Обвязка котельной. Подбор арматуры и оборудования

Обвязка — термин, обозначающий целый комплекс различной арматуры и оборудования для котельной, который обеспечивает стабильную и безаварийную работу системы отопления. В этой статье рассмотрим основные компоненты обвязки, какие функции они выполняют и на какие их особенности стоит обратить внимание при подборе.

Хотя «обвязка» — общее название группы оборудования для котельных, входящие в неё изделия могут решать совершенно разные задачи. Например, одни элементы контура отвечают за поддержание безопасных для системы параметров теплоносителя, другие — за его распределение и циркуляцию в контурах и т. д. Но так или иначе каждый из них играет важную роль в общем деле.

Контур безопасности

Арматура и оборудование этой группы призваны защитить систему отопления от опасных для неё явлений, таких как высокое или низкое давление, перегрев. Правильная работа контура безопасности позволяет избежать аварийных ситуаций.

Предохранительный клапан — первый в списке и в очерёдности элементов контура безопасности. Он и располагается сразу на выходе из котла, на расстоянии не более одного метра, при этом между ним и котлом не должно быть запорной арматуры. Задача клапана — не допустить аварийной ситуации в контуре в случае роста давления. Если оно опасно повысится, клапан откроется и выпустит часть теплоносителя из системы наружу, сбросив таким образом давление. Для утилизации слитого теплоносителя под клапаном обычно устанавливают воронки с разрывом струи.

Конструкция клапана проста и основана на законах механики, автономна и не зависит от электропитания. В этом есть резон, потому что работоспособность клапана — залог защищённости системы от аварий, и если он не откроется, проблем не избежать. В котельных частных домов чаще всего используют пружинные угловые или прямые модели. Золотник такого клапана прижат к седлу пружиной. Когда давление теплоносителя на золотник снизу становится сильнее, чем давление пружины, клапан открывается. Стоит давлению снизиться, как пружина опять прижимает золотник, закрывая клапан. В зависимости от модели, давление срабатывания либо можно выставить вручную (на регулируемых клапанах), либо нет (у нерегулируемых образцов, чаще всего их заводская настройка — 2,5 или 3 бара, но возможны и другие значения). Некоторые клапаны допускают ручное открытие, например для профилактики закисания.

Предохранительный клапан может быть установлен отдельно, но зачастую он становится частью специальной комплексной арматуры — группы безопасности. В неё, помимо упомянутого клапана, входят также воздухоотводчик и манометр для контроля давления в системе. Группы безопасности обычно выполнены из различных материалов (латуни, бронзы, пластика) и нередко снабжены теплоизоляцией для снижения потерь тепла.

Отдельного подхода к организации контура безопасности требуют твердотопливные котлы. Если для остановки нагрева теплоносителя в газовом или дизельном котле достаточно прекратить подачу топлива, а в электрическом — отключить питание, то горение твёрдого топлива (поленьев, пеллет или угля) так быстро остановить невозможно. При аварийной ситуации придётся иметь дело с догорающим топливом и выделяемым при этом теплом. Если по какой­то причине циркуляция теплоносителя в системе остановилась, а с нею — и отбор тепла, возникает риск перегрева котла. Поэтому средства предотвращения аварии в системе с твердотопливным котлом стоит предусмотреть заранее. Если основные риски связаны с отключением электропитания насосов, помочь может установка резервного источника питания (например, генератора, ИБП и т. д.). Правда, этот метод не поможет при поломке насоса, как и при других, не связанных с электропитанием причинах аварии. Альтернативным решением станут температурные предохранительные клапаны для твердотопливных котлов. В них предусмотрены погружные гильзы с термодатчиками, и, если температура в системе становится выше заданного значения, такой клапан срабатывает и сливает часть теплоносителя в канализацию. Некоторые модели подобной арматуры поддерживают также подключение и к системе ХВС, что позволяет им подмешивать холодную воду к теплоносителю и таким образом снижать его температуру.

Контур безопасности может быть также дополнен другими, не обязательными, но полезными элементами — датчиками потока, давления и т. д. Они позволяют котловой автоматике вовремя обнаружить некоторые потенциально опасные ошибки в работе системы и среагировать на них, предупредив аварию.

Стабилизация давления

При нагреве жидкости расширяются, при охлаждении сжимаются. Таковы законы физики. Они распространяются и на теплоноситель в системе отопления, будь то вода или незамерзающая жидкость. Колебания объёма теплоносителя необходимо компенсировать, иначе не избежать роста давления и аварийных ситуаций. Именно эту задачу решают расширительные баки.

Существуют расширительные баки открытого и закрытого типа. Открытые допускают контакт теплоносителя с атмосферным воздухом, что в современных условиях порождает массу проблем. Воздух (а точнее, содержащийся в нём кислород), попадая в систему, приводит к коррозии стальных приборов отопления, арматуры и т. д. Поэтому в настоящее время более широко применяют баки закрытого типа. Такой бак внутри разделён мембраной на две камеры. Одна герметична и заполнена воздухом или азотом под давлением, вторая соединена с системой отопления и заполнена теплоносителем. Мембрана выполнена из упругого материала (например, каучука) и способна растягиваться под давлением воды или, наоборот, сжиматься при его снижении. Это позволяет изменять объём камер в зависимости от давления в системе.

Различают расширительные баки с мембранами диафрагменного и баллонного типов. У первых мембрана зафиксирована по периметру ёмкости и закрывает всю площадь сечения бака. В результате, когда теплоноситель при нагреве расширяется, он продавливает мембрану в зону, заполненную газом. Объём камеры теплоносителя увеличивается, она вмещает избыток жидкости и стабилизирует давление в системе. При охлаждении теплоносителя давление жидкости снижается, газ воздействует на мембрану с обратной стороны, и объём сопряжённой с системой камеры уменьшается. Таким образом, диафрагма позволяет поддерживать давление теплоносителя на необходимом уровне, не давая ему опасно повышаться или снижаться. Мембрана баллонного типа — полая «груша», находящаяся внутри бака. Между нею и стенками бака остаются пустоты, заполненные газом. Как и в случае диафрагмы, баллонная мембрана растягивается при повышении давления теплоносителя и вытесняет газ, а при падении, напротив, сжимается.

Корпусы баков обычно выполнены из стали и долговечны, чего нельзя сказать о мембранах. Их изготавливают из резины и подобных ей материалов (распространены, например, мембраны из EPDM, бутил­каучука и т. п.), а они подвержены износу и уязвимы для высоких температур. Если мембрана прохудится, бак придёт в негодность и перестанет выполнять свою функцию. В некоторых баках можно заменить испорченную мембрану на новую (обычно это баки с баллонными мембранами), но это отражается на стоимости — она довольно высока. Баки с незаменяемыми мембранами дешевле, но они «одноразовые» — если мембрана придёт в негодность, надо будет менять бак целиком. Чтобы мембрана служила дольше, бак стараются расположить на участке системы отопления с наименьшей температурой теплоносителя — на «обратке». Если температура теплоносителя там всё равно опасно высока, перед расширительным баком желательно установить промежуточный бак. Горячий теплоноситель сначала поступает в него, где смешивается с уже остывшей жидкостью из нижних слоёв, а затем попадает уже в собственно расширительный бак.

Объём бака подбирают под каждую систему отопления индивидуально, потому как необходимо учитывать множество факторов — объём теплоносителя, его температуру и ещё ряд других. Важно принять во внимание и тип теплоносителя — вода это или незамерзающая жидкость (для последней потребуется бак большего объёма, чем для воды). Если бак подобран неправильно, пользователи столкнутся с колебаниями давления в системе отопления, с частыми срабатываниями предохранительного клапана. На рынке представлены баки самых разных размеров, от компактных настенных образцов до больших моделей, устанавливаемых на опоры на пол.

Расширительный бак Flamco Flexcon R 50 ёмкостью 50 л с мембраной из EPDM. Модель снабжена ножками для напольного монтажа

Поскольку расширительный бак — один из ключевых компонентов системы, обеспечивающих её стабильную работу, у теплоносителя всегда должен быть доступ в него. На промежутке трубопровода между баком и котлом нельзя устанавливать запорные краны, так как даже случайное закрытие такого крана в условиях работающей системы отопления чревато аварийной ситуацией. Это требование создаёт трудности при необходимости ремонта или замены расширительного бака. Ранее в таких ситуациях приходилось сливать теплоноситель из системы и только затем проводить ремонтные работы. В настоящее время на рынке появились решения, которые позволяют временно отсечь бак от системы и провести необходимые процедуры, не сливая теплоноситель. Производители отопительной арматуры предлагают разные решения для подключения расширительных баков. Например, особый клапан, представляющий собой муфту из двух частей, соединённых резьбой, каждая из которых снабжена подпружиненным клапаном. Когда резьбовое соединение частей муфты раскручивают, пружины закрывают клапаны и бак изолируется от системы отопления. Его можно снять и заменить, и потери теплоносителя в системе будут минимальны (только оставшаяся в баке жидкость). Другой вариант — опломбированный клапан без рукоятки, который можно закрыть только после подготовки (случайно не получится).

Постоянство давления в системе — залог её стабильной и предсказуемой работы. И если расширительные баки поддерживают его в необходимых границах при колебаниях температуры, а предохранительный клапан не допускает опасного роста давления, то нужно также средство для защиты от слишком низкого давления. Основная причина потери давления в системе — снижение объёма теплоносителя. Это происходит, например, при удалении воздуха при первичном заполнении системы, промывке фильтров и дешламаторов, а также при аварийном сбросе жидкости через предохранительный клапан. В любом случае объём теплоносителя нужно восстановить. Для этого в систему встраивают клапан подпитки — арматуру, позволяющую подавать в систему отопления воду из системы ХВС. Клапан оснащён пружиной, которая воздействует на мембрану. Когда давление в системе отопления в норме, теплоноситель давит на мембрану с другой стороны и клапан остаётся закрытым. Но при падении давления пружина открывает клапан и в контур отопления начинает поступать вода из системы водоснабжения. И так до тех пор, пока под действием возросшего давления теплоносителя клапан снова не закроется. Давление срабатывания обычно регулируется.

Если в качестве теплоносителя в системе отопления применяется не вода, а незамерзающая жидкость, проблеме подпитки нужно уделить особое внимание. Некоторые незамерзающие жидкости (например, этиленгликоль) токсичны и могут причинить серьёзный вред человеку при приёме внутрь, поэтому их попадание в систему водоснабжения недопустимо. Чтобы исключить такие ситуации, используют клапаны подпитки с обратными клапанами — они закрываются при движении жидкости в сторону водопровода. Другое решение проблемы — прерыватели обратного потока. Это изделие внутри разделено двумя подпружиненными клапанами на три зоны, а в средней зоне предусмотрено сливное отверстие. Пока вода из системы ХВС течёт в сторону системы отопления, давление жидкости удерживает оба клапана открытыми. Но при снижении давления клапаны отсекают среднюю камеру, сливное отверстие открывается и жидкость из неё вытекает. В результате арматура работает как шлюз с воздушным зазором между водопроводом и системой отопления.

Также стоит отметить, что некоторые специалисты вообще не рекомендуют подпитывать системы отопления с незамерзающими жидкостями от обычного водопровода, так как при подмесе воды к теплоносителю концентрация незамерзающей жидкости в нём снижается. Это может привести к уменьшению эффективности антикоррозийных добавок в теплоносителе и, как следствие, коррозии элементов системы. Чтобы этого избежать, лучше организовать подпитку из специальной ёмкости с незамерзающей жидкостью, по составу аналогичной теплоносителю в самой системе.

Циркуляция и распределение теплоносителя

Циркуляция теплоносителя в закрытой системе — принудительная, движение жидкости обеспечивает насос. Если система одноконтурная, как правило, достаточно одного насоса — котлового. Однако в современных системах отопления теплоноситель может понадобиться для самых разных нужд, по­
этому часто контуров выполняют несколько, например для тёплых полов, радиаторов, бойлера, подогрева приточного воздуха в вентиляционной установке, систем оттаивания на улице и т. д.

Для систем отопления применяют циркуляционные насосы с мокрым ротором. В настенном котле чаще всего уже есть предустановленный на заводе наос, напольный же, напротив, обычно насосом не оборудован — его нужно монтировать отдельно.

Насосная группа Giacomini R586R для высокотемпературных контуров отопления, оборудованная циркуляционным насосом Wilo

Насосы различаются как габаритами (в системах отопления частных домов и квартир обычно используют модели высотой 130 и 180 мм), так и параметрами работы и способом управления. Для каждого случая насос подбирают отдельно, принимая во внимание его напор (давление, создаваемое насосом, выраженное в метрах водяного столба) и подачу (расход теплоносителя через насос, в кубометрах за час), а также учитывая особенности самой системы отопления (гидравлическое сопротивление контура и т. д.).

На рынке сейчас можно найти циркуляционные насосы с разными типами управления. Так называемые трёхскоростные модели поддерживают одну заданную частоту вращения (её выбирают вручную из трёх вариантов, но самостоятельно изменять частоту в процессе работы насос не умеет). Подобные образцы недороги и хорошо подходят для систем с постоянным расходом. Однако в контурах, где расход меняется в зависимости от условий (например, радиаторный контур, в котором при срабатывании термостатических клапанов на приборах отопления движение теплоносителя может и вовсе прекратиться), использование таких насосов зачастую экономически невыгодно. Насос будет работать с обычной мощностью тогда, когда в этом нет необходимости, что приведёт к его неоправданному износу и лишним затратам электроэнергии. К тому же в таких ситуациях возможен рост давления, с которым придётся бороться путём установки после насоса перепускного клапана. Иначе обстоит дело с насосами с частотным управлением. Это модели нового поколения, плавно меняющие частоту оборотов, но главное — многие из них способны анализировать характеристики потока и подбирать оптимальную частоту для текущих условий. Если в системе падает расход, насос подстроится под новые параметры работы и снизит частоту оборотов. В результате оборудование не тратит энергии больше, чем нужно. Подобные насосы особенно востребованы в контурах с переменным расходом. Такие модели дороже, чем трёхскоростные, но их энергоэффективность выше, а значит, в долгосрочной перспективе затраты не так и велики.

В одноконтурной системе отопления для циркуляции теплоносителя обычно достаточно одного насоса — котлового. Вот только контуров бывает и несколько — один для радиаторного отопления, второй для системы тёплых полов, третий для загрузки бойлера и т. д. Не каждый насос в состоянии справиться с такой разветвлённой системой. Поэтому чаще для многоконтурных систем используют несколько насосов — по одному на каждый контур. При этом каждый контур требует своей обвязки — помимо запорной арматуры, понадобится смесительный узел (если теплоноситель в контуре должен быть определённой температуры, как, например, в системе тёплых полов), различная предохранительная арматура и т. д. Всё это вполне реально собрать из отдельных комплектующих, но производители отопительной арматуры давно придумали более рациональное решение — насосные группы. У этих изделий есть и другие названия (например, гидромодуль, насосный модуль), но особенно хорошо их характеризует словосочетание «группа быстрого монтажа». Действительно, устанавливать их значительно удобнее и быстрее, чем все входящие в их состав элементы порознь. Ко всему прочему они обычно снабжены теплоизоляцией — не придётся сооружать её своими силами.

Поскольку контуры системы отопления решают разные задачи, насосные группы различаются составом элементов. Так, гидромодули для контуров, для которых нужно понижать температуру теплоносителя (для систем тёплых полов, радиаторного низкотемпературного отопления и т. д.), оборудованы смесительными узлами. Они позволяют подмешивать к горячему теплоносителю остывший из обратной магистрали, таким образом регулируя его температуру. Причём в зависимости от поставленной задачи смеситель может быть с механическим термостатом или с электроприводом. В первом случае группа будет готовить теплоноситель только одной установленной температуры в постоянном режиме, а для изменения настройки придётся выставлять новое значение вручную. Электропривод же, управляющий трёхходовым клапаном смесителя по команде контроллера котла или другой автоматики, позволяет гибко менять температуру теплоносителя. Такие модели востребованы, например, в системах с погодозависимым управлением отоплением.

Не всегда смеситель в гидромодуле поддерживает температуру подачи в контуре. В некоторых случаях требуется, напротив, группа с регулированием температуры обратной линии. Такие решения нужны для систем с твердотопливными котлами. Дело в том, что при сжигании поленьев и другого твёрдого топлива образуется сажа. Когда котёл только начинает разогреваться после простоя, на его внутренних стенках выпадает конденсат и при смешении с этой влагой сажа преобразуется в креозот. Это вещество обладает теплоизолирующими свойствами и с трудом поддаётся удалению, что приводит к снижению эффективности работы котла и его преждевременному износу. Поэтому для твердотопливных котлов важно как можно быстрее прогреваться после старта, чтобы миновать фазу конденсации. Здесь на помощь приходят антиконденсационные группы, не дающие температуре обратного теплоносителя опускаться ниже установленного значения. Группу размещают таким образом, чтобы она при необходимости могла замкнуть котловой контур. В этом случает теплоноситель будет циркулировать только по этому контуру, не отдавая тепло системе отопления, и прогреется быстрее. При настройке смесительного клапана группы принимают во внимание тип топлива, потому что, например, для сухих дров оптимальная температура обратного теплоносителя — от 55 оС, а для влажных — уже от 60 оС, в то время как для угля необходима температура ещё выше — 65–70 оС.Антиконденсационная группа может быть оснащена как трёхходовым клапаном для регулирования только температуры обратного потока, так и четырёхходовым — для поддержания также и температуры подачи.

Насосная группа Oventrop Regumat 180 включают в себя многие необходимые компоненты обвязки контуров отопления

Если для контура не нужно регулировать температуру теплоносителя, используют насосные группы без смесительных узлов. С их помощью подключают контуры загрузки бойлера, высокотемпературные контуры радиаторов и вентиляционных установок с водяным нагревом воздуха.

В некоторых случаях подать теплоноситель в контур напрямую нельзя. Например, когда речь идёт о системе уличного подогрева, нагрева бассейнов и т. д. В качестве теплоносителя здесь часто применяют не воду, а незамерзающую жидкость (иначе в морозы возможен разрыв труб). Поэтому подобные контуры обычно подключают через теплообменники. С одной стороны в теплообменник поступает теплоноситель из системы отопления дома, с другой — из внешнего контура. Для таких схем тоже есть свои гидромодули — в них уже встроены пластинчатые теплообменники.

Если в системе несколько контуров отопления, теплоноситель нужно распределить по ним. Сделать это можно обычными трубами и фитингами, выполнив несколько отводов от магистралей при помощи тройников. Но есть уже готовые и более удобные решения — коллекторы (гребёнки) для насосных групп. Они уже оснащены отводами с необходимым межосевым расстоянием, что упрощает монтаж, а некоторые модели позволяют подсоединять гидромодули сверху и снизу — это удобно для систем с большим числом контуров. Коллекторы могут быть выполнены из стали, латуни, бронзы, пластика, часто комплектуются термоизоляцией. Есть модели настенного монтажа или напольного (с опорами для крепления к полу).

В системах отопления с несколькими насосами, чтобы разделить их потоки, перед распределительными коллекторами устанавливают гидравлический разделитель (или, по­простому, гидрострелку). У такого изделия объёмный корпус, через патрубки которого сверху протекает теплоноситель подающей линии, а снизу — обратной линии. Внутри эти потоки не полностью изолированы друг от друга и могут частично смешиваться. Благодаря этому происходит разделение первичного (котлового) и вторичных насосных контуров, что стабилизирует гидравлику системы. Поскольку внутри гидрострелки теплоноситель замедляется, в ней возникают благоприятные условия для высвобождения пузырьков воздуха. Поэтому в верхней части гидравлического разделителя обычно установлен воздухоотводчик. Некоторые производители также оснащают свои гидрострелки дополнительными замедлителями потока (сеткой, проволочными конструкциями и т. д.), чтобы повысить эффективность сепарации воздуха и осаждения шлама (для его удаления внизу размещают сливной кран).

Помимо отдельных гидрострелок, бывают и гибридные модели, совмещающие функции распределительного коллектора и гидравлического разделителя. В таком комбинированном изделии между подающим и обратным коллекторами предусмотрены протоки для теплоносителя.

Удаление воздуха и шлама из теплоносителя

Одно из преимуществ закрытой системы отопления — изолированность теплоносителя от окружающей среды. У него нет прямого контакта с атмосферным воздухом, поэтому можно снизить содержание воздуха в системе и таким образом создать оптимальные условия для работы приборов отопления, арматуры и других элементов, подверженных коррозии. Однако для этого потребуется сначала удалить тот воздух, который попал в систему при её заполнении, а затем поддерживать результат, отводя воздух, поступающий в процессе эксплуатации.

Латунный дешламатор Caleffi Dirtmag снабжён магнитной вставкой — она позволяет лучше задерживать частицы шлама магнитной природы

Воздух в системе отопления находится в разных состояниях, поэтому иногда его удалить просто, а иногда — нет. Легче всего это сделать, когда пузырьки воздуха всплывают вверх, образуя большие скопления газа. Активнее всего воздух высвобождается в самой горячей точке системы — на выходе из котла. Здесь принято устанавливать воздухоотводчик — арматуру для удаления газа из контура. Обычно используют воздухоотводчики поплавкового типа. Внутри корпуса находится поплавок, который по мере заполнения ёмкости газом опускается всё ниже, пока не откроет клапан в крышке арматуры. Когда воздух выходит, а корпус изделия снова заполнится водой, поплавок всплывает вверх и закрывает клапан. Поплавковый механизм позволяет спускать воздух автоматически, не прибегая к ручному открытию клапана. Между тем воздухоотводчики могут быть смонтированы и в других местах, где часто скапливается газ (например, на гидрострелках, насосных группах и т. д.).

Сложнее обстоят дела с удалением растворённых в воде пузырьков воздуха. Захваченные потоком теплоносителя, они циркулируют по системе и не объединяются в большие пузыри, которые можно было бы удалить воздухоотводчиками. Для устранения таких пузырьков нужно создать условия, при которых газ выделился бы из воды и всплыл. По законам физики растворённые газы тем лучше высвобождаются из жидкости, чем она горячее и чем ниже давление. Именно по этим принципам и работают современные деаэраторы (или, как их ещё называют, сепараторы воздуха). Корпус такого изделия представляет собой широкую ёмкость с расположенным в ней замедлителем потока — это может быть свёрнутая сетка, металлические кольца особой формы, трубка с проволочной оплёткой и др. Когда теплоноситель попадает в рабочую камеру сепаратора, его скорость снижается, возникает зона покоя с пониженным давлением. Содержащиеся в воде пузырьки воздуха в этот момент всплывают вверх — к предусмотренному в верхней части корпуса воздухоотводчику. А чтобы процесс удаления воздуха протекал наиболее эффективно, располагают сепараторы воздуха в месте, где теплоноситель самый горячий, то есть на выходе из котла.

Помимо воздуха, важно удалять из теплоносителя и механические загрязнения. Конечно, перед заполнением системы отопления воду готовят и очищают, но в ходе эксплуатации в неё попадают разные загрязнения, например волокна пеньки из резьбовых соединений арматуры, хлопья ржавчины с внутренних поверхностей радиаторов и стальных труб. После каждого цикла такого мусора становится всё больше, и он может представлять опасность для некоторых элементов системы — котлов, запорной арматуры и т. д.

Для очистки теплоносителя используют разные средства. Например, сетчатые фильтры механической очистки. Рабочий элемент такого изделия — сетка, она задерживает частицы шлама крупнее, чем размер её ячеек. Правда, у фильтров этого типа есть и недостаток — по мере накопления загрязнений пропускная способность сетки падает, растёт гидравлическое сопротивление. Поэтому фильтры надо своевременно очищать.

Арматура другого рода — дешламаторы (сепараторы шлама). Дешламатор по конструкции похож на сепаратор воздуха, только воздухоотводчика в нём нет, зато внизу предусмотрен дренажный кран для удаления скопившихся загрязнений. Теплоноситель в камере дешламатора замедляется, и твёрдые частицы, оказавшись в зоне покоя, оседают на дно. В некоторых моделях сепараторов шлама установлены также магниты, которые дополнительно притягивают частицы магнитной природы (фрагменты ржавчины, например). В отличие от деаэраторов, дешламаторы устанавливают в конце контура — чтобы они очищали воду от механических частиц, собранных теплоносителем по всей системе, и защищали таким образом котёл. Преимущество дешламаторов — в них нет элементов, которые могли бы мешать движению теплоносителя (в отличие от сетчатых фильтров), поэтому гидравлическое сопротивление такой арматуры незначительное.

Существуют также комбинированные модели, сочетающие в себе функции удаления и шлама, и воздуха. Такие сепараторы принято устанавливать в конце контура, перед котлом. Однако специалисты рекомендуют всё же использовать два разных сепаратора по отдельности — один для устранения воздуха, второй для защиты от шлама.

Автоматика

Когда­то в давние времена, когда основным источником тепла служила печка, управлять отоплением приходилось вручную. В эпоху современных систем отопления хозяевам дома уже не нужно постоянно контролировать работу котельного оборудования.

Существуют два основных подхода к управлению системой отопления — по фиксированной температуре (термостатическое) и погодозависимое. Первый подход более старый, но до сих пор широко распространён в силу простоты организации и невысокой стартовой стоимости. Фактически суть термостатического управления сводится к тому, что котёл (или другой теплогенератор) поддерживает определённую температуру подачи. При этом настройки температуры неизменны (если только пользователь сам вручную их не скорректирует). В результате мощность котла никак не увязана с изменением климата — теплоноситель будет одной температуры и в морозы, и в оттепель. При этом теплопотери здания как раз зависят от климата, поэтому при снижении температуры воздуха на улице внутри дома может стать слишком жарко. Правда, решить проблему комфортной температуры в помещениях можно и сторонними средствами, например с помощью термостатических клапанов и термоголовок на радиаторах (они регулируют расход теплоносителя через приборы отопления в зависимости от температуры воздуха и изменяют их теплоотдачу). Тёплые полы тоже позволяют регулировать климат в доме, например за счёт настенных термостатов, подающих команды открыть или закрыть сервоприводы на отводах распределительных гребёнок. Теплоотдачу одноконтурного тёплого пола можно также регулировать по температуре воздуха, если подключить его через специальный монтажный набор. А поскольку каждым контуром системы отопления при этом управляет своя автоматика и свои исполнительные устройства, при возникновении неполадок в одном из них причину выявить несложно — достаточно осмотреть компоненты именно этого контура. Это упрощает диагностику системы.

Тем не менее даже при решённой проблеме поддержания комфортных температур в помещениях, остаётся вопрос энергоэффективности. Если котёл производит больше тепла, чем нужно системе, то он попусту тратит и топливо. Поэтому в долгосрочной перспективе управление по фиксированной температуре — не самый выгодный вариант.

Погодозависимое управление построено на принципе взаимосвязи между изменениями климата за пределами дома и температурой подачи в системе. Проще говоря, когда на улице холодно, котёл нагревает теплоноситель до более высокой температуры, чтобы компенсировать растущие теплопотери, а при потеплении снаружи — наоборот, снижает мощность. Это позволяет более эффективно расходовать топливо и при этом поддерживать комфортную температуру в доме. Но и здесь есть нюансы. Погодозависимая автоматика дороже обычной, а организация её работы не так проста.

Контроллер с погодозависимыми функциями обязательно работает в связке с датчиком наружной температуры, смонтированным за пределами здания. Опираясь на его данные, автоматика управляет системой отопления в соответствии с определённой кривой (она сформирована с учётом степени теплоизоляции дома и температурного напора в системе). Так как теплоизоляция и потребности в тепле у домов разные, кривых предусмотрено несколько — можно выбрать наиболее подходящую к реальным условиям. Бывает, что с первого раза оптимальную кривую подобрать не удаётся, тогда её корректируют в процессе дальнейшей эксплуатации системы. Так работает стандартная схема погодозависимого управления. Однако есть возможность регулировать температуру подачи не только по заданной кривой, но и по реальным данным о температуре воздуха в помещении. Но для этого потребуется периферия — а именно внешний терморегулятор, установленный в помещении. Кстати, выбор помещения для монтажа такого устройства имеет особое значение. Терморегулятор, передающий данные контроллеру, должен стоять в помещении с ожидаемой температурой воздуха ниже, чем в других (например, комната с несколькими выходящими на улицу стенами, с большим количеством окон и т. п.). Тогда автоматика будет поддерживать температуру теплоносителя, исходя из теплопотерь этого помещения, а если в остальных комнатах при этом будет слишком жарко, климат там легко скорректировать с помощью комнатных термостатов или термоголовок на радиаторах.

При необходимости реально организовать погодозависимое управление для нескольких контуров. Для этого контроллер подключают к датчику температуры подачи в контуре, приводу смесительного узла и насосу. Кривую для каждого контура можно выбрать свою. Такое поконтурное управление удобно при разделении помещений на зоны (например, по этажам, когда теплопотери первого этажа отличаются от потерь второго и остальных). Как и в случае с погодозависимым управлением одной зоной, в многозональной системе отопления применяют комнатные терморегуляторы для регулирования температуры подачи в контурах по температуре воздуха (по одному на каждую зону). Но для реализации такой системы необходимо, чтобы автоматика поддерживала функции управления несколькими контурами. Если контроллер рассчитан на управление меньшим числом контуров, чем планируется использовать в системе, потребуется модуль расширения. В противном случае при подключении к системе отопления контура отопления, не учтённого автоматикой, последствия могут быть непредсказуемыми — контроллер попросту не «увидит» лишний контур и не сможет правильно управлять системой.

Наконец, некоторые модели автоматики позволяют организовать индивидуальное управление климатом в каждом помещении — они контролируют даже приводы на термостатических клапанах радиаторов и конвекторов, на коллекторах тёплых полов и т. д. Но и стоимость реализации такой системы управления будет немалой.

Стоит также упомянуть, что сейчас на рынке есть множество решений, позволяющих управлять системой через SMS или даже посредством сети Internet с помощью приложений для смартфонов, планшетов и ноутбуков. Помимо удобства в задании параметров работы системы отопления (например, можно дистанционно менять режимы и т. д.), они дают возможность быстро узнавать об аварийных ситуациях или даже потенциально опасных ошибках, которые грозят аварией в будущем.

В заключение стоит сказать, что далеко не всегда все элементы обвязки приходится приобретать отдельно. Владельцам настенных котлов в этом плане гораздо проще — некоторые важные компоненты обвязки уже предустановлены в таких теплогенераторах ещё на заводе. А вот напольный котёл обычно приходится снабжать обвязкой самостоятельно — за исключением разве что автоматики, часто входящей в комплект поставки.

Статья опубликована в объединённом выпуске «Весна 2018»
журналов «Инструменты» + «Всё для стройки и ремонта» + «GardenTools»
серии «Потребитель».

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь.

Июнь 2018 года