В сельской местности, рабочих и дачных поселках дома часто отапливают при помощи самостоятельного генератора тепла — котла небольшого размера.

Наиболее надежным и простым считается водяное отопление, топливом для которого могут служить каменный уголь, дрова, разного рода брикеты, природный газ, керосин, соляровое масло и т. д.

Для оборудования водяного отопления необходимы котел, нагревательные приборы (радиаторы), трубы, расширительный сосуд, запорно-регулирующая арматура (краны, вентили). Все это продается в специализированных магазинах.

Во всех случаях котел должен быть экономичным, т. е. потреблять как можно меньше топлива и выделять больше тепла.

Устанавливать котлы надо как можно ближе к жилым комнатам (например, в кухне), но так, чтобы не ухудшались санитарно-гигиенические условия квартиры. Если котел представляет собой радиаторы, вмонтированные в кухонную плиту, то его лучше облицевать изразцами.

Установив котел, от него отводят трубы к нагревательным приборам — радиаторам или регистрам. Регистры сваривают из нескольких труб нужного диаметра. Вверху генератора ставят расширительный сосуд.

Нагретая вода из котла по трубам направляется в нагревательные приборы, которые отдают тепло отапливаемым помещениям. Горячая вода, нагревая приборы, охлаждается и по другому ряду труб (трубопроводу) поступает обратно в генератор тепла.

От котла к приборам вода движется за счет разности объемных весов воды; более легкой горячей и более тяжелой охлажденной.

Вот почему котел в системах квартирного отопления рекомендуется располагать по возможности ниже нагревательных приборов. Это повышает циркуляционное давление в системе, позволяет выбрать меньшее сечение труб.

Если котел нельзя поставить ниже нагревательных приборов, то его располагают на одном уровне с ними или чуть выше. При такой установке вода циркулирует исключительно за счет своего охлаждения в трубопроводах. Чем больше она охлаждается, тем сильнее циркуляция, и наоборот.

Трубы системы должны быть открыты; изолируют лишь главный стояк, идущий от котла, причем только в пределах помещения, в котором расположен котел. Если не изолировать стояк, в помещении будет очень жарко.

 

СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Наиболее распространенной является система двухтрубного водяного отопления с прокладкой горячей разводящей линии под потолком помещения и обратной линии у пола под нагревательными приборами (рис. 205).

Рис. 205. Схема квартирного водяного отопления с прокладкой горячей линии под потолком, а обратной у пола:

1 — раковина; 2 — переливная воздушная линия от расширителя; 3 — расширительный сосуд; 4 — горячая разводящая линия; 5 — главный стояк; 6 — генератор тепла (котел); 7 — водопровод для наполнения и подпитки системы водой; 8 — спуск воды из системы; 9 — обратная линия; 10 — нагревательные приборы

Котел, в зависимости от конструкции, устанавливают отдельно или встраивают в печь (если он имеет вид змеевика из труб или радиатора).

От котла вверх идет главный стояк, на котором располагают расширительный сосуд (бак), рассчитанный на увеличение объема воды при ее нагревании. В зависимости от кубатуры помещения общий объем бака колеблется от 20 до 45 л, а полезный — от уровня подключения горячей магистрали к сосуду до уровня переливной (воздушной) трубы. Форма бака может быть различной. Изготовляют его из листовой 2 — 3-миллиметровой стали и отрезка трубы большого диаметра. Внутри и снаружи его окрашивают масляной краской, сверху закрывают крышкой. К баку подключают переливную трубу или воздушную линию без вентиля. Это необходимо для того, чтобы расширившаяся при нагревании вода не выливалась на пол, а направлялась в канализацию. На расширительном сосуде (баке) желательно укрепить указатель уровня воды. Ниже бака от главного стояка прокладывают линию горячей воды, а от нее — отдельные трубы на один или два прибора.

От водопровода к котлу проводят линию с запорным вентилем, необходимую для заполнения и пополнения системы водой. Для спуска воды из системы также имеется патрубок с вентилем, который можно подсоединить к канализации.

Отсутствие водопровода в доме не мешает оборудованию водяного отопления, поскольку наполнять систему водой приходится очень редко. Наполнять ее можно ручным насосом или из ведра, устроив для этого в крышке расширителя отверстие, закрываемое пробкой.

Расширитель лучше всего ставить в отапливаемом помещении; иногда его ставят и на чердаке, но при этом хорошо утепляют и оборудуют циркуляционной линией для предотвращения замерзания воды.

Прокладывать горячую и обратную линию рекомендуется с уклоном 3 — 5 мм на 1 пог. м трубопровода с направлением в сторону движения воды. Это обеспечивает свободный выход воздуха через переливную трубу, идущую от расширителя, и спуск воды через патрубок, расположенный в нижней точке системы.

На схеме рисунка 205 видно, что обратный трубопровод проходит над полом. Однако такая прокладка не всегда возможна (мешают двери, перегородки), поэтому трубы иногда приходится прокладывать под полом.

Вместо этого варианта допустима прокладка обратного трубопровода рядом с горячим, идущим под потолком помещения (рис. 206). Система работает следующим образом. Из котла горячая вода поступает в нагревательные приборы. Здесь она охлаждается и по обратной линии под потолком попадает в нагревательный котел. Чтобы воздух выходил из обратной линии, последняя соединяется в верхней точке петлей, выгнутой из трубы, с воздушным пространством расширителя.

Рис. 206. Схема квартирного водяного отопления с прокладкой горячей и обратной линии под потолком:

1 — раковина; 2 — переливная воздушная линия; 3 — расширительный сосуд; 4 — воздушная петля; 5 — горячая разводящая линия; 6 — главный стояк; 7 — генератор тепла (котел); 8 — патрубок с вентилем для спуска воды из системы; 9 — водопровод для наполнения и подпитки системы водой; 10 — обратная линия; 11 — нагревательные приборы

Рис. 207. Схема квартирного водяного отопления с прокладкой горячей и обратной линии над приборами:

1, 7 — нагревательные приборы; 2 — обратная линия; 3 — горячая разводящая линия; 4 — расширительный сосуд; 5 — главный стояк; 6 — генератор тепла (котел)

Недостаток рассмотренной системы — наличие нескольких циркуляционных колец. Из-за этих колец вода в обратном стояке иногда остывает, и циркуляция прекращается.

Более совершенная, но и более сложная схема отопления приведена на рисунке 207. Особенностью ее является то, что охлажденная вода направляется не сразу вверх и в котел, а вниз, где смешивается с водой, поступающей от расширителя, и затем уже по общему трубопроводу направляется в котел.

В этой системе холодная вода от нагревательных приборов, установленных вдали от котла, смешивается с теплой, поступающей от более близких к котлу приборов, не в верхних, а в нижних трубах. В результате понижение температуры воды в обратной линии способствует ее ускоренному движению, т. е. улучшению циркуляции.

При монтаже системы отопления перед каждым нагревательным прибором от основной горячей линии ставят вентиль, которым регулируют количество подаваемой воды в приборы, т. е. повышается или понижается температура в комнатах.

Отопление может монтировать или сам застройщик, если он знаком с санитарно-техническими работами, или слесарь-сантехник.

 

ГЕНЕРАТОРЫ ТЕПЛА (КОТЛЫ)

Генераторы тепла (котлы) для квартирных систем изготовляют из чугуна, стали или другого материала, могут работать на твердом, жидком или газообразном топливе. Их можно устанавливать изолированно или в комбинации с кухонной плитой,

В настоящее время промышленность выпускает котлы разных конструкций. Особенно широкое применение нашли секционные чугунные котлы типа КЧМ-1, выпускаемые Кировским чугунолитейным заводом и Каунасским заводом сантехнических изделий. Разработано семь моделей этого котла с количеством секций от 4 до 10 и поверхностью нагрева от 1,31 до 3,65 м2. Квадратный метр поверхности нагрева котла выделяет 10000 ккал/ч; КПД — 65 — 70%. Топливо — высококалорийный сортированный каменный уголь, кокс, брикеты или газ. Топку загружают углем через 3 — 6 ч, чистят один раз в сутки с последующим разжиганием новой порции топлива. Рабочее давление котла — 2 атм с максимальной температурой нагрева воды 95°С.

Подбирают котел на основе специального расчета, по паспортным данным, по наружному объему здания.

Для котла КЧМ-1 эти данные имеют следующий вид:

Котлы КЧМ-2 изготовляет Каунасский завод сантехнических изделий в собранном виде, разной теплопроизводительности и массы; площадь нагрева: 1,67; 2,11; 2,5; 2,95; 3,39; 3,83; 4,23 м2. Теплопроизводительность котлов — от 17000 до 45000 ккал/ч, длина — от 345 до 885 мм, высота — 1040 и ширина — 450 мм, Масса котлов — от 278 до 539 кг. Стоимость — от 115 до 199 руб.

Котел КЧММ выпускает опытное производственное предприятие «Энерготехпром» Министерства энергетики и электрификации СССР в собранном виде. Этот котел состоит из трех секций, покрытых кожухом и снабженных всей необходимой гарнитурой. Поверхность нагрева — 1,05 м2, вместимость котла — 9,54 л, производительность — не менее 10000 ккал/ч. Размеры котла, мм: длина — 390, ширина — 375, высота — 860. Масса котла — 143,5 кг. Цена в собранном виде — 85 руб.

Котлы КЧММ-2 выпускает Московский чугунолитейный завод имени П. Л. Войкова с площадью нагрева: 0,9; 1,0; 1,44 м2, тепло-производительностью 9000, 12000 и 15000 ккал/ч, соответственно массой 150, 172 и 192 кг. Длина — 590, 670 и 755 мм, ширина — 450, высота — 680 мм. Стоимость котлов — от 81 до 95 руб.

Котел-плиту КВП-0,92 выпускает завод «Волгоцеммаш» в городе Тольятти Куйбышевской области.

Котел-плита предназначен для отопления жилых помещений общей площадью не более 75 м2 и одновременного подогрева пищи. Поверхность нагрева — 0,92 м2, Теплопроизводительность — 10000 ккал/ч. Размеры котла, мм: высота — 880, ширина — 505, длина 610 с топкой объемом 0,05 м3. Масса котла — не более 130 кг. Розничная цена — 90 руб. Вместимость котла-плиты — 35 л. Отверстие конфорки — 185 мм. Работает котел на антраците, каменном угле, коксе, брикетированном малозольном топливе и дровах. Во время работы котла можно подогревать пищу, используя конфорку.

В котлах рассмотренных конструкций ограничены размеры топок, и они требуют частой добавки топлива, что создает определенные неудобства при пользовании ими. Поэтому весьма удобны котлы нижнего горения, с гравитационной топкой. Топливо загружается в котел под действием собственной массы; оно как бы сползает в очаг горения на колосниковую решетку. Толщина слоя топлива все время остается постоянной, а это весьма важно для нормального горения. Топливник загружают топливом на сутки или больше. В таких котлах имеется также мусоросжигающее устройство с отдельным бункером для горючего мусора. Это не только снижает расход топлива, но и удаляет часть мусора. Котлы с гравитационной топкой изготовляют с поверхностью нагрева от 5 до 12 м2, теплопроизводительностью — от 40000 до 96000 ккал/ч. Длина котлов — от 645 до 1520 мм, масса — от 1050 до 2100 кг.

Водогрейные котлы типа ВБК-12 выпускает электрогенераторный завод в городе Сарапул Удмуртской АССР. Котлы рассчитаны для обогрева помещений до 120 м2. Одной заправки каменным углем достаточно для того, чтобы он горел в течение 3,5 суток. Топливо в зону горения подается постепенно, по мере сгорания. Котел не требует тщательного ухода. Его ориентировочная стоимость — 200 руб.

Малогабаритные котлы пользуются большим спросом у населения, особенно у сельских новоселов.

Кроме котлов для квартирного отопления, применяют также огневоздушные нагреватели различных конструкций, изготовляемые из чугуна или стали. Обычно они состоят из внутренних элементов и наружного кожуха.

Эти воздухонагреватели имеют топливник и бункер для топлива. Горячие газы проходят по каналам воздухонагревателя, а затем в дымовую трубу, нагретый воздух направляется в каналы воздушного отопления. Для увлажнения подогретого воздуха в верхней части воздухонагревателя, над топливником, устанавливают бачок с водой. Поверхность нагрева и масса этих приборов бывают разные.

Печи-камины «Алма-Ата» выпускает Алма-Атинский завод «Электробытприбор». Печь-камин не только отлично обогревает жилые дома площадью до 40 м2, но и помогают быстро приготовить пищу. Металлический корпус, нагревая воздух, обеспечивает хорошую конвективную циркуляцию. Печь-камин «Алма-Ата» работает на любом жидком топливе, например керосине, к тому же она предельно проста и удобна в эксплуатации. К печи-камину прилагается топливный бак вместимостью 13 л. Эта печь экономна. Одного литра горючего хватает на 4 ч непрерывной работы. Теплопроизводительность печи — 6500 ккал/ч. Печь компактна и занимает мало места в доме. Ее размеры — 730Х560Х Х425 мм, масса — 45 кг, стоимость 68 руб.

Кроме рассмотренных отопительных приборов-котлов и всевозможных обогревателей, имеются и другие, выпускаемые различными предприятиями страны.

При установке котла пол следует тщательно изолировать слоем асбеста толщиной не менее 5 мм, а поверх него уложить листы кровельной стали. Вместо асбеста можно положить четыре (слоя войлока, смоченного в глиняном растворе.

Если достать котел невозможно, устраивают отопительно-варочные печи, представляющие собой сочетание котлов с плитами. Котлами в таких печах служат змеевик из газовых труб, несколько обычных радиаторов и т. д.

Рис. 208. Котел-плита конструкции К. А. Дмитриева со змеевиком (планы, разрезы и общий вид)

Существует несколько конструкций таких плит: Л. А. Семенова, А. В. Хлудова, В. М. Артюшенко, KЛB-2 и др. Широкое распространение получил котел-плита конструкции К. А. Дмитриева (рис. 208).

Удобна эта плита тем, что вода в ней нагревается как отводящими от плиты газами, так и при самостоятельном отоплении.

Плита, представляющая собой единое целое со змеевиком, служит для отопления и горячего водоснабжения. Она имеет два обособленных топливника (один — для плиты, другой — для змеевика), подключаемых к отдельным дымоходам. В теплое время года для горячего водоснабжения достаточно тех газов, которые поступают от топки плиты. В холодное время пользуются самостоятельным топливником.

Устроить змеевик можно из газовой дюймовой трубы (внутренний диаметр 25 мм) длиной не менее 7 м. Придав змеевику необходимую форму, его приваривают к верхнему и нижнему коллекторам, сделанным из газовой 2-дюймовой трубы. Поверхность нагрева змеевика — 0,8 м2, вместимость — 7,5 л, теплопроизводительность — 8000 ккал/ч.

Котел-плита со змеевиком работает так. Из топливника для плиты горячие газы направляются сначала под плиту, затем — под духовой шкаф, а оттуда — в дымовую трубу. Соединенный с топливником котла последний газоход плиты в это время должен быть закрыт.

Горячие газы из топливника для обогрева змеевика сначала поднимаются вверх, омывают часть змеевика над топкой, попадают во второй газоход, опускаются вниз и уходят в дымовую трубу, построенную для топливника змеевика. В 2 м от пола (выше задвижки) оба дымовых канала могут работать независимо друг от друга.

Если змеевик необходимо обогревать горячими газами, идущими от плиты (что допустимо при температуре наружного воздуха до — 5°, когда в помещении приходится поддерживать небольшую температуру), то эти газы сначала направляют под змеевик, а затем — в дымовую трубу, предназначенную для котла. Для этого задвижку за плитой закрывают, а за котлом открывают. Должна быть открыта и задвижка, соединяющая топливник котла с последним каналом плиты.

Для сборки подобной плиты необходимы следующие материалы и приборы (размеры даны в миллиметрах):

две топочные чугунные дверцы — 270X225; две поддувальные чугунные дверцы — 160ХЮ5; две прочистные чугунные дверцы: одна — 160X150, другая — 160X175; две колосниковые чугунные решетки — 180X250, духовой шкаф — 350X350X450; шесть чугунных плит с конфорками (всего три конфорки) и две плиты без конфорок — 660X180; уголок стальной для каркаса — 80X30X4, длиной 2970; три чугунные задвижки; змеевик из газовой и дюймовой трубы длиной 7 м; коллектор из газовой трубы диаметром 2 дюйма, длиной 2000; балка под змеевик из уголка — 20x20x3 и длиной 560; балка тавровая стальная длиной 560, муфта газовая диаметром 2 дюйма.

Для дома площадью 40 м2 необходимо: радиаторов — 10 м2 (из расчета 1 м2 радиатора на 4 м2 площади, поверхность нагрева одной секции равна 0,25 м2), 30 пог. м труб диаметром от 19 до 50 мм, три крана двойной регулировки, расширитель диаметром от 200 до 400 мм.

Температура нагрева воды в котле зависит от температуры наружного воздуха. При температуре наружного воздуха -5° вода нагревается до +60°; при -20° — до +80°; при -30° — до +90°; при -40° — до +95°.

 

ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

В одном случае оно может быть с открытой сетью горячей воды (рис. 209), в другом — с непосредственным забором горячей воды из системы отопления (рис. 210).

При водоснабжении с открытой сетью вода подогревается при помощи змеевика, вмонтированного в закрываемый крышкой бак, который наполняют холодной водой. Проходящая по змеевику горячая вода нагревает холодную.

Этот вариант удобен тем, что при жесткой воде приходится очищать от накипи только наружную поверхность змеевика, находящегося в баке.

Рис. 209. Схема горячего водоснабжения с открытой сетью горячей воды и питанием через бак с шаровым клапаном:

1 — обратная линия; 2 — генератор тепла (котел); 3 — горячая разводящая линия; 4 — расширительный сосуд; 5 — змеевик; 6 — водогрейный бак; 7 — переливная труба; 8 — питательный бачок; 9 — вентили; 10 — душ; 11 — смеситель; 12 — ванная; 13 — линия к водопроводу; 14 — умывальник

Водоснабжение с непосредственным забором воды из системы является более простым, но имеет тот недостаток, что при наличии жесткой воды стенки котла будут быстро обрастать накипью, удаление которой требует времени, умения, а иногда и средств.

В обоих случаях системы пополняют водой из водопровода или вручную. Для удобства заполнения бак горячей воды устанавливают так, чтобы его верх (крышка) находился ниже потолка на расстоянии не менее 300 мм. Вместимость его должна быть 125 — 150 л, что вполне достаточно для семьи, состоящей из шести человек.

На любой системе горячего водоснабжения необходимо поставить вентили для перекрытия воды во время ремонта или других работ.

Рис. 210. Схема горячего водоснабжения с непосредственным водозабором из сети отопления:

1 — обратная линия; 2 — генератор тепла (котел); 3 — горячая разводящая линия; 4 — расширительный сосуд; 5 — питательный бачок; 6 — переливная труба; 7 — душ; в — смеситель; 9 — подключение к водопроводу; 10 — ванна; 11 — умывальник

При монтаже системы горячего водоснабжения главные стояки делают из труб диаметром 2 — 2 1/2 дюйма, а для остальной части системы — 3/4 — 1 1/2 дюйма. Трубы меньших диаметров применяют для удаленных от котла участков. Желательно, чтобы трубы были оцинкованными.

 

ПУСК И РЕМОНТ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Запускают систему отопления в следующем порядке. Перед отопительным сезоном проводят пробную топку. Прежде всего надо тщательно промыть систему свежей водой, предварительно разъединив в двух местах подающую и обратную трубы. К месту разъединения подающей трубы подключают гибкий шланг (резиновый, пластмассовый и т. д.), по которому подается в систему чистая вода, а грязная выходит по обратной трубе. Сливают воду в канализацию или вдали от усадьбы. Промывку повторяют многократно, пока не пойдет чистая вода. Разъединенные места восстанавливают, и систему через обратную трубу медленно наполняют водой. Такой процесс необходим, чтобы в системе не образовались воздушные пробки, препятствующие циркуляции воды. Для удаления пробок приходится спускать воду и повторно заполнять систему.

Воду в системе при пробной топке нагревают до 95 °С, поддерживают ее такой же температуры в течение 1 — 1,5 ч, проверяют, как прогревается система, регулируют систему, ликвидируют пробки, проверяют исправность трубопровода, устраняют различные дефекты.

Перед топкой чистят трубу, удаляя всю сажу и золу. В топку закладывают небольшое количество дров или соломы и прогревают трубу, улучшая тягу.

Если кусковое топливо плохо воспламеняется, то предварительно растапливают сухими дровами, оставляя открытым шибер и поддувальную дверку. После сгорания топлива на колосниковой решетке должен оставаться слой горящих углей, которые разравнивают и накладывают на них толстый ровный слой основного топлива (кусковой торф, каменный уголь, брикеты). Для однородности сгорания топливо сортируют на куски одинакового размера. По мере сгорания добавляют новую порцию топлива и хорошо разравнивают по колосниковой решетке.

Чем равномернее и полнее сгорает топливо, тем оно экономичнее и больше выделяет тепла. Полноту горения определяют по цвету пламени. У дров пламя длинное и прозрачное, у антрацита — белое и короткое. Полнота горения зависит от подачи воздуха к топливу, чистоты колосниковой решетки и зольника, которые надо очищать.

Многие потребители, чтобы система не разрегулировалась, останавливают ее на летний период, оставляют все маховички вентилей и краны у отопительных приборов в том же положении, в каком они находились во время работы отопления.

Ремонт чаще всего сводится к устранению неплотности соединений в трубопроводах и радиаторах. В таких местах приходится развернуть резьбу и заменить льняные пряди, поставив их на масляном сурике. Если у труб сорвана резьба, их необходимо заменить, и лучше всего полностью, так как использование труб, собранных из отдельных кусков, часто приводит к аварии системы.

Трещины и свищи на трубах можно заварить сваркой или же заклеить эпоксидным клеем с последующей обмоткой поврежденных мест двумя-тремя слоями стеклоткани, пропитанной эпоксидным клеем. Конечно, сварка более надежна.

Течи фланцевых соединений устраняют подтяжкой болтов, не допуская перекоса фланцев. Ниппельные соединения радиаторов ремонтируют путем перебора или перепаковки прибора с установкой новых прокладок. Лопнувшие секции радиаторов квалифицированные сварщики заваривают автогенной сваркой, используя электроды или медный сплав. Лучше всего радиаторы заменить.