Книги по строительству и ремонту

Строительство и оборудование индивидуального дома

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Выбор того или иного варианта системы отопления определяется прежде всего видом топлива: твердого, газообразного- или жидкого. Начнем с очагов на твердом топливе. Наряду со стационарной кафельной печью (248), которая обогревает лишь одно помещение, распространение получают кафельные печи для централизованного подогрева воздуха, т.е. для центрального воздушного отопления. Кроме того, разработаны передвижные обогреватели на твердом топливе, снабженные регулятором температуры в помещении, изменяющим подачу воздуха на горение топлива в зависимости от температуры поверхности нагревателя. Хотя стационарные кафельные печи хорошо аккумулируют тепло, однако они не в состоянии быстро изменять мощность нагрева или, иначе говоря, быстро обогревать помещение. Эти недостатки особенно ощутимы в переходных режимах, так как теплоотдача печей не соответствует изменяющимся тепло-потерям помещений при изменении наружной температуры.

На 249 показана кафельная печь для центрального воздушного отопления, устроенная по типу стационарной печи и установленная вблизи дымохода. Топка печи изготовлена из чугунного литья. Для лучшего использования тепла между топкой и дымоходом установлена дополнительная поверхность нагрева, омываемая дымовыми газами. Воздух нагревается непосредственно от топки и от дополнительной поверхности, т.е. при обтекании горячих поверхностей. Нагретый воздух подводится в помещения посредством стальных или асбестоцементных воздуховодов или выложенных из кирпича каналов. Преимущество воздушно-песчаного отопления заключается в отоплении нескольких помещений от одной сжигающей топливо установки. В связи с этим значительно уменьшаются расходы на транспорт топлива и на удаление золы. Кроме того, появляется возможность быстрого разогрева одного из помещений с помощью регулировочных клапанов, установленных в воздуховоде. При удачном строительном решении таким способом можно отопить одной установкой до четырех помещений. Если обслуживание отопительной установки осуществляется из кухни или прихожей, то можно одновременно отапливать и эти помещения. Недостатками отопления нескольких помещений являются запыленность, распространение запахов и шума. Так как эти установки работают в рециркуляционном режиме обмена воздуха, то постоянно происходит смешение всех воздушных потоков. Распространение звука по воздуховоду теплого воздуха можно исключить его изоляцией. Если в основу проектирования индивидуального дома положено центральное отопление всех помещений дома, как это показано, например, на 250, то принимается система воздушного отопления нагретым воздухом. Только кухня отапливается от собственного источника теплоты, например электрическим инфракрасным излучателем или отопителем на угле с механизированной топкой. Это поможет до минимума снизить ручное обслуживание отопительной системы. В принципе такой вариант отопления соответствует воздушному обогреву помещений с помощью печного подогрева воздуха.

Охлажденный до температуры помещения воздух должен возвращаться в камеру нагрева по циркулиционному воздухопроводу. Но это вызывает распространение по всему дому запахов и чада из кухни и санузлов. Во избежание этого кухня и санитарные узлы должны иметь отдельные вентиляционные системы с вытяжными шахтами, отводящими воздух через крышу дома наружу. Вытяжные вентиляционные воздуховоды снабжают регулирующими    жалюзийными решетками. Подвод нагретого воздуха для обогрева кухни и ванной комнаты может быть осуществлен напрямую отдельным воздуховодом.

При таком варианте отопления индивидуального дома необходимы также топки для подогрева воздуха, идущего на обогрев помещений. Топки выполняют из кирпича толщиной 120 мм. Они имеют обмуровку из утеплителя толщиной 50 мм. Дымоход между топкой и дымовой трубой следует теплоизолировать огнестойким материалом. Все воздуховоды выполняют из защищенного от коррозии металла, повороты воздуховодов— из фасонных деталей. В качестве индивидуальных отопительных приборов применяют стандартные передвижные отопители на угольном топливе (251). Удельная теплоотдача этих отопительных приборов в 5 раз превышает удельную теплоотдачу стационарных кафельных печей.

Различают печи с верхним и нижним горением топлива. В то время как у печей с верхним горением все топливо горит одновременно и пронизывается пламенем, в печах с нижним горением горит лишь часть топлива, непосредственно располагающаяся на решетке. Печи с нижним горением имеют регулятор мощности и требуют большей- тяги дымовой трубы. Передвижные отопительные приборы на угольном топливе отнесены к разряду печей с длительным режимом работы. Эти печи следует выбирать с учетом площади отапливаемого помещения.

Для обеспечения горячей водой служит водоподогреватель. При работе от водопровода под давлением можно использовать бойлер вместимостью 120 л воды. Подогрев воды осуществляется как с помощью электроэнергии, так и от системы отопления дома. Водоподогреватель можно устанавливать в комбинации с элементами отопительной системы. Такая укомплектованная система состоит из: отопительного котла (252) в комплекте с арматурой, внешним расширительным бачком, циркуляционным насосом, а также измерительными и регулирующими прчборами; нагревательных приборов (напольных конвекторов или панельных радиаторов) в комплекте с регулировочными вентилями, средствами крепления и арматурой для подключения (соединительной арматурой); стальных труб диаметром 15 мм в комплекте с соединительными частями.

Проекты оборудования индивидуальных домов предусматривают размещение котлов водяного центрального отопления в подвале или на нижнем этаже дома, а отопительных приборов — под окнами помещений. Эти отопительные установки позволяют создать благоприятные условия для равномерного обогрева помещений от одной центральной отопительной системы. Благодаря устройству автоматического регулирования процесса горения (температуры теплоносителя) в зависимости от наружной температуры регулируется положение клапана притока свежего воздуха. Установление заданного режима осуществляется вручную.

Для выработки тепловой энергии используют чугунные котлы (253), которые пригодны для установки в подвальных помещениях дома. Для удобства обслуживания котел следует установить так, чтобы к нему был свободный подход. За котлом также должно быть свободное пространство для размещения трубопровода обратной воды и дымохода; наименьшее расстояние должно быть 0,7 м. Различные нагревательные приборы показаны на 254.

Каждый нагревательный прибор снабжается регулировочным вентилем, с помощью которого можно устанавливать требуемую теплоотдачу.

Газообразное топливо. Системы отопления, работающие с применением газового топлива, удобны в эксплуатации. Встроенный регулятор температуры позволяет производить индивидуальное регулирование температуры в отапливаемом помещении. Относительно высокая тепловая мощность гарантирует быстрый нагрев помещения. Но это не означает, что нагревательный прибор должен использоваться в течение суток только короткое время. Для обеспечения комфортных условий нужно, чтобы он работал непрерывно в автоматическом режиме регулирования температуры.

Используют также газовые обогреватели для непосредственного подключения к дымовой трубе. Их следует устанавливать в непосредственной близости от дымохода и, как правило, у внутренней стены помещения. В ряде случаев рекомендуется применение переоборудованных под газообразное топливо чугунных котлов или котлов, работающих на газообразном топливе.

Электрическую энергию для отопления помещений применяют преимущественно с использованием аккумулирующих теплоту приборов при ночном потреблении электроэнергии.

В последние годы достигнуты успехи в изготовлении приборов, аккумулирующих тепловую энергию при использовании ее для нагревания воды. По способу отбора накопленной  теплоты  различают  различные конструктивные исполнения таких приборов (255). Приборы типа А представляют собой кафельные печи с медленным нерегулируемым отбором теплоты, имеющие небольшую теплоизоляцию. Отопительный прибор типа Б имеет воздушный канал, который в дополнение к съему теплоты с внешней поверхности прибора позволяет отбирать накопленную теплоту посредством циркулирующего через него воздуха. В подобных приборах возможность для регулирования количества отбираемой теплоты ограничена. Целесообразно применение приборов типа В (256) с искусственной циркуляцией воздуха с помощью вентилятора.

Системы отопления. Использование системы воздушного отопления с нагреванием в кафельных печах аналогично принципиальной схеме, приведенной на 257, и связано с необходимостью монтажа двух установок. Одна из них предназначена для отопления жилой комнаты и детской, другая — для отопления детской на первом этаже, а также спальни на втором этаже и детской наверху, в мансарде. В приведенном примере канал нагретого воздуха для обогрева детской можно проложить вдоль дымовой трубы в мансарду.

Воздуховод изготовляют из тонколистовой стали. Печь имеет встроенный нагреватель из стального тонкого листа с шамотной футеровкой. Этим достигаются экономия места и лучшее использование теплоты для обогрева. Воздуховод нагретого воздуха, проходящий по спальне, облицован керамикой. Печи сооружают высотой в четыре или пять рядов кафеля, устанавливают на стальных опорах и облицовывают снаружи керамикой. Воздуховоды выполняют из гибких стальных отрезков труб. Соединительные детали трубопроводов — из алюминиевого или стального листа. Циркулирующий воздух поступает свободно из жилой комнаты мансарды через лестничную клетку.

При устройстве системы отопления с кафельно-воздушным обогревам следует обеспечить определенные расстояния, обусловленные правилами противопожарной безопасности (шириной не менее 700 мм). Согласно им расстояние между стационарной печной установкой и несгораемыми конструкциями должно быть не менее 100 мм, полусгораемыми конструкциями — 150 мм, сгораемыми —250 мм. Для установок любого типа печи важно, чтобы было правильно выбрано сечение дымохода, а также высота дымохода и дымовой трубы, что гарантирует нормальную эксплуатацию установки. При сжигании угля высота дымохода вместе с дымовой трубой должна быть не менее 8 м. Это значит, что если строится одноэтажный дом и требуемая высота дымохода не может быть обеспечена, то следует выбрать другую систему отопления дома.

Вариантом рассмотренной выше системы отопления может служить центральная система воздушного - отопления, при которой воздух для обогрева всего дома нагревается в одном месте, от одной топки.

Конструкция кафельной печи-топки аналогична рассмотренной выше. Печь можно разместить также в подвале дома. Этим исключается необходимость устройства для подачи топлива и удаления золы внутри жилой части дома. Источником нагрева воздуха служит чугунная топка с регулируемой   мощностью.

Тяга дымовой трубы должна обеспечить разрежение не менее 0,001 кгс/см2, что соответствует высоте дымохода и трубы 6 м, измеренной от места подключения печи к дымовой трубе до оголовка трубы. Исходя из условий пожарной безопасности расстояние от отопителя или передвижного нагревателя на угле до несгораемых конструкций должно составлять не менее 150, а до сгораемых — не менее 500 мм.

Для подключения к дымоходу следует по возможности использовать короткую металлическую трубу (длиной примерно 200 мм). При большей длине трубы дымовые газы охлаждаются, а при слабой топке в дымоходе может образоваться конденсат. Кроме того, длинные соединительные трубы требуют большего разрежения в дымовой трубе.

При устройстве центрального водяного отопления предпочтителен вариант с естественной циркуляцией воды, ибо в случае принудительной циркуляции из-за поломок насоса возможны аварийные ситуации. Кроме того, она создает дискомфорт и повышенный шум при работе. Так как принудительная циркуляция связана с повышенными эксплуатационными расходами, то этот вариант здесь лишь упомянут. Возможные варианты систем центрального отопления с естественной циркуляцией воды приведены на 258 и 259. Эти варианты, рассмотренные на примере двухэтажного дома с подвалом и чердачным помещением, пригодны также для одноэтажного дома с подвалом. При верхней разводке (258, а) горячая вода в чердачном помещении направляется в различные стояки, по ним же поступает к нагревательным приборам-радиаторам. При нижней разводке (258,6) она поступает в радиаторы снизу, из подвала. Независимо от типа разводки расширительный бак всегда располагается в наиболее высокой точке системы, т. е. в чердачном помещении. По способу прокладки труб различают вертикальную и горизонтальную разводки. Вертикальную разводку применяют в двух- и более этажных домах, а горизонтальную — в одноэтажных (см. 259). Во всех рассмотренных вариантах преимущественно используют двухтрубную систему отопления. Однотрубную систему отопления можно применять там, где осуществляется принудительная (насосная) циркуляция горячей воды в системе.

В рассмотренных вариантах систем отопления естественная циркуляция воды осуществляется под действием разности плотностей горячей и охлажденной обратной воды. Чем больше вертикальное расстояние между средними горизонтальными осями радиаторов и котла и выше разность температур горячей и обратной воды, тем интенсивней будет циркулировать вода в системе (больший напор). Как правило, при расчете систем отопления температуру горячей воды принимают 90 °С, обратной — 70 °С.

Система должна быть открытой, т. е. сообщаться с атмосферой через расширительный бак. Таким образом, отопительный котел следует установить в самой низкой точке дома (в подвале) на фундаменте высотой 50 мм. В наивысшей точке дома, вертикально над котлом, следует расположить расширительный бак и соединить его с котлом, предусмотрев устройство перелива и отвода избытка воды в канализацию.

Расширительный бак связан с атмосферой через трубу для выпуска воздуха из системы. При нижней разводке удаление воздуха из системы может осуществляться через воздушные трубы, идущие к расширительному баку, или же непосредственно у стояка через специальные воздушные краны у радиаторов (на рисунках не показано). Для нормальной работы котла центральной отопительной системы необходима соответствующих размеров дымовая труба, обеспечивающая тягу, требуемую для удаления продуктов горения в зависимости от вида топлива. Способ присоединения отопительного котла к дымоходу и трубе должен быть согласован с районной инспекцией. Все проложенные в подвале трубопроводы и расширительные баки, установленные в неотапливаемом помещении, следует теплоизолировать для уменьшения потерь теплоты. Это относится также к трубопроводам, проложенным на чердаке. Установка циркуляционного насоса не меняет принципиальных решений.

В установке с принудительной циркуляцией воды используется 85—90% мощности котла, а 10—15% составляют потери. Температура воды на выходе котла регулируется централизованно, и ее максимальное значение может быть равно 95 °С. Горячая вода циркуляционным насосом подается к радиаторам, а затем, охлаждаясь, поступает обратно в котел. Котлы массой 220—240 кг устанавливают на фундаментную плиту размером 600X780X50 мм. Расстояние до сгораемых стен должно быть не менее 100 мм, а до несгораемых— 20—40 мм.   Особое   внимание   следует уделить высоте установки расширительного бака, которая может меняться. Переливная труба из расширительного бака должна отводиться вниз к приемной воронке канализации или к умывальнику. Дымоход котла должен быть коротким и иметь минимум поворотов.

Зарубежные конструкции комнатных газовых отопителей, предназначенные для отопления квартир, показаны на 260. Отопители имеют патрубки для присоединения труб, отвода дымовых газов и подвода воздуха для сжигания топлива. Подключение к газовому отопителю можно выполнить в соответствии с 260. Расстояние от нижней кромки прибора до пола должно быть не менее 150 мм, а расстояние от пола до середины патрубка воздухозабора — 320 мм. Минимальное расстояние от прибора при установке его на стене до поверхности пола должно быть не меньше 75 мм. На покрытие пола настилают теплоизоляционный материал.

При выборе той или иной системы отопления всегда нужно обеспечить постоянную циркуляцию теплоносителя. У нагревательных приборов устанавливают регулировочные краны. Расширительные баки должны подключаться к циркуляционным трубам без каких-либо запорных устройств. Котлы, обычно предназначенные для работы на твердом топливе, могут быть приспособлены для работы на газе. Соответствующее переоборудование касается только непосредственно самих котлов, остальное оборудование и схема системы отопления остаются без изменений. Трубопроводы газа прокладывают по подвалу, а при отсутствии подвала— над полом первого этажа. Трубопроводы крепят к потолку подвала на консолях вдоль стен подвала. На вводе в жилую часть дома на газовой магистрали устанавливают запорный кран. Кроме того, на каждом газовом приборе также должен быть запорный кран, чтобы при надобности перекрыть поступление газа в прибор.

Перед началом монтажных работ по установке газовых приборов необходимо получить разрешение соответствующей организации. Монтажные работы должны выполнять специалисты.

Для электрического отопления выпускаются электронагреватели, наполненные аккумулирующими тепло материалами. В часы низкой нагрузки в системе электроснабжения нагревательные элементы преобразуют электрическую энергию в теплоту и аккумулируют ее. Нагревательные элементы имеют температуры 150—600 °С, так что после их отключения запас теплоты достаточен на длительное время. Нагреватель такого типа устанавливают в месте с наибольшими потерями теплоты, например под окнами помещений. При монтаже или свободной установке прибора следует   выдерживать   расстояния от него до стен или других предметов. При использовании нагревателей этого типа устанавливают прибор, регулирующий потребление теплоты.

Выбор систем отопления. Чтобы облегчить выбор наиболее целесообразной системы отопления, предлагается    следующая    классификация индивидуальных

домов:

тип А — одноэтажные дома с подвалом и без подвала с крутой крышей;

тип Б— одноэтажные дома с плоской крышей с подвалом или без подвала;

тип В — двухэтажные дома с плоской или крутой крышей и с подвалом.

Для домов типа А рекомендуется применение только вертикальной централизованной системы водяного отопления или индивидуальных отопительных систем. Отопительные системы с горизонтальной разводкой не могут отопить чердак с крутопадающей крышей. Система центрального водяного отопления таких домов с подвалом или без него должна выполняться двухтрубной с естественной циркуляцией, с верхней или нижней разводкой. При установке котла в подвале высота дымовой трубы должна быть примерно 10 м. В домах без подвалов котлы устанавливают на первом этаже, а система должна быть с верхней разводкой.

Для домов типа Б с подвалом следует принять систему водяного центрального отопления с горизонтальной разводкой или использовать местные отопительные приборы. Котел устанавливают в подвале, там же хранят топливо. В связи с тем, что высота труб таких домов не превышает 6 м, желательно в качестве топлива использовать газ. Для домов типа Б без подвалов следует преимущественно применять газовые нагреватели, устанавливаемые у наружных стен дома, или же аккумулирующие теплоэлектрические нагреватели. В принципе этот тип домов можно обогревать системой водяного отопления с горизонтальной разводкой, причем следует использовать газовое топливо, так как высота трубы здесь не превышает 4 м.

Для двухэтажных домов типа В целесообразно использовать двухтрубную систему водяного отопления с вертикальными стояками и верхней или нижней разводкой. При горизонтальной системе отопления невозможно полностью обогреть все помещения дома. Система центрального отопления выполняется с естественной циркуляцией, поскольку для этого вполне достаточен температурный напор. Так как дымовая труба имеет высоту не менее 10 м, то котлы могут работать на любом топливе. В табл. 6 приведены системы отопления, рекомендуемые для применения в домах соответствующих типов.

В заключение еще несколько рекомендаций по соблюдению строительных правил, которые следует принимать во внимание при монтаже отопительных систем.

Оборудование с огневыми топками (отопительные котлы, газовые обогреватели, кафельные или передвижные печи) следует устанавливать согласно правилам противопожарной безопасности, предусматривающим установку таких приборов на определенном расстоянии от строительных конструкций. Расстояние от керамических очагов огня не должно быть меньше, чем 100 мм до несгораемых, 150 мм — до трудновоспламеняемых и 250 мм — до сгораемых   материалов.

Теплоизоляция наружных стен, а также типы окон должны учитывать необходимость экономии теплоты. Тщательная теплоизоляция особенно необходима при использовании газа или электричества. В этом случае тепловая изоляция должна быть равноценна теплоизолирующей способности кирпичной стены толщиной 36 см.

Дымовые трубы следует размещать таким образом, чтобы огневые установки, (котлы, печи и т.п.) можно было располагать в непосредственной близости к дымовой трубе, так как длинные дымоходы уменьшают тягу.

Высота дымовой трубы принимается в зависимости от типа системы отопления, а поперечное сечение трубы можно принять в соответствии с табл. 7. О сооружении дымовой трубы и подключении к ней отопительных агрегатов необходимо сообщить в районную инспекцию. Твердое топливо складируют вблизи котлов в подвальном помещении.

Эксплуатация и ремонт отопительных систем. Отопительные устройства, санитарные установки и электрооборудование дома требуют постоянного ухода и технического обслуживания, а в случае необходимости— устранения мелких неисправностей. В этом разделе приведены некоторые советы по уходу и ремонту инженерных устройств дома, что позволит увеличить срок службы оборудования.

В зависимости от температуры наружного воздуха воздушно-печное отопление (подогрев воздуха в кафельных печах) можно включать на короткий срок, периодически или на длительное время. В переходный период года время работы печи обусловлено экономическими условиями. Ввод системы отопления осуществляется так же, как стационарных кафельных печей. Очищают решетку печи и удаляют золу из приямка, зажигают бумагой некоторое количество щепок и дров, закладывают дневную норму топлива. После розжига дверь топки закрывают, а дверку зольного приямка оставляют открытой. Если дневная норма топлива сразу не помещается в топке, то его можно заложить в два приема. Это предотвращает перегрев печи.

После сгорания всего топлива, когда не будет видно пламени, следует закрыть обе дверцы печи. При включении воздушно-печного отопления закрывают все дверцы, а устройство для регулирования подачи воздуха оставляют открытым. После сгорания всего топлива его тоже нужно закрыть. При длительной работе печи топку следует загружать на 2/3 объема. Заложив топливо, полностью открывают устройство подачи воздуха в печь. Дверцы для загрузки топлива и зольного приямка должны быть закрыты. При достижении заданной температуры в помещении регулировочное устройство подачи воздуха устанавливают, в положение, при котором обеспечивается заданная температура.

После каждого сезона отопления дымоходы очищают, приглашая для этого специалиста. Режим топки печи регулируют изменением положения шибера подачи воздуха для сжигания топлива и перемещением заслонки у решетки горячего воздуха, поступающего в помещение. Если отапливается несколько помещений, одновременно регулируют количество воздуха, поступающего на обогрев, и воздуха, возвращаемого для того, чтобы уравновесить воздухообмен в помещении.

Эти рекомендации могут быть использованы также при центральном воздушном отоплении нескольких помещений дома.

Розжиг передвижных отопителей на угле выполняют, как описано выше. Но дальнейшее обслуживание несколько отличается. Закладывают ограниченное количество топлива, автоматический регулятор подачи воздуха устанавливают на максимальное значение. Все дверцы закрывают. После розжига закладывают оставшееся топливо. Уход за такой установкой аналогичен описанному выше; после окончания отопительного сезона следует очистить печь, особенно все дымоходы.

Если дом имеет центральное водяное отопление, то особое внимание следует уделить отопительному котлу и созданию условий для его надежной работы. Перед розжигом необходимо проверить, заполнен ли котел водой — при этом нужно убедиться, что излишек воды вытекает из переливной трубы расширительного бачка системы. Перед розжигом полностью открывают клапаны свежего воздуха и шибер дымохода. Топливо загружают в котел, когда разгорится растопка. Открывать шибер дымохода следует в зависимости от тяги дымовой трубы. Если имеется регулятор горения, то он автоматически устанавливает количество холодного воздуха, поступающего на горение топлива. Ежедневный уход за такой установкой заключается в очистке решетке от золы и шлака, а также в загрузке топливом. В ночное время практикуется слабое горение топлива.

При работе системы отопления следят, чтобы температура воды в системе не поднималась выше 95 °С. В противном случае необходимо полностью прекратить поступление воздуха в топку, настежь открыть дверцы топки и шибер дымохода для того, чтобы котел немного остыл. При необходимости в систему через обратный трубопровод осторожно добавляют воду, чтобы не вызвать в котле температурных напряжений. Чаще следует очищать внутреннюю поверхность котла, дымоходы и штуцера проволочной щеткой. После окончания отопительного сезона необходимо также очистить котел и все дымоходы. Воду из системы спускать не следует. На решетку топки устанавливают сосуд с негашеной известью и закрывают дверцы — это способствует осушению внутренней поверхности котла (на 1 м2 поверхности 0,5 кг извести). Во избежание повреждений отопительные приборы зимой заполняют водой не полностью, а при длительном перерыве в работе системы зимой всю воду следует спустить. Указанное относится ко всем системам водяного отопления.

Для отопительных установок, работающих на газообразном топливе с приспособленными для этого котлами, пригодны приведенные выше рекомендации для котлов на твердом топливе. Режим сжигания следует контролировать в соответствии с инструкциями по эксплуатации топок горелок, регуляторов и подобных устройств. Поддержание заданной температуры осуществляется по показаниям термометра. При появлении запаха газа следует немедленно закрыть кран подачи газа и уведомить соответствующую службу.

После монтажа электрические отопители включают в работу на полную мощность на трое-четверо суток, чтобы, во-первых, убедиться в исправности, во-вторых, дать возможность улетучиться остаткам минеральных масел и красок и устранить запахи. Электрический  отопитель   работает в автоматическом  режиме.