Принципиальных схем водяного отопления всего четыре:
- двухтрубная – классическая схема водяного отопления, основанная на разделении трубы подачи теплоносителя в радиаторы и трубы слива отработанной воды для доставки ее обратно в котел;
- однотрубная система представляет собой традиционное последовательное соединение радиаторов в цепочку, замыкающуюся на нагревательном приборе (котле);
- коллекторное устройство водяного отопления, преимущественно, является схемой водяного теплого пола или, как частный случай, безбатарейной системой с вмурованными в стены регистрами;
- конвективное водяное отопление – это схема из разряда модной тенденции на ретро, а единственной современной деталью, которая сделала систему высокоэффективной и востребованной, является обычный вентилятор.
Свойство, которое ставит схемы систем водяного отопления на разные чаши весов – это принцип движения воды в системе. В коллекторной и конвективной схеме оно по определению принудительное, потому, что должно обеспечивать абсолютно ровный температурный баланс между батареями на любом участке системы. В одно- и двухтрубных вариантах характеристика движения может быть и принудительной, и естественной.
Для начала необходимо сделать расчет системы водяного отопления, который базируется на возможностях отопительного агрегата. Нужно обратить внимание на мощность котла и площадь помещения, которые соотносятся, как 1кВт на 10 квадратных метров (при высоте потолков около 2,5 метров, а затем, каждые 20-25 см высоты «съедают» 1 метр площади). Затем обратимся к математике и сосчитаем (хотя бы примерно) объем воды в системе – он не должен превышать паспортное значение нагревательного прибора.
После того, как выбрана необходимая мощность отопительного агрегата, можно подсчитать максимально возможное количество секций батарей по потребляемой мощности: 1 секция =200 Вт=0,2 кВт.
А теперь самое сложное – подвал. Не секрет, что проводя расчет водяного отопления, необходимо учитывать всю отапливаемую площадь, однако это правило не полностью распространяется на подвальные помещения. Даже если котел установлен не в подвале, то через него в обязательном порядке проходит хотя бы одна труба водяного контура (для домов с теплым подвалом однотрубная система – не самый удачный вариант). Что касается затрачиваемой на обогрев мощности, то многие ей пренебрегают, хотя по факту необходимо добавить к номиналу не менее 30-35 % мощности.
С точки зрения профессионального расчета берется площадь отапливаемого помещения (примем ее за 100 квадратов), добавим 30 % за подвал, разделим на КПД нагревателя и умножим на 100. (130/90)*100=144,4 квадратных метра – по этому расчетному показателю выбираем мощность котла.
Как уже было сказано, коллекторное водяное отопление – это система отдельных контуров, которые подпитываются нагретой водой из общей трубы, так же, как и сливаются в одну общую. Физическая суть коллектора – многочисленные разветвления имеющейся трубы подачи на несколько более тонких. Обратка, как нетрудно догадаться, не что иное, как все та же замкнутая труба, которая вернулась в общий «стояк».
На примере теплого водяного пола можно наглядно продемонстрировать возможности подобной системы. Начинается монтаж водяного отопления на основе коллектора с укладки колец (змеевиков) прямо под чистовой пол. Расстояние от кольца до кольца рекомендовано выдерживать от 20 до 30 см, но только при условии, что длина одной отдельно взятой «плети» не превышает 1000 собственных диаметров (то есть, если используется 20 мм полипропилен, то длина петли не должна быть больше 20 метров). Поскольку об уклонах проложенных петель речь не идет, то система нуждается в циркуляционном насосе, который устанавливается на участке между обратным коллектором и нагревательным прибором.
Важно:
Прежде чем выставить температуру нагрева, внимательно ознакомьтесь с условиями возможного нагрева покрытия пола, потому, что для каждого материала максимальная температура разная (но не выше 35 градусов Цельсия для любого вида покрытия).
Своим появлением (и, в каком-то роде, воскрешением) водяные конвекторы обязаны новым стандартам строительства. Крупные торговые центры и офисные здания из стекла, алюминия и бетона по своему дизайн-проекту не могут иметь традиционных батарей, а заложить трубы глубоко в бетон – это значит ослабить конструкцию, чего делать категорически нельзя. Решение подсказала физика: трубки небольшого диаметра, закутанные в слой теплоизоляционного материала, доставляют горячую воду в конвекторы (напольные, внутрипольные, внутристенные или подвесные), которые расположены по всей площади отапливаемого помещения.
Устройство конвектора крайне простое – стальная труба (или змеевик), на которую нанизаны тонкие металлические пластинки, а расстояние между ними 2-3 толщины одной такой пластины. Под (или внутри) конвектором расположен вентилятор, с помощью которого воздух нагнетается в свободное пространство между пластинами, при соприкосновении с ними он нагревается и сам поднимается вверх.
Установка водяного отопления такого типа нуждается в мощном источнике тепла, а сама прокладка системы требует крайне опытных рук не просто мастеров, а профессионалов, которые хоть однажды имели дело с конвективной схемой.
Монтаж водяного отопления в доме по однотрубной схеме можно сделать в виде очень известной «Ленинградки» (одна труба проходит по подвалу, а батареи от нее питаются и в нее же сливаются), либо классической комбинации, где один вертикальный врез в магистраль является одновременно подачей и обраткой для двух, зеркально расположенных батарей.
Организация всех однотрубных систем, по сути, преследует одну цель – сократить количество воды в системе, либо перенаправить ее в дополнительно установленные радиаторы. Возможно, что отопление однотрубное водяное может быть конструктивно выполнено, как один полноценный замкнутый контур, а в качестве батарей использована та же самая труба в виде регистра или змеевика. Это самый простой способ сделать водяное отопление дачи с учетом относительно небольшого объема необходимой воды и самого простого твердотопливного котла (фабричного или самодельного).
При относительно большой длине однотрубной системы, главной расчетной единицей является не литраж системы и не ее тепловая мощность, а объем расширительного бака (в системе с естественной циркуляцией) или мощность циркуляционного насоса (для принудительного движения). С насосом всё просто, и сориентироваться поможет его этикетка, а вот с расширителем сложнее, потому что расчет его литража – это количество секций всех батарей (1 секция = 1 литр), умноженная на отношение длин трубы питания расширителя, разграниченных уровнем установленных батарей и уровнем котла. По факту получается, как правило, не более 0,6 литра на 1 секцию.
Эта самая распространенная схема водяного отопления из всех существующих по причине ее надежности, эффективности и многоуровневости. Правильное водяное отопление, где бы ни проходил его монтаж, должно иметь запас прочности по мощности, соответствовать параметрам котла и требованиям теплопередачи. Именно поэтому в южных регионах одну их труб оставляют в подвале, а вторую тянут либо под потолок (верхняя разводка), либо укладывают между черновым и чистовым полом (как вариант нижней разводки). Таким образом, в подвале тепло, потому что двери туда открываются редко, а дома тепло, потому что к батареям прибавляется еще и труба подачи.
Основным преимуществом двухтрубной системы является относительно быстрый, хоть и последовательный нагрев радиаторов. Но есть еще и проблема, так схема водяного отопления частного дома может грешить игрой в «догонялки», когда обратка постепенно догоняет подачу – в этом случае естественная циркуляция полностью прекращается, а в принудительной на насос ложится дополнительная нагрузка. Все тонкости расчета двухтрубной системы водяного отопления сводятся исключительно к естественной циркуляции (уклоны 1-5 мм на метр и уменьшение диаметров труб на 0,5 дюйма через каждые 20-22 радиаторных секции).
Принудительная схема в этом смысле гораздо проще и, частично, эффективней, но только до первого отключения электроэнергии, потому что насос является прибором электрозависимым. Как сделать водяное отопление полнофункциональным и эффективным – собрать схему по принципу естественной циркуляции и врезать в нее насос. Тогда даже при нарушении электроснабжения система будет функционировать вполне автономно.
Несмотря на все инженерные изыски и научный подход к решению вопроса эффективного отопления, водяные системы до сих пор считаются самыми безопасными и широко применяемыми в мире. Они в разных интерпретациях используются в квартирах и частных домах, на крупных строительных объектах гражданского и промышленного назначения. В большинстве своем, благодаря доступности воды и относительно недорогой ее стоимости, часто используются двухконтурные варианты котлов или агрегаты с постоянной подпиткой системы для получения полноценного ГВС из отдельного контура или прямо из батареи.
Водяные системы отопления интуитивно просты и понятны, так что с их эксплуатацией сможет справиться любой человек, чего не скажешь о проектировке и монтаже, хотя и они, если вдумчиво разбираться, не так уж и сложны. Просто нужно знать правила построения и некоторые геометрические параметры предполагаемых систем.