Виды отопительных систем и их применение. Виды отопительных систем Какие бывают системы отопления

Смешанные типы системы отопления

В этой статье мы рассмотрим, какие бывают системы отопления, но чтобы это сделать, их нужно разделить, по крайней мере, на три вида – это воздушное, водяное и электрическое. Каждый из этих методов делится ещё на несколько типов по виду отопителей, источнику энергии и способу подачи теплоносителя. Причём каждый из способов заслуживает отдельного детального описания, поэтому, для совместного обозрения, мы рассмотрим только общие черты каждого из них.

Воздушное отопление

Воздушные типы отопления включают в себя электрические и газовые конвекторы , а также печное отопление разного типа. По сути, в таких системах нет теплоносителя, и воздух нагревается непосредственно от отопителя.

Конвекторы

• Такие типы систем отопления нагревают помещение при помощи конвекции воздуха , то есть, холодные потоки, проходя сквозь горячие пластины и жалюзи прибора, нагреваются и попадают в комнату. Прибор может быть оснащён вентилятором для принудительного нагнетания воздуха, что способствует быстрому обогреву помещения.

• Похожими функциями обладают и газовые конвекторы , но для их функционирования нужна газовая труба и дымоход для удаления остатков горения. Такие приборы нового поколения не только обогревают помещение, но и греют воду для ГВС, что пока ещё не разработано для электрических аналогов. Конечно, цена такого агрегата будет выше, чем у обычных конвекторов, но материальные затраты окупаются повышенным комфортом.

Печи

• Мы не будем упоминать об обычных , широко известных для большинства жителей частного сектора, а лишь рассмотрим Булерьян. Это канадское изобретение, хотя и запатентовано почему-то в Германии, имеет КПД до 95% и, в зависимости от модификации, может обогреть помещение от 100м 2 до 1000м 2 .

• Такие печи работают исключительно на дровах , и инструкция предусматривает одну загрузку на 7-10 часов (в зависимости от модификации). Учитывая то, что печной корпус огибают трубы, которые, в свою очередь, обшиты кожухом, поверхность отопителя греется не сильно, зато температура воздуха, выходящего из труб, достигает 160⁰C.

Совет. Печи Булерьян очень удобны для загородных домов, куда приезжают изредка, а по приезду нужно быстро обогреть помещение. Тем более что агрегат независим от каких-либо сторонних источников энергии за исключением дров.

Водяное отопление

Для разводки водяного отопления применяются трубы из стали, меди, полипропилена и, реже — из металлопласта . Иногда разные виды материалов комбинируются для удобства монтажа или в интересах повышения КПД.

Котлы

• Водяной тип системы отопления функционирует благодаря отопителям , в роли которых могут выступать обычные печи, электрообогреватели (ТЭНовые и электродные), а также газовые, жидкотопливные и твердотопливные разных модификаций. К тому же, котлы могут быть многотопливными или универсальными, совмещая в одном приборе несколько видов горючего, например, газ-дизель или газ-дизель-электричество-твёрдое топливо.

• Хотелось бы обратить внимание на то, какое бывает отопление с электрокотлами, а точнее, на относительно новый тип обогревателей – электродный . Здесь, по сути, отсутствует теплообменник, и жидкость греется за счёт движения электронов с частотой 50Гц (50 циклов в секунду). ЭОУ могут работать без принудительной циркуляции и при необходимости их легко совмещать с котлами другого типа, либо устанавливать параллельно друг другу в одной системе.

Системы и радиаторы

• Водяной контур может быть однотрубным или двухтрубным , как это видно на фото вверху. Для начала рассмотрим двухтрубную систему, где подача теплоносителя в приборы отопления идёт по одной трубе, а возвращается – по другой. Таким образом, температура воды не зависит от количества радиаторов и лишь незначительно остывает при прохождении через саму трубу, что вовсе незаметно практически. Такая система может быть и с принудительной и с естественной подачей.

• А вот уже зависит от количества радиаторов , потому что теплоноситель, проходя через этот прибор, возвращается в ту же трубу и к следующей батарее вода поступает уже слегка охлаждённой, и так далее. С произвольной подачей воды в однотрубном контуре оптимально устанавливать своими руками не более трёх радиаторов, а если установить циркуляционный насос, то не более пяти батарей на одну трубу.

• Радиаторы по внешнему виду и сборке можно разделить на: колончатые, секционные и панельные , а по материалу – на чугунные, стальные, алюминиевые и биметаллические. Для автономного отопления чугунные батареи использовать нецелесообразно, потому что на низ затрачивается большое количество теплоносителя и, как следствие, потребляемой энергии. В отопительных приборах такого типа существует боковое и нижнее подключение.

Теплый пол

• Система тёплого пола укладывается либо полиэтиленовой, либо металлопластовой трубой, спиралью или змейкой. Если говорить о материале, то металлопласт гораздо экономичнее и удобнее в работе, хотя КПД у них практически одинаково. Чаще всего такие полы укрываются керамической плиткой, хотя бывают и исключения, но в любом случае, труба заливается стяжкой.
• Бывают совмещённые контуры – радиаторы с «тёплым полом» и так как они работают от одного котла, приходится разграничивать температуру теплоносителя. Для этого используют трёхходовые клапаны с сервоприводом.
Преимущество плёночного отопления в том, что его можно монтировать в любой плоскости комнаты – на пол, на стену и на потолок. Такой вид обогрева может быть и основным, и вспомогательным.

Заключение

Выбирая тип отопления для своего дома, вам, прежде всего, следует руководствоваться техническими возможностями здания. Также следует учитывать то, какие энергоносители наиболее доступны в этом районе.

Какие бывают системы отопления и по каким признакам они классифицируются? Нам предстоит ознакомиться как с проверенными многолетней эксплуатацией схемами, применяющимися в частных и многоквартирных домах, так и со сравнительно новыми решениями, которые лишь начинают завоевывать популярность. Итак, приступим.

Водяное отопление

Эти типы системы отопления имеют общую черту: для транспортировки тепловой энергии от источника тепла к отопительным приборам используется жидкий .

Заметьте: вопреки названию, в этой роли не всегда выступает вода.
Применяются также растворы солей, этилен- и пропиленгликоль, отработанное моторное масло.
Они выгодно отличаются от воды куда более низкой температурой замерзания, что позволяет не бояться разморозки труб и батарей.

Водяной тип отопления, в свою очередь, можно классифицировать по длинному ряду признаков.

Источник тепла

В этой роли могут выступать:

• Котельная или ТЭЦ . Теплоноситель транспортируется к дому по двум ниткам теплоизолированной трассы (подающей и обратной); на вводе в дом монтируется элеваторный узел, стабилизирующий температурные параметры отопления за счет вовлечения части теплоносителя в повторную циркуляцию. Главный недостаток схемы — большие потери тепла при транспортировке.

Обратите внимание!
Эти потери оплачиваются конечным потребителем.
Отсюда — множество желающих перейти с ЦО на автономные типы отопления.

• Магистральный газ . Газовый котел обеспечивает минимальные затраты на обогрев (около 70 копеек за киловатт-час тепла). В настоящее время и в ближайшем будущем это самое выгодное решение. Газ в баллонах и газгольдерах обходится заметно дороже — от 1,8 до 2,8 руб/КВт*ч.

• Дрова, уголь . Затраты несколько выше (1,1 — 1,4 руб/КВт*Ч). Главный недостаток — низкая автономность котлов: им требуется периодическая загрузка топлива и удаление золы.
• Котел на дизтопливе , напротив, не требует внимания владельца неделями. В недостатки можно записать необходимость хранения большого количества топлива, запах, высокий уровень шума при работе соляровой горелки и дороговизну тепла (3,2 руб/КВт*ч).
• Наконец, электрокотлы всех видов (ТЭНовые, индукционные и электродные) наиболее удобны в эксплуатации и безопасны. Они не требуют ни частого обслуживания, ни отвода продуктов сгорания. За все хорошее приходится платить; в данном случае — вполне конкретными деньгами из расчета примерно 3,6 — 3,8 рубля за киловатт-час.

Циркуляция теплоносителя

Она может быть естественной и принудительной.

Полезно: практикуется монтаж схем, способных работать в обоих режимах.
В этом случае врезка насоса в розлив большого (от ДУ 32) диаметра снабжается байпасом.
Он нужен, чтобы сужение трубопровода не уменьшало и без того невысокий гидравлический напор в режиме естественной циркуляции.

Направление движения теплоносителя

Оно может быть тупиковым и попутным.

1. Тупиковый тип системы отопления подразумевает, что на разных участках контура теплоноситель движется в противоположных направлениях.
2. Попутное движение означает, что ни в одной точке контура вода, антифриз, масло и т.д. не меняют направления движения на противоположное.

Верхний и нижний розлив

Здесь все просто: схема с верхним розливом предполагает, что лежневка подачи отопления (горизонтальная ветка трубопровода, объединяющая стояки) находится на чердаке, а лежневка обратки — в подвале.

В случае нижнего розлива, соответственно, обе лежневки разводятся по подвалу. Стояки соединяются попарно; каждая пара объединяется перемычкой на верхнем этаже дома или в подвале.

Разводка

Разделяют вертикальную и горизонтальную разводку; термины, думается, понятны интуитивно и в комментариях не нуждаются. Стоит, однако, уточнить, что в реальном мире чаще встречаются комбинированные типы систем отопления. Скажем, в типичном многоквартирном доме стояк представляет собой вертикальную разводку, а вот розливы — горизонтальную.

Подключение отопительных приборов

По этому признаку выделяют однотрубную и двухтрубную схемы.

1. В первом случае розлив представляет собой кольцо между входным и выходным патрубками котла или домовыми задвижками элеваторного узла. Отопительные приборы разрывают его или, что куда разумнее, врезаются параллельно розливу.
2. Вторая схема подразумевает, что каждый радиатор или конвектор — это перемычка между розливами подачи и обратки.

Заметьте: в общем случае двухтрубная схема требует дросселирования каждого прибора и балансировки системы при запуске с помощью дросселей.
Инструкция связана с тем, что иначе вся циркуляция пойдет через ближние к котлу или элеватору приборы, что чревато разморозкой дальних радиаторов.

Экзотика

Какое бывает отопление помимо привычных и широко используемых схем с жидким теплоносителем?

Воздушное

В роли теплоносителя выступает обычный воздух. Поскольку его удельная теплоемкость невелика, приходится транспортировать большие объемы; зачастую системы воздушного отопления совмещаются с вентиляцией.

Решение интересно отсутствием в интерьере отопительных приборов. Главный недостаток — в том, что скрытая прокладка воздуховодов возможна лишь на стадии строительства или капитального ремонта дома.

Наша страна занимает огромную территорию. На значительной ее части отопительный сезон длится половину года, а иногда и больше времени. Такая особенность заставляет подойти очень серьезно к вопросу обеспечения теплом самых разных зданий. Также существует постоянное увеличение стоимости топлива, используемого в котлах для нагрева теплоносителя. Оно предназначается, в свою очередь, для системы отопления, виды которой сегодня бывают разными.

Общие сведения

Для любого человека необходима комфортная температура в помещении, где он обитает. Обычно она находится в пределах от 18 до 22 градусов. Отопительные системы непосредственно позволяют решить этот вопрос. Они нагревают окружающий человека воздух, который передает тепло всем предметам, а также стенам. Несущие отдают его наружу. В результате такого непрерывного процесса приходится постоянно добавлять тепло внутри помещения.

В современных зданиях системы отопления, виды которых бывают разными, в основном состоят из следующих частей:

1. Котла или любого другого теплогенератора. Они могут работать на разных видах топлива.
2. Трубопроводов, предназначенных для доставки тепла потребителю. При этом используются различные теплоносители, которыми могут быть вода и антифризы.
3. Ими являются радиаторы или конвекторы, имеющие разное устройство.
4. Дополнительного оборудования и материалов.

Основные виды схем движения воды

В настоящее время на разных объектах применяют естественную и принудительную схему для устройства системы отопления. Виды различаются между собой по способу циркуляции теплоносителя. Так, при естественной схеме он движется по трубопроводам за счет разницы плотности горячей и холодной воды. Нагретый теплоноситель имеет меньший вес, чем холодный. Горячая вода, прошедшая через котел, как бы выдавливается уже остывшей жидкостью. Во время устройства такой схемы необходимо соблюдать требуемые уклоны для трубопроводов, имеющих увеличенный диаметр, потому что это помогает снизить гидравлическое сопротивление.

В принудительной системе всегда присутствует циркуляционный насос. Это является основным ее отличием. Его применение позволяет создавать отопление в домах при использовании труб, которые имеют меньший диаметр. Насос увеличивает эффективность отдачи тепла, но при этом он не способствует поднятию теплоносителя на какую-либо высоту. За счет него происходит преодоление гидравлического сопротивления, образующегося в трубопроводах.

Однотрубная схема отопления

В таких системах существует только один трубопровод. Он соединяет котлы для отопления и радиаторы в помещениях, которые размещаются последовательно относительно него. Одновременно такой трубопровод является подающим и обратным. Теплоноситель, проходя каждый радиатор последовательно, отдает часть тепла, при этом его температура на последнем приборе будет значительно ниже первоначальной. Чтобы уменьшить такую особенность, в системах применяется обходная трубка (байпас). Она позволяет части теплоносителя не заходить в радиатор. Если здание было спроектировано неграмотными специалистами, то жители на первых этажах ощущают нехватку тепла. В то же самое время люди на верхних уровнях дома испытывают воздействие повышенных температур. При устройстве однотрубных систем существенно экономится материал. Это является основным их плюсом.

Двухтрубная схема отопления

Основной характеристикой такой системы является наличие подающего и обратного трубопровода. Если на объекте создается двухтрубная схема отопления, то радиаторы отопления, цены которых сегодня зависят в основном от материала изготовления, подключаются параллельно. Теплоноситель нагревается в котле и поступает к каждому прибору по подающему трубопроводу, чтобы он вернулся обратно в теплогенератор, используется другая труба. Во время применения такой схемы отопления происходит равномерное прогревание всех подсоединенных радиаторов, но при этом требуется израсходовать больше материала для создания системы.

Коллекторная схема отопления

В такой системе к каждому радиатору подводится отдельный подающий и обратный трубопровод. Перед котлом они группируются при помощи коллекторов. За счет этого существует возможность прокладывать целые трубы, в которых будут отсутствовать соединения. Такая схема актуальна во время скрытой проводки инженерных коммуникаций. Благодаря созданию такой системы отопления, виды которой различаются по способу подключения радиаторов, ее внешний вид получается более привлекательным. Также существует возможность контролировать отопительные приборы из одного распределительного шкафа. При такой схеме исполнения требуется большой расход трубы, а также отсутствует возможность создать систему, которая будет иметь естественную циркуляцию воды. Кроме этого, ее необходимо оснащать дополнительными приборами для повышения безопасности.

Популярные виды системы отопления частного дома

Владельцам загородной недвижимости предоставляется возможность создать автономную схему для снабжения теплом своего здания. За счет нее в доме будет поддерживаться комфортная температура для каждого помещения в отдельности. Человек может не дожидаться, когда начнется или закончится официальный отопительный сезон, так как в частных зданиях устанавливаются индивидуальные котлы для отопления. Их выбор зависит в первую очередь от площади дома и вида топлива. Его определенный тип может не везде быть доступным. Сегодня самыми распространенными видами систем отопления, в зависимости от используемого топлива, являются:

1. Газовое.
2. Электрическое.
3. Дизельное.
4. Твердотопливное.

Расчет требуемой мощности котла

Сегодня на рынке представлены различные теплогенераторы. В некоторых ситуациях великолепно подойдут настенные котлы отопления, в других случаях понадобится установка напольных агрегатов. Чтобы правильно подобрать теплогенератор для установки в частном доме, необходимо знать его мощность. Обычно такая информация становится доступной после выполнения точных расчетов специалистами, но принято считать, что для отопления площади в 10 квадратов требуется 1 киловатт энергии котла. К этому значению следует прибавить около 25%, которые потребуются для Окончательная цифра получается после добавления еще 20%, необходимых на запас мощности теплогенератора. Материалом для изготовления котлов может быть чугун или сталь. Они между собой различаются по цене и весу. Самыми доступными для дач и других частных домов являются настенные котлы отопления, которые работают как от электричества, так и от газа.

Автономное газовое отопление

Безусловно, этот вид отопления является на сегодня самым надежным и удобным вариантом. Кроме того, газ — это экономичный энергоресурс, а такой фактор очень важен для большинства населения страны. Его преимуществом перед другими видами топлива является то, что он экологически чист и всегда имеет высокое качество. Газовое отопление обладает высоким КПД, особенно во время использования в загородных домах. Оборудование для таких систем способно долгое время функционировать без сбоев, а также его легко эксплуатировать. Газ можно использовать не только в летний период года, но также и зимой. Поэтому этот вид топлива очень удобен для людей.

Газ к котлам может доставляться трубопроводами и в баллонах. В последнем варианте используются специальные автомобили, которые обладают хорошей проходимостью и являются маневренными. В настоящее время проблем по его доставке не существует. Хранение сжиженных углеводородов происходит в газгольдерах. Чтобы понизить давление до рабочего, применяется в таких системах редуктор. Природный газ, для которого необходимо строительство специальных трубопроводов, сегодня доступен не всем жителям страны.

Электричество как вид топлива для котла

Если в определенном районе или даже на конкретной улице отсутствует газоснабжение, то в этой ситуации многим владельцам частных домов приходится решать, установить теплогенераторы на твердом топливе или электрокотлы для отопления. Иногда заниматься установкой первого варианта бывает хлопотно и накладно, тогда как во втором случае стоимость будет невысокой. Кроме того, такие котлы не имеют источника открытого пламени. Также для них не требуется выполнять так как отсутствуют продукты горения. Благодаря этому на монтаж расходуется меньше финансов, а также снижаются трудозатраты. Теплогенераторы такого типа во время работы практически бесшумны и очень легко управляются. У многих современных агрегатов КПД достигает 98%. В теплообменнике у них размещается главный рабочий элемент, которым является ТЭН. Также электрокотлы для отопления оснащаются современными регуляторами мощности и датчиками температуры. Такие элементы существенно упрощают их эксплуатацию.

Один из современных способов отопления помещений

Во время устройства теплого пола трубы располагаются в бетонной стяжке, но их также можно разместить в стене под верхним слоем отделочного материала. В такой ситуации получается настенное отопление, которое является отдельным видом обогрева помещений. В этом варианте энергия тепла около 85% передается способом излучения, что обеспечивает комфорт для людей, так как температура воздуха будет меньших значений. Также отсутствует перемещение пыли. Трубопроводы такого вида отопления располагаются петлями, у которых возможен значительный перепад температур, образующихся на входе и выходе. Это значение достигает 15 градусов. В результате чего обеспечивается лучшая теплоотдача. В такой системе можно использовать циркуляционный насос, имеющий меньшую производительность. Трубы в стене укладываются почти с любым шагом. Это становится допустимым из-за отсутствия ограничивающих условий для восприятия комфорта от греющей поверхности. Чаще всего отопление в стенах устраивают совместно с теплым полом или когда последнего не хватает для возмещения всех потерь в помещении.

Современные радиаторы для помещений

Батареи для любой отопительной системы являются неотъемлемой ее частью. Не так давно практически во всех зданиях использовались чугунные радиаторы. Сегодня все изменилось, модельный ряд приборов значительно расширился. Большинство производителей выпускают батареи, которые приспособлены к особенностям климата, где они будут применяться. В настоящее время производятся алюминиевые, медные, чугунные, стальные, биметаллические радиаторы отопления, цены которых формируются в зависимости от используемого материала для их изготовления, а также от типоразмера. Для того чтобы правильно подобрать батарею для любого помещения, необходимо знать площадь для снабжения теплом. Особенно популярными сейчас являются алюминиевые радиаторы. Они имеют очень хорошую теплоотдачу и доступную стоимость для большинства потребителей. Кроме того, батареи такого типа отлично противостоят коррозийным процессам.

Артерии отопительных систем

В настоящее время существует широкий ассортимент трубопроводов. Они изготавливаются из самых разных материалов. Раньше во всех отопительных системах применялись стальные или чугунные трубы. В настоящее время популярны полипропиленовые изделия. Такой материал обладает низкой теплопроводностью, устойчивостью к разным химическим веществам, экологической безопасностью, хорошей гибкостью, легкостью во время выполнения монтажных работ. Благодаря таким качествам созданное полипропиленовое отопление прослужит долгое время на любых объектах. Для него нескоро потребуется совершать ремонт.

Монтаж

Во многом на стоимость отопления влияет сложность установки систем. Независимо от этого, монтаж должен выполняться только профессионалами, потому что это в первую очередь связано с безопасностью людей. Электрическое, газовое или дизельное оборудование должно быть всегда правильно установлено. Если это требование не будет выполнено, то во время эксплуатации могут возникнуть необратимые последствия. Даже во время монтажа обычных радиаторов следует ответственно подходить к таким процессам, особенно когда работы осуществляются в многоэтажных домах. В случае утечки теплоносителя зачастую приходится выплачивать ущерб потерпевшей стороне, которая располагается этажом ниже.

Системы отопления можно делить и классифицировать по-разному, но начать, скорее всего, лучше с источника тепла, или точнее - вида используемого топлива. Итак, системы отопления, в зависимости от вида энергоносителя могут быть:

• Газовые . Газ – относительно недорогой источник энергии (имеется в виду магистральный газ, так как сжиженный газ по стоимости уже сравним с другими источниками энергии). На его основе можно реализовать практически любую схему отопления, от горелки в печи до газовых конвекторов и инфракрасных обогревателей. Основной недостаток газа в том, что не всегда он есть, точнее не всегда есть возможность его провести за приемлемую сумму. Ещё одним недостатком газового отопления является необходимость согласования проекта с газовыми службами.
• Электрические . Электричество так же позволяет реализовать огромное количество вариантов и схем отопления. От подобных газовых схем электрические варианты отличаются простотой установки (сравните монтаж водяного и электрического теплого пола) и соответственно меньшими капиталовложениями. Минусом электроотопления является цена на электричество. Для загородных домов, существенным фактором будет ограничение на потребление электроэнергии, обычно 10–15 кВт (бывает меньше) и невысокое качество электроснабжения (скачки напряжения, кратковременные отключения и пр.).
• Твёрдотопливные (пеллетные, дровяные, угольные). Там где нет магистрального газа, и есть проблемы с электричеством, твердотопливные варианты отопления станут отличным решением вопроса. Современное оборудование для автоматизации и дозирования очень сильно упрощает процесс топки. Общий недостаток для твердого и жидкого топлива, а также для сжиженного газа – то, что топливо придется возить и хранить. Да и цена, относительно магистрального газа, у этих энергоносителей высокая.
• Жидкотопливные (дизтопливо, солярка, легкие сорта мазута). Ещё один вариант для автономного отопления. Современное оборудование, работающее на жидком топливе, обладает довольно высоким КПД, а системы автоматики упрощают управление и снижают расход топлива. Однако, жидкотопливная горелка – сложное и дорогое устройство, что увеличивает капиталовложения. К недостаткам также относятся высокая цена жидкого топлива и необходимость его транспортировки и хранения.
• Комбинированные – системы, в которых для обогрева помещения используются различные виды топлива. Например, радиаторную водяную систему с газовым котлом можно дополнить электрическим теплым полом или инфракрасными обогревателями. Все зависит от конкретных условий, требуемых параметров микроклимата и, конечно, фантазии.

  Сюда же относятся системы с комбинированными (многотопливными) котлами. Такие котлы могут работать на двух, трех и даже четырех видах топлива. Очевидно, что такой котёл увеличивает бесперебойность и автономность системы. Так же очевидно, что стоимость таких агрегатов (и их ремонта) будет существенно выше, и чем больше вариантов топлива, которое может ""съесть"" такой котел, тем выше цена.

• Альтернативные системы используют энергию земли и(или) солнца. Это почти автономные, очень экологичные и экономичные системы отопления. Главные недостатки таких систем – сложность и высокая стоимость проектирования и монтажа.

Конвективное и лучистое отопление

К нему относятся все виды отопления, в которых тепловая энергия передается благодаря перемещению объемов горячего и холодного воздуха. Теплый воздушный поток устремляется вверх, холодный/остывший воздух опускается вниз. Отсюда и основной недостаток конвективного отопления - большой перепад температур в помещении, т.е. высокая температура воздуха под потолком и низкая у пола. Самым ярким примером является отопление с помощью тепловых пушек и тепловентиляторов.

Инфракрасное (лучистое) отопление – вид отопления, при котором тепло передается излучением. Этакое комнатное солнышко. Отопительные приборы размещают непосредственно над или под обогреваемой зоной. Инфракрасные обогреватели – самый ""лучистый’’ вид отопления. Основной недостаток - то, что при неправильном расчете (монтаже) и эксплуатации (длительное использование) можно получить перегрев предметов и тела человека.

Конвективно-лучистое . Большинство отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, теплые полы и стены) являются конвективно – лучистыми, но соотношение конвекции и излучения у всех разное.

При выборе способа отопления важно учесть, что оптимальным и наиболее комфортным считается примерно равное (50/50) соотношение конвективного и лучистого тепла.

Теплоноситель для систем отопления

Теплоноситель - вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. По типу теплоносителя системы отопления можно разделить на водяные (жидкостные), паровые, воздушные и комбинированные. В некоторых случаях теплоноситель отсутствует, например инфракрасное отопление.

Системы водяного отопления

Самый распространенный, на данный момент, вид систем отопления. Отсюда такое количество вариантов, схем, материалов и способов исполнения. Коротко приведем основную классификацию и перейдем к "частным случаям".

Классификация видов систем водяного отопления:

• По способу создания циркуляции:
  
  • С естественной циркуляцией/гравитационные (за счет разности давления в контуре).
  • С принудительной циркуляцией/насосные (с помощью циркуляционного насоса).
• Виды разводки систем отопления:
  
  • Верхняя
  • Нижняя
  • Комбинированная
  • Горизонтальная
  • Вертикальная;
• Виды труб для разводки отопления:
  
  • Стальные трубы
  • Полипропиленовые трубы
  • Металлопластиковые трубы
  • Гофрированная нержавеющая труба
  • Медные трубы
  • PEX-труба (сшитый полиэтилен).
• По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах:
  
  • Тупиковые
  • Попутные;
• По способу подключения приборов отопления:
  
  • Однотрубные
  • Двухтрубные
  • Коллекторные
  • Комбинированные;
• По способу присоединения системы к тепловой сети:
  
  • Независимая
  • Зависимая.

Итак, с классификацией в стиле Википедии мы закончили. Перейдем к более простому и понятному разделению.

Отопительные приборы систем водяного отопления

Отопительный прибор - устройство для обогрева помещения путём передачи теплоты от теплоносителя, поступающего от источника теплоты, в окружающую среду. (Wiki)

По виду этих "устройств" мы получаем самое распространенное разделение систем водяного отопления:

• радиаторное отопление;
• система «теплый пол (стены)»;
• плинтусное отопление;
• инфракрасное водяное отопление;
• комбинированные системы.

Стоит отметить, что такая классификация применима и к электрическим системам без теплоносителя. Но, пока, чуть подробнее рассмотрим водяные системы.

Радиаторное водяное отопление

Первое на что все обращают внимание – это вид радиаторов (батарей) отопления. Не будем их сравнивать в этой статье, просто перечислим:

• Чугунные радиаторы
• Алюминиевые радиаторы (цельные и секционные)
• Биметаллические радиаторы
• Стальные (панельные и секционные) радиаторы
• Каменные и керамические радиаторы
• Гладкотрубные приборы - одна, или несколько соединенных вместе стальных труб.
• Конвекторы

Пожалуй, радиаторное водяное отопление - это самый распространенный вид отопления на территории бывшего СССР. Большая часть централизованных систем отопления выполнена в виде радиаторного отопления. В частном (автономном) варианте такая система может быть реализована на любом энергоносителе, хотя применение альтернативных источников энергии не всегда целесообразно.

Теплый водяной пол

Эта система продолжает набирать популярность, хотя она сложнее в расчете и монтаже, чем та же радиаторная система. По сути, теплый пол - один большой отопительный прибор. Качественными преимуществами теплого пола являются: равномерное распределение температур (не греем потолок, плюс ногам тепло), свободные от радиаторов стены и близкое к оптимальному соотношение лучистого и конвективного тепла.

Теплые стены устроены по тому же принципу что и теплые полы, с некоторыми техническими особенностями. Эта система имеет свои плюсы и призвана решать специфические конструкционные и технические задачи.

Плинтусное отопление

Относительно новая в России система отопления. По утверждению производителей теплоотдача идет в и сторону пола, и в сторону стен. Так же встречается утверждение, что это лучистая система отопления. Это не совсем так, ведь нагрев стен происходит за счет теплого воздуха, поднимающегося от плинтуса, т.е. за счет конвекции. Каждая секция теплого плинтуса – это небольшой конвектор с кожухом. Монтаж секции похож на монтаж обычного радиатора.

Водяное инфракрасное отопление и теплый потолок

Ещё один вариант для инфракрасного обогрева помещения. Обычно такие системы реализуются с помощью водяных инфракрасных обогревателей. Теплый водяной потолок – большая инфракрасная панель, реализованная, как зеркальное отражение системы теплого пола. Преимуществом является то, что такую систему можно использовать для отопления зимой и для охлаждения летом.

Паровое отопление

Сейчас паровое отопление в жилых и общественных зданиях не применяется, из-за травмоопасности (температура пара 130С?). Чаще оно встречается на предприятиях, где пар применяется для производственных нужд или является побочным продуктом производства. Хотя, запрета на применение парового отопления в частных домах нет. Для парового отопления можно использовать все виды энергоносителей, кроме альтернативных (во всяком случае, пока). В качестве отопительных приборов используются радиаторы, конвекторы или трубы. С появлением инфракрасных панелей, возможно, паровое отопление найдет новое применение.

Воздушные системы отопления

К воздушным системам относят системы, в которых теплоносителем является нагретый воздух. Они делятся на централизованные системы и локальные (местные).

Местные системы воздушного отопления

В локальных системах нагревание и подача воздуха производится непосредственно в отапливаемом помещении при помощи отопительных и отопительно-вентиляционных приборов.

По сути, в большинстве местных воздушных систем теплоноситель отсутствует (нет переноса тепловой энергии от источника тепла), поэтому к системам с воздушным теплоносителем их можно отнести лишь условно. Примером локальной системы воздушного отопления являются установленные в каждой комнате тепловентиляторы. Так же сюда относятся тепловые завесы, тепловые пушки и калориферы.

Центральные системы воздушного отопления

В централизованных системах воздух нагревается в воздухонагревательной установке и по каналам подается в помещения. В качестве топлива в таких системах можно использовать все виды энергоносителей. Альтернативные источники энергии используют как дополнительный источник тепла, чтобы сэкономить на отоплении (особенно в межсезонье), т.к. их мощности не хватит на полный обогрев.

Классификация центральных систем воздушного отопления:

По способу циркуляции воздуха:

• Центральная система воздушного отопления с полной рециркуляцией
• Центральная система воздушного отопления с частичной рециркуляцией и вентиляцией
• Прямоточная центральная система воздушного отопления

Последние две могут быть:

• Без рекуперации
• С рекуперацией

По способу нагрева воздуха:

• Системы воздушного отопления прямого нагрева
• Системы воздушного отопления косвенного нагрева.

Достоинством централизованной системы воздушного отопления является то, что в одной системе можно реализовать отопление, вентиляцию, кондиционирование, очистку и увлажнение воздуха.

Системы воздушного отопления «теплый пол» и «теплые стены»

Принцип действия таких систем очень похож на водяные теплые полы (стены), только теплоносителем является воздух. Такие системы довольно экзотичны и встречаются редко. Но что-то в этой идее есть:)

Огневоздушное отопление

К этому виду отопления относятся печное и каминное отопление. В таком отоплении теплоноситель либо практически отсутствует, либо им являются горячие дымовые газы. Примерами тепловых агрегатов служат различного вида кирпичные (русская, шведка, голландка и т.д.) и металлические печи (буржуйки, Булерьян, Профессор Бутаков, «бубафоня», печь на отработке и пр.), открытые и закрытые камины. В зависимости от конструкции агрегата, топить можно практически чем угодно, лишь бы горело.

Системы отопления без теплоносителя

Электрические системы отопления

Большая часть систем без теплоносителя – электрические. В таких системах электрическая энергия, преобразуясь в тепловую, нагревает помещение, а не теплоноситель. К таким системам можно отнести тепловентиляторы и электроконвекторы, однако выше мы их отнесли к местному воздушному отоплению. Более показательными примерами будут электрические теплые полы, панельные инфракрасные обогреватели, инфракрасные излучатели и пленочные инфракрасные нагреватели (ПЛЭН).

Электрические теплые полы

Теплый электрический пол отличается от водяного тем, что его нагревательные элементы - это имеющие два слоя изоляции, экранированные одножильные или двужильные кабели. По сравнению с водяными, электрические теплые полы проще (и дешевле) при монтаже, не требуют дополнительного оборудования, просты в управлении.

Пленочные инфракрасные нагреватели (ПЛЭН)

В основе их работы лежит принцип нагрева элементов из карбона, которые запаяны в полимерную пленку. К характеристикам такой пленки следует отнести: прочность, влагонепроницаемость и термостойкость. Основные достоинства – быстрый монтаж, отсутствие дополнительного оборудования и коммуникаций (только электричество) и легкая регулировка.

Газовые ИК обогреватели и конвекторы

В этих приборах тепло вырабатывается при сгорании газо-воздушной смеси. Поэтому можно отнести их к огневоздушному отоплению без теплоносителя (тепло передается через твердую среду корпуса прибора). Конвекторы из-за способа теплообмена (конвекция) относятся так же к воздушному отоплению. Вот такая перекрестная классификация.

Инфракрасные газовые обогреватели

«Светлые» Процесс горения у светлых излучателей происходит непосредственно на излучающей поверхности, т.е. открыто. Обычно применяются в больших вентилируемых помещениях или на открытом пространстве.

«Темные» Процесс горения у темных излучателей происходит в полностью закрытом пространстве. Принцип таких излучателей состоит в том, что высокотемпературные продукты сгорания газа проходят внутри теплоизлучающих труб. Средняя температура на поверхности трубы составляет 450 - 500 °C.

Отопление помещений — основа нормальной жизнедеятельности человека. Выделяют несколько основных видов отопления — они предназначены для поддержания нормативной температуры воздуха в помещениях различного назначения, комплексы различаются по принципу действия, по общему устройству.

Отопление помещений представляет из себя комплекс, в состав которого входят следующие основные компоненты:

1. Теплогенератор — источник теплоты;
2. Отопительные приборы — радиаторы, конвекторы, регистры, обогреватели, излучатели и так далее;
3. Коммуникации — чаще всего это трубопроводы, электрические кабели, воздуховоды и мак далее.

Источник тела может быть собственным и сторонним. Сторонние источники тепла поставляют теплоноситель с требуемыми параметрами. Автономный котел (теплогенератор) дает возможность разработать и построить систему отопления с независимыми параметрами работы.

Типы отопительных устройств зависят от конкретного вида отопления. Различают несколько основных видов отопления:

1. Электрическое отопление;

Системы автономного и централизованного водяного отопления

Самая часто используемая конфигурация комплекса обогрева помещений — водяное отопление. В качестве теплоносителя в этом случае используется вода. Она обладает отличными теплофизическими характеристиками — теплоемкостью, высокой теплоотдачей, текучестью и другими.

Водяное отопление имеет собственную классификацию и подвиды. По способу циркуляции теплоносителя различают два типа систем:

1. С естественной циркуляцией;
2. С принудительной циркуляцией.

Принудительная циркуляция воды по трубопроводам и отопительным приборам осуществляется с помощью насоса. Естественная циркуляция происходит за счет разницы плотностей воды — горячая вода имеет меньшую плотность, поднимается вверх. Холодный теплоноситель обладает большей плотностью и стремится вниз.

Водяные системы отопления могут быть открытыми (сообщающимися с атмосферой) и закрытыми (герметичными, обладающих определенным внутренним давлением). Давление в закрытых системах поддерживается с помощью мембранных расширительных устройств (баков).

По источнику тепла системы этого типа делятся на два подвида:

1. Автономные;
2. Централизованные.

Централизованные системы отопления подключаются к магистральным трубопроводам теплоснабжающих организаций. По ним поставляется теплоноситель заданных параметров (температуры, давления). Регулирование показателей теплоносителя производится поставщиком в зависимости от температуры воздуха окружающей среды.

Автономные отопительные комплексы состоят из независимого источника теплоты (котла), трубопроводов и отопительных приборов. Источниками теплоты являются котлоагрегаты, работающие на следующих видах топлива:

1. Природный газ;
2. Твердое топливо — древесина, уголь и так далее;
3. Электрическая энергия;
4. Жидкое топливо — сжиженный газ, дизельное топливо и другие.

Выбор типа основного оборудования (котла) зависит от доступности тех или иных топливных ресурсов.

Система парового отопления помещений

Паровое отопление является специфической конфигурацией водяного отопления. В паровые котлы вода подается дозированно насосом с циклическим режимом работы. Определенный объем воды испаряется после нагрева с помощью газовой горелки или ТЭНа. Пар от котла поступает в трубопроводы отопления. Отдавая тепло через стенки приборов и труб, пар конденсируется, собирается в емкости конденсатосборников и возвращается снова в котлы.

Системы отопления для паровых котлов сооружаются только из металла. Паровые комплексы обладают высокой скоростью нагрева, пар разогревается до 170 градусов Цельсия.

Исходная вода для работы котла должна проходить подготовку — очистку от солей жесткости. Рабочие зоны котлов имеют высокие температуры, на их внутренней поверхности соли из неочищенной воды выпадают в осадок. Образуется слой, снижающий эффективность работы оборудования.

Паровые комплексы ввиду своей сложности применяются чаще всего на предприятиях и для производства пара для технологических нужд.

Комплекс воздушного отопления

Воздушное отопление входит в состав приточных систем вентиляции. Воздух из окружающей среды закачивается вентилятором, производится его нагрев в специальном устройстве — калорифере. Нагретый воздух распространяется по помещениям через сеть воздуховодов.

Нагрев в калориферах происходит за счет циркуляции в теплообменном аппарате теплоносителя (воды) от источника теплоты — автономного или централизованной сети. В случае отсутствия такой возможности в качестве нагревательного устройства используется ТЭН (трубчатый электрический нагреватель).

Воздушное отопление обладает рядом достоинств. Перед нагревом воздух проходит через фильтр, очищается от пыли и других примесей. Агрегаты приточной вентиляции могут оборудоваться дополнительными блоками для увлажнения воздуха, очистки от химических примесей, обеззараживания и так далее. Сеть воздуховодов располагают обычно в конструкции потолка — это экономит пространство в помещениях. Отсутствует вероятность протечек из оборудования, которым подвержены водяные схемы обогрева.

Недостатком воздушного нагрева является общий характер регулирования температуры воздуха, осуществляемый на основном блоке установки. Воздух распределяется по помещениям, имея равную температуру во всех зонах.

Способы электрического обогрева

Электрическое отопление реализует в своей работе принцип преобразования электрической энергии в тепловую. В качестве источника теплоты в этих схемах используется:

1. Электрический котел;
2. Отдельные нагревательные приборы.

Электрические котлы работают в системах водяного отопления, имеют общее строение со всеми системами на других видах топлива. Котлы, работающие на электроэнергии, не требуют для установки выполнения проекта, славятся экологической чистотой, не имеют побочных продуктов деятельности (дымовых газов, зольного остатка).

Отдельные приборы электрического отопления представлены различными устройствами:

1. Электрические конвекторы;
2. Тепловые воздушные завесы;
3. Масляные радиаторы;
4. Инфракрасные излучатели;
5. Парокапельные нагреватели;
6. Тепловентиляторы, тепловые пушки.

Модификации нагревателей выбираются исходя из условий эксплуатации, места применения, стоимости и другим показателям.

Отопление различными печами

Печное отопление обычно служит для обогрева небольших площадей или отсутствии возможности сооружения отопления другого вида. Работают печи на твердых типах топлива.

В этом виде отопления отопительным прибором является обычно сама печь. При сгорании топлива ее конструкция разогревается и отдает тепло воздуху. По этому принципу работают русские печи, буржуйки и так далее.

Иногда печи включаются в качестве источника тепла в системы водяного отопления. Ярким представителем, реализующим эту модификацию печного отопления, является печь-голландка. В нее встраивается металлический бак, в котором происходит нагрев воды. Печь этой модели отдает тепло и поверхностью своей конструкции.

Печи обслуживаются в ручном режиме, требуют сооружения дымовой трубы, склада топлива. При некачественном сгорании топлива в помещение может выделиться угарный газ. Достоинством печного обогрева является полная энергонезависимость.