Отопление и водоснабжение коттеджа в посёлке «Изумруд» в Ленобласти с помощью котлов и гелиоколлектора Viessmann

Системы мультигенерации тепла с использованием тепловых насосов или солнечных коллекторов — явление для нынешнего времени уже не редкое. Возможность переложить часть нагрузки по теплоснабжению зданий на бесплатные источники энергии — по сравнению с традиционным топливом — вызывает интерес к этим видам отопительного оборудования. Но если тепловые насосы нашли применение в самых разных климатических зонах России, то коллекторы до сих пор часто воспринимают как оборудование для богатых солнцем регионов с жарким климатом, а их сферу применения ограничивают нагревом воды для ГВС и бассейна в летние месяцы. Отчасти такое мнение сформировалось потому, что распространённые бюджетные плоские гелиоколлекторы из-за несовершенства теплоизоляции в прохладную погоду теряют немало полученного от солнца тепла и работают менее эффективно.

Тем интереснее опыт использования гелиоколлектора в Северо-­Западном регионе. В системе теплоснабжения объекта, который мы рассмотрим в статье, солнечный коллектор Viessmann играет важную роль. Он выступает в качестве источника тепла не только для контура ГВС, но и для отопления, причём на протяжении пяти месяцев справляется с этой задачей практически без поддержки со стороны котла.

Исходные данные об объекте

Объект — жилой двухэтажный коттедж площадью 240 м2, расположенный в коттеджном посёлке «Изумруд». Посёлок находится в Ленинградской области, во Всеволожском районе. Помимо коттеджа, на территории участка есть также второе отапливаемое здание — гостевой домик площадью 160 м2.

Несмотря на то, что обе постройки находятся рядом, возводили их не одновременно: сначала — гостевой дом, затем — коттедж. Чтобы в таких условиях обеспечить отопление зданий, было решено в каждом из них оборудовать отдельную котельную.

Проектирование системы отопления и монтаж выполнены компанией ООО «Современные Инженерные Системы», официальным партнёром ООО «Виссманн» (Санкт-Петербург)

Сайт: www.teplo-spb.ru

Сайт компании «Виссманн»: www.viessmann.ru

Редакция благодарит Анатолия Павловича Урванцева, генерального директора компании ООО «Современные Инженерные Системы», за помощь в подготовке статьи.

Котельная гостевого дома: водонагреватель Viessmann Vitocell 100‑H и установленный на него дизельный котёл Viessmann Vitola-comferral, переоборудованный на работу с газом

Котельная гостевого дома

Первое здание — гостевой домик — было построено в 2008 году, на тот момент участок ещё не был газифицирован. Поскольку из­за этого не было возможности использовать котёл для магистрального газа, пришлось обратиться к дизельному топливу. В итоге в качестве теплогенератора в котельной гостевого дома установили дизельный котёл Viessmann Vitola­-comferral. Это напольная модель со стальным теплообменником и с возможностью работы с дизельной либо газовой горелкой. Последнее и сыграло важную роль при выборе теплогенератора: дизельный котёл изначально должен был служить лишь временным решением, потому что в скором будущем ожидалась газификация участка. В результате после подключения объектов к газопроводу менять дизельный котёл на газовый не пришлось — на Vitola­-comferral просто установили газовую горелку и перевели его на другое топливо. Сейчас мощность котла составляет 18 кВт, и он полностью обеспечивает теплом и горячей водой гостевой дом. Управляет котлом погодозависимая автоматика Vitotronic 200.

Нагрев воды для системы ГВС гостевого дома происходит в бойлере Vitocell 100‑H ёмкостью 130 л. У водонагревателя горизонтальное исполнение, корпус имеет форму параллелепипеда. Это позволило установить его на пол, а сверху разместить котёл и таким образом оптимизировать пространство в котельной. Бойлер выполнен из стали, внутренняя поверхность защищена от коррозии фирменным покрытием Viessmann Ceraprotect, снаружи ёмкость снабжена круговой теплоизоляцией из полиуретана. Змеевик теплообменника в бойлере достигает дна и обеспечивает равномерный прогрев воды по всему объёму.

Теплоснабжение коттеджа

В основном доме, возведённом позднее, потребителей тепла больше, чем в гостевом. Здесь реализована разветвлённая система теплоснабжения, включающая, помимо контура ГВС и двух контуров отопления, также и систему снеготаяния площадью 56 м2. Кроме того, котельная коттеджа выступает в роли резервного источника тепла для гостевого дома в случае поломки расположенного там котла. Для этого из коттеджа в гостевой дом проложили подземную магистраль.

Источников тепла, питающих эту систему, в коттедже два. Первый — настенный газовый конденсационный Viessmann Vitodens 200‑W мощностью 45 кВт. Это компактный энергоэффективный котёл, который за счёт использования конденсационных технологий позволяет получать дополнительное тепло из продуктов сгорания газа и благодаря этому — расходовать меньше топлива. Помимо высокого КПД, он обладает рядом других преимуществ — в частности, модулируемой горелкой, долговечным высокотехнологичным нержавеющим теплообменником, а также встроенной функциональной автоматикой.

Монтаж солнечного коллектора Viessmann Vitosol 300‑T: на скатной кровле установлена шина и теплообменник в изоляции. Позже к теплообменнику подключат вакуумные трубки — конструкция позволяет монтировать их по одной и ориентировать по солнцу

Второй теплогенератор в системе — солнечный коллектор Viessmann Vitosol 300‑T площадью 3,03 м2. Это вакуумная трубчатая модель с так называемыми тепловыми трубками. Пластины абсорберов гелиоколлектора заключены в стеклянные трубки, внутри которых — безвоздушная среда. В них исключается перенос тепла от абсорбера к стеклу посредством воздуха, поэтому теплоизоляция коллектора более совершенная, чем у плоских моделей. Кроме того, если в обычных плоских и вакуумных трубчатых коллекторах пластины абсорбера передают тепло циркулирующей по всему контуру жидкости, то коллектор с «тепловыми трубками» представляет собой систему из множества независимых замкнутых элементов. Каждый абсорбер соединён с медной трубкой, внутри которой находится некоторое количество незамерзающей жидкости с низкой температурой кипения. Нагреваясь, она испаряется и поднимается вверх, где отдаёт полученное от абсорбера тепло поглотителю, а тот — теплообменнику собирающего коллектора с качественной теплоизоляцией. Такой принцип переноса тепла делает гелиоколлектор с «тепловыми трубками» ещё более производительным, чем обычные вакуумные модели. Благодаря этим технологиям Vitosol 300‑T считается самым эффективным гелиоколлектором линейки Viessmann. Он не только получает больше тепла от солнца — за счёт использования антибликового стекла и высоко-селективного покрытия абсорберов, но и сохраняет его даже при низких температурах. Именно поэтому данную модель выбрали для рассматриваемого объекта — ведь работать коллектору предстояло в не самых благоприятных климатических условиях, при этом обеспечивать нагрев не только воды для ГВС, но и теплоносителя для отопления.

Вакуум служит прекрасной теплоизоляцией для гелиоколлектора, поэтому КПД Vitosol 300‑T в холодную погоду и при рассеянном излучении значительно выше, чем у плоских моделей

Vitosol 300‑T установили на скатной крыше коттеджа, на южной стороне, под углом 40 градусов. Конструктивные особенности модели существенно облегчили монтаж оборудования. Сначала на кровле закрепили собирающий коллектор в изоляции и монтажную шину для трубок, а затем уже по одной подключили и зафиксировали сами трубки.

Для аккумулирования тепла, полученного коллектором, в котельной установлена стальная теплоизолированная буферная ёмкость Viessmann Vitocell 340‑M объёмом 950 л. Она сочетает в себе функции буферной ёмкости и бойлера для приготовления горячей воды и позволяет обойтись без отдельного водонагревателя, сэкономив, таким образом, пространство в котельной. Модель хорошо подходит для эксплуатации в системах с мультигенерацией тепла: конструкция ёмкости включает несколько теплообменников и патрубков для подключения различных контуров. Так, в ней предусмотрен теплообменник для контура солнечных коллекторов — он расположен внизу ёмкости (для оптимального распределения тепла) и представляет собой спиральный змеевик, выполненный из стали. Второй теплообменник — из гофрированной нержавеющей трубы — предназначен для контура ГВС. Ещё один связан с котловым контуром — в случае, если температура воды в ёмкости ниже требуемой, котёл включается и догревает её. В результате в этой системе котёл работает и тратит топливо только тогда, когда мощности гелиоколлектора недостаточно для обеспечения потребности дома в тепле. Экономия ресурсов при этом выходит существенная — по расчётам коллектор способен полностью поддерживать систему ГВС и отопления в период с мая по сентябрь. Да и в остальные месяцы его вклад в теплоснабжение дома немалый — благодаря ему возможно сберечь до 30 % топлива по сравнению с работой котла без поддержки.

Котёл Viessmann Vitodens 200‑W в котельной коттеджа. Его контроллер управляет системой отопления дома

Котельная коттеджа и отопление помещений

Система отопления в коттедже реализована по коллекторной схеме. Теплоноситель поступает в гребёнку через гидравлический разделитель, циркуляцию теплоносителя в отдельных контурах обеспечивают насосные группы Meibes. Одна обслуживает тёплые полы, вторая — радиаторы и конвекторы, третья — магистраль для аварийного теплоснабжения гостевого дома. Также предусмотрена насосная группа для контура снеготаяния — она имеет особую конструкцию с интегрированным теплообменником. С её помощью тепло передаётся незамерзающему теплоносителю контуров, проложенных на улице. Контур гелиоколлектора, связанный с теплообменником буферной ёмкости, обслуживает отдельно установленная насосная группа.

Разводка системы отопления в пределах котельной выполнена медными трубами, соединёнными пресс­фитингами Viega. Вне котельной для подключения радиаторов, конвекторов, создания системы тёплого пола использованы трубы Uponor из сшитого полиэтилена.

Насосные группы в котельной коттеджа: слева — обеспечивающие циркуляцию теплоносителя в системе отопления; справа — обслуживающая контур гелиоколлектора

Источниками тепла в помещениях служат водяные тёплые полы, радиаторы и внутрипольные конвекторы. Тёплые полы уложены преимущественно на первом этаже — в сан­ узлах, местах общего пользования и т. д. Они призваны поддерживать комфортную температуру поверхности пола. У жильцов дома есть возможность корректировать их работу — для этого в помещениях смонтированы терморегуляторы, управляющие электроприводами на отводах коллектора тёплого пола.

Для радиаторного отопления были выбраны приборы двух марок — Zehnder (стальные трубчатые радиаторы) и Purmo (стальные панельные радиаторы). Также на объекте есть внутрипольные конвекторы IMP Klima с естественной конвекцией, которые решают задачу обогрева панорамных стёкол — чтобы на них не выпадал конденсат. Перед большими стёклами обычные радиаторы смотрелись бы неуместно, а внутрипольные конвекторы попросту незаметны в своих нишах, закрытых решётками.

Модуль Viessmann Vitocom LAN1 позволяет хозяевам дистанционно через Интернет управлять системой отопления и получать сообщения о неполадках

Управление системой отопления

В коттедже реализовано погодозависимое управление системой отопления. Для этого не потребовалось прибегать к каким­-либо внешним контроллерам, так как собственная автоматика котла Vitodens 200‑W — контроллер Vitotronic 200 — поддерживает эту функцию по умолчанию. Автоматика получает данные об уличной температуре от внешнего датчика и корректирует работу системы в соответствии с заданной кривой. Vitotronic 200 управляет температурой подачи в двух контурах отопления — радиаторном и тёплых полов. Их насосные группы оснащены смесительными узлами с сервоприводами, подключёнными к котловой автоматике. Для контроля температуры подачи в них на выходе из насосных групп установлены накладные термодатчики.

Задать параметры работы системы отопления можно вручную — с панели управления Vitotronic 200 на котле. Однако в данном случае у владельцев дома есть возможность контролировать систему дистанционно — через сеть Интернет. К автоматике котла подсоединён модуль Viessmann Vitocom 100 LAN1, подключённый в свою очередь к роутеру. С помощью специального приложения Vitotrol для смартфонов и планшетов жильцы могут из любого места, где есть доступ к сети Интернет, проверять состояние системы отопления, изменять ряд настроек, а также — что немаловажно — оперативно получать сообщения о неполадках в котельной. Такой сервис оповещений об аварийных ситуациях позволяет в кратчайшие сроки обнаружить и решить проблему.

Все источники тепла и питаемые ими контуры подключены к буферной ёмкости Vitocell 340‑M. Здесь за счёт энергии, получаемой от гелиоколлектора и котла, происходит нагрев теплоносителя для отопления и воды для системы ГВС

Водоснабжение и канализация

На момент начала строительных работ на участке в коттеджном посёлке отсутствовала централизованная система водоснабжения. Чтобы обеспечить объект водой, на территории участка пробурили скважину. Впоследствии в посёлке проложили водопровод, который сейчас является основным источником воды для коттеджа и гостевого дома. Что касается скважины, она по­прежнему функционирует, но теперь служит для других целей — воду из неё используют для полива растений на участке.

Водопроводная вода перед поступлением в систему водоснабжения дома подвергается многоступенчатой очистке в установке, состоящей из трёх колб размером 12х52 дюйма. Первая колба заполнена кварцевым песком, вторая — катионными смолами, третья — активированным углём. Ресурс смолы в установке возобновляемый — для её регенерации колбу периодически промывают раствором поваренной соли, в результате чего смола обогащается ионами натрия и высвобождает нейтрализованные ею ионы кальция и магния.

Центральной канализации на участке нет, для утилизации стоков здесь применяется автономная канализация-­септик. Микроорганизмы, обитающие в септике, чувствительны к воздействию многих химических веществ, поэтому не все стоки можно сливать в септик в первоначальном виде. В частности, опасность могут представлять кислоты, которые содержатся в конденсате, удаляемом из котла.

Чтобы обезопасить септик, конденсат на выходе из котла проходит через специальную установку­-нейтрализатор.

Солевой раствор, образующийся после регенерации колбы с умягчающей катионной смолой в водоочистной установке, также вреден для микроорганизмов септика. Его утилизируют отдельно, не сливая в канализацию.

Приточно-вытяжная установка Vitovent 300‑W с рекуператором тепла

Вентиляция в доме

Помимо энергоэффективных теплогенераторов, позволяющих получать дополнительное тепло из конденсата и из солнечного излучения, в коттедже реализована также энергоэффективная вентиляция. Подачу свежего воздуха с улицы и удаление отработанного обеспечивает приточно­вытяжная установка Viessmann Vitovent 300‑W с функцией рекуперации тепла. Она оснащена современным перекрёстным пластинчатым теплообменником: в нём приточный воздух нагревается за счёт тепловой энергии, полученной от вытяжного воздуха. Рекуператор установки Vitovent 300‑W сохраняет до 93 % тепла из удаляемого воздуха, поэтому теплопотери через вентиляцию крайне малы. Если потребуется дополнительный подогрев воздуха, в установке есть электрический калорифер.

В летний период рекуператор таким же образом поможет сберечь и холод. Тем не менее при необходимости потоки воздуха реально пустить в обход рекуператора — для этого в конструкции установки предусмотрен байпас. Vitovent 300‑W также очищает воздух от механических загрязнений.

Резервное электропитание

На случай отключения электроэнергии в доме предусмотрен резервный источник питания для котельного оборудования. ИБП Teplocom‑1000 обеспечивает бесперебойную работу котельной в течение 10–20 часов. Если учесть, что хозяева дома получают сообщения о неполадках на мобильные устройства и могут быстро принять меры по их устранению, этого запаса времени вполне достаточно, чтобы приехать и восстановить подачу электропитания — с помощью бензогенератора.

Анатолий Павлович Урванцев, генеральный директор компании ООО «Современные Инженерные Системы»

Анатолий Павлович, какой спектр услуг предлагает ваша компания?

Компания «Современные инженерные системы», сокращённо СИС, оказывает несколько видов услуг:

— проектирование (как котельных, так и полностью всех инженерных систем);

— поставки и продажа оборудования. Мы — дистрибьютор компании Viessmann в Северо-Западном регионе и Санкт-Петербурге;

— монтаж котельного и прочего инженерного оборудования;

— сервисное — гарантийное и послегарантийное — обслуживание котельного оборудования различных производителей. Мы являемся авторизованным сервисным центром по гарантийному обслуживанию продукции Viessmann.

Наш сервисный центр состоит из двух подразделений. Одно специализируется на котлах так называемой бытовой линейки — мощностью до 100 кВт. Второе подразделение — отдел котлов средней и большой мощности от 100 кВт и до 20 МВт — занимается монтажом и обслуживанием котельного оборудования «промышленного назначения».

Все специалисты СИС ежегодно проходят обучение и подтверждают свою квалификацию в органах Ростехнадзора.

Какое оборудование Viessmann пользуется наибольшим спросом в Северо-Западном регионе?

В настоящее время в нашем регионе растёт спрос на конденсационные котлы Viessmann Vitodens.

Востребовано ли здесь отопительное оборудование на возобновляемых источниках тепла?

Из альтернативных источников тепла чаще устанавливают «тепловые насосы». Солнечные коллекторы до сих пор применялись только для нагрева воды, а также для подогрева воды в открытых плавательных бассейнах. На мой взгляд, популяризации солнечных коллекторов в Северо-Западном регионе мешают несколько факторов. Во‑первых, это недостаточная информированность потребителей о данном оборудовании и его возможностях. Во‑вторых, высокая стоимость солнечных коллекторов.

Реальный объект опубликован в объединённом выпуске «Лето 2016»
журналов «Инструменты» + «Всё для стройки и ремонта» + «GardenTools»
серии «Потребитель»

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь

Август 2016 г.