости. Они обладают большей холодостойкостью, чем вода, но их надо покупать и постоянно проверять их состав и раз в несколько лет заменять, а вода из скважины или водопровода поступает бесплатно, хоть и нуждается в фильтрации и химической подготовке перед «заливкой» в систему.

Проходя все отопительные приборы цепочки, вода или другой теплоноситель отдает тепло каждому из них, после чего возвращается в котел, и затем весь процесс повторяется.

Схемы гидравлических систем отопления различаются не только своими инженерными особенностями, но и принципами работы.

Система отопления дома состоит из следующих основных взаимосвязанных функциональных частей:

— отопительный котел;

— трубная разводка;

— отопительные приборы (радиаторы, полотенцесушители, «теплые полы»;

— система безопасности;

— тепловая автоматика.

Котел, или тепловой генератор, является сердцем системы отопления. Выбор котла зависит от используемого энергоносителя, и его мощность должна покрывать неизбежные теплопотери дома, а в случае двухконтурного котла — расход горячей воды.

Сразу нужно заметить, что окончательное определение мощности котла стоит доверять только профессиональным инженерам-теплотехникам. В этой книге говорится о предварительном определении мощности. Сориентировавшись, какая мощность вам нужна, вы сможете прикинуть стоимость оборудования и его другие параметры (размеры, вес и т. п.).

При устройстве автономного отопления современного лома предпочтительнее система отопления закрытого типа по нескольким причинам:

❐ бак может быть расположен там же, где и котел, нет необходимости тянуть трубу до чердака, где к тому же есть риск «подморозить» бак зимой;

❐ в закрытой системе нет контакта воды и воздуха, а значит, нет и возможности растворения в воде дополнительного кислорода [что подарит радиаторам и котлу в системе отопления несколько дополнительных лет «жизни»];

❐ есть возможность задать дополнительное [избыточное] давление даже в верхней точке системы отопления, поэтому уменьшается риск образования воздушных «пузырей» в верхних радиаторах;

❐ это просто дешевле, если учесть материалы, работу и отделку.

При расчете мощности котла ориентировочно можно пользоваться следующим соотношением — 1 кВт мощности котла требуется для обогрева примерно 10 м2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Понятно, что если ваш дом плохо утеплен или вы хотите отапливать стеклянную веранду, то вам потребуется большая мощность. Кроме того, желательно учесть, что, если кроме отопления вы захотите с помощью котла еще получать и горячую воду, то требуемая мощность может увеличиться еще на 20–50 %. Так как горячая вода готовится не постоянно, а периодически, то обычно система строится с приоритетом горячего водоснабжения. В этом случае при потребности в горячей воде вся мощность котла идет на ее приготовление, а отопление перестает работать. Обычно (при учете недолгого использования горячей воды) температура в доме за это время не успевает существенно упасть. Что касается мощности газового котла, в его технических характеристиках указывается мощность при номинальном давлении газа. Следовательно, при меньшем давлении его реальная мощность может быть несколько ниже.

Для получения горячей воды есть масса вариантов. Можно поставить проточный или накопительный водонагреватель, работающий независимо от котла, обеспечивающего отопление. Водонагреватель может быть электрическим или газовым, возможны и комбинации с твердым топливом. Газовый проточный водонагреватель обычно называют газовой колонкой.

О газовых и электрических водонагревателях как проточных, так и накопительных вы могли прочитать выше. Здесь же рассмотрим варианты подготовки горячей воды с использованием котла. Котел, который помимо отопления обеспечивает еще и ГВС, называется двухконтурным. Двухконтурный котел может быть проточного типа или со встроенным бойлером. В случае, когда потребности в горячей воде не очень велики (порядка 10–15 л/мин при нагреве на 30 °C), то логично приобрести двухконтурный котел проточного типа. Более комфортные условия горячего водоснабжения можно получить, установив котел со встроенным бойлером. Его основные плюсы — это 45–60 л (в зависимости от модели) горячей воды, постоянно готовых к использованию. Кроме того, бойлер позволяет иметь на некоторое время запас горячей воды при отключении газа. Но обычно за комфорт приходится платить, и некоторые минусы у котлов со встроенным бойлером тоже присутствуют — это большие (ударение на первом слоге) габариты и вес, а также незначительное увеличение расхода газа для поддержания воды в бойлере постоянно нагретой. Если вы привыкли тратить много горячей воды и у вас несколько точек водоразбора, работающих одновременно с большим потреблением горячей воды (ванная, джакузи, душ и т. п.), то можно к одноконтурному котлу, как, впрочем, и к двухконтурному, подключить бойлер большого объема, например 200 л.

Как правило, это всегда гарантирует удовлетворение потребностей в горячей воде.

Конструкция трубной разводки практически не зависит от типа котла, но напрямую связана с принятой системой отопления.

По характеру движения теплоносителя они разделяются на системы с естественной и принудительной циркуляцией. К тому же в инженерной практике существует огромное количество всевозможных схем разводки систем отопления, в которых человеку непосвященному легко запутаться. Здесь будут рассмотрены только две их них — однотрубные и двухтрубные схемы отопления.

Кроме того, внутреннее гидравлическое давление в замкнутой заполненной водой системе отопления при повышении температуры и стремлении воды к расширению повышается и может превзойти предел прочности отдельных ее элементов. Поэтому в систему водяного отопления вводится демпфер — расширительный бак. Он может быть открытого типа (связанный с атмосферой) и закрытого (связанный лишь с отопительной системой). Таким образом, системы автономного отопления, в зависимости от применяемого расширительного бака, могут быть открытого и закрытого типа.

В открытой системе отопления для компенсации расширения теплоносителя (воды или антифриза) в системе отопления используется открытый расширительный бак, устанавливаемый в верхней точке системы. В этом случае роль компенсатора, уравновешивающего расширение воды при нагревании, играет столб воды до расширительного бака, и вода имеет возможность расширяться в свободный объем бака.

Достаточно ответственной задачей является выбор отопительных приборов. Сегодня рынок предлагает широкий ассортимент отопительных приборов различной конструкции и стоимости. Но у них есть главная общая характеристика — отдаваемая мощность. При правильном расчете радиатора он отдает такое количества тепла, которое нужно для создания комфортных условий в помещении. При совместной работе радиатора и системы «теплый пол» необходимо пересчитать мощность радиатора в меньшую сторону. При отсутствии дорогостоящего проекта по расчету отопления можно самостоятельно определить требуемую мощность радиаторов для того или иного помещения. На некоторых сайтах есть программки, которые выдают мощность при вводе определенных критериев, таких как площадь помещения, высота потолков, количество граничащих с улицей стен. Но если упростить задачу, необходимую помещению мощность можно принять равной одной десятой от площади помещения при высоте потолков в пределах 3 м.

В закрытой системе отопления применяется закрытый мембранный бак, где роль компенсатора играет баллон со сжатым воздухом. Увеличение объема воды в системе отопления при нагревании приводит к оттоку воды из системы в расширительный бак и сопровождается сжатием воздушного баллона в расширительном баке и увеличением давления в нем. Таким образом, вода также имеет возможность расширяться (как и в открытой системе), но нигде напрямую не контактирует с воздухом.

Все большее значение приобретает сегодня внедрение приборов тепловой автоматики. Их назначение — управлять тепловыми процессами, передавать в помещение большее или меньшее количество теплоты, поддерживать в помещении заданную температуру. Результатом будет повышенный комфорт, экономия энергоносителя.

Обязательным элементом системы с принудительной циркуляцией является циркуляционный насос. Его конструкция довольно проста. Он состоит из чугунного корпуса, в котором находится ротор с закрепленной на нем крыльчаткой. В результате вращения ротора с крыльчаткой происходит движение теплоносителя по отопительной системе. Циркуляционные насосы бывают двух типов: с мокрым и с сухим ротором. Смазка подшипников насоса с мокрым ротором осуществляется теплоносителем системы отопления. Также теплоноситель выполняет функцию охлаждения. Понятно, что для этого должна быть обеспечена непрерывная циркуляция воды через гильзу насоса.

При подборе радиаторов решающее значение имеют два параметра. Они относятся друг к другу в обратной зависимости. Это размер радиатора и его излучающая мощность. Чем больше его площадь, тем больше мощность. Чем больше его площадь, тем меньший нагрев ему нужен. При высокотемпературном отоплении мощность радиаторов подбирается максимально близкой по значению к требуемой мощности для данного помещения, и при минимальных габаритах радиаторов они предельно нагреты. Налицо экономия денег на их покупку при минимуме возможности на дополнительное повышение температуры при недостаточном обогреве.

Мощность радиаторов при низкотемпературном отоплении подбирается с запасом. Чем больше запас, тем ниже температура радиатора, тем больше возможность прогреть помещение на более высокую температуру, тем большие габариты радиаторов и большие затраты на их покупку.

Отсюда вытекает обязательное требование к монтажу насосов с мокрым ротором — их вал всегда должен находиться в горизонтальном положении. Среди преимуществ насосов с мокрым ротором стоит упомянуть практическую бесшумность их работы, бесступенчатое переключение скорости, невысокую стоимость. Немаловажно и то, что насосы с мокрым ротором практически не нуждаются в техническом обслуживании. Как следует из названия насосов с сухим ротором, их мотор не соприкасается с теплоносителем. Обычно этот тип насосов применяется в системах, где надо осуществлять циркуляцию больших объемов воды. Насосы с сухим ротором имеют заметно больший КПД, чем их аналоги с мокрым ротором.

Правильный выбор оборудования еще не гарантия хорошего функционирования системы. Очень много зависит от того, насколько грамотно будет сделан проект, и не меньше от того, насколько качественно и квалифицированно будет исполнен монтаж. Перед тем как потратить деньги на оборудование и монтаж, посоветуйтесь с несколькими независимыми профессионалами. Это позволит вам избежать многих ошибок, которые будет трудно исправить впоследствии. Можно дать несколько советов: больше общайтесь с профессионалами, постарайтесь получить объективную, независимую информацию и, главное, начинайте заниматься подбором и проектированием системы отопления на самой ранней стадии строительства вашего дома. Это поможет во многом облегчить процесс монтажа, сэкономить деньги и создать оптимальную систему.