Современной альтернативой дорогому центральному отоплению квартиры многоэтажного дома стало индивидуальное отопление. Источник тепла в данном случае уже не ТЭЦ или котельная, расположенные вне здания, а порой и очень далеко от него: тепловую энергию для обогрева жилья и приготовления горячей воды обеспечивает внутриквартирный агрегат - печь, камин, котел. Принимая решение перевести свою квартиру на автономное отопление, собственники берут на себя всю ответственность - и технические вопросы установки после получения разрешений и согласований, и все дальнейшие проблемы эксплуатации, технического обслуживания оборудования, а также и контроля работы новой системы обогрева. Но преимущества выбора в пользу индивидуального отопления бесспорны:
- Возможность устанавливать режим подачи тепла с позиций удобства, комфорта и экономии ресурсов. Платить за тепло меньше, но жить в лучших условиях.
- Когда начать и когда закончить отопительный сезон в квартире - решает семья согласно природе и погоде, а не управляющая компания согласно усредненных нормативов.
Автономное отопление отнюдь не новинка и никакой не креатив: многие страны подходят к отоплению многоквартирного жилья именно с индивидуальных позиций, и даже в нашей стране отапливать квартиру в многоэтажном доме дровяной буржуйкой, голландкой или другой печью было в прошлом веке обычным делом. Электрических котлов тогда еще не было, а громоздкое газовое оборудование надежным и безопасным не считалось, поскольку автоматика контроля была из разряда фантастики.
Неоспоримые достоинства централизованного отопления в многоэтажке:
- Полностью безопасное отопление и горячая вода из крана.
- Контроль за системой, находящейся за пределами квартиры, полностью лежит на управляющей компании; жильцы, как максимум - осматривают свои трубы, соединения и радиаторы и стравливают из них воздух.
- Можно поддерживать стабильный комфорт в комнатах, особенно в современных квартирах, где на радиаторы установлены терморегуляторы, на поэтажные коллекторы - автоматические балансировочные клапаны, а оплата производится по факту показаний квартирных теплосчетчиков.
Понятно, что квартиры в новых домах с централизованной подачей тепла, или модернизации старых домов с устройством теплового пункта и разводки по этажам вплоть до конца прошлого столетия принимались с энтузиазмом, тем более, что социалистическая дешевизна коммунальных услуг долго была привычной. Экономия на отоплении жилища не входила в представления жильцов, но в наши дни картина абсолютно другая. Многим собственникам просторных квартир более чем полугодовые (семь отопительных месяцев в году) платежи за отопление реально не по карману, причем в холодных районах многим знакомы и другие неприятности - недели сырости и холода в квартире перед началом отопительного сезона, и жара с открытыми окнами, если погода подшутила и апрель выдался теплым и солнечным, а батареи продолжают жарить.
На сегодня централизованный обогрев квартир дает потребителю некоторые минусы:
- Высокие цены на централизованную подачу тепла, доступные далеко не всем потребителям.
- Уравниловка дат начала и конца отопительных сезонов, вне желаний потребителей, оплачивающих данное тепло; а зачастую и вне здравого смысла, ведь природные явления предсказать порой невозможно.
- Оптимизация учета и оплаты потребления тепловой энергии по факту отдельными квартирами только развивается, и экономия в данном контексте вопрос малопредсказуемый. Вопросы возникают даже после установки теплосчетчиков.
Получение разрешения на автономное отопление квартиры - с чего начать
Начинают с оформления и отключения квартиры от общедомового источника тепла, для этого существует законный регламент. Затем - электрический котел установить проще всего. Современные модели электрокотлов прекрасно справляются с обогревом квартиры любой площади, а двухконтурные котлы обеспечивают и горячей водой, причем чистой - нагревается питьевая холодная вода. Цена данного комфорта - вопрос другой. Чтобы приобрести и подключить в квартиру электрический отопительный котел, обращаются в районные (городские) электросети, и, при возможности (согласно техусловиям) - организация разрешение выдает. Как правило, жилые дома проектируются и сдаются с учетом запаса ресурса обслуживания, и электроснабжение не исключение, поэтому получение разрешения от электрических сетей обычно не столь важная проблема. Электрокотел - это стабильное тепло в доме при бесшумности и чистоте, и никаких дымоходов. К тому же минимум обслуживания со стороны владельца, причем контроль системы автоматический и при наступлении внештатной ситуации агрегат будет моментально отключен от питания и сам информирует об этом хозяев, то есть уровень безопасности высокий. Минус, пожалуй, только один - электроэнергия ресурс недешевый, причем цены стабильно растут. Не мешает сначала подсчитать, а будет ли хотя бы небольшая экономия при переходе с центрального отопления на автономное электрическое?
Газовый котел - совершенно другие расчеты. Природный газ и на сегодня радует потребителя низкой стоимостью, и перспективы «не пугают», особенно в сравнении с ростом цен на электроэнергию. Тепловая энергия, которую будет вырабатывать газовый котел, установленный в квартире, по себестоимости будет выгодным вариантом. Но законно и технически подключить газовое оборудование намного сложней, чем электрическое. Потребуется:
- Согласие владельцев соседних квартир.
- Разрешение тепловых сетей отключить вашу квартиру от централизованного тепла и демонтировать приборы отопления.
- Спроектировать, построить и проверить исправность дымоотвода и дымохода, с получением заключения ВДПО.
- Самое сложное - получение техусловий в газовой службе города. Без данного разрешения установка газовых котлов в частном доме и квартире незаконна, а кроме того - далеко не безопасна. Если в квартире имеются газовые колонки для получения горячей воды и соответственно - дымоходное устройство, то понятно, что давление газопровода обеспечивает расчетное безопасное обслуживание колонок. Кроме того, современные газовые котлы экономичны, а по мощности обычно сопоставимы с мощностью имеющихся в квартире газовых колонок, и замена реальна. Что касается современных коаксиальных дымоходов, имеющих массу преимуществ перед раздельными - то не все организации дают разрешение на использование коаксиального (осевого - труба в трубе) дымохода. Проще получить разрешение установить котел, имеющий закрытую камеру сжигания топлива, забор воздуха с улицы и отвод продуктов горения в существующий дымоходный канал. Вентиляционные каналы запрещено использовать для отведения дыма, но подход к этому вопросу индивидуальный, главное - чтобы этот канал в квартире наличествовал. В любом случае, монтировать у себя в квартире автономную обогревательную систему возможно только имея на руках всю разрешительную документацию.
Имея согласие соседей и необходимые условия для эксплуатации котельного агрегата, и оформив соответствующие разрешения на установку, можно устанавливать в квартире практически любое разрешенное оборудование: твердо- и жидкотопливные котлы, электрокотлы и газовые котлы. Современные модели компактны, имеют эстетичный вид и интерьер не портят. Печи и камины для обогрева квартиры - вариант в принципе возможный, но очень проблемный технически (из-за дымоотведения и необходимости массивного фундамента на первых этажах, а на средних из-за невозможности устроить на перекрытии массивный камин с достаточным размером топливной камеры). Кроме того, данный эксклюзив крайне дорогостоящий и создаст сложности в обслуживании, чистках и повседневной эксплуатации. Разные виды отопительных установок выбираются исходя из конкретных условий:
- Твердотопливные котлы невозможно установить без специального дымохода, соответствующего всем пожарным нормам. Современные пиролизные котлы длительного горения эффективны, экономичны, работают на разных видах топлива - пеллетах, угле, дровах. И если старый, но прочный дом ранее обогревался печами, и сохранились дымоходные каналы удовлетворительного технического состояния - то установка твердотопливного котла может стать практичным решением. Для малоэтажных домов (до пяти этажей) возможно получение разрешения на установку котла на твердых видах топлива на переоборудованную утепленную лоджию, при условии автономного дымохода, устроенного специально для данного котла и под его параметры.
- Жидкотопливные котлы, пожалуй, самые неуместные технически в квартире. Нужен не только специальный дымоход, но еще и резервуары для жидкого топлива, насчет которых пожарные нормы строги. Дизельные котлы часто шумят, имеются запахи - данный вариант вряд ли позитивно оценят соседи.
- Электрические котлы лучший вариант для квартиры, при условии достаточной электрической мощности общедомовой электросети. Не требуется дымохода и пространства, котел исключительно компактен и эстетичен, а установить можно везде - в кухне, прихожей, кладовой. Минус - дороговизна энергетического ресурса.
- Газовые котлы - бесспорно еще более привлекательный вариант для квартиры. Необходима только возможность подключения к газовой магистрали и достаточное давление в газопроводе (возможно, дом подключен к участку, рассчитанному только на бытовую газовую печь, и мощный котел при работе поспособствует падению давления на участке подключения). Централизованная подача газа - необходимое условие, поскольку баллоны с газом для котла в многоквартирных домах запрещены. Необходим дымоход, желательно закрытый, типа труба в трубе (коаксиальный), котел при этом возможен только с закрытой топливной камерой.
Два последний варианта - электрокотел и газовый котел с закрытым топливным отсеком и коаксиальным выведенным на улицу дымоходом для перевода квартир на автономный обогрев пока самые актуальные. Причем котлы могут работать группами, современные индукционные и электродные агрегаты все более экономичны и надежны. Реже внимание обращают на водородные котлы - их установка в квартирах пока невозможна, по причинам безопасности. Кроме того, гигантизм данных агрегатов снимает вопрос квартирной установки, но прогресс не стоит на месте, и возможно, экономичное отопление самым дешевым во вселенной газом - водородом будет в свое время обыденным явлением. Солнечные коллекторы для квартир возможны в принципе, но редкая квартира имеет солнечный участок стены, да еще не обращенный на фасад дома.
Горячая вода при переходе на автономный обогрев квартиры
Современные двухконтурные котлы дают возможность и обогревать квартиру и готовить горячую воду. Перебои с горячей водой знакомы многим владельцам квартир многоэтажек, и установка бойлеров косвенного нагрева в ванных давно уже не новшество. Если выбирается двухконтурный газовый котел, то следует хорошенько разобраться с особенностями конкретного оборудования. Большинство двухконтурных установок рассчитаны на приоритетное приготовление горячей воды, с одновременным прекращением подогрева теплоносителя и остыванием радиаторов. Иногда вариант совместной установки котла и бойлера предпочтителен, особенно для квартир большой площади. Практика показывает, что для обогрева большой квартиры - до 150 м2, достаточен двухконтурный теплогенератор, мощность15 квт; дополнительно можно будет иметь около 10 литров горячей воды в минуту - или для душа, или для мытья посуды. Одновременно забирая горячую воду в ванной и из кухонного смесителя, придется мириться с тем, что вода нагрета недостаточно. Поэтому раздельные агрегаты для нагрева воды и отопления считаются более комфортным и простым вариантом: двухконтурный котел плюс накопительный бойлер. В современных котлах возможность таких подключений зачастую предусмотрена производителем.
Вид котла и схема подключения приборов отопления при переходе на автономный обогрев квартиры
В квартире каждый метр на учете, даже при большой площади, поэтому отдельная котельная просто невозможна. Но выход прост - современные котлы настенного и парапетного (под подоконник) исполнения принципиально не отличаются - удобство эксплуатации и практичность равно присутствуют. Напольные котлы - этот вариант для более мощных, и конечно более габаритных установок.
Понятно, что переходя на личную отопительную схему, домовой стояк (и подачу и обратку) придется оставить в покое, лишь отрезав его от своих радиаторов. И приборы отопления можно заменять, а можно оставить «родные» - это зависит скорее от финансовых возможностей владельцев. Новый рынок предлагает роскошные и элегантные чугунные, стальные и комбинированные радиаторы различных типов и навески с установкой, для любого стиля, дизайна и кошелька. Но старые проверенные временем чугунные радиаторы тоже имеют право на жизнь, а закрытые специальными экранами и панелями совершенно интерьерную эстетику не портят. Современные экраны декоративны и привлекательны, причем конвекцию и теплообмен снижают крайне незначительно. Оставлять родные радиаторы можно и на прежнем месте, тем более, что это расчетная проектная установка, но подключение и обвязку приходится делать зачастую совершенно по другой схеме.
Схема выбирается однотрубная или двухтрубная, подача теплоносителя естественная или принудительная. Самотечная отопительная система для квартиры имеет преимущества простоты, но больше - недостатков. Во-первых, установка котла для схемы с естественной циркуляцией понадобится нереально сложная - место для расширительного бака нужно будет организовать самое высокое, в высшей точке системы отопления, а собственно котел должен будет находится в нижней точке относительно уровня обратки - технически и «пространственно» такая схема сложновата. Как оптимальный вариант специалисты рекомендуют схему обвязки однотрубную или двухтрубную с циркуляционным насосом, то есть принудительную. Безопасную работу автономного отопления и квартиры и частного дома обеспечивает минимум приборов:
- Группа безопасности, состоящая из манометра - контроль давления установки; предохранительного клапана, препятствующего повышению давления сверх безопасного предела; воздухоотводчиков для удаления воздуха - врага нормальной циркуляции и стабильного рабочего давления.
- Циркуляционный насос - для обеспечения циркуляции теплоносителя в отопительном контуре
- Расширительный бак для поглощения теплоносителя в результате его теплового расширения, для компенсации скачков и повышений давления
Основное преимущество перехода на автономный обогрев в квартире - возможность оплаты по факту потребления тепла и включений тепла между сезонами, если природа выдала сюрприз - холодно может быть и весной, и осенью, а во многих районах циклоны приходят и летом. Но все установки и пробный пуск системы газового отопления должны выполнять квалифицированные специалисты, имеющие допуск к работам с газовым оборудованием. В дальнейшем весь контроль исправности и безопасности системы и ее эксплуатации, а также и вся ответственность ложатся исключительно на владельца квартиры. Место расположения котла в квартире - чаще всего кухня, хотя возможно любое. Просто в кухнях близко все подключения, и вода, и электроэнергия.
Причины дестабилизации рабочего давления в автономных квартирных отопительных контурах:
- Часто встречающаяся причина - утечка теплоносителя в соединениях труб, на входе в отопительные приборы, на воздухоотводчиках. При снижении давления в контуре (манометр группы безопасности покажет стабильное понижение давления в случае малых утечек) необходима срочная ревизия всего трубопровода с особым вниманием к узлам и соединениям. Обнаруженные протечки следует устранять как можно быстрее, и не всегда можно сделать это, не слив из системы теплоноситель полностью. После устранения неисправностей систему заполняют и проверяют на герметичность.
- Пробка из воздуха в трубопроводе - враг стабильного давления. Чтобы пробки не образовывались, рекомендуют заполнение системы производить как можно медленнее, а напор жидкой фазы должен быть небольшой. Если в новый теплоноситель при заливке контура попал воздух, то в первое время работа отопления покажет снижение параметров. После полного удаления воздуха из контура давление стабилизируется. Современные радиаторы практически все оснащены компактными воздухоотводчиками, ручными или автоматическими, но если данного устройства нет, то проверенный бюджетный кран Маевского установить на каждый радиатор или группу - не проблема. Это простое устройство поможет выгнать воздушные пробки максимально быстро.
- В том случае, когда наблюдается падение давления после модернизации системы - например, старые чугунные радиаторы заменили на эстетичные приборы из алюминия или комбинированные - самая вероятная причина та же самая - газовые пробки. Наличие алюминия в новых отопительных приборах обуславливает первое время активную химию с выделением газов. Когда свободный газ весь образуется, процесс завершится и воздухоотводчик стравит газы, то отопительная система самопроизвольно придет к нормальному рабочему режиму. Бурное газообразование алюминиевых радиаторов известный факт, и опасным не считается. Вопрос непродолжительного времени, и негатив процесса уйдет сам, а радиаторы будут работать без эксцессов.
- Сложная проблема, ведущая к потере нервов, вызовам специалистов и финансовым затратам - это выходы из строя теплообменников котла (порывы, плотные наросты нерастворимых отложений извести). Поэтому так важно правильно готовить воду для использования в качестве жидкой фазы системы, или приобретать теплоносители с заданными параметрами.
- Нормальная циркуляция теплоносителя нарушилась в результате локального сужения прохода трубопровода, в одном или сразу в нескольких местах. Причина - засоры жидкой фазы отслоившимся налетом с внутренних стенок труб, или попавший в циркуляцию мусор (при наличии фильтров-грязевиков ситуация практически невозможная). Тяжелый случай - когда засорен суженный, «заросший» участок трубы и давление в нем упало, зато перед засором по законам гидравлики — это давление повысилось до опасного. Результатом может стать локальная разгерметизация системы.
- Еще один вариант неприятности в результате использования старых водогазопроводных черных труб, работающих десятки лет без аварий - это их мощные внутренние наросты внутренних стенок: результат использования некачественных теплоносителей, грязь и накипь, осевшая внутри, и конечно, разрушительный эффект времени. Новые трубы из сшитого полиэтилена, полипропиленовые, комбинированные пластико-металлические и дорогие, но практически вечные нержавеющие отопительные трубы данную проблему решат. Все разговоры о балансе рабочих давлений систем в контексте старых заросших труб, конечно же, не имеют смысла. Если трубопровод зарос и/или засорен, то первым делом приходится прочищать или заменять трубы, а потом менять теплоноситель на качественный.
- Возможно падение давления как результат перехода на индивидуальное отопление - в виде последствий неоправданной технически экономии. Переход на автономное отопление очень затратный процесс, и экономия будет заметна не сразу. Но оставлять старые трубопроводы и отопительные радиаторы можно только если они чистые и полностью исправные, с невыработанным ресурсом. Обычно при решении переходить на автономию обогрева рассчитывают финансы так, чтобы выполнить полный демонтаж старого контура, обрезав и оставив общедомовые стояки, и смонтировать новые, современные трубы и приборы. Что касается водяного теплоносителя, то важно подготовить воду механической фильтрацией и умягчением, то есть химическим путем удалить соли жесткости - будущую причину наростов труб и засоров жидкой фазы системы.
- Если на улице не очень холодно, а потребитель установил очень высокую температуру на нагрев теплоносителя, то может не только подняться давление в системе, но даже вода закипит.
- Еще одна частая причина нестабильности давления, причем равновероятно и в сторону снижения, и в сторону повышения - это неверный подбор расширительного мембранного бака, или же неисправности бака. Часто мембрана бака повреждается в результате ошибок расчета и подбора. При чрезмерной нагрузке на мембрану она может тянуться, но может и трескаться с последующим разрывом. При выборе бачка следует учитывать зависимости объема бака реальному влиянию работы отопительной системы и ее фактическим параметрам. Максимальная компактность устройств и экономия места в квартире - эти желания придется поставить на второе место при организации индивидуального отопления, а на первое - безопасность.
Мембранный расширительный бак, его устройство и работа
Данное устройство обязательно для автономной системы закрытого типа, имеющей загерметизированный контур. Подобная система считается наиболее удобной, эффективной и безопасной для квартиры. Кратко о конструкции расширительного бака: состоит бачок из герметичной емкости, разделенной посредством эластичной мембраны на две камеры. Первая - водяная камера, связана с отопительным контуром. Вторая, или воздушная камера, характеризуется специально созданным давлением воздуха определенной расчетной величины. Это давление может быть заданным моделью бака, в этом случае паспорт устройства содержит данный параметр. Но более удобный бачок оснащен ниппелем (типа автомобильного колеса) в воздушной камере, что дает возможность подкачки и контроля предварительного давления посредством обычного автомобильного насоса, оборудованного манометром. Устройство мембранного бака, таким образом, крайне простое, принцип действия ненамного сложнее:
- Когда циркуляции теплоносителя в контуре нет, избыточное давление в этом контуре возникнуть не может. В этот период расчетное давление воздушной камеры бака на мембрану действует на почти полное вытеснение жидкости из водяной камеры в систему.
- При работе системы и наличии циркуляции: насос поддерживает номинал рабочего давления теплоносителя в контуре, одновременно идет нагрев и по законам физики - тепловое расширение жидкости, в свою очередь приводящее к увеличению количества жидкой среды и к росту давления в системе. Далее избыточная жидкость идет в водяную камеру мембранного бака. Предварительное давление воздушной камеры рассчитано так, чтобы эластичная мембрана изменяла форму и направление, тем самым изменяя пропорции объемов обеих камер - воздушной и водяной. Нивелирование избыточного давления контура происходит в результате уменьшения размера водяной камеры с увеличением давления в ней. Своеобразное демпфирование отлично компенсирует любые скачки давления в контуре, и в теории, и на практике. Результат - рабочее давление системы стабилизируется около номинальных значений.
Но возможна ситуация, когда давление системы повысилось до опасных значений (стрелочка манометра в красной зоне). Мембранный бак не бесконечен, и если мембрана уже в крайнем положении и водяная камера расширена и заполнена до отказа, а воздушная «на нуле», то необходим сброс теплоносителя, что и осуществляется срабатыванием предохранительного клапана - обязательного прибора группы безопасности. Предохранительные клапаны имеются не только на трубопроводе системы, некоторые модели мембранных баков имеют свой сбросной клапан безопасности. Лишняя жидкость сброшена в дренажное устройство, давление быстро приходит к норме: но описанная ситуация при условии исправной, корректно отлаженной системы - является экстремальным примером, а на практике подобный скачок и повышение давления принципиально случаться не должен.
Расчеты требуемого объема мембранного бака несложны, и можно подобрать модель максимально компактную и с гарантией корректной работы по калькуляторам, находящимся в свободном доступе, или рассчитать по формулам. Небольшую трудность может создать подсчет суммарного объема теплоносителя системы - нужно подчитать по геометрии объема количество жидкости, вмещающееся в теплообменники котла, трубопроводы и радиаторы, контур теплого пола и теплого плинтуса, если они предусмотрены. При расчете габаритов бачка нужно учесть и расширение жидкой фазы, которое для разных теплоносителей, воды и антифризов, будет разным, и табличные коэффициенты также будут разными. Для автономных систем оптимальной температурой теплоносителя считается 70 град по Цельсию, и коэффициент объемного расширения конкретной жидкости (нелинейный показатель) можно брать по данной строке таблицы. Калькуляторы также имеют в базе стандартные параметры систем.
Для первоначального, прикидочного расчета можно пользоваться типовой пропорцией: на один квт мощности котельного агрегата приходится 15 л жидкости-теплоносителя отопительного контура с учетом всех радиаторов и теплообменников.
Автономная система частного дома, давление и его стабилизация
Частные дома, как правило, отапливаются котельными агрегатами с теплообменниками. Данные элементы сложнее остальных и часто оказываются слабыми звеньями. Многие виды теплообменников не рассчитаны на большие барические нагрузки, максимально до 7 атм. Предельно допустимым давлением (нормативным) в контуре считают давление, возможное для самого неустойчивого элемента, и этим элементом в автономной системе является теплообменник котла. При покупке котла особо интересуются параметром давления, на которое агрегат рассчитан, но факты слегка «успокаивают» - одноэтажные коттеджи средней полосы прекрасно обогреваются системами, работающими на давлении в 2-3 атм, или 0,2-0,3 МПа. Для индивидуального квартирного отопления - показатель тот же.
Часто автономная система дома имеет схему с открытым расширительным баком (что в квартире трудноосуществимо). Такой вариант создает сложности обслуживания - нужно постоянно контролировать уровень жидкой фазы системы, поскольку вода из бака испаряется довольно быстро. Зато возможность скачков давления, гидроударов и нарушение целости труб и приборов с открытой схемой практически отсутствует. Статический максимум давления данной системы - залог безопасности всех ее элементов, но обогрев дома при этом может быть недостаточно эффективным. Причина - низкий уровень давления в результате малой скорости теплоносителя и высокого гидравлического сопротивления контура. Обратка часто холодная, результат - котел работает без перерывов, а расход топлива слишком большой. Поэтому отказ от открытой схемы вполне оправдан. Современные мембранные расширительные баки с подкачкой воздуха эффективно стабилизируют давление, а циркуляционные насосы имеют широкий диапазон параметров по напору и производительности - можно подобрать оборудование под любую систему. Залогом безопасности закрытых систем с герметичными мембранными баками служат как обычно, группы безопасности с манометром, предохранительным клапаном и воздухоотводчиком.
Стабильное рабочее давление необходимо для нормального функционирования любой отопительной системы. При падении давления неизбежно снижение теплового комфорта в доме или квартире, при скачке вверх - существует опасность для узлов, теплообменников и других уязвимых элементов контура. Поэтому при наладке автономных систем приводят к нормативным все параметры, а затем контролируют показания манометра. Для квартир, подключенных к центральному отоплению, установка КИПов даст возможность мотивировать и доказать претензию к управляющей компании, если качество отопления низкое.
