Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

ТЕПЛО В ДОМЕ. ОТ КОТЛА ДО ПРОЦЕССОРА. ЗАРУБЕЖНЫЕ АГРЕГАТЫ ДЛЯ НАШИХ УСЛОВИЙ

Кандидат технических наук А. НИЗОВЦЕВ.

Малоквартирные и частные дома, преобладающие в западных странах, как правило, оснащены замкнутой индивидуальной системой жизнеобеспечения, в том числе и системой отопления на электричестве или на твердом, жидком, а также газообразном топливе и с жидким теплоносителем, чаще всего с простой водой. Западное отопительное оборудование все чаще появляется и в наших загородных домах.

"Елеко" из Словакии

Электрокотел "Елеко" фирмы "Варме" (Республика Словакия) типичен для европейских отопительных систем. Это прямоугольный ящик с несколькими индикаторами основных параметров и выключателями. Ящик крепят к стене, и он не занимает много места; кроме того, электрокотлу, в отличие от газового настенного водонагревателя, не нужен дымоход.

Обычно агрегат питается от трехфазной сети напряжением 380 В, но для российских условий создан котел, который, действуя от однофазной сети на 220 В, способен обогревать дачные строения. Основная часть котла - теплообменник объемом от 9 до 14 литров, в зависимости от мощности котла, с теплоизоляцией. Это труба с электронагревателями - ТЭНами, которые нагревают теплоноситель - воду, антифриз или трансформаторное масло. Непосредственный нагрев воды с помощью опущенных в нее электродов, как у нашего "галана", не используется в западных отопительных агрегатах. Котел снабжен уличным и комнатным термодатчиками, что позволяет ему, в зависимости от разности температур снаружи и внутри помещения, регулировать свою производительность, а следовательно, и потребление энергии.

На внешней панели котла - объединенные в одном корпусе манометр и термометр, показывающие давление и температуру теплоносителя. Имеется световая сигнализация: зеленая лампочка горит при нормальной работе котла, желтая лампочка загорается, когда срабатывает система безопасности, автоматически отключающая котел при перегреве теплоносителя свыше 95оС.

Агрегат располагают по возможности вблизи ввода сетевого электропитания у распределительного щита, соединяя с отопительной сетью и обратной магистралью. При необходимости ремонта котла, скажем, для замены вышедшего из строя ТЭНа, что случается крайне редко, обычно обращаются в сервисную службу фирмы "Варме", развернутую в России. Отметим попутно, что словацкие электрокотлы, в отличие от аналогичных российских агрегатов, - это продукт естественной эволюции, а не результат скоропалительной конверсии, чем и обусловлена высокая надежность устройств "Елеко".

Маленький, да удаленький

Небольшие габариты, оснащенность автоматикой и удобство пользования выводят газовые котлы "Китурами" производства Республики Кореи на одно из первых мест среди зарубежных отопительных агрегатов. Эти газовые устройства мощностью от 12 до 29 кВт представляют собой настенный шкаф с теплообменником, имеющим встроенный контур для горячего водоснабжения, действующий автономно в летнее время, когда отопительный контур автоматически отключается. Сам теплообменник выполнен из меди, которая почти не подвержена коррозии. Это свойство металла заметили более 2000 лет назад, еще во времена Древнего Рима, где из меди делались различные водообогревательные устройства. Котел оснащен циркуляционным насосом с устройством, которое удаляет пузырьки воздуха из отопительной сети, а также расширительным бачком - экспанзоматом.

Электронный блок с индикаторами дает точную картину технического состояния системы отопления и, дистанционно управляя работой котла, способен вести самоконтроль, что обеспечивает безопасность, надежность, автономность. Однако электронная система управления действует только при напряжении в сети, а без электричества котел не будет работать. Как тут не вспомнить наш АГВ, который для своих нужд вырабатывает собственное термоэлектричество.

Звенья одной цепи

Отопительная сеть за рубежом состоит из труб, отопительных приборов - радиаторов или конвекторов, компенсатора теплового расширения и циркуляционного насоса. Действия всех этих частей одинаково важны для надежности системы отопления.

У нас для систем отопления наряду со стальными трубами, по примеру западных стран, все больше используют многослойные пластиковые трубы в сочетании с необходимой арматурой. Трубы быстро, просто и надежно монтируются по месту без предварительных примерок. Изгибы выполняют с помощью легко удаляемых спиральных вставок, которые не позволяют трубе сплющиваться, сохраняя ее сечение. Стенки пластиковых труб имеют слой из алюминиевой фольги. Она не допускает атмосферный кислород в теплоноситель и тем самым снижает опасность коррозии металлических элементов системы отопления. Немаловажно, что у пластиковых труб привлекательный внешний вид и они не нуждаются в окраске.

Сейчас наряду с радиаторами, излучающими тепло, тоже по примеру западных стран, у нас стали использовать конвекторы, которые нагревают возле пола холодный воздух. Он поднимается вверх, и это постоянно перемешивает воздушную массу.

Западные системы почти не используют популярный у нас расширительный бачок. Отказ от этого устройства объясняют тем, что обитателям дома может быть неприятно бульканье в бачке; не исключено, что из-за бачка может отпотеть потолок; наконец, с определенными сложностями связана и установка на чердаке самого бачка. Современное решение - это использование компрессионного бачка или экспанзомата, установленного на тройнике обратной магистрали. Экспанзомат - это стальной сосуд, разделенный внутри резиновой мембраной на две полости: одна - соединена с системой отопления, другая - заполнена инертным газом с определенным давлением, так называемым давлением зарядки, под конкретную систему отопления. Экспанзомат стабилизирует давление в системе, защищает ее от гидроударов и от поступления воздуха. Устройство исключает потери теплоносителя от испарения, повышая надежность, эффективность и экономичность системы.

Экспанзоматы

Распространенную у нас естественную циркуляцию теплоносителя в западных странах называют гравитационной системой и используют редко. Дело в том, что естественная система циркуляции требует тщательной, с определенными ограничениями разводки отопительных труб, и здесь любая небрежность грозит появлением в магистрали газового пузыря, который, подобно тромбу, парализует систему отопления. На Западе систему домашнего отопления, как правило, снабжают насосом для циркуляции теплоносителя с определенной скоростью, и это позволяет прокладывать трубы там, где удобно. Насос, рассчитанный на многолетнюю непрерывную работу, придается котлу или же монтируется отдельно. Немаловажно и то, что насос, ступенчато регулируя производительность, потребляет немного энергии.

Используя циркуляционный насос, можно выполнить экономичную однотрубную кольцевую магистраль, проложив ее под полом, а наверх вывести патрубки для подключения радиаторов. Попутно отопительная магистраль будет поддерживать в сухом состоянии стык стены и цоколя, предохраняя эту наиболее уязвимую часть здания от плесени или гнили, что особенно важно в деревянных строениях.

Еще одно зарубежное устройство - автоматический воздухоотводчик, который при заполнении водой системы отопления автоматически удаляет из нее воздух.

Полосатый треугольник "Данфосса"

Идею автоматической регулировки температуры в помещении устройствами на отопительных приборах впервые высказал в 1943 году Мадс Клаусен - основатель фирмы "Данфосс". Через полвека терморегулятор с фирменным полосатым треугольником "Данфосса" можно было встретить чуть ли не в каждом доме разных стран.

Со времени топливного кризиса семидесятых годов радиаторные терморегуляторы, позволяющие сберечь до 20 процентов энергии, стали обязательными компонентами систем домашнего отопления. По некоторым оценкам, это устройство ежегодно сберегает более 2,3 миллиона тонн нефти - это 74000 автоцистерн, которые растянулись бы от Москвы до Варшавы.

Терморегулятор состоит из двух частей: термостатического элемента и регулирующего клапана. Элемент - это датчик, заполненный легкоиспаряющейся жидкостью и газом. Внутри датчика имеется сильфон. Датчику задают определенную температуру воздуха помещения. При ее превышении часть жидкости испаряется, давление в полости датчика возрастает, сильфон сжимается, воздействуя на клапан, который прикроет отверстие для притока теплоносителя в радиатор, пока усилие настроенной пружины не уравновесит давление газа в сильфоне.

Автоматические терморегуляторы требуют и аккуратной эксплуатации. Главное условие: теплоноситель не должен быть грязным и содержать много солей, иначе зазоры регуляторов быстро засорятся и система отопления выйдет из строя. Кроме того, устройство нуждается в осторожном, можно сказать, деликатном обращении, поскольку настройка системы требует определенного времени и навыков.

Всего этого, к сожалению, не учли при использовании систем отопления с автоматикой в домах, построенных для военнослужащих, выведенных из Германии. Местные неумелые "отопители" настолько разрегулиро вали системы, что они вообще вышли из строя.

Между тем автоматические регуляторы можно вполне использовать и в домах с центральным отоплением, если установить определенное давление в обратной магистрали и очистить теплоноситель. Это можно сделать с установкой централизованного теплообменника.

Печки с микропроцессором

В последнее время за рубежом системы отопления стали оснащать "интеллектуальными" приборами - климатическими процессорами, которые способны рассчитать суточный тепловой баланс помещения с учетом непрерывно меняющейся температуры наружного воздуха и силы ветра. Источником информации для процессора служат датчики температуры воздуха внутри и снаружи помещения, а также температуры теплоносителя и горячей воды.

Задача процессора, помещенного в небольшую коробочку, - обеспечивать комфортные условия с минимальными финансовыми затратами. Заранее, до подъема обитателей дома, устройство дает команду нагреть воду для утреннего душа и мытья посуды. После ухода жильцов устройство направит тепло на обогрев помещения по заданному температурному режиму. Процессор снабжен встроенным аккумулятором, чтобы нейтрализовать сбой электропитания. Устройство поменяет режим отопления в выходные и праздничные дни, определяя часы, дни и месяцы по встроенному календарю.

Простейшие процессоры - погодные компенсаторы

- регулируют температуру теплоносителя по состоянию наружного воздуха. Компенсаторы снижают температуру теплоносителя ночью и в то же время предохраняют отопительную систему от промерзания, а когда нет нужды в отоплении, отключают циркуляционный насос. Подключаемые к погодному компенсатору регулирующие электроклапаны, соблюдая заданную разность между температурой воды в подающей и обратной магистралях, замедляют образование накипи в котле.

Для экономии тепла

Получать горячую воду для бытовых нужд из отопительной сети с действующим котлом - таков смысл комбинированных водонагревателей, которые правильнее было бы называть теплоаккумуляторами. Агрегат фирмы "Татрамат" представляет собой цилиндрический резервуар, вмещающий 120-150 литров воды. В верхней его части помещен теплообменник, соединенный с отопительной сетью. Вода поступает из водопровода через штуцер в нижней части резервуара, наполняя его и сохраняя свое "водопроводное" давление. Горячая вода отбирается из верхней части нагревателя. Его пенополиуретановая изоляция позволяет воде длительное время оставаться горячей, температура понижается за сутки всего на несколько градусов.

Ночью, когда потребность в тепле уменьшается, вода в отопительной сети нагревается, и к утру в резервуаре примерно 150 литров имеют температуру 60-70оС, при том, что электричество оплачивается по ночному, сниженному, тарифу. Горячая вода из резервуара расходуется на утренний туалет, а та, что осталась, снова идет для отопления жилища. Таким образом, оказывается, не нужен проточный водонагреватель, который, как правило, требует прокладки отдельного кабеля для электропитания, а возможно, и полной переделки сети. Когда помещение не отапливается, горячую воду нагревают ТЭНы, которые есть в резервуаре. Термоаккумулятор снабжен особым устройством - магниевым протектором-анодом для уменьшения коррозии.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Бюро справок»

Детальное описание иллюстрации

Термостатический регулятор. Полость термочувствительного датчика термостата, ограниченная корпусом (1) и сильфоном (2), заполнена легкоиспаряющейся жидкостью. При повышении температуры окружающего воздуха часть жидкости испаряется, давление в полости возрастает, и сильфон сжимается, воздействуя на конус клапана (3), который прикрывает отверстие для притока теплоносителя в радиатор. Как только усилие настроечной пружины (4) уравновесится давлением в полости датчика, конус клапана остановится. Датчик настраивают на нужную температуру поворотом головки (5) по настроечной шкале (6). При выносном датчике чувствительный элемент (7) может быть удален от клапана до 1,5 метра.
Циркуляционный насос. Основная часть циркуляционного насоса (2) - рабочее колесо (3), соединенное с валом ротора электродвигателя (1). При вращении колеса его лопасти придают воде, поступающей из подводящего патрубка, определенную скорость, и она нагнетается в отопительную сеть. Электродвигатель, имеющий несколько скоростей вращения, обеспечивает ступенчатое изменение производительности насоса - перекачку определенного количества жидкости за единицу времени. Рабочее колесо (3) изготовлено из армированного полиэфирсульфана, обладающего прочностью и стойкостью к коррозии. Защиту электропривода от влаги обеспечивает конструктивное исполнение так называемого "мокрого" ротора, суть которого в том, что вращающееся электромагнитное поле, создаваемое статором, действует на ротор и при водит его в движение через водонепроницаемую цилиндрическую оболочку (4). Капли жидкости, проникшие по каким-то причинам через осевое уплотнение, не мешают вращению ротора. Патрубки циркуляционного насоса подсоединяются к отопительной магистрали. Электродвигатель крепят болтами к корпусу насоса. На корпусе электропривода размещена коробка (5) для подключения к электросети. Здесь же находится переключатель числа оборотов двигателя.
В корпусе (1) автоматического воздухоотводчика находится поплавок (2), соединенный рычагом (3) с клапаном (4). Устройство устанавливают в высшей точке отопительной сети в вертикальном положении с помощью переходной бобышки (5) с запорным клапаном. По мере накопления воздуха поплавок опускается, открывая клапан для выхода воздуха. После его удаления поплавок поднимается, воздействуя на рычаг, который закрывает выпускной клапан.
В герметичном расширительном бачке - экспанзомате стальной сосуд (1) разделен на две полости резиновой диафрагмой (2). В нижней полости имеется штуцер (3) для подсоединения к системе отопления. В верхней полости штуцер (4) с ниппелем, с обратным клапаном служит для подкачки воздуха автомобильным насосом. При заполнении отопительной системы вода заполняет гидрополость. При нагреве системы вода увеличивается в объеме, часть ее поступает в гидрополость экспанзомата и через диафрагму сжимает газ, уменьшая его объем.
В однотрубной системе отопления радиаторы (1) соединены последовательно между собой трубами (2), которые образуют кольцевой контур, подключенный к котлу (3). Температура теплоносителя, циркулирующего с помощью насоса (4), по ходу движения от радиатора к радиатору понижается. Чтобы поддерживать в помещениях стабильную температуру, устанавливают соединительные элементы (5) с клапанами. Экспанзомат (6) компенсирует увеличение объема теплоносителя при нагреве.
Накопительный резервуар (1) напольного водонагревателя посредством штуцера (2) подключен к водопровод ной сети и действует при давлении до 10 атм. Верхний змеевик-теплообменник (3) соединен с сетью отопления. Нижний теплообменник (4) нагревает воду теплом от гелиоустановки или теплового насоса. Штуцер (5) предназначен для отбора горячей воды, а отверстие с фланцем (6) - для чистки сосуда от загрязнений. На этом же фланце можно установить дополнительный электрический водонагреватель. Внутри полость резервуара со змеевиками покрыта высокопрочной эмалью (7). Пенополиуретановая теплоизоляция (8), закрытая стальным кожухом (9), обеспечивает малые теплопотери. Стержневой анод (10) защищает водонагреватель от коррозии.
С целью использования солнечной энергии установленный на крыше коллектор (1) соединен трубопроводами (2) с теплоаккумулятором (3). Теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре с помощью насоса (4). Экспанзомат (5) компенсирует изменение объема теплоносителя при нагреве. Автоматический воздухоотводчик (6) устраняет воздушные пробки. Процессор (7), сравнивая показания датчиков температуры, установленных на коллекторе (8) и теплоаккумуляторе (9, 10), включает циркуляционный насос при определенном нагреве теплоносителя. При недостатке солнечной энергии воду в теплоаккумуляторе нагревает котел (11). Теплоаккумулятор (12) подключен к водопроводной сети дома (13) и обеспечивает бесперебойное горячее водоснабжение (14).
Климатический процессор (1) обеспечивает заданный температурный режим отопления и горячего водоснабжения, управляя работой котла (2) и контролируя температуру теплоносителя в подающей и обратной магистралях по датчикам (3) и (4), а по датчику (5) - температуру горячей воды в нагревателе. Процессор следит также за показаниями датчика наружной температуры (6). Теплоноситель в контурах отопления и горячего водоснабжения обращается с помощью циркуляционных насосов (7) и (8). Температура воздуха в помещении измеряется специальным датчиком (9).
В газовом котле "Китурами" по патрубку (1) продукты сгорания удаляются в дымоход. Датчик утечки газа (2), электронный блок управления (3), встроенный расширительный бак (4) и устройство защиты от гидроудара (5) обеспечивают безопасную работу котла и системы отопления. Автомат (6) включает подачу горячей воды при открытии крана.