Содержание

1. Начальные положения
2. Чем греться?
3. Чем топить?
4. Отопление в доме
5. Планировка
6. Расчет теплопотерь
7. Ставим батареи
8. Выбираем систему
9. Разводка
10. Расчет котла
11. Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.
12. Электроотопление
13. Альтернативная энергия
14. Напоследок о печах
> Обсуждение

Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.

Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.

Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства: технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.

Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.

Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.

Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!

Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.

Начальные положения

Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.

Типовая схема отопления 2-этажного дома

Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.

Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину пропитывают, а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.

Коллекторный узел типовой СО

Поконкретнее – в DIN заложена глухая пароизоляция стен, из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.

Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.

Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.

О двух котлах

На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?

Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.

Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.

О чем нужно помнить!

Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию. Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.

Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.

Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.

Чем греться?

Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.

Воздух

Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.

Первый случай – теплые полы. Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.

Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.

печь-калорифер

Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.

Пар

Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен, а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.

Вода и антифриз

На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление: теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.

Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.

СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях, скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.

Чем топить?

Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе. По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.

Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.

Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.

Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.

Теплотворная способность топлива

Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:

P = (?p)/? (1),

где ? – паспортный КПД котла;

p – его расчетная мощность (см. далее о расчете СО);

? – сезонный коэффициент использования мощности котла.

Для Москвы ? = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.

Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:

e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),

и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:

M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),

ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.

Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.

Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.

Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.

Отопление в доме

Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:

• Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
• Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
• Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
• При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
• Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
• Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
• Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
• Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.

После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.

Зоны комфортности

Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:

1. Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся детские, санузел (особенно – ванная), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, сауна, бассейн и т.п.
2. Спальная зона – кроме спален, это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
3. Жилая зона – гостиная, столовая, кухня, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
4. Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
5. Зона временного пользования, или проходная зона – прихожая, лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
6. Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.

Планировка

Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:

• На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
• Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
• Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
• Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
• Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
• Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.

Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.

Планировка домов под минимизацию теплопотерь

Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.

Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.

Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.

Расчет теплопотерь

Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:

1. Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
2. Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
3. Средняя температура за зиму, сведения – там же.
4. Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.

Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.

При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.

Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.

Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.

Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ?T берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:

• Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ?.
• Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
• Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.

С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.

В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.

Ставим батареи

Какие?

В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:

1. Стальные тонкостенные – самые дешевые.
2. Алюминиевые.
3. Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
4. Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.

Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.

Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.

В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.

Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для монтажа радиаторов нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.

Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.

Расчет радиаторов

Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».

Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.

Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.

Где ставить?

Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.

Варианты размещения батарей отопления

Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.

Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.

Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.

Экранирование батареи отопления

Об экранировании батарей

В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив воздушно-тепловое экранирование, см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.

Выбираем систему

Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.

Открытая или закрытая?

Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:

1. Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
2. Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
3. При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
4. Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.

Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:

Открытая и закрытая СО

Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:

• Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
• Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
• 2 – системный манометр.
• 4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
• 7 – радиаторы отопления.
• 15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
• 8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
• 9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
• 11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
• 14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.

Как раздать тепло?

Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.

О лениградке

В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.

Схема СО “Лениградка”

Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.

Видео: система отопления “Ленинградка”

Мы далее будем рассматривать только тупиковые схемы, эффективность которых доказана практикой. Они, как и оборотные, могут выполняться:

• Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
• Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
• Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.

Одна труба

Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.

Однотрубная СО

Однако распространена мало из-за следующих недостатков:

• Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
• Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
• Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
• Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
• Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.

Две трубы

Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.

Двухтрубная СО

Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.

Комби

Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.

Комбинированная СО

Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:

• Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
• Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
• Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.

Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.

Разводка

Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.

Схемы разводки трубопроводов СО

О трубах

Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно обучиться самостоятельно за полчаса. Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.

Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.

Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».

Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.

Об уклонах

Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.

Уклоны труб в СО

Расчет котла

Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:

• Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
• Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
• Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
• Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
• Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
• Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.

Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.

Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.

Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!

Электроотопление

Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.

ВИН

ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.

Устройство вихревого индукционного нагревателя (ВИН)

Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.

Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.

ИК-картины

Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.

Инфракрасные нагреватели – картины

ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.

Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.

Альтернативная энергия

В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно: инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.

Ветросиловые установки (ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.

Устройство солнечных коллекторов и батарей

Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%

Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.

Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.

Напоследок о печах

Печное отопление, безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.

Тем не менее, будущее у печей с каминами только эксклюзивно-декоративное. По современному состоянию экологии КПД общий КПД СО нужен от 70%, что для печей редкость. А со временем экологические требования будут только ужесточаться. В целом, проектировать дом с печным отоплением целесообразно только там, где налицо частые перебои электроснабжения или его отсутствие. При этом условии печка окажется экономичнее современной СО, для нормальной работы которой необходимо электричество.

Содержание

1. Бытовой природный газ и правила обращения с ним
2. Инструмент и материалы
3. Устройство плиты
4. Ремонт газовой плиты
5. Замена и установка плиты
6. Плита и холодильник
7. Видео: самостоятельное подключение газовой плиты
> Обсуждение

Современная газовая плита намного сложнее своих, нередко до сих пор исправно работающих, предшественниц полувековой давности. Тем не менее базовый ремонт газовой плиты своими руками вполне возможен и чаще всего не представляет собой особых сложностей; нужно только хорошо знать устройство плиты и правила обращения с газом.

Отдельный вопрос – замена газовой плиты. С одной стороны, правила эксплуатации бытовых газовых приборов категорически запрещают самостоятельные работы, связанные с подачей газа, с одной стороны. С другой – стоимость установки плиты слесарем горгаза составляет около 1000 руб, что вдвое дешевле, чем у сертифицированных мастеров-ИП. Однако имеется немало «медвежьих углов», в том числе и в больших городах, где и те, и другие не то что халтурят, но и прямо допускают грубейшие нарушения техники безопасности. Поэтому вполне оправданно будет и рассмотреть, как произвести подключение газовой плиты своими руками.

Бытовой природный газ и правила обращения с ним

То, что горючий газ, смешанный в определенной пропорции с воздухом, взрывоопасен, знают все. Но, как ни странно, до взрыва при работе с газом дело доходит по другой причине.

Безопасности ради в бытовой газ добавляют в ничтожном количестве отдушку – меркаптан. Это чрезвычайно вонючее химическое соединение и по идее, при утечке задолго до того, как концентрация достигнет опасного уровня, невыносимая вонь распространится по всей округе и кто-то да наберет 104. Но если газ идет из открытой трубы, возможна иная ситуация.

Большую часть природного газа составляют насыщенные углеводороды – пропан, бутан. Однако всегда в некотором количестве присутствует и ненасыщенные – этилен, пропилен. Они обладают психотропным действием: ощущения притупляются, и человек перестает обращать внимание на шипение газа и запах отдушки. Возможны также нарушения психики и неадекватные поступки, скажем, попытка прикурить в насыщенной газом атмосфере.

Чтобы обезопасить себя и свое жилье при работе с газом, нужно неукоснительно соблюдать следующие требования:

1. полностью обесточить квартиру, вывернув пробки или выключив главный автомат;
2. вынести из квартиры все мобильные устройства с автономным питанием, полностью выключить компьютерный UPS (источник бесперебойного питания);
3. настежь открыть двери и окна во всем помещении;
4. перед началом работы перекрыть запорный вентиль на опуске от газового стояка к плите и вынуть вилку электропитания плиты из розетки;
5. пользоваться только специальными, для газовой арматуры, расходными материалами, комплектующими и инструментом;
6. заранее приготовить затычку из мокрой тряпки, а под подающую трубу 1/2″ – из старой винной пробки;
7. любой открытый патрубок тут же затыкать, и только после этого продолжать работу;
8. работать быстро, уверенно, с полным знанием дела;
9. после переборки любого соединения подать газ, открыв запорный вентиль, и проверить его мыльным раствором. Малейший пузырек – тут же закрываем вентиль и доводим до полной герметичности;
10. при появлении шипения или запаха газа по неясной причине – немедленно перекрыть запорный вентиль и по 104 вызвать специалиста аварийной газовой службы.

Тряпка должна быть мокрой для газонепроницаемости. Бытовой газ подается под низким давлением – от 100 до 300 мм. вод. столба (для сравнения: 1 атм = 10,5 м вод. ст.) – и не выдавит влагу из пор тряпки.

Пробку с узкого, обжатого горлышком бутылки, конца, срезают на конус острым ножом и обрабатывают шкуркой. В трубу вставляют туго, слегка поворачивая туда-сюда. Извлекают, если застряла, штопором.

Мыльный раствор на дистиллированной воде можно не приготовлять. Очень хорошо подходит детский наборчик для пускания мыльных пузырей: колечком на палочке от него удобно проверять надежность запорного вентиля. Другой способ – 5-10 капель любого жидкого моющего средства для посуды на стакан воды.

Совет: не поленитесь ознакомиться со СНиП 2.04.08-87 «Газоснабжение».

Инструмент и материалы

Газовая арматура изготавливается из бронзы или других сплавов, не дающих искры при ударе. Дополнительное условие – на два порядка лучшая (исходя из соотношения вязкости газа и воды) герметичность. Поэтому покупать краны, шланги и пр. нужно сертифицированные, в специализированных магазинах. Зрительно их можно отличить от водопроводных по желтой рукоятке, черной, желтой или черной с желтой полосой оплетке. Помните: цена неразумной экономии – жизнь.

Подводящие шланги бывают двух видов: из специальной резины в металлической оплетке (черные) и металлические гофрированные (сильфоны) в пластиковой оболочке (желтые). Вторые вдвое дороже, но и расчетный срок эксплуатации их вдвое больше. Резина все же предпочтительнее: ее труднее повредить, она не треснет при случайном перегибе, а хороший фирменный шланг прослужит не менее 20 лет.

Газовый ключ

Лучшая изоляция для резьбы – льняная пакля, пропитанная специальной пастой «Унипак» для газа, с прокраской стыка снаружи после сборки. Лента ФУМ и тефлоновая нить, хорошо держащие на водопроводе, на газе со временем дают ничтожную, но не безвредную для здоровья утечку.

Из инструмента, помимо отверток, разводного ключа, пассатижей, совершенно необходим газовый (трубный) ключ, см. рис; для плиты – №1 (самый маленький). Если предполагается замена запорного вентиля на опуске, то нужен еще ключ №2, иначе, пытаясь свернуть прикипевший к трубе старый вентиль, можно сломать опуск, и газ из стояка хлынет в квартиру.

Непременная принадлежность современной газовой плиты – диэлектрическая вставка между подводящим шлангом и запорным вентилем. Сейчас почти все плиты снабжаются электроподжигом; кроме того, по ГОСТ Р 50696-94 духовка любой плиты должна быть снабжена системой газконтроля (см. ниже), перекрывающей газ при погасании пламени. Все это (пламя – отличный проводник электричества) дает сильную электроутечку на газовый стояк, что отнюдь небезопасно, так что электроизоляция плиты от стояка необходима. Кроме того, если плита снабжена управляющим микропроцессором, то плавающие электрические потенциалы без изолирующей вставки быстро выведут его из строя.

Устройство плиты

Устройство газовой плиты современной конструкции включает в себя следующие системы:

• Газовую – внутренний распределительный трубопровод, регулировочные краны, конфорки, горелки.
• Электрическую – электроподжиг, подсветка, элекрогриль.
• Газконтроль – термопара с электромагнитной защелкой.
• Управления и контроля – микропроцессор, таймер, термометр и т.п.
• Несущую – шкаф из эмалированной спецстали или нержавейки с вентиляционными ходами.

Несущую конструкцию плиты можно повредить разве что кувалдой; система управления относится к компетенции специалистов по микроэлектронике, поэтому рассмотрим только первые три.

Газ

Краны и горелки

Устройство газового регулировочного крана

Основа газовой арматуры плиты – регулировочный кран и горелка. Устройство крана показано на рисунке слева. Кран встроен в распределительную трубу; газ поступает в него через отверстия в обойме и соответствующие им отверстия в конической муфте. При повороте крана подача газа меняется сообразно степени перекрытия отверстий в обойме и муфте. Резьбовый штифт (винт без головки), отмеченный красным, совместно с пружиной, шариком и фасонным пазом в обойме фиксирует кран в стандартных положениях: полное пламя, минимум (дежурка), среднее пламя. Вывернув штифт, кран можно полностью разобрать.

На том же рисунке показана часть инжекционной горелки с внешним дожиганием, применявшейся в старых, по ГОСТ 10798—77, плитах. В сущности, это знакомая по школьным урокам химии бунзеновская горелка.

Газ вдувается в полость горелки через сопло (инжектор), очень часто неправильно называемое жиклёром. Сила пламени регулируется за счет подсоса воздуха через два диска с окнами. Поворачивая диски друг относительно друга, можно регулировать максимальное пламя сообразно давлению газа. Для предотвращения проскока пламени внутрь газовоздушная смесь первоначально готовится переобогащенной, как в форкамере автомобильного двигателя с факельным зажиганием, а полностью газ сгорает уже снаружи.

Горелки с дожиганием благодаря своей поистине «дубовой» надежности, работают по 100 и более лет. Но у них есть серьезный недостаток: при соприкосновении пламени с относительно холодными стенками посуды сгорание получается неполное, и образуется некоторое количество моноокиси углерода (угарного газа). Во времена Бунзена содержание угара в воздухе 1% по объему считалось взятым с большим запасом, но сейчас предельно допустимым является 0,2%, а в свете последних медицинских исследований и эта норма в ближайшие годы должна быть снижена в 5-10 раз. Поэтому в новых плитах применяются инжекционные горелки с профилированным каналом (см. рис. справа).

Современная газовая горелка бытовой плиты

В такой горелке смесь сразу готовится оптимального состава, а проскок пламени исключается за счет геометрии горелки в целом. Синергетика процессов в такой горелке весьма сложна, рассчитывается методами численного компьютерного моделирования, и требуется достаточно высокая культура производства, но профилированная горелка совершенно не дает угара и почти не дает сажи.

Максимальная сила пламени регулируется игольчатым жиклёром за счет подачи газа, а воздуха всегда подсасывается ровно столько, сколько нужно для полного сгорания. Если снять «блин» такой горелки (или верхнюю панель плиты, смотря по конструкции), то рядом с горелкой можно увидеть регулировочный винт жиклёра. Поворачивая его влево (отворачивая) подачу газа увеличивают; наоборот – уменьшают. Регулировка «острая», счет идет на четверти и восьмые доли оборота, так что регулировать нужно осторожно.

Духовка

В старых плитах горелка духовки представляла собой две трубы с рядами инжекторов. Зажигать ее приходилось свернутой с трубочку горящей бумажкой или специальной спичкой, и для нормального горения требовался мощный подток воздуха и отвод дымовых газов. Поэтому прислонять старую плиту к мебели или закрывать нижний проем декоративной накладкой недопустимо: при работе духовки угар пойдет в воздух в опасных для здоровья количествах.

В современных плитах горелка духовки также профилированная, только большая, с тарелку и более размером. При компоновке кухни с такой плитой следует руководствоваться инструкцией к ней, или же указаниями в разделе об установке плиты настоящей статьи.

Электроподжиг

Специфическая часть электрооборудования газовой плиты – электроподжиг.

• С одной стороны, электрическая прочность газовоздушной смеси (так сказать, ее электропробивная способность) в несколько раз ниже, чем у воздуха, так что мощной искры, напряжения в 10-20 кВ и соответствующей изоляции не требуется.
• С другой стороны, разрядник (поджигающий электрод) с изолятором находится рядом с пламенем, сильно нагревается и может быть залит убежавшей стряпней, так что именно электроподжиг дает большую часть неисправностей плиты.

Газконтроль

Газконтроль – автономная система, к сети электропитания не подключаемая и электроникой не управляемая. В ее составе всего два узла: термопара с электромагнитным клапаном и соединительные провода между ними.

Работает газконтроль так: при открывании газа освобождается заслонка клапана, но не падает, пока нажата и удерживается ручка регулировки пламени. При зажигании термопара нагревается и дает ток на электромагнит, удерживающий заслонку. Если пламя при открытом кране горелки гаснет, термопара остывает, электромагнит отпускает, заслонка падает и перекрывает газ. Другой вариант исполнения – ручка регулировки с возвратной пружиной, а электромагнит держит подпружиненный стопор ручки. При погасании пламени электромагнит отпускает, стопор отходит, и ручка возвращается в нулевое положение, перекрывая газ.

Условия работы газконтроля также тяжелые: термопара дает большой ток при малом напряжении, и вся система очень чувствительна к состоянию контактов. Термопара в чехле находится в контакте с пламенем, покрывается нагаром, может быть залита. Из-за этого время разогрева термопары может, при вполне исправной системе в целом, увеличиться более времени начального удержания заслонки (защелки) и зажженная горелка будет погашена. Газконтроль – второй по частоте источник неисправностей плиты.

Видео: устройство газконтроля

Ремонт газовой плиты

Плиту нужно ремонтировать тщательно вычищенную. Тут дело в соли; точнее – в содержащемся в ней натрии. Раскаленный натрий дает очень интенсивную линию в желтой части спектра (все видели натриевые светильники для больших наружных площадей; лампы Нернста), и мельчайшая крупица соли может сбить с толку, окрасив пламя в желтый цвет и создав таким образом видимость неисправности там, где ее нет.

[warning]Помните: во всех описанных ниже случаях перед началом работы нужно перекрыть подачу газа на опуске, а перед открытием вентиля тщательно проверить правильность сборки узлов![/warning]

Возможные случаи

Не зажигается совсем

Если не зажигается газовая плита и не слышно даже кратковременно шипения газа при повороте любой из ручек, а подача газа от баллона, нужно проверить давление в нем (возможно, просто закончился газ) и состояние редуктора – не перекрыт ли. При запитке от сети газоснабжения – смотрим запорный вентиль на опуске; возможно, кто-то из домашних перекрыл. В противном случае – без вариантов звоним 104: прекращение подачи газа – серьезнейшее ЧП, так как может привести к завоздушиванию системы с дальнейшими катастрофическими последствиями.

Не зажигается искрой

Если не работает электроподжиг газовой плиты на всех горелках и духовке, дело в источнике высокого напряжения. Самостоятельно туда лезть не нужно, это дело специалиста.

Если же искрит хотя бы одна горелка, проверяем состояние разрядников с изоляторами. Если изоляторы целы, но просто загрязнились, значит «искра в землю уходит». Нужно почистить: разрядники мелкой шкуркой, а изоляторы – сначала моющим средством для плиты, затем кусочком ветоши, смоченным 96% спиртом (не водкой, одеколоном или самогоном!)

Важно: не забудьте сначала полностью отключить плиту от электросети, вынув вилку из розетки!

Если изолятор треснул, его нужно заменить вместе с разрядником. Не помогло и это – снимаем верхнюю панель плиты и проверяем провод и контакты. Контакты редко выходят из строя: ток в высоковольтной цепи невелик, а вот изоляция провода от нагрева может повредиться, и он замкнет на корпус.

Видео: чистка контактов электроподжига

Искра есть, но не горит и не шипит

Вероятно, забит инжектор. Его прочищают швейной иглой. Давить и «раздалбывать» калиброванное отверстие не нужно, достаточно вставить острие и легко повращать иглу между пальцами.

Загорается, нормально горит, потом гаснет

Скорее всего, загрязнился чехол термопары или окислились контакты ее цепи. Контакты нужно разнять и почистить ваткой со спиртом; чехол очищается любым моющим средством для плиты. Затем проверяем термопару с электромагнитом: зажигаем горелку и держим ручку 2 минуты. Если по отпускании горелка все равно гаснет, нужно обращаться к специалисту либо предъявлять претензию по гарантии. Если, прогревшись 2 минуты, горит устойчиво, значит, плохо почистили термопару и контакты, нужно чистить еще. С контактами иногда приходится повозиться даже специалисту: из-за большого тока в цепи газконтроль критичен к их состоянию. Поэтому, если вы не электрик с опытом, лучше обратиться к профессионалам.

Горит часть горелки; пламя нормальное

Засорились выходные каналы. Снимаем горелку, «блин» с нее и зубной щеткой под струйкой теплой воды прочищаем с моющим средством для посуды. Проковыривать проволокой или гвоздиком, как в старых плитах, нельзя: профилированная горелка чувствительна к конфигурации деталей и от такого обращения может испортиться совсем. Затем насухо вытираем, сушим на батарее или подоконнике с полчаса, собираем и ставим на место.

Следите, чтобы выступы горелки попали в пазы ее седла, а крышка (блин) легла на место ровно, без перекоса и смещения!

Пламя частично срывается, сильно шипит

Велика подача газа или, в старых плитах, воздуха. Уменьшаем завинчиванием (по чуть-чуть!) винта жиклёра или воздушными дисками. Для регулировки дисками придется отвернуть стопорный штифт, а потом туго его завернуть. Нормальная длина язычков пламени – 2-2,5 см. Лучше сделать поменьше, чтобы, вдруг давление газа в системе увеличится, не «пыхнуло». Точный ориентир – звук. Нормальное пламя должно быть беззвучным. Увеличивать пламя ради ускорения готовки недопустимо!

Пламя вялое, желто-оранжевое, коптящее

В старых плитах нужно увеличить подачу воздуха дисками. В новых – сравнить все горелки и духовку. Если на всех горит одинаково плохо – упало давление, но сразу лезть к жиклёрам не нужно: в пределах 100-300 мм вод. ст. профилированные горелки работают стабильно. Нужно заявить по 104, пусть на месте проверят давление и доведут до нормы.

Если же в новой плите плохо горит одна горелка, нужно прежде всего прочистить ее сопло, как описано выше. Не помогло – осторожно вращая винт жиклёра, пробуем увеличить пламя. Реакция пламени на винт должна быть резкой. Если винт приходится сильно отворачивать – жиклёр неисправен, его нужно менять, и делать это должен специалист.

Как зажечь плиту без электроподжига?

Ремонт электроподжига – дело хлопотное; нужно разбирать плиту. Запчасти нужной модели, прежде всего разрядники с изоляторами, далеко не всегда есть в продаже, а готовить нужно. Вот прямо сейчас поломалась, зажечь нужно, а спичек в доме нет. Как зажечь газовую плиту без спичек?

Лучше всего держать на всякий случай пьезозажигалку для плиты, с длинным носиком. Если и ее нет – зажечь обычной зажигалкой свечку и зажечь ею. Если и свечи нет, нужно свернуть в плотную трубочку длиной от 5 см. бумажку, поджечь ее и затем горящей бумажкой – горелку или духовку. Горелым навоняет, но что сделаешь? Зажигать сразу зажигалкой для прикуривания – легко обжечь руку.

Ремонт духовки

Ремонт духовки газовой плиты производится аналогично верхним горелкам, но с некоторыми особенностями:

• Чтобы добраться до горелки с жиклёром, придется снять дверцу и нижнюю панель плиты.
• Для снятия дверцы чаще всего недостаточно отвернуть винты петель; приходится слегка разгибать петли, а потом загибать их обратно.
• Сняв дверцу, целесообразно, отвинтив винты, снять ее внутреннюю крышку, проверить состояние прокладок (и заменить в случае необходимости), вынуть и вымыть защитное стекло.
• Проверять работу горелки духовки при снятой дверце и нижней панели допустимо.

Примечание: разбирая дверцу, будьте осторожнее с термометром. Зацепив ненароком его стрелку, можно погнуть биметаллическую спираль, и прибор начнет безбожно врать.

Замена и установка плиты

СНиПы требуют подключения плиты жестким соединением и расстояния от нее до ближайших предметов по горизонтали не менее 0,8 м. Технически это вполне оправданно, и для старых плит действительно необходимо. Однако правила установки газовой плиты так и пестрят разными «как правило», «При невозможности выполнения указанных требований» и т.п., поэтому сначала разберемся, что действительно необходимо, а что ради удобства и дизайна можно обойти.

Шланг и вентиль

Каким должен быть гибкий шланг для подачи газа к плите, сказано выше. Одно условие: прятать его под обшивку стены нельзя. Шланг должен быть доступен для осмотра, иначе придется переподключать, а дело это хлопотное и расходное. Если же вся арматура на виду и такая, как следует быть, инспекторы при очередном осмотре, как правило, просто записывают изменения в газовую книжку. Допустимая длина шланга – до 4 м без промежуточных стыков, но это больше размера обычной кухни, так что о длине шланга особо можно не заботиться.

Запорный вентиль, если он не «травит», лучше оставить старый – это сэкономит время, деньги и избавит от опасной работы. Проверяют вентиль на утечку так:

1. Захватив тело вентиля (перекрытого!) ключом №2, ключом №1 зажимают накидную гайку отвода к плите и с усилием, но осторожно отворачивают. Работаем двумя руками, скручивающее усилие на трубу не должно передаваться!
2. Берем детский набор для мыльных пузырей, макаем кольцо в раствор и подносим вплотную к выходному патрубку вентиля. Не надулось ни чуть-чуть – прекрасно, все можно делать самому.
3. «Тянет» – выясняем через знакомых, как работают газовики. Если добросовестно, покупаем новый вентиль, лен с пастой для уплотнения и вызываем мастера для замены.

Примечание: если труба прилегает к стене и подсунуть ключ невозможно, осторожно отодвигаем ее тремя деревянными клиньями: два под стояк по обе стороны опуска, один под изгиб опуска.

Если же делают халтурно, а платить втридорого не хочется, можно заменить самостоятельно. Но помните – работаете с газом, см. выше! Замена вентиля не сложна:

• Готовим пробку или затычку из мокрой тряпки.
• Проверяем на обрезке трубы в полдюйма, как входит, и учимся быстро затыкать.
• Готовим помещение, как описано.
• Откручиваем старый вентиль двумя ключами, как в предыдущем пункте (пробка для трубы должна быть под рукой).
• Не теряя головы от шипения газа, быстро затыкаем трубу.
• Наматываем на резьбу изоляцию. Пакля должна быть заранее пропитана «Унипаком»!
• Проверяем, перекрыт ли новый вентиль, вынимаем из трубы затычку и аккуратно, но быстро наворачиваем вентиль рукой до упора. Желательно заранее попрактиковаться на обрезке трубы с резьбой: операцию нужно произвести за секунды.
• Подтягиваем вентиль ключом до установки его рукоятки в нужное положение, мыльным раствором проверяем на утечку по резьбе и в патрубке; при необходимости переделываем.
• Прокрашиваем резьбовый стык снаружи масляной (!) краской.

Замена плиты

Схема установки газовой плиты

После замены вентиля вопрос: «Как заменить газовую плиту?» технически сводится к ее подключению гибким шлангом со штатными уплотнителями через изолирующую вставку и проверке стыков на утечку мыльным раствором. Если плита подключается к баллону, нужны также редуктор и манометр. Гораздо серьезнее проблемы размещения плиты на кухне.

Прежде всего, высота и отделка помещения. Здесь отступать от СНиП нельзя: высота не менее 2,2 м, отделка – негорючая. Далее, расстояние от газовой плиты до вытяжки. Точной регламентации нет, но, при стандартной для четырехконфорочной плиты тепловой мощности в 10,8 кВт его следует сделать также по СНиП: 0,8 м. При меньшем потоке тепла – не менее 0,6 м.

Что касается мебели, то прежде всего нужно внимательно прочитать инструкцию к плите. Если там есть штатная схема установки, делаем по ней. Если нет или описано невразумительно, руководствуемся правилами техники безопасности и теплотехники.

Мебель высокую, выше плиты и горючую, нельзя придвигать к плите ближе все тех же 0,8 м. Расстояние от плиты до мебели вровень с ней и негорючей (стальная мойка, разделочный стол с доской из ламината и т.п.) определяется конструкцией плиты.

Осматриваем боковины плиты. Если глухие, без отдушин – мебель можно придвигать вплотную, но сзади должен быть зазор по инструкции или из расчета 1 кВт – 1 см. При указанной выше мощности от стены до плиты должно быть не менее 11 см. В случае бокового забора воздуха (плита с отдушинами на боковинах) требуемый зазор можно разделить надвое, см. рис; там же указано и допустимое расстояние до счетчиков газа при боковом и верхнем его подводе.

Примечание: по СНиП счетчик должен располагаться не ближе 0,8 м к плите по горизонтали, но газовики не придираются, если расстояние до него соответствует таковому для мебели.

Плита и холодильник

Можно ли ставить холодильник рядом с газовой плитой? Ни в коем случае, и по требованиям правил безопасности, и просто по уму.

Холодильник – довольно мощный источник тепла. Вспомним: отобранное у его содержимого тепло передается в воздух за счет циркуляции хладоагента, плюс мощность компрессора, хладоагент перекачивающего. От соседства с еще киловаттами тепла холодильник будет потреблять непомерно много электричества, компрессор от перегрузки быстро выйдет из строя, а пенопластовая теплоизоляция от подогрева извне скоро испортится.

Вообще, холодильник от плиты нужно держать подальше, а идеальное место для него – застекленный балкон. Экономия электричества выходит такая, что расходы по застеклению окупаются за две-три обычных зимы.

Электропитание плиты

Газовая плита без электрогриля потребитель электроэнергии не особенно мощный, но запитывать ее нужно все равно через отдельный автомат на 16 А и обязательно через розетку с заземлением. Причина – тяжелые условия работы электрооборудования плиты, высокая электропроводность пламени и вследствие этого повышенная опасность пробоя.

Видео: самостоятельное подключение газовой плиты

Итог

И все же лучший способ ремонта и установки газовой плиты – разузнать, насколько профессиональны ваши газовщики и, если претензий к их работе нет, к ним и обратиться. С газом не шутят, и сэкономленные 1000, ну пусть 1500 руб. могут обернуться большой бедой.

Содержание

1. Две большие разницы
2. Где можно и где нельзя ставить газовый котел
3. Электропитание
4. О газоходе
5. Выбор котла
6. Документы на котел
7. Монтаж котла
8. Видео: пример монтажа настенного газового котла
> Обсуждение

Об автономном газовом отоплении с ГВС если не мечтает, то уж наверняка серьезно подумывал любой домохозяин, как в городской квартире, так и в частном доме. Только оно на сегодняшний день способно надежно обеспечить комфортную температуру в доме дешевле центрального. Однако установка газового котла своими руками – дело сложное, ответственное, требующее оформления разрешения. Собственно, браться за него самостоятельно имеет полный смысл лишь если вы располагаете достаточными средствами для приобретения двухконтурного котла с бойлером и полным комплектом автоматики, а ваше жилье по ТУ подходит для установки котла.

Второй случай, когда нужен газовый котел – если вы не богаты, а горячей воды в доме вовсе нет и не предвидится. В таком случае вам нужен простейший бюджетный одноконтурный проточный котел для ГВС, позволяющий вымыть посуду и принять душ. Газовый котел стоит подороже электробойлера, но, учитывая и стоимость установки газового счетчика, при теперешних тарифах окупается за зиму-полтора года, в зависимости от места проживания. Если, опять же, у вас в квартире его можно ставить, и вас не пугают хождения по инстанциям.

Две большие разницы

Упомянутые выше котлы – крайности огромного разнообразия моделей газовых водогрейных устройств. Именно они доступны для самостоятельной установки. Любой другой газовый котел отопления для монтажа требует профессиональной работы. Впрочем, нет худа без добра – специализированные фирмы берут на себя и подготовку помещения с оформлением документов. Но почему только «кончики ножниц» можно устанавливать самому?

Простая водогрейка

Простейший котел действительно очень прост: газовая горелка, теплообменник – вот и все. Достаточно подключить к нему воду, газ, вывести выхлоп в дымоход – и можно пользоваться. Если бумаги уже оформлены; иначе – неминуемый большой штраф.

Домашняя котельная

Двухконтурный котел с бойлером и полной автоматикой до того «умный», что устанавливать его так же просто, как и простейший. Автоматика важна не только для простоты: полная система с двойным термостатом и микропроцессором отслеживает температуру в доме и на улице, по заданной программе уменьшает подогрев до минимума по санитарной норме, когда дома никого нет (например, когда все на работе). Расход газа таким котлом на 30-70% меньше, чем при ручной или полуавтоматической регулировке, и экономия тем больше, чем суровее погода.

Но такая домашняя котельная имеет серьезный недостаток: если вы оказались в зоне стихийного бедствия и электроснабжение нарушено, автоматика «глохнет», а котел переходит в режим минимального обогрева помещения. Поэтому такой котел требует дополнительного расхода на гарантированное электропитание. Обеспечить его самостоятельно несложно, см. ниже.

Где можно и где нельзя ставить газовый котел

Правила установки газового котла предусматривают следующие требования для установки ОТОПИТЕЛЬНОГО котла, независимо от того, обеспечивает он еще и ГВС или нет:

1. Котел должен устанавливаться в отдельном помещении – топочной (котельной) площадью не менее 4 кв. м., высотой потолка не менее 2,5 м. В правилах указано также, что объем помещения должен быть не менее 8 куб.м. Исходя из этого, можно встретить указания на допустимость потолка в 2 м. Это неверно. 8 кубов – минимальный свободный объем.
2. В топочной должно быть открывающееся окно, а ширина двери (не дверного проема) – не менее 0,8 м.
3. Отделка топочной горючими материалами, наличие в ней фальшпотолка или фальшпола недопустимы.
4. В топочную должен быть обеспечен приток воздуха через сквозную, не закрываемую продушину сечением не менее 8 кв.см. на 1 кВт мощности котла.

Примечание: 8 кубов свободных – при мощности котла до 30 кВт. Для мощности от 31 до 60 кВт – 13,5 куб.м; для мощности от 61 до 200 кВт 15 куб.м. Для котлов с замкнутой камерой сгорания объем топочной не нормируется, но размеры все равно должны быть соблюдены.

Для любых же котлов, в том числе настенных водогрейных, должны также выполняться общие нормы:

• Выхлоп котла должен выходить в отдельный газоход (часто неправильно называемый дымоходом); использование для этого вентиляционных каналов недопустимо – опасные для жизни продукты сгорания могут попасть к соседям или в другие комнаты.
• Длина горизонтальной части газохода не должна превышать 3 м в пределах топочной и иметь не более 3-х углов поворота.
• Выход газохода должен быть вертикальным и поднятым над коньком крыши или наивысшей точкой фронтона на плоской крыше не менее чем на 1 м.
• Так как продукты сгорания при остывании образуют химически агрессивные вещества, дымоход должен быть выполнен из термо- и химически стойких цельных материалов. Использование слоистых материалов, напр. асбоцементных труб, допустимо на расстоянии не менее 5 м от обреза выхлопного патрубка котла.

При установке настенного водогрейного газового котла в кухне должны быть выполнены дополнительные условия:

• Высота подвески котла по обрезу наинизшего патрубка – не ниже верхушки излива мойки, но не менее 800 мм от пола.
• Пространство под котлом должно быть свободным.
• На пол под котлом должен быть постелен прочный несгораемый лист 1х1 м, металлический. Прочности асбоцемента газовики и пожарники не признают – он истирается, а СЭС запрещает иметь в доме что-либо, содержащее асбест.
• В помещении не должно быть полостей, в которых могут накапливаться продукты сгорания либо взрывоопасная газовая смесь.

Если котел используется для отопления, то газовики (которые, между прочим, с теплосетью не очень-то дружат – она им вечно должна за газ) проверят и состояние системы отопления в квартире/доме:

• Уклон горизонтальных участков труб должен быть положительным, но не более 5 мм на погонный метр по току воды.
• В наивысшей точке системы должен быть установлен расширительный бак и воздушный кран. Убеждать, что вы купите «крутой» котел, в котором все предусмотрено, бесполезно: правила есть правила.
• Состояние отопительной системы должно допускать ее опрессовку под давлением 1,8 атм.

Требования, как видим, жесткие, но оправданные – газ есть газ. Поэтому о газовом котле, даже водогрейном, лучше и не думать, если:

• Вы живете в блочной хрущевке или другом многоквартирном доме без магистрального газохода.
• Если у вас в кухне фальшпотолок, убирать который вы не желаете, или капитальная антресоль. На антресоли с днищем из дерева или ДВП, которое в принципе можно убрать, и антресоли тогда не будет, газовики смотрят сквозь пальцы.
• Если ваша квартира не приватизирована, можно рассчитывать только на водогрейный котел: выделение помещения под топочную означает перепланировку, которую может делать только владелец.

Во всех остальных случаях поставить водогрейный котел в квартире можно; отопительный настенный возможно, а напольный – весьма проблематично.

В частном же доме можно ставить любой котел: правила не требуют, чтобы топочная находилась непосредственно в доме. Если сделать пристройку к дому снаружи под топочную, то у инстанций будет только меньше поводов для придирок. В ней можно поставить напольный газовый котел большой мощности для обогрева не только особняка, но и служебных помещений.

Для частного же жилья среднего класса оптимальное решение – настенный котел; под него не требуется, как для напольного, устраивать кирпичный или бетонный поддон с бортами в полметра. Установка настенного газового котла в частном доме также обходится без технических и организационных затруднений: несгораемую каморку под топочную всегда можно выгородить, хотя бы на чердаке.

Электропитание

Автоматика отопительных котлов потребляет мало электричества, но по правилам все равно для котла нужна отдельная ветвь проводки с автоматом на 20 А, как для бойлера. Для резервного же электропитания хорошо подойдет любой компьютерный UPS. Киловаттный будет «держать» автоматику полсуток-сутки. Этого вполне достаточно, чтобы в случае ЧС принять нужные меры.

О газоходе

От требуемой мощности котла (см. ниже) зависит площадь сечения домового газохода для него. При любой мощности диаметр газохода должен быть не менее 110 мм и не менее диаметра выхлопного патрубка. Зависимость диаметра газохода от мощности котла такая:

• до 24 кВт – 120 мм.
• 30 кВт – 130 мм.
• 40 кВт – 170 мм.
• 60 кВт – 190 мм
• 80 кВт – 220 мм.
• 100 кВт – 230 мм.

Выбор котла

Мощность

То, что мощность котла должна быть достаточной, очевидно. Но она не должна быть избыточной, особенно, если теплообменник чугунный. От капель конденсата из газохода раскаленный чугун растрескивается. Есть и другой опасный эффект: температура точки росы отходящих газов примерно 56 градусов цельсия. Если температура воды в обратке отопления окажется ниже, в камере сгорания может образовываться кислотный конденсат. Какое это имеет отношение к избытку мощности? Слишком мощный котел быстро прогреет систему и уйдет в дежурный режим до ее остывания. Тепловая инерция мощного теплообменника велика, и, пока он опять прогреется, может выпасть кислотная роса.

При правильно подобранной мощности котла температура в камере сгорания будет 80-90 градусов. Допустимая разбежка по мощности достаточно велика, но, если в средних размеров частном доме поставить котел на 60 кВт, то кислотный дождь изнутри быстро выведет его из строя.

Требуемая мощность котла для конкретного помещения определяется теплотехническим расчетом. Жильцам многоэтажек проще: данные есть в ДЭЗе, бюро техинвентаризации или у владельца. В любом случае можно воспользоваться ориентировочными данными, высчитав для себя промежуточное значение. Значения максимальной мощности даны для случаев минимальной наружной температуры в –25/-40 градусов:

1. Однокомнатная квартира на средних этажах – 8/14 кВт.
2. Угловая квартира 60 кв.м. общей площади на верхнем этаже блочной хрущевки – 20/28 кВт.
3. Частный дом 100 кв.м общих – 24/38 кВт.

Бойлер

Назначение бойлера – накопление горячей воды для бытовых нужд. Если посмотреть инструкцию на котел, то мощность там будет указана через дробь, к примеру – 10/22 кВт. Первая цифра – отопительная мощность для средних условий; она на 80% определяет расход газа. Вторая мощность, максимальная – для быстрого нагрева бытовой воды.

Если бойлер опорожняется, котел на время перестает греть отопление (оно не успеет остыть) и на максимуме греет бытовую воду. Расход газа при этом, разумеется, максимальный. Если же воду из бойлера брать понемногу, то и подогреваться он будет на рабочем режиме, без форс-мажора. Исходя из этого, о возможностях бойлера можно судить по его емкости:

• 2-10 л – вымыть руки и помыть посуду.
• 30-50 л – принять на скорую руку душ.
• 100 л – основательно помыться под душем.
• 150 л и более – можно принимать ванну и подключить к ГВС стиральную машину.

Примечание: если у вас уже стоит бытовой электробойлер, его желательно оставить, выключив его автомат. Из него получится хороший аккумулятор горячей воды, а при проблемах с газовым котлом можно включить.

Видео: мнение специалистов о выборе газовых котлов

Документы на котел

Допустим, оборудовали вы топочную с соблюдением всех требований. Покупаем котел? Пока рано. Проверьте прежде всего, не затерялись ли прежние бумаги на газ, и извлеките их на свет божий:

1. Контракт на поставку газа, если котел отопительный. Субпотребители могут устанавливать только водогрейные котлы.
2. Все документы на газовый счетчик. Любой котел устанавливать без счетчика нельзя. Если его еще нет – ничего не поделаешь, нужно ставить и оформлять, но это другая тема.

Теперь можно покупать котел. Но, купив, устанавливать еще рано:

• В БТИ нужно внести изменения в техпаспорт дома. Для приватизированных квартир – через эксплуатирующую дом организацию. В новом плане должна быть нанесена каморка под котел, и четко обозначена: «Топочная» или «Котельная».
• Дать заявку в газовую службу на проект и ТУ. В составе требуемых документов и техпаспорт на котел, так что он должен быть уже куплен.
• Провести монтаж котла (см. след. разд), кроме газовой системы. Это можно сделать, пока газовики готовят проект, если помещение одобрено.
• Вызвать специалиста, чтобы сделал газовую обвязку.
• Дать заявку газовикам на ввод в эксплуатацию.
• Дождаться прихода инженера газовой службы, он все проверит, составит заключение о пригодности и даст разрешение на открытие запорного газового вентиля к котлу.

Примечание: газовикам не положено давать разрешение частным лицам на работу на газовом оборудовании. Поэтому для подключения к котлу газа придется вызывать специалиста или потом «решать вопрос» с инспектором при вводе в эксплуатацию. Как правило, первое обходится дешевле.

Монтаж котла

Примыкание корпуса котла вплотную к любой из стен недопустимо, поэтому переделывать крепления настенных котлов, утапливать котел в нишу и т.п. нельзя. После установки котла на место делается его обвязка – подключение трех систем: газовой, гидравлической и электрической. Газовую обвязку должен, как указано, делать специалист-газовик, и в последнюю очередь, когда все остальное уже подключено.

Схема гидравлической обвязки газового котла

Электрическую и гидравлическую обвязки можно делать самостоятельно. Здесь основной руководящий документ – инструкция на котел. Типовая схема гидрообвязки котла приведена на рисунке. Для любого котла нужно точно соблюсти следующие условия:

1. Вода и горячие газы в теплообменнике котла должны идти противотоком, иначе он может просто взорваться при любой автоматике. Поэтому крайне важно не перепутать, по небрежности или ради удобства монтажа, холодные и горячие трубы. После гидрообвязки осмотрите еще раз внимательно всю систему, потом отдохните часок, и осмотрите еще раз.
2. Если в отопительную систему был залит антифриз, слейте его полностью и промойте систему дважды чистой водой. Примесь антифриза в воде, поступающей в теплообменник, также взрывоопасна.
3. Не пренебрегайте «грязевиками» – фильтрами грубой очистки воды. Они должны быть расположены в низших точках системы. Накопление грязи между тонкими ребрами теплообменника также создает опасную ситуацию, не говоря уже о непомерном расходе газа. В начале и в конце отопительного сезона сливайте через грязевики отстой, проверяйте их состояние и при необходимости промывайте систему.
4. Если котел со встроенным расширительным баком и системой обезвоздушивания, уберите прежний расширительный бак, а прежний воздушный кран перекройте наглухо, проверив предварительно его состояние: подсос воздуха тоже создаст опасную ситуацию.

Видео: пример монтажа настенного газового котла

Итог

Монтаж газового котла сложен технически и организационно. Самостоятельно можно устанавливать только простейшие водогрейные котлы или дорогие, полностью автоматизированные домашние котельные. Но подключение котла к системе газоснабжения (газовую обвязку) все равно должен выполнять специалист газовой службы либо сертифицированной монтажной организации. Иное запрещено правилами установки и эксплуатации бытовых газовых приборов.

Содержание

1. Принцип действия водонагревательных приборов различного типа
2. Общие советы по установке водонагревателя своими руками
3. Вариант “А”: установка накопительного водонагревателя
4. Вариант “Б”: установка проточного водонагревателя
5. Другие виды нагревателей воды
> Обсуждение

Бытовые нагреватели воды предназначены для обеспечения горячей водой отдельных квартир, загородных домов или дачных домиков. Это условие характеризуется ограниченным количеством проживающих в квартире или доме людей. Для тех, кто обладает базовыми навыками сантехнических работ, установка водонагревателя своими руками позволяет сохранить семейный бюджет и получить ни с чем несравнимое удовольствие от результата своего труда.

Для начала необходимо определить самый оптимальный вид прибора для нагрева воды. Водонагревательные агрегаты различаются:

1. по источнику питания;
2. по принципу работы.

По источнику питанию существуют две группы устройств: газовые и электрические.

По принципу работы – накопительные и проточные.

Принцип действия водонагревательных приборов различного типа

Накопительный

Нагрев воды в случае накопительного принципа работы осуществляется в резервуаре с водой. Этот вид приборов для обеспечения горячей водой является наиболее распространенным. Их популярность объясняется привлекательностью цены и отсутствием специфических требований к электропроводке.

Проточный

В проточном нагревателе вода прогревается, когда она подается через особую колбу, оснащенную электрическим нагревательным элементом. Такой прибор размещается непосредственно на кран с водой, которая поступает из водопровода. При таком принципе действия вода нагревается приблизительно до 300С. К недостаткам относится то, что проточный нагреватель требует большое количество энергии, что не всегда под силу старым постройкам. По мощности потребляемой энергии устройства подразделяются на однофазные и трехфазные. Кроме того, одним из определяющих факторов является нагревательный элемент: спираль или ТЭН. Если вода в доме или на даче жесткая, то предпочтительней спиральный элемент нагревания. Стоит отметить, что ТЭН потребляет на 10 – 20% электроэнергии меньше, чем устройство со спиралью.

Видео: немного о выборе водонагревателя

Общие советы по установке водонагревателя своими руками

Базовые этапы работ

Независимо от типа устройства для нагрева воды монтаж водонагревателя производится в полном соответствии с общими правилами безопасности и требованиями конкретных производителей. До начала работ необходимо определить состояние и условия:

• Обеспечить свободный доступ к прибору в течение всего срока эксплуатации;
• Правильно выбрать стену для крепления. К примеру, при емкости резервуара в 80 л стена должна выдерживать двойную нагрузку – 160 кг;
• Выявить состояние проводки, ее сечение и способность выдержать мощность электронагревателя (при необходимости заменить электропроводку);
• Определить состояние стояков и труб в квартире или доме (в некоторых случаях необходимо поменять трубы, чтобы обеспечить установку нагревательного прибора).

Необходимые инструменты и материалы

Кроме того, для комфортной работы необходимо заранее подготовить нужные инструменты и материалы:

перфоратор с соответствующей насадкой, рулетку, разводный и гаечные ключи, кусачки, отвертки 2-х типов, пассатижи, лента фум или паста, льняные нити, фитинги, труба из металлопластика (метраж определяется в зависимости от места и условий подключения), 2 соединительных шланга, запорные краны (2 ед. для проточного водонагревательного прибора и 3 ед. для накопительного), а также, два или три тройника – соответственно.

Вариант “А”: установка накопительного водонагревателя

Шаг 1: крепление нагревателя

Пошаговая инструкция для установки накопительного водонагревателя проста и выполнима:

1. На выбранной стене отметить место для крепления агрегата. С помощью рулетки измерить расстояние между отверстиями анкеров прибора;
2. Нанести места отверстий на стену. С помощью перфоратора высверлить отверстия (2 или 4 в зависимости от конструкции);
3. Вставить дюбеля и забить или закрутить крючки.

Важное примечание для крепления устройства: нужно измерить расстояние от отверстий в анкерах до самой верхней точки прибора. Чтобы надеть его на крючки, должно быть соблюдено такое же расстояние на стене: от дюбелей до потолка плюс небольшой запас.

Шаг 2: подключение прибора к водоснабжению

Когда устройство уже закреплено на стене, можно приступать к подключению водонагревателя. Самые простые и легкие условия для осуществления этой процедуры, когда выведены места подключения. Остается только соединить их с вводом и выходом прибора посредством труб или гибких шлангов. Герметичность соединения с помощью гибких шлангов обеспечивается уплотнительной резиновой прокладкой. Ввод холодной воды в нагревательное устройство обозначен синим цветом и именно на него устанавливается особый клапан, который позволяет сбросить избыточное давление. Для комфортного технического обслуживания рекомендуется установить дополнительный тройник перед запорным краном и подсоединить его. В дальнейшем он позволит спускать воду из резервуара. Важно обеспечить герметичность – наматывать фум ленту или нити с пастой на все места, где были произведены соединения.

Стандартная схема подключения накопительного водонагревателя:

Выход горячей воды на приборе обозначен красным цветом. Его нужно соединить с краном горячей воды. После этого следует открыть вентили холодной и горячей воды, подождать, пока из крана для горячей воды выйдет весь воздух, и потечет вода. Одновременно отследить, нет ли нарушений герметичности в местах соединений.

Шаг 3: подводка электропитания

Следующий этап – подключение водонагревателя к питанию, где способ определяется лишь предпочтениями нового владельца водонагревательного прибора. Контакты на клеммах прибора обозначены следующим образом:

• А – фаза (коричневый провод);
• N – ноль (голубой цвет провода);
• Заземление (желтый или любой другой цвет в трехжильном кабеле).

После соединения следует подать напряжение. В результате, на устройстве загорится световой индикатор активности. Затем согласно инструкции производителя нужно отрегулировать температурный режим. Водонагревательное устройство накопительного типа установлено и готово к использованию.

Видеоинструкция по установке водонагревателя

Вариант “Б”: установка проточного водонагревателя

Небольшой вес и компактные размеры такого устройства позволяют осуществить установку проточного водонагревателя, к примеру, под раковину на кухне. Быстрый нагрев воды, который обеспечивает этот прибор, выдвигает особые требования к проводке и счетчику электроэнергии: кабель от четырех до шести мм2, счетчик от 40 А, автоматический выключатель от 32 до 40 А.

Для водонагревающих устройств проточного типа существует два способа инсталляции – временный и стационарный.

Временное подключение

Временное подключение использует душевой шланг, а при возобновлении централизованного горячего водоснабжения, его можно просто закрыть и не использовать. Временному типу необходимо осуществление подачи холодной воды. Для этого в трубу поступления холодной воды врезается тройник, устанавливается запорный вентиль, гибкий шланг соединяется с вводом водонагревающего устройства. Затем нужно открыть вентиль холодной воды, открыть выводящий вентиль для нагретой воды, включить в сеть. Через 30 секунд начинает поступать горячая вода.

Стационарное подключение

Стационарный вариант обеспечивает подачу и забор нагретой воды одновременно с функционированием централизованного водоснабжения. Здесь понадобятся 2 тройника, которые врезаются в трубы (горячей и холодной воды). Затем устанавливаются вентили с герметичным соединением. После этого труба с холодной водой соединяется с вводом в прибор (маркер синего цвета). С помощью металлопластиковой трубы или шланга соединяется выход нагретой воды с запорным вентилем горячей воды. Вслед за этим нужно открыть смеситель и краны, а также проверить герметичность соединений. После подключения к электропитанию из смесителя потечет нагретая вода. Стационарное подключение подразумевает перекрытие стояка горячей воды в многоквартирном доме. Такое действие предупредит отток нагретой воды в трубы соседних квартир.

Видео: установка временного решения на основе проточного нагревателя

Другие виды нагревателей воды

Газовые нагреватели

Альтернативой электрическому водонагревательному устройству является газовый нагреватель воды, который работает по проточному принципу. Установить такой прибор возможно только в случае, если уже существует газовая колонка. Если же ее нет, то самостоятельная инсталляция газовой колонки исключена, так как это является нарушением Закона. Даже при наличии газовой колонки ее модернизацию или изменения для нагревания воды следует доверить обслуживающей газовой компании, которая имеет требуемые лицензии и сертификаты. Она выполнит все работы безопасно, надежно и в соответствии со всеми правилами, нормативами и законами.

Индукционные нагреватели

Среди заслуживающих внимания видов водонагревательных устройств находится индукционный нагреватель воды. В резервуарах таких устройств не образуется накипи. Переменное магнитное поле индуктора (нагревательного элемента) не позволяет катионам магния и кальция оседать на поверхности теплообменника. Данный факт сохраняет КПД устройства в течение многих лет. У этого прибора есть ряд других преимуществ, которые в последующем, с усовершенствованием этой технологии, позволят ему стать серьезным конкурентом популярных сейчас приборов для нагревания воды.