Какие бывают системы отопления: водяное, воздушное, теплый пол и инфракрасное. Виды систем отопления: водяное, воздушное, инновационное Какие есть системы отопления частного дома

Правильный выбор, грамотное проектирование и качественный монтаж системы отопления – залог тепла и уюта в доме в течение всего отопительного сезона. Обогрев должен быть качественным, надежным, безопасным, экономичным. Чтобы правильно подобрать систему отопления, необходимо ознакомиться с их видами, особенностями монтажа и работы нагревательных приборов. Важно также учитывать доступность и стоимость топлива.

Типы современных систем отопления

Системой отопления называют комплекс элементов, используемых для обогрева помещения: источник тепла, трубопроводы, нагревательные приборы. Тепло передается с помощью теплоносителя – жидкой или газообразной среды: воды, воздуха, пара, продуктов сгорания топлива, антифриза.

Системы отопления зданий необходимо подбирать так, чтобы добиться максимально качественного обогрева с сохранением комфортной для человека влажности воздуха. В зависимости от вида теплоносителя различают такие системы:

• воздушные;
• водяные;
• паровые;
• электрические;
• комбинированные (смешанные).

Нагревательные приборы системы отопления бывают:

• конвективные;
• лучистые;
• комбинированные (конвективно-лучистые).

Схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией

В качестве источника тепла могут использоваться:

• уголь;
• дрова;
• электричество;
• брикеты – торфяные или дровяные;
• энергия солнца или других альтернативных источников.

Воздух нагревается непосредственно от источника тепла без использования промежуточного жидкого или газообразного теплоносителя. Системы применяют для обогрева частных домов небольшой площади (до 100 м.кв.). Установка отопления этого типа возможна как при возведении здания, так и при реконструкции уже существующего. В качестве источника тепла служит котел, ТЭН или газовая горелка. Особенность системы заключается в том, что она является не только отопительной, но и вентиляционной, поскольку нагревается внутренний воздух в помещении и свежий, поступающий снаружи. Воздушные потоки поступают через специальную заборную решетку, фильтруются, нагреваются в теплообменнике, после чего проходят через воздуховоды и распределяются в помещении.

Регулировка температуры и степени вентиляции осуществляется с помощью термостатов. Современные термостаты позволяют заранее задавать программу изменений температуры в зависимости от времени суток. Системы функционируют и в режиме кондиционирования. В этом случае воздушные потоки направляются через охладители. Если нет необходимости в обогреве или охлаждении помещения, система работает как вентиляционная.

Схема устройства воздушного отопления в частном доме

Установка воздушного отопления обходится относительно дорого, но его преимущество в том, что нет необходимости прогревать промежуточный теплоноситель и радиаторы, за счет чего экономия топлива составляет не менее 15%.

Система не замерзает, быстро реагирует на изменения температурного режима и прогревает помещения. Благодаря фильтрам воздух в помещения поступает уже очищенным, что снижает количество болезнетворных бактерий и способствует созданию оптимальных условий для поддержания здоровья проживающих в доме людей.

Недостаток воздушного отопления – пересушивание воздуха, выжигание кислорода. Проблема легко решается, если установить специальный увлажнитель. Система может быть усовершенствована с целью экономии и создания более комфортного микроклимата. Так, рекуператор подогревает поступающий воздух, за счет выводимого наружу. Это позволяет сократить энергозатраты на его подогрев.

Возможна дополнительная очистка и дезинфекция воздуха. Для этого, помимо механического фильтра, входящего в комплектацию, устанавливают электростатические фильтры тонкой очистки и ультрафиолетовые лампы.

Воздушное отопление с дополнительными приборами

Водяное отопление

Это замкнутая система отопления, в качестве теплоносителя в ней используется вода или антифриз. Вода подается по трубам от источника тепла к радиаторам отопления. В централизованных системах температура регулируется на тепловом пункте, а в индивидуальных – автоматически (с помощью термостатов) или вручную (кранами).

Виды водяных систем

В зависимости от типа присоединения нагревательных приборов системы делят на:

• однотрубные,
• двухтрубные,
• бифилярные (двухтопочные).

По способу разводки различают:

• верхнюю;
• нижнюю;
• вертикальную;
• горизонтальную системы отопления.

В однотрубных системах подключение отопительных приборов последовательное. Чтобы компенсировать потерю тепла, которая происходит при последовательном прохождении воды из одного радиатора в другой, применяют отопительные приборы с различной поверхностью теплоотдачи. Например, могут быть использованы чугунные батареи с большим количеством секций. В двухтрубных применяют схему параллельного подключения, что позволяет устанавливать одинаковые радиаторы.

Гидравлический режим может быть постоянным и изменяемым. В бифилярных системах отопительные приборы соединены последовательно, как в однотрубных, но условия теплопередачи радиаторов такие же, как в двухтрубных. В качестве отопительных приборов используются конвекторы, стальные или чугунные радиаторы.

Схема двухтрубного водяного отопления загородного дома

Преимущества и недостатки

Водяной обогрев широко распространен благодаря доступности теплоносителя. Еще одно преимущество – возможность обустроить систему отопления своими руками, что немаловажно для наших соотечественников, привыкших полагаться только на собственные силы. Впрочем, если бюджет позволяет не экономить, проектирование и монтаж отопления лучше доверить специалистам.

Это избавит от многих проблем в будущем – протечек, прорывов и т.п. Недостатки – замерзание системы при отключении, длительное время прогрева помещений. Особые требования предъявляют к теплоносителю. Вода в системах должна быть без посторонних примесей, с минимальным содержанием солей.

Для разогрева теплоносителя может использоваться котел любого типа: на твердом, жидком топливе, газе или электричестве. Чаще всего используют газовые котлы, что предполагает подключение к магистрали. Если такой возможности нет, то обычно устанавливают твердотопливные котлы. Они более экономичны, чем конструкции, работающие на электричестве или жидком топливе.

Обратите внимание! Специалисты рекомендуют подбирать котел из расчета мощности 1 кВт на 10 м.кв. Эти показатели – ориентировочные. Если высота потолков более 3 м, в доме большие окна, есть дополнительные потребители или помещения недостаточно хорошо теплоизолированы, все эти нюансы обязательно нужно учесть в расчетах.

Закрытая система отопления дома

В соответствии со СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», использование паровых систем запрещено в жилых и общественных зданиях. Причина – небезопасность этого вида обогрева помещений. Отопительные приборы разогреваются почти до 100°C, что может стать причиной ожогов.

Монтаж сложный, требует навыков и специальных знаний, при эксплуатации возникают сложности с регулированием теплоотдачи, при заполнении системы паром возможен шум. На сегодня паровое отопление используют ограничено: в производственных и нежилых помещениях, в пешеходных переходах, тепловых пунктах. Его преимущества – относительная дешевизна, низкая инерционность, компактность отопительных элементов, высокая теплоотдача, отсутствие теплопотерь. Все это обусловило популярность парового обогрева до середины ХХ века, позже его вытеснило водяное. Однако на предприятиях, где пар используют для производственных нужд, он все еще широко применяется и для обогрева помещений.

Котел для парового отопления

Электрическое отопление

Это надежный и наиболее простой в эксплуатации вид отопления. Если площадь дома не более 100 м, электричество – неплохой вариант, однако обогрев большей площади экономически не выгоден.

Электрическое отопление может использоваться как дополнительное на случай отключения или ремонта основной системы. Также это хорошее решение для загородных домов, в которых владельцы проживают лишь периодически. Как дополнительные источники тепла применяются электрические тепловентиляторы, инфракрасные и масляные обогреватели.

В качестве отопительных приборов используются конвекторы, электрокамины, электрокотлы, силовые кабели теплого пола. Каждый тип имеет свои ограничения. Так, конвекторы неравномерно прогревают помещения. Электрокамины больше пригодны в качестве декоративного элемента, а работа электрокотлов требует значительных энергозатрат. Теплый пол монтируют с заблаговременным учетом плана расстановки мебели, потому что при ее перемещении возможно повреждение силового кабеля.

Схема традиционного и электрического отопления зданий

Инновационные системы отопления

Отдельно следует упомянуть об инновационных системах отопления, приобретающих все большую популярность. Наиболее распространены:

• инфракрасные полы;
• тепловые насосы;
• солнечные коллекторы.

Инфракрасные полы

Эти системы обогрева лишь недавно появились на рынке, но уже стали довольно популярными благодаря эффективности и большей экономичности, чем привычное электрическое отопление. Теплые полы работают от электросети, их устанавливают в стяжку или плиточный клей. Нагревательные элементы (карбон, графит) излучают волны инфракрасного спектра, которые проходят через напольное покрытие, разогревают тела людей и предметы, от них в свою очередь нагревается воздух.

Саморегулирующиеся карбоновые маты и пленку можно монтировать под ножками мебели, не боясь повреждений. «Умные» полы регулируют температуру благодаря особому свойству нагревательных элементов: при перегреве расстояние между частицами увеличивается, растет сопротивление – и температура снижается. Энергозатраты относительно невелики. При включении инфракрасных полов потребляемая мощность составляет порядка 116 Ватт на метр погонный, после прогрева снижается до 87 Ватт. Контроль за температурой обеспечивается за счет термогуляторов, что снижает затраты энергии на 15-30%.

Инфракрасные карбоновые маты удобны, надежны, экономичны, просты в монтаже

Тепловые насосы

Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.

Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.

Принцип работы теплового насоса

Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.

Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.

Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева

Солнечные коллекторы

Солнечные установки представляют собой системы для сбора тепловой энергии Солнца и передачи ее теплоносителю

В качестве теплоносителя может быть использованы вода, масло или антифриз. В конструкции предусмотрены дополнительные электрические нагреватели, которые включаются, если КПД солнечной установки снижается. Существует два основных типа коллекторов – плоские и вакуумные. В плоских установлен абсорбер с прозрачным покрытием и теплоизоляцией. В вакуумных это покрытие многослойное, в герметично закрытых коллекторах создается вакуум. Это позволяет нагревать теплоноситель до 250-300 градусов, в то время как плоские установки способны нагреть его лишь до 200 градусов. К преимуществам установок следует отнести простоту монтажа, небольшую массу, потенциально высокую эффективность.

Впрочем, есть одно «но»: эффективность работы солнечного коллектора слишком сильно зависит от разности температур.

Солнечный коллектор в системе горячего водоснабжения и отопления дома Сравнение систем отопления показывает, что не существует идеального способа обогрева

Наши соотечественники по-прежнему чаще всего отдают предпочтение водяному отоплению. Обычно сомнения возникают лишь в том, какой конкретно источник тепла выбрать, как лучше осуществить подключение котла к системе отопления и т.п. И все же готовых рецептов, подходящих абсолютно всем, не существует. Необходимо тщательно взвесить плюсы и минусы, учесть особенности здания, для которого подбирается система. Если есть сомнения, следует проконсультироваться со специалистом.

Видео: виды систем отопления

Если загородный дом рассчитан не только на периодический приезд св оих хозяев в течение дачного сезона, а на длительное или даже постоянное проживание их в нем , то никак не обойтись без системы отопления. Этот вопрос всегда тщательно продумывается еще на стадии проектирования строительства или реконструкции, учитывается при покупке уже готового жилья.

Вопрос этот – чрезвычайно серьезный , требующий скрупулёзного учета всех имеющихся условий: периодов будущей эксплуатации здания, климатического пояса местности, наличие линий энергоснабжения, инженерных коммуникаций, особенностей конструкции здания, общей расчетной стоимости реализации того или иного проекта. И все же чаще всего хозяева жилья приходят к выводу, что оптимальным решение будет водяная система отопления закрытого типа в частном доме.

В данной публикации будут рассмотрены основные принципы закрытой системы, ее отличия от от крытой, существующие преимущества и имеющиеся недостатки. Будет обращено внимание на основные элементы такой системы с рекомендациями по их выбору, приведены типовые схемы разводки отопительной внутридомовой сети.

Система отопления закрытого типа в частном доме — основные особенности

Частный дом может отапливаться по-разному.

• С давних пор главным источником тепла являлись одна или несколько печей (каминов), каждая из которых отапливала тот или иной участок здания. Недостатки подобного подхода очевидны – неравномерность прогрева, необходимость проводить регулярные топки, следить за процессом горения и т.п .

Печное отопление — это уже «вчерашний день»

В настоящее время этот вид отопления используется все реже, и как правило – при абсолютной невозможности или полной нецелесообразности применения другой, более эффективной системы.

• Система электрического отопления с применением конвекторов или масляных радиаторов – крайне дорогостоящая в эксплуатации из-за высокой цены электроэнергии и ее большого расхода.

Правда, появляются альтернативные способы , в виде плёночных инфракрасных элементов, но они еще не обрели широкой популярности.

• Большинство хозяев частных домов в се же останавливаются на водяном отоплении. Это – проверенная эффективная система, которая, кстати, может работать практически ото всех источников энергии – природного газа, жидкого или твёрдого топлива, электричества, что обуславливает ее полную универсальность – разница только лишь в типе обогревательного котла. Грамотно просчитанная и правильно смонтированная система водяного отопления обеспечивает равномерное распределение тепла по всем помещениям, легко поддается регулировке.

Еще не столь давно основной схемой организации водяного отопления в частном доме была открытая с гравитационным принципом перемещения теплоносителя по трубам и радиаторам.Компенсация термического расширения воды происходила за счет наличия негерметичного , который устанавливался в самой высокой точке всего контура отопительной системы.Открытость бака, безусловно, обуславливает постоянно испарение воды, поэтому возникает потребность постоянного контроля за ее необходимым уровнем.

Перемещение теплоносителя по трубам обеспечивается в этом случае разницей плотности холодной и подогретой воды – более плотная холодная как бы продавливает вперед горячую . Для облегчения этого процесса создается искусственный уклон труб на всем их протяжении, иначе может возникнуть эффект гидростатического напора.

В открытую систему вполне можно врезать и циркуляционный насос – это резко поднимет ее эффективность. Предусматривают в этом случае систему вентилей, чтобы была возможность переключения с принудительной циркуляции на естественную и обратно в случае необходимости, например, при перебоях в подаче электроэнергии.

Система закрытого типа устроена несколько по-другому. Вместо расширительного бака на трубе установлен герметичный компенсационный бак мембранного или баллонного типа. Все термические колебания объема теплоносителя он воспринимает на себя, поддерживая в замкнутой системе один уровень давления.

Главное отличие закрытой системы — наличие герметичного расширительного бака

В настоящее время эта система является наиболее популярной, так как имеет множество существенных преимуществ.

Достоинства и недостатки системы отопления закрытого типа

• Прежде всего, не происходит испарения теплоносителя. Это дает одно важное преимущество – можно использовать в этом качестве не только воду, но и антифриз. Стало быть, устраняется возможность промерзания системы при вынужденных перерывах в ее эксплуатации, например, при необходимости оставить дом на длительный срок в зимнее время.
• Компенсационный бак можно расположить практически в любой точке системы. Обычно для нег предусматривают место прямо в котельной, в непосредственной близости от нагревательного прибора. Эта обеспечивает компактность системы. Расширительный бачок открытого типа нередко располагают в самой высокой точке – на неотапливаемом чердаке, что потребует обязательной его термоизоляции. В системе закрытого типа подобной проблемы не существует.
• Принудительная циркуляция в системе закрытого типа гораздо быстрее обеспечивает прогрев помещений с момента запуска котла. Нет ненужных потерь тепловой энергии в районе расширительного бачка.
• Система отличается гибкостью – можно регулировать температуру нагрева в каждом конкретном помещении, выборочно отключать некоторые участки общего контура.
• Нет столь существенной разницы в температуре теплоносителя на входе и выходе – а это значительно повышает сроки безаварийной эксплуатации оборудования.
• Для разводки отопления можно применять трубы гораздо меньшего диаметра, нежели в открытой системе с естественной циркуляцией без какой бы то ни было потери эффективности обогрева. А это – и существенное облегчение монтажных работ, и значительная экономия материальных средств.
• Система герметична, и при правильном ее заполнении и нормальной работе клапанной системы в ней просто не должно быть воздуха. Это исключит появление воздушных пробок в трубопроводах и радиаторах. Кроме того, отсутствие доступа кислорода, содержащегося в воздухе, не дает активно развиваться коррозионным процессам.

В закрытую систему отопления можно включить и «теплые полы»

• Система обладает высокой универсальностью: кроме обычных радиаторов отопления к ней можно подключать водяные «теплые полы» или же скрытые в поверхности пола конвекторы. К такой системе отопления легко подключается контур подогрева воды для бытовых нужд – через бойлер косвенного нагрева.

Недостатков у закрытой системы отопления немного:

• Расширительный компенсационный бак должен иметь объем больше, чем при открытой системе – это обусловлено особенностью его внутренней конструкции.
• Потребуется обязательная установка так называемой «группы безопасности» – системы предохранительных клапанов.
• Корректная работа закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией зависит от непрерывности подачи электроэнергии. Можно, конечно, предусмотреть, как и при открытом типе, переключение на естественную циркуляцию, но это уже потребует совсем иного расположения труб, что может свести ряд основных преимуществ системы к нулю (например, полностью исключается использование «теплых полов»). Кроме того, резко снизится и эффективность обогрева. Поэтому естественная циркуляция если и может рассматриваться, то лишь как «аварийная», но чаще всего закрытую систему планируют и монтируют именно под использование циркуляционного насоса.

Основные элементы системы отопления закрытого типа

Итак, в состав общей системы отопления закрытого типа для частного дома входят:

— отопительный прибор – котел ;

— циркуляционный насос;

— система разводки труб для передачи теплоносителя;

— расширительный компенсационный бак герметичного типа;

— радиаторы отопления, установленные в помещениях дома, либо другие устройства теплопередачи («теплые полы» или конвекторы);

— группа безопасности – система клапанов и воздухоотводчиков ;

— необходимая запорная арматура;

— в некоторых случаях – дополнительные устройства автоматического контроля и управления, оптимизирующие работу системы.

Отопительный котел

• Самыми распространенными являются . Если к дому проведена газовая магистраль или есть реальная возможность ее проложить, то большинство хозяев безальтернативно отдают предпочтение именно такому способу нагрева теплоносителя.

Газовые котлы — оптимальное решение, если существует возможность их установки

Газовые котлы отличает высокий КПД , простота эксплуатации, надежность и экономичность в плане оплаты энергоносителя. Недостатком их является необходимость согласования проекта установки с соответствующими организациями, так как к такой системе отопления предъявляются совершенно особые требования обеспечения безопасности.

Разнообразие газовых котлов очень велико – можно подобрать напольную или настенную модель, с одним или двумя контурами, простую в устройстве или же насыщенную электроникой, требующую подключения к стационарному дымоходу или снабженную коаксиальной системой отвода продуктов сгорания.

• Их обычно устанавливают в тех условиях , когда газоснабжение дома по каким-либо причинам невозможно. Согласования подобная установка не потребует— главное, чтобы были соблюдены требования электробезопасности и соответствия мощности котла возможностям электрической сети. Подобные отопительные приборы отличает компактность, простота и удобство регулировок.

За системами отопления с электрическими котлами твёрдо установилась репутация «неэкономичных» из-за достаточного высокой стоимости электроэнергии. Это справедливо лишь отчасти – современные электрические отопительные приборы, благодаря новым технологиям нагрева воды, имеют очень высокий КПД , и при надежном утеплении дома не должны слишком обременять бюджет.

Кроме знакомых всем котлов с ТЭНами (которые и правда не слишком экономичны) , активно применяются современные разработки.

«Батарея» из трех электродных котлов

Например, широкое распространение получают , в которых нагрев осуществляется за счет протекания переменного тока непосредственно через теплоноситель (правда, здесь потребуется специально подобранный химический состав воды в системе). Сами по себе такие котлы недороги, но есть определённые проблемы с регулировкой.

Индукционный котел — неприхотливый и весьма экономичный

В таких системах тепло переносит нагретая вода . Она подогревается в котельной, в печи или котле. Отсюда поступает в трубы и радиаторы, которые нагреваются и излучают тепло внутрь комнат.

Возможен вариант обогрева дома без радиаторов. Подобный способ используют в небольших частных домах. В таком случае роль излучателя выполняют трубы.

Ещё один вариант водяного отопления без батарей — водяной тёплый пол . В этой системе водяные трубы бетонируют в пол. Тепло от их излучения аккумулируется в бетонной стяжке, которая излучает его в окружающее пространство.

В системе тёплых полов вода плохо двигается сама по себе, что связано с горизонтальным расположением труб. Поэтому в систему встраивают циркуляционный насос.

Важно! Водяное отопление может быть высокоэффективным или неравномерным. Это зависит от схемы прокладывания труб. Равномерное протапливание всех комнат достигается при коллекторной схеме. Менее равномерный обогрев — при однотрубной и двухтрубной схемах, когда вода движется из одной комнаты в другую последовательно.

Преимущества системы водяного отопления:

• Устройство нагрева может работать на любом энергоносителе: дровах, угле, газу, электричестве или аккумулированной солнечной энергии. Можно установить в систему несколько различных котлов, работающих на разных видах топлива.
• При правильном обустройстве системы обогрева теплоноситель (вода) передвигается сам по себе. Исключение составляют водяные тёплые полы и масляные жидкостные системы. В масляных системах теплоноситель имеет низкие показатели текучести, поэтому медленно движется и также требует работы циркуляционного насоса.

При отсутствии подогрева вода в трубах может остыть и замёрзнуть . Это потребует дальнейшего демонтажа, разборки труб, батарей. Если в доме не предусмотрено постоянное проживание, необходимо слить воду или залить в систему специальную незамерзающую жидкость, техническое масло.

Воздушное

Это один из старых способов обогрева дома, в котором используется тепло от нагретой печи. Стенки и воздуховоды печи нагреваются при горении внутри дров, угля. После чего тепло попадает в окружающее пространство.

Основной нагрев осуществляется посредством печных воздушных ходов — воздуховодов . Их закладывают в центральной внутренней стене помещения.

При прокладывании дымохода в полу помещения и размещении печи в подвале, можно получить конструкцию тёплого пола на угле или на дровах . Ещё один вариант — для обогрева стенок и воздуховодов в печь встраивают газовые форсунки . Таким образом, воздушное отопление также может работать на различных энергоносителях, твёрдом и газообразном топливе.

Преимущества воздушного отопления:

• Используются различные виды энергоносителей : дрова, уголь, пеллеты, отходы пиломатериалов.
• Печь можно сложить из глины и кирпичей. Таким образом, воздушное отопление — самое недорогое обустройство обогрева дома.
• Такой обогрев подходит для систем отопления в домах сезонного проживания: на дачах, в загородных коттеджах.

Недостатки :

• Необходимо уметь «протапливать» печь , не закрывать заслонку дымохода до полного прогорания дров, чтобы не вызвать скопление угарных газов и отравление ими.
• Печь необходимо растапливать, очищать от золы, загружать дрова — на это ежедневно требуется от 1—2 часов. Исключение из правила — твердотопливные котлы длительного горения, в их загрузочную камеру помещается много дров. У них также выше эффективность работы за счёт полного сгорания топлива.

Вам также будет интересно:

Газовое

Это обогрев дома с использованием энергии от сжигания газа. Устройство, в котором сгорает газ, называется газовым котлом.

Преимущества :

• Возможность автоматической работы — дом будет обогреваться без ежедневных трат времени на очистку печи.
• Относительная доступность — газ дешевле электричества.

Недостатки :

• Для подключения требуется газовое снабжение.
• Для установки газового котла нужно отдельное помещение.
• Необходимы периодические проверки системы для обнаружения возможных утечек газа.

Электрическое

Один из самых дорогих вариантов отопления дома. В нём используется энергия разогрева металла , которая образуется в проводах при прохождении по ним электрического тока. Выделяющееся тепло может аккумулироваться бетонной стяжкой, такую систему отопления называют электрическими тёплыми полами, или аккумулироваться жидким теплоносителем, такое отопление называют электрическим водяным.

Ещё один вариант — установка электрических обогревателей. Это устройства, в которых генерируется тепло.

Фото 1. Электрический обогреватель, установленный настенным способом. Прибор подключается к розетке.

Преимущества электрического отопления :

• Возможность периодической работы, использования в домах сезонного проживания. При этом электрополы быстро прогреваются, в помещении становится тепло уже через 1—2 часа.

Недостатки:

• Дороговизна .
• Для подключения электрического котла дома необходимо сделать новый проект электроснабжения , иногда — заменить провода по улице.
• Во многих посёлках и многоэтажных домах электрические провода не рассчитаны на большие нагрузки . Поэтому при большом количестве подключений система электроснабжения выходит из строя.

Инфракрасный плёночный пол

Инфракрасный пол — один из вариантов электрического обогрева. Он работает от розетки. Плёночный пол выпускается в виде ламинированных панелей, внутри которых встроены полосы нагревателя. Внутрь полос впаяны углеродистые пластины, которые при прохождении электричества излучают инфракрасный спектр. Излучение углеродистых элементов обогревает предметы внутри помещения.

Фото 2. Процесс монтажа инфракрасного пола. Поверх него выкладывается ламинат, паркет или линолеум.

Преимущества плёночного пола :

• Удобство и простота монтажа.
• Нет подъёма уровня пола , как при обустройстве водяных или электрических тёплых полов внутри бетонной стяжки.
• Быстрый нагрев.
• При необходимости систему обогрева можно демонтировать и установить в другом помещении.

Газовое, воздушное, водяное и даже электрическое отопление давно стало нормой. Однако есть инновационные методы, о которых в России слышали немногие. Это тепловые насосы и солнечные коллекторы.

Тепловой насос и геотермальные установки — лучшее в плане экологичности

Тепловые насосы — один из самых экологичных видов отопительных систем. Для обогрева домов они используют энергию природных водоёмов , понижая их температуру на несколько градусов и при этом забирая себе некоторое количество тепла. Так тепловые насосы накапливают тепловую энергию, которую после расходуют на обогрев дома.

Тепловые насосы делят:

• На геотермальные — работают на энергии подземных вод или берут тепло из грунта.
• На воздушные — берут тепло из атмосферы.
• На насосы вторичного тепла — обрабатывают канализационные стоки.

Главное преимущество тепловых насосов — их экологичность . Они не создают дыма, копоти, не выделяют угарный газ, не приносят вреда природе и человеку. Их недостаток — высокая цена.

Солнечные коллекторы — современный вариант обогрева

Ещё один вид отопления, который мог бы считаться экологичным, если бы не используемые аккумуляторы со свинцом и электролитом. Здесь энергию для обогрева дома получают через солнечные батареи. Эти элементы устанавливают на крышах строений. При освещении в них вырабатывается электрическая энергия, которая поступает в систему отопления. По сути, солнечный коллектор — один из видов электрического отопления дома.

Одним из главных преимуществ солнечного отопления считался обогрев дома без затрат. Однако это не совсем верно. В процессе эксплуатации нет необходимости тратиться на оплату газа, дров, электричества. Но сама по себе система и её установка требуют значительных денежных вложений.

Фото 3. Солнечные коллекторы, установленные на крыше дома. Устройства должны находиться под таким углом, чтобы лучше всего ловить лучи солнца.

Кроме того, солнечные коллекторы и элементы отопительной системы не являются вечными . Они требуют периодической замены и денежных трат, сравнимых с оплатой электрического обогрева дома.

Комбинированное отопление: преимущества и недостатки, эффективное ли?

Под комбинированным отоплением понимают использование нескольких отопительных котлов и различных видов энергоносителей в одном контуре. Так, вода в радиаторах водяного отопления может подогреваться газовым, угольным или электрическим котлом.

Схема электроотопления дома может быть подключена к общей системе и подпитываться дополнительно солнечными коллекторами. Такое комбинирование различных источников тепла позволяет сделать автономный обогрев частного дома бесперебойным

Какие типы отопительных систем лучше

Чтобы выбрать подходящее отопление для частного жилого дома, надо учитывать различные факторы : стоимость его обустройства, надёжность работы той или иной отопительной системы.

Лучший выбор — комбинированная система , способная отапливать дом от нескольких различных источников тепла.

Выбор системы обогрева определяется наличием энергоносителей . В частном доме может быть установлена любая система. В многоэтажных строениях часто пользуются центральной системой отопления, а при необходимости ставят дополнительные электроприборы.

В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным или лучистым.

К конвективному относят отопление, при котором температура внутреннего воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения, понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине этого по­мещения. Это широко распространенный способ отопления.

Лучистым называют отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия человека в помещении (например, до 18-20 °с вместо 20-22 °с в помещениях гражданских зданий).

Конвективное или лучистое отопление помещений осуществляется специальной технической установкой, называемой системой отопления. Система отопления — это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения здания.

Основные конструктивные элементы системы отопления (рисунок 1):

• теплоисточник ( при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении) — элемент для получения теплоты;
• теплопроводы — элемент для переноса теплоты от теплоисточника к ;
• отопительные приборы — элемент для передачи теплоты в помещение.

Рисунок 1. Схема системы отопления: 1 — теплогенератор или теплообменник и ; 2 — подача то­плива или подвод первичного теплоносителя; 3 — подающий теплопровод; 4 — отопитель­ный прибор; 5 — обратный теплопровод.

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость — антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха.

Текущие (сокращенные) теплозатраты на отопление имеют место в течение почти всего времени отопительного сезона, поэтому теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах. Этого можно достичь путем изменения (регулирования) температуры и (или) количества перемещающегося в системе отопления теплоносителя.

Требования к системе отопления

Санитарно-гигиенические : поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещения во времени, в плане и по высоте при допустимой подвижности воздуха, ограничение температуры на поверхности отопительных приборов;

Экономические: оптимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

Архитектурно-строительные: соответствие интерьеру помещения, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроком строительства здания;

Производственно-монтажные: минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, сокращение трудовых затрат и ручного труда при монтаже;

Эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы, надежность (безотказность, долговечность, ремонтопригодность) и техническое совершенство, безопасность и бесшумность действия.

Деление требований на пять групп условно, так как в них входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации здания.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы отопления здания.

Классификация систем отопления

Системы отопления по расположению основных элементов подразделяются на местные и центральные.

В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три основных элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Теплопереносящая рабочая среда нагревается горячей водой, паром, электричеством или при сжигании какого-либо топлива.

Еще одним примером местной системы отопления могут служить отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены.

В местной системе теплопередача может осуществляться с помощью жидкого или газообразного теплоносителя либо без него непосредственно от разогретого твердого элемента.

Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. В тепловом центре находятся теплогенераторы (котлы) или теплообменники. Они могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания — в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящей котельной) или ТЭЦ.

Теплопроводы центральных систем подразделяют на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы или каналы) и ветви (горизонтальные трубы или каналы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам (с ответвления­ми к помещениям при теплоносителе воздухе).

Примером центральной системы является система отопления здания с собственным тепловым пунктом или котельной, принципиальная схема которой не будет отличаться от схемы на рисунке 1, если отопительные приборы размещены во всех обогреваемых помещениях этого здания.

Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплогенераторы, теплообменники и отопительные приборы системы здесь также разделены: теплоноситель (например, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным и внутренним (внутри здания) теплопроводам в отдельные помещения каждого здания к отопительным приборам и, охладившись, возвращается на тепловую станцию (рисунок 2).

Рисунок 2. Схема районной системы отопления: 1 — приготовление первичного теплоносите­ля; 2 — местный тепловой пункт; 3 и 5 — внутренние подающие и обратные теплопроводы; 4 — отопительные приборы; б и 7 — наружный подающий и обратный теплопроводы; 8 — цир­куляционный насос наружного теплопровода

В современных системах теплоснабжения зданий от ТЭЦ или крупных тепловых станций используются два теплоносителя. Первичный высокотемпературный теплоноситель перемещается от ТЭЦ или тепловой станции по городским распределительным теплопроводамк цтп или непосредственно к местным тепловым пунктам зданий и обратно. Вторичный теплоноситель после нагревания в теплообменниках (или смешения с первичным) поступает по наружным (внутриквартальным) и внутренним теплопроводам к отопительным приборам обогреваемых помещений зданий и затем возвращается в цтп или местный тепловой пункт.

Первичным теплоносителем обычно служит вода, реже пар или газообразные продукты сгорания топлива. Если, например, первичная высокотемпературная вода нагревает вторичную воду, то такая центральная система отопления именуется водоводяной. Аналогично могут существовать водовоздушная, пароводяная, паровоздушная, газовоздушная и другие системы центрального отопления.

По виду основного (вторичного) теплоносителя местные и центральные системы отопления принято называть системами , парового, воздушного или газового отопления.

Теплоносители в системах отопления

Движущаяся среда в системе отопления — теплоноситель — аккумулирует теплоту и затем передает ее в обогреваемые помещения. Теплоносителем для отопления может быть подвижная, жидкая или газообразная среда, соответствующая требованиям, предъявляемым к системе отопления.

Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущественно используют воду или атмосферный воздух, реже водяной пар или нагретые газы.

Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.

Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообразного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов имеют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогревания помещения.

Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускаться непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструкцию и понижает кпд отопительной установки. При этом возникает необходимость решения экологических проблем, связанных с возможным загрязнением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.

Область использования горячих газов ограничена отопительными печами, газовыми калориферами и другими подобными местными отопительными установками.

В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются многократно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды.

Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения — в зависимости от давления, способна сорбировать или выделять растворимые в ней газы при изменении температуры и давления.

Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью, плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выполнения требований, предъявляемых к системе отопления.

Одним из санитарно-гигиенических требований является поддержание в помещениях равномерной температуры. По этому показателю преимущество перед другими теплоносителями имеет воздух. При использовании нагретого воздуха-теплоносителя с низкой теплоинерционностью — можно постоянно поддерживать равномерной температуру каждого отдельного помещения, быстро изменяя температуру подаваемого воздуха, т.е. Проводя так называемое эксплуатационное регулирование. При этом одновременно с ото­плением можно обеспечить вентиляцию помещений.

Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равномерную температуру помещений, что достигается регулированием температуры, подаваемой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько отклоняться от заданной (на 1 -2 °С) вследствие тепловой инерции масс воды, труб и приборов.

При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигиеническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически от­ключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.

Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры наружной поверхности отопительных приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65-70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.

При использовании пара в качестве теплоносителя температура поверхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т.е. Превышает гигиенический предел. При отоплении горячей водой средняя температура нагретых поверхностей, как правило, ниже, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьшении теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя температура поверхности приборов в течение отопительного сезона практически не превышает гигиенического предела.

Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.

При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителями площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.

При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсатопроводов, достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых помещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по сравнению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи приборов, движение его в трубах сопровождается шумом.

При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопительных приборов, совмещать отопление с вентиляцией помещений, достигать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значительные площадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.

Основные виды систем отопления

В настоящее время в россии применяют центральные системы в основном водяного и, значительно реже, парового отопления, местные и центральные системы воздушного отопления, а также печное отопление в сельской местности. Приведем общую характеристику этих систем с детальной классификацией на основании рассмотренных свойств теплоносителей.

При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные). В гравитационной системе (рисунок 3, а) используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля земли возникает естественное движение воды.

В насосной системе (рисунок 3, б) используется насос с электрическим приводом для создания разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.

Рисунок 3. Схемы системы водяного отопления: а — с естественной циркуляцией (гравитационная); б — с механическим побуждением циркуляции воды (насосная); 1 — теплообменник; 2 — подающий теплопровод (т1); 3 — расширительный бак; 4 — отопительный прибор; 5 -обратный теплопровод (т2); 6 — циркуляционный насос; 7 — устройство для выпуска воздуха из системы

По температуре теплоносителя различаются системы низкотемпературные с предельной температурой горячей воды ниже 70 °С, среднетемпературные от 70 до 100 °С и высокотемпературные выше 100 °С. Максимальное значение температуры воды ограничено в настоящее время 150°С.

По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают однотрубные и двухтрубные.

В каждом стояке или ветви однотрубной системы отопительные приборы соединяются одной трубой, и вода протекает последовательно через все приборы. Если каждый прибор разделен условно на две части («д» и «б»), в которых вода движется в противоположных направлениях и теплоноситель последовательно проходит сначала через все части «а», а затем через все части «б», то такая однотрубная система носит название бифилярной (двухпоточной).

В двухтрубной системе каждый отопительный прибор присоединяется отдельно к двум трубам — подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от других приборов.

При воздушном отоплении циркулирующий нагретый воздух охлаждается, передавая теплоту при смешении с воздухом обогреваемых помещений и иногда через их внутренние ограждения. Охлажденный воздух возвращается к нагревателю.

Системы воздушного отопления по способу создания циркуляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением движения воздуха с помощью вентилятора.

В гравитационной системе используется различие в плотности нагретого и окружающего отопительную установку воздуха. Как и в водяной вертикальной гравитационной системе, при различной плотности воздуха в вертикальных частях возникает естественное движение воздуха в системе. При применении вентилятора в системе создается вынужденное движение воздуха.

Воздух, используемый в системах отопления, нагревается до температуры, обычно не превышающей 60 °с, в специальных теплообменниках -калориферах. Калориферы могут обогреваться водой, паром, электричеством или горячими газами. Система воздушного отопления при этом соответственно называется водовоздушной, паровоздушной, элек­тровоздушной или газовоздушной.

Может быть местным (рисунок 4, а) или центральным (рисунок 4, б)

Рисунок 4. Схемы системы воздушного отопления: а — местная система; б — центральная система; 1 — отопительный агрегат; 2 — обогреваемое помещение (помещения на рис. Б); 3 -рабочая (обслуживаемая) зона помещения; 4 — обратный воздуховод; 5 — вентилятор; б -теплообменник (калорифер); 7 — подающий воздуховод.

В местной системе воздух нагревается в отопительной установке с теплообменником (калорифером или другим отопительным прибором), находящимся в обогреваемом помещении.

В центральной системе теплообменник (калорифер) размещается в отдельном помещении (камере). Холодный воздух подводится к калориферу по обратному (рециркуляционному) воздуховоду. Горячий воздух от калорифера перемещается вентилятором в обогреваемые помещения по подающим воздуховодам.

Используемая литература:

1. А.Н. Сканави, Л.М. Махов. Отопление: учебник для студентов вузов. М.: асв – 2002 г – 576 c.

Без качественного отопления в холодную пору года не обойтись. Существуют разные виды обогрева. Но самым распространенным среди всех является тот, где используется вода для отопления помещения. Такая система отличается эффективностью и практичностью. В данной статье будут рассмотрены особенности водяного отопления, его виды и основные неисправности, возникающие при функционировании системы теплоснабжения.

Конструкционные особенности водяного обогрева

Конструкция водяного обогрева представляет собой замкнутую систему. Ее основными элементами являются: котел для водяного отопления, радиаторы и трубопровод. Помимо этого в систему входят блоки безопасности, регулирующая и запорная арматура, дренажно-спускные приборы, воздуховыпускные элементы. Также могут быть подключены циркуляционные насосы для более эффективной работы системы. Надо отметить, что водяные котлы отопления бывают различных конструкций, мощности и могут работать на разном топливе.

Для системы водяного отопления могут использоваться стальные, бесшовные, электросварные трубы с диаметром до 5 см. Трубы должны быть пригодны для работы с давлением в 16 атмосфер и при температуре теплоносителя +250 градусов. Устройство системы является двухпоточным. Имеется два трубопровода. Одна труба является подающей: по ней вода поступает в нагревательный агрегат и отдает тепло. Вторая является обратной: по ней теплоноситель возвращается к нагревательному устройству.

Виды систем водяного отопления

Выделяют такие типы водяного отопления: самотечные и с принудительной циркуляцией. Возможен и комбинированный вариант.

Самотечное водяное отопление

Самотечные системы работают по такому принципу: вода движется от нагревательного котла к батареям и обратно под действием гидростатического напора. Такой напор образуется из-за разницы в плотности нагретого теплоносителя и охлажденного. Когда вода нагревается, она становится легче и поднимается по стояку. От главного стояка движется по разводящим трубам и попадает в радиаторы. А когда остывает – начинает двигаться вниз по обратным трубам и возвращается в тепловой котел, вытесняя уже нагретую воду.

Если дом небольшой, то система водяного отопления с естественной циркуляцией будет наиболее подходящим вариантом.

Принудительное отопление

При принудительной циркуляции, бесперебойное движение воды в системе достигается за счет установки специальных насосов, подключенных к обратному трубопроводу. Как подобрать насос для отопления можно прочитать здесь. Движение теплоносителя происходит из-за разности давлений между прямым и обратным ходом. Больше всего такие системы подходят для многоэтажных домов.

Приведенные виды водяного отопления имеют свои плюсы и минусы. При выборе типа системы нужно учитывать особенности помещения, этажность и ряд других нюансов. Например, для функционирования системы с принудительной циркуляцией необходимо электричество. Поэтому для обеспечения бесперебойной работы конструкции используют источник бесперебойного питания.

Виды теплоносителей для отопительных систем

Системы водяного обогрева отличаются универсальностью, высоким уровнем теплоотдачи, простотой установки и доступностью. В качестве теплоносителя в системах теплоснабжения могут использоваться разные жидкости.

Чаще всего в водяных системах обогрева в качестве теплоносителя используется вода либо антифриз.

Каждая из жидкостей имеет свои достоинства и недостатки, особенности, которые надо знать для обеспечения эффективной работы оборудования. Наиболее доступным видом теплоносителя является вода для системы отопления дома. Она отличается хорошими показателями теплопередачи, низкой стоимостью и отсутствием потребности в частой замене.

Антифриз, как правило, применяют для отопительных агрегатов нового поколения. С таким теплоносителем пропадают проблемы с размораживанием трубопровода. Производят жидкость на основе пропиленгликоля и этиленгликоля. Данные вещества очень токсичны и небезопасны для человека. Для снижения уровня токсичности, повышения теплопередачи используется дистиллированная вода для отопления: ее добавляют в антифриз. Главное – придерживаться необходимого процентного соотношения.

В традиционные теплоносители часто добавляют ингибиторы для растворения накипи на внутренних стенках батареи. Это дает возможность использовать разные виды теплоносителей без вреда для отопительных приборов.

Расчет объема теплоносителя

Надо отметить, что водонагревательные котлы для отопления могут иметь разную мощность. Нужно знать, какой максимальный объем может быть у системы теплоснабжения при определенной мощности котла. Иначе прогрев помещения будет недостаточным, система будет работать неэкономично и малоэффективно. Определяется необходимый объем воды в системе отопления исходя из следующего соотношения: на 1 кВт мощности котла необходимо 15 л теплоносителя.

Возможные неисправности в системе теплоснабжения

Как правило, неисправности водяного отопления проявляются в снижении температуры в отапливаемых комнатах. Конечно, сначала нужно убедиться, что отопление не отключили в связи с проведением профилактических работ либо ремонта.

Причинами понижения температуры могут быть:

• нарушение циркуляции воды;
• неисправность узла управления.

Для выявления того, что именно является причиной плохого обогрева, нужно взять термометр и проверить температуру воды, которая подается в систему. Если температура ниже установленной, вероятно, есть неполадки в узле управления. Если температура соответствует нормативному показателю, то, скорее всего, система неверно отрегулирована либо теплоноситель циркулирует неправильно. Чаще всего проблема плохого обогрева вызвана нарушенной циркуляцией воды.

Поэтому стоит назвать причины, которые приводят к плохой циркуляции:

Если нет определенных знаний и навыков, не нужно пытаться решить проблему самостоятельно. В этом случае, для устранения причины плохого обогрева лучше обратиться за помощью к специалисту.

spetsotoplenie.ru

Водяное отопление дома

1. Виды систем отопления дома

2. Виды отопительных котлов

3. Какие выбрать трубы для отопления?

4. Какие лучше выбрать радиаторы отопления?

5. Монтаж системы отопления частного дома

Всем привет! В данной статье будут рассмотрены следующие вопросы: какие существуют виды систем отопления дома, какие у них достоинства и недостатки, какие бывают отопительные котлы, какие лучше выбрать трубы отопления и радиаторы, а также будет рассмотрена технология монтажа системы водяного отопления дома.

Самой традиционной системой отопления для Россия является водяное отопление, где в качестве теплоносителя выступает вода. Это проверенная временем надежная система, позволяющая наиболее эффективно обогревать дом в самую суровую зимнюю стужу. Поэтому большинство домовладельцев выбирает воду в качестве теплоносителя в системе отопления.

Частные дома и коттеджи строят в основном в отдалении от инженерных коммуникаций, в том числе и центрального отопления. Именно поэтому в частных дома применяют независимые автономные системы водяного отопления дома. В такой системе отопления вода циркулирует в замкнутом контуре трубопроводов. То есть вода, нагреваясь в котле, поступает по трубопроводу в радиатор, там она отдает часть тепла, обогревая помещение и затем по трубопроводу поступает обратно в котел для повторного нагрева, и цикл повторяется снова.

Виды систем отопления дома

Водяные системы отопления бывают трех видов: однотрубная, двухтрубная и коллекторная. Рассмотрим каждую систему отопления поподробнее.

Однотрубная система отопления

В однотрубной или одноконтурной системе отопления все радиаторы подключены последовательно к одной трубе. То есть остывшая в радиаторе вода поступает в трубу отопления, где течет горячая вода, остужая тем самым теплоноситель. И при прохождении через каждый последующий радиатор вода будет терять всё больше и больше тепла. Поэтому однотрубная система отопления не должна быть слишком протяженной, иначе дом будет прогреваться неравномерно.

В однотрубной системе подключение радиатора к трубе отопления может быть трех видов. Первый вид: диагональное подключение – когда с одной стороны входная труба горячей воды подключена к верхней части радиатора, а с другой стороны выходная труба остывшей воды подключена к нижней части. Второй вид: параллельное подключение – когда входная и выходная труба подключены к нижней части радиатора. Третий вид: обратное диагональное подключение – когда с одной стороны входная труба подключена к нижней части, а с другой выходная труба подключена к верхней части радиатора.

На многих информационных ресурсах утверждается, что однотрубная система отопления не имеет возможности регулировки температуры отдельного радиатора и не имеет возможность замены радиатора не отключая всю систему отопления. Но если на входе и на выходе радиатора поставить запорную арматуру (трубопроводных кран) возможности однотрубной систему отопления резко расширятся. Это позволит регулировать температуру радиатора, уменьшая или увеличивая скорость потока входящей в него воды. Кроме того, перекрыв оба крана радиатора (на входе и на выходе) позволит полностью отключить радиатор от системы отопления и в случае протечек в радиаторе, заменить его на новый, не отключая всю систему отопления.

Двухтрубная система отопления

В двухтрубной системе отопления, как можно догадаться из названия, используются две трубы: одна труба подает в радиаторы горячую воду, а другая труба забирает из радиатора охлажденную воду. Благодаря этому осуществляется равномерный нагрев всех радиаторов отопления не зависимо от протяженности трубопроводов.

Как и в однотрубной системе отопления на каждом радиаторе (на входе и на выходе) ставится запорная арматура, регулирующая температуру нагрева радиатора. Также запорная арматура отключит от системы радиатор для его замены, не отключая всю систему отопления.

Единственным недостатком двухтрубной системы отопления является избыточное количество трубопроводов по сравнению с однотрубной системой. Что в свою очередь увеличивает расходы на материалы.

Коллекторная система отопления

В коллекторной системе нагретый теплоноситель из котла подается в коллектор, а уже из коллектора по трубопроводам вода подается в радиаторы отопления. Коллектор представляет собой трубу, которая имеет один вход большого диаметра и несколько выходов малого диаметра. В распределительном щитке как правило стоит один коллектор для подачи воды в радиаторы, а один коллектор для приема остывшей воды. Таким образом каждый радиатор имеет отдельный контур, что позволит регулировать температуру и отключать любой радиатор не затрагивая всю систему. Либо вместо радиатора подключить систему теплых полов.

Недостатком коллекторной системы является огромное количество трубопроводов. Кроме этого к каждому контуру отопления необходимо присоединить циркуляционный насос, т.к. в контуре используются трубы малого диаметра, а прокачать воду по все контурам одним насосом будет практически невозможно.

Из всего вышесказанного следует, что коллекторная система позволяет плавно регулировать температуру в каждой комнате, однако переизбыток трубопроводов и насосов значительно повышает её стоимость. Самым разумным применением коллекторной системы отопления является использование вместо радиаторов систем «теплый пол».

Виды отопительных котлов

Центром всей автономной системы водяного отопления является котел. Главной задачей котла является нагрев теплоносителя. Как правило котел состоит из двух камер: камеры сгорания, в которой сгорает топливо и теплообменника, в котором происходит передача тепла теплоносителю из камеры сгорания.

Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурный котел нагревает воду только для отопления, однако если подключить к нему бойлер косвенного нагрева, то котел сможет нагревать еще и воду для горячего водоснабжения. Двухконтурные котлы имеют два теплообменника: первичный и вторичный. Первичный теплообменник нагревает воду для отопления, а вторичный нагревает воду для горячего водоснабжения. Главным недостатком двухконтурных котлов является то, что два теплообменника не могут работать одновременно. То есть первичный теплообменник для отопления отключается, когда включается кран горячего водоснабжения, и вся энергия расходуется на нагрев вторичного теплообменника.

Также котлы различают по виду топлива, используемого для нагрева теплоносителя. Котлы бывают газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические и комбинированные.

Газовые котлы

Самым малозатратным, а значит наиболее выгодным топливом для отопления дома является газ, которого в нашей стране предостаточно. Беда состоит лишь в том, что газовая магистраль проведена не к каждому участку, а значит использовать газовый котел для отопления дома повезет лишь тем счастливчикам, у которых газовая магистраль находится неподалёку от их жилища. Кроме того, при сгорании газа практически не выделяется вредных веществ и копоти.

Преимущества:

Используется дешевое топливо при максимальном коэффициенте полезного действия;

Не требуется постоянный контроль за подачей газа;

Отсутствие резервуаров для хранения топлива;

Продолжительный срок эксплуатации.

Недостатки:

Для подключения газового котла требуется разрешение соответствующих инстанций;

Полная зависимость отопления дома от газовой службы, если газ отключат, дом замерзнет. Поэтому требуется установка дополнительного котла, работающего на другом виде топлива;

Твердотопливные котлы

Стоимость твердотопливного котла довольно невысока, да и его работа не зависит от отсутствия в доме газа или электричества. Но для обеспечения непрерывной работы твердотопливного котла необходимо регулярно подбрасывать в него топливо (торф, дрова или уголь), а также отчищать зольник от золы.

Преимущества:

Недорогой;

Продолжительный срок службы;

Не зависит от работы коммунальных служб;

Недостатки:

Требует регулярной загрузки топлива и отчистки камеры сгорания от продуктов горения;

Необходимо наличие помещения для хранения твердого топлива;

Требует отдельное помещение для размещения оборудования.

Жидкотопливные котлы

В отличии от твердого топлива подача жидкого топлива может быть автоматизирована. Однако для автоматизации подачи необходимо электричество, с которым могут возникнуть неполадки и отключения. А для того чтобы сделать жидкотопливный котел полностью автономным необходимо иметь в доме альтернативные источники электроснабжения.

Преимущества:

Жидкотопливный котел практически полностью автономен;

Высокий коэффициент полезного действия.

Недостатки:

Требуется наличие большого резервуара для жидкого топлива, который значительно повышает пожароопасность здания;

Требует отдельное помещение для размещения оборудования.

Электрические котлы

Электрические котлы полностью зависимы от наличия электричества в доме, поэтому в доме просто необходим резервный котел, работающий не другом виде топлива, либо иметь альтернативный источник электроснабжения дома. Кроме этого для обогрева большой площади нужен более мощный котел, а котлы мощностью от 6 кВт требуют подключения к трехфазной сети, что не всегда возможно.

Преимущества:

Простой в эксплуатации;

Компактен, не требует наличия отдельного помещения;

Не требует устройства дымохода;

Бесшумный.

Недостатки:

Потребляет большое количество электроэнергии;

Мощные электрокотлы требуют наличия трехфазной сети.

Комбинированные котлы

Комбинированные котлы используются, когда случаются частые перебои в подаче одного из источника энергии: газа, жидкого топлива, электричества. Комбинированные котлы могут поддерживать до четырёх источников энергии.

Преимущества:

Поддержка различных источников энергии.

Недостатки:

Большие габариты;

Большая стоимость.

Чтобы определится с выбором котла требуется сначала произвести все необходимые расчеты по теплопотерям дома. Исходя из этих расчетов определить необходимую мощность котла, а уже затем выбирать наиболее малозатратные источники энергии.

Какие выбрать трубы для отопления?

Следующим важным этапом при проектировании системы водяного отопления является выбор труб для отопления, а точнее материала из которого они изготовлены. Ведь рынок строительных материалов просто пестрит разнообразием видов труб отопления: стальные, медные, полипропиленовые, металлопластиковые, из сшитого полиэтилена, гофрированные трубы из нержавеющей стали. У каждого вида труб имеются свои достоинства и недостатки и ведут они в различных условиях эксплуатации по-разному. Давайте поподробнее остановимся на каждом из них.

Стальные трубы отопления

Стальными трубами в системах отопления послужили человечеству не один десяток лет и зарекомендовали себя как очень надежный вид труб. Стальные трубы прекрасно выдерживают большие нагрузки, как с внешней стороны, так и с внутренней. По температурным характеристикам стальные трубы превосходят многих своих конкурентов. Они выдерживают длительное воздействие высоких температур, кроме этого у стальных труб довольно низкий коэффициент линейного расширения, что позволяет использовать протяженные участки в системе отопления. Однако у стали есть одно свойство, которое можно отнести как к преимуществам, так к недостаткам: оно довольно быстро нагревается и быстро остывает. Поэтому протяженные теплотрассы в обязательном порядке нужно теплоизолировать, чтобы избежать больших потерь тепла от котла до радиатора. Особое внимание нужно уделить теплоизоляции стальных труб, которые не имеют контакта с воздухом отапливаемого помещения (проложены под полом или в стене).

Как известно сталь подвержена коррозии, что существенно снижает срок её эксплуатации. Коррозийные процессы в воде с повышенной кислотностью протекают медленнее, поэтому искусственное повышение кислотности воды с помощью специальных средств повысит срок эксплуатации системы отопления. Также повысит эксплуатационный срок окрашивание труб антикоррозийными составами. На фоне вышеперечисленных недостатков выделяется еще один недостаток – это сложность монтажа. Стальные трубы соединяют двумя способами: резьбовым соединением и сваркой. И то, и другое требует особых знаний и умений, а вероятность протечки в соединениях довольно высока. Но из-за невысокой стоимости многие домовладельцы выбирают именно этот вид труб. Срок эксплуатации стальных труб в системе отопления – 15-20 лет.

Медные трубы отопления

Если же вы желаете смонтировать очень надежную и долговечную систему отопления и денежные средства это позволяют, то безусловно выбор падет именно на медные трубы. Ведь они отлично выдерживают высокие температуры, не подвержены коррозии, обладают высокой прочностью и продолжительным сроком эксплуатации. Однако монтаж системы отопления из медных труб следует доверить только опытному специалисту. Как и в случае со стальными трубами, медные трубы, не контактирующие с воздухом отапливаемого помещения необходимо теплоизолировать. Срок эксплуатации медных труб в системе отопления – 50-100 лет.

Полипропиленовые трубы отопления

Недорогой вид труб с довольно неплохими характеристиками, учитывая их стоимость. Полипропиленовые трубы устойчивы к коррозии и легко монтируются. Однако рабочая температура у полипропиленовых труб составляет 70-90°С, что ограничивает их применение в системе с высокой температурой теплоносителя. Что касается соединения полипропиленовых труб, то тут есть один нюанс: при сварке труб на внутренней поверхности трубы образуется наплыв пластика, что уменьшает внутренний диаметр и соответственно пропускную способность трубы. В дальнейшем это приведет к зарастанию трубы. Кроме этого срок службы полипропиленовых труб не превышает 8 лет.

Металлопластиковые трубы отопления

Металлопластиковые трубы представляют собой алюминиевую тонкую трубу, покрытую снаружи и изнутри пластиком. Также трубу из алюминия перфорируют, чтобы внешний и внутренний слои пластика надежно склеивались между собой, образуя единую конструкцию. Сборка системы отопления из металлопластиковых труб довольно проста, и занимает минимум времени. Кроме всех перечисленных достоинств у металлопластиковых труб существует слабое место - фитинги. Они изготовлены по технологии порошковой металлургии, а значит хрупки и теряют прочность при остывании-нагревании. Трубы гнутся только с использованием трубогиба. Со временем в местах перегибов труб появляются трещины, что в дальнейшем приводит к протечкам. Срок службы металлопластиковых труб 6-8 лет.

Трубы отопления из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен отличается от обычного полиэтилена наличием поперечных связей между молекулами, что повышает общую прочность труб. Трубы из сшитого полиэтилена способны выдержать давление 8-10 атмосфер и температуру до 95 °С. Сшитый полиэтилен обладает молекулярной памятью, что позволяет трубам восстанавливать первоначальную форму после воздействия физических или температурных нагрузках (удар, нагрев). Благодаря этому же свойству места изгиба труб нужно фиксировать, т.к. труба в этом месте стремится выпрямится. Трубы из сшитого полиэтилена стойки к коррозии и химическому воздействию. Внутренние стенки труб гладкие, что снижает гидродинамическое сопротивление. Легкость монтажа обеспечивается фитингами с надвижной гильзой, но для такого соединения нужен специальный инструмент. Сшитый полиэтилен обладает повышенным линейным расширением, что требует устройство компенсаторов в системе отопления. Срок эксплуатации труб из сшитого полиэтилена, как утверждают производители – 30-50 лет.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали

Пожалуй, самый лучший вид труб для отопления из всех описанных выше. Гофрированные трубы из нержавеющей стали выдерживают давление от 15 до 40 атмосфер и гидроудар до 60 атмосфер. Рабочая температура гофрированных труб составляет 150 °С, что позволяет использовать их даже для парового отопления. Благодаря своей надежности гофрированные труб применяют в системах газоснабжения и пожаротушения. Гофрированные трубы из нержавеющей стали легко гнутся без трубогиба, при этом внутренний диаметр остается неизменным. Для монтажа системы отопления из гофрированных труб вам понадобится всего лишь гаечный ключ.

Многие могут возразить, что ребристая внутренняя поверхность гофрированных труб увеличивает сопротивление гидродинамического трения, однако гофротрубы из нержавеющей стали успешно применяют в системах теплых полов и используют вместо радиаторов, где длина труб достаточно большая и всё благодаря гладкой поверхности стальной ленты. Линейные расширения гофротруба, благодаря своей структуре, компенсирует самостоятельно. А нержавеющая сталь защищает трубу от коррозии. Срок эксплуатации гофрированных труб из нержавеющей стали и латунных фитингов не ограничен, срок эксплуатации уплотнительных колец – 30 лет.

Какие лучше выбрать радиаторы отопления?

Радиатор представляет собой прибор, который непосредственно отапливает помещение. Он работает по такому принципу: теплоноситель (вода), задерживаясь в нем, передает через стенки радиатора тепло окружающему его воздуху. При выборе радиатора следует руководствоваться следующими характеристиками радиаторов: теплоотдача, рабочее давление, максимальное давление, а также внешний вид.

Теплоотдача радиатора представляет собой показатель количества тепла, переданного от радиатора в окружающее его пространство в единицу времени и измеряется в ваттах. Так для площади отапливаемого помещения в 10 м2 при высоте потолков не более 3 м с одной дверью и окном требуется 1000 Вт, при этом температура теплоносителя составляет 70 °С. Для углового помещения требуется уже 1,2 кВт, а для углового помещения с двумя окнами понадобится 1,3 кВт. Также в зависимости от вида материала стен и толщины утеплителя суммарная мощность радиаторов в 1 кВт может обогреть разную площадь: от 10 до 25 м2. Для определения точного количества секций радиатора требуется выполнить точный расчет, который лучше доверить специалистам.

Рабочее давление в автономной системе отопления, где теплоноситель нагревается в котле, составляет 1,5- 2 атмосферы. При подключении системы к централизованному отоплению в малоэтажных домах рабочее давление составит 2-4 атмосферы. Это довольно низкие показатели рабочего давления, что позволяет использовать практически любой вид радиаторов.

На рынке сейчас представлены четыре основных вида радиаторов: стальные, чугунные, алюминиевые и биметаллические.

Стальные радиаторы отопления

Довольно надежный вид радиаторов, который выдерживает рабочее давление 6-8 атмосфер, а максимальное давление составляет 13 атмосфер. Температура теплоносителя в стальном радиаторе может достигать 110 °С. Стальные радиаторы обладают привлекательным внешним видом и высокой теплоотдачей. К минусам стальных радиаторов можно отнести незащищенность внутренней поверхности радиатора от коррозии. По стоимости самыми доступными являются стальные панельные радиаторы, а самыми дорогими стальные трубчатые и секционные радиаторы. Срок службы стальных радиаторов составляет 15-20 лет.

Чугунные радиаторы отопления

Чугунные радиаторы выдерживают рабочее давление 8-10 атмосфер, максимальное – 15 атмосфер. Чугунные радиаторы используются еще с советских времен и служат по 40-50 лет. Чугунные радиаторы довольно стойки к коррозии и плохому качеству теплоносителя. Они состоят из секции и позволяют самостоятельно регулировать их количество. Большая масса радиаторов затрудняет монтаж, однако из-за высокой массы повышается тепловая инертность, что сглаживает резкие перепады температуры теплоносителя.

Алюминиевые радиаторы отопления

Такие радиаторы обладают повышенным показателем теплоотдачи, благодаря высокой теплопроводности алюминия и большой площади ребер радиатора. Также, благодаря алюминию, радиаторы обладают небольшой массой, что облегчает их монтаж. Рабочее давление алюминиевых радиаторов составляет 12 атмосфер, а максимальное – 18 атмосфер. Для защиты алюминия от коррозии внутреннюю поверхность радиатора окрашивают полимерными составами, поэтому для системы отопления следует выбирать именно такие радиаторы. Срок службы алюминиевых радиаторов составляет 20-25 лет.

Биметаллические радиаторы отопления

Биметаллические радиаторы сочетают в себе стальной трубчатый каркас, поверх которого нанесена алюминиевая оболочка с ребрами. Благодаря такому сочетанию биметаллические радиаторы выдерживают большое давление: рабочее – 16 атм., максимальное – 40 атм. Также биметаллические радиаторы обладают высокой теплоотдачей. Единственный недостаток таких радиаторов – это высокая стоимость, из-за сложности изготовления. Срок службы биметаллических радиаторов – 25-30 лет.

Монтаж системы отопления частного дома

Монтаж системы отопления дома происходит в следующей последовательности:

1. Установка котла;

2. Монтаж радиаторов отопления;

3. Прокладка труб отопления;

4. Монтаж дополнительного оборудования: расширительного бака, циркуляционного насоса;

5. Соединение труб отопления с радиаторами, котлом, расширительным баком и насосом.

При этом перед монтажом системы отопления должны быть выполнены все подготовительные работы: в стенах и перекрытиях пробурены отверстия для прокладки трубопровода, в местах установки радиаторов должна быть выполнена черновая отделка (штукатурка стен), при скрытой проводке труб отопления в стенах должны быть подготовлены каналы для них и т.д.

Котел отопления, если он работает на жидком или твердом топливе, либо на газе, должен располагаться в отдельном помещении (котельной), к которому предъявляют особые требования в целях безопасности.

Требования, предъявляемые к котельной:

Объем котельной должен составлять не менее 15 м3 плюс 0,2 м3 на 1 кВт мощности котла;

Высота потолков должна быть не меньше 2,5 м;

Стены и пол должны быть облицованы керамической плиткой, т.к. она обладает высокой огнестойкостью

Перекрытия котельной должны быть железобетонными;

В котельной должна быть организована приточно-вытяжная вентиляция. Вентиляция в котельной должна полностью обновлять воздух в котельной три раза в час, при этом к объему приточного воздуха плюсуется объем воздуха необходимый для горения топлива;

В котельной должна быть организована система дымоудаления.

Сам котел крепят к несущей стене на специальные кронштейны, либо ставят на пол, если масса котла слишком большая. В некоторых случаях по котел отопления устраивается отдельный фундамент. Котел должен быть размещен таким образом, чтобы к нему был свободный доступ, при этом от стены до котла должно быть не менее 5 см.

Радиаторы располагают непосредственно под окнами, чтобы холодный воздух, идущий от окон, сразу прогревался радиаторами. Размещать радиаторы отопления следует на расстоянии трех сантиметров от стены и 10-12 см. от пола до радиатора и столько же от радиатора до подоконника. Радиаторы подвешиваются на кронштейны с крюками. Сами кронштейны крепятся к стене дюбелями или анкерами, либо замоноличиваются цементно-песчаным раствором. Крюки закрепляют к стене так, чтобы они располагались между секциями радиатора. Монтаж радиатора контролируют с помощью уровня.

При открытой прокладке трубы отопления фиксируют к стене специальными крепежными элементами. В зависимости от диаметра и вида трубы, а также температуры теплоносителя, крепежи располагают на расстоянии 80-150 см друг от друга.

При скрытой прокладке трубы отопления теплоизолируют, чтобы теплоноситель не терял драгоценное тепло по пути к радиатору. Трубы отопления при скрытой прокладке не заделываются до тех пор, пока не будет произведен первый запуск системы и не будут устранены все протечки.

К системе отопления подключается расширительный бак, чтобы не повредить трубы или радиаторы от избыточного давления в системе. Он уменьшает избыточное давление в системе отопления, предохраняя элементы системы от разрыва и протечек. Расширительный бак имеет внутри диафрагму, в которую закачен под давление воздух. Когда давление в системе превышает давление в диафрагме, вода начинает проникать в пространство между диафрагмой и стенками бака, сжимая воздух внутри самой диафрагмы. Когда давление в системе отопления падает воздух в диафрагме начинает вытеснять из бака воду, повышая тем самым низкое давление в системе. Таким образом происходит автоматическая регулировка давления в системе отопления. Расширительный бак подключают перед циркуляционным насосом, где движение воды и завихрения минимальны.

Для создания необходимой циркуляции теплоносителя в системе отопления устанавливается циркуляционный насос. Обычно его устанавливают на «обратке» перед котлом, т.к. температура теплоносителя здесь не такая высокая как на «подаче». Главное, чтобы направление стрелки на корпусе насоса совпадало с направлением движения воды.

После того как вся система собрана, проводят первый запуск, при котором проверяют систему отопления на наличие протечек.

Хотите получать новые статьи на почту?

Какую выбрать схему для водяного отопления частного дома

При расчетах системы водяного отопления, каждый сталкивается с проблемой подбора оптимального оборудования, выбора способа подключения и прорисовки оптимальной схемы для конкретного частного дома.

Система водяного отопления функционирует посредством нагрева теплоносителя и движением его по магистралям труб к радиаторам во всех комнатах. Система состоит из различного оборудования и прочих элементов, основные из которых:

Виды и особенности схем отопления

Схема водяного отопления выбирается согласно вида котла и некоторых других факторов. Так, если выбранное оборудование не зависит от наличия электроэнергии, стоит остановиться на системе с естественным движением воды. Принцип работы состоит в изменении плотности теплоносителя. Он при нагреве сам поднимается в бачок, который нужно установить в верхнем уровне частного дома (чердачное помещение). Из бака вода течет по трубам и запитывает радиаторы. По мере остывания, вода вытесняется более горячей и попадает в котел, где снова нагревается. Цикл повторяется непрерывно. Данная схема монтируется с учетом некоторых требований
:

• труба большого диаметра, чтобы облегчить движение воды (½ - 2 ½ дюйма);
• трубу расположить под уклоном: на каждый метр трубы – 1 см; - температура нагрева – свыше 55°;
• котел установить ниже уровня входных патрубков батарей, например, в подвале;
• из расширительного бачка сделать сливную трубку для сброса излишков воды.

ВАЖНО: Магистраль, проложенную от котла к бачку, нужно качественно утеплить. Это позволит сократить время остывания воды.

Если проблем с энергообеспечением частного дома нет, стоит остановить выбор на системе водяного отопления с принуждением движения воды по трубам. Теплоноситель продвигается с помощью насоса, который устанавливается перед входом в котел. Такая схема намного проще, нет никаких ограничений относительно типа оборудования или его монтажа. Бачок устанавливается в любом месте.

ВАЖНО: Большинство современных котлов уже имеют встроенный насос и бак. Если приобрести такую модель, монтировать их отдельно не потребуется.

Определившись с видом системы водяного отопления, выбирается оптимальная схема подключения нагревательных элементов:

1. Однотрубная. По периметру частного дома проходит одна магистраль, от которой выходят патрубки к входу и выходу от радиаторов. Теплоноситель подается и возвращается по одной трубе. Недостатком такого способа считается быстрое остывание воды, из-за чего обеспечить полноценный нагрев можно только для небольшого дома.
2. Двухтрубная. Монтируется две магистрали. Движется горячая вода по одной из них для подачи в радиатор, а остывший теплоноситель из батарей по второй возвращается обратно.
3. Коллекторная. Получает все большую популярность, так как позволяет максимально сократить теплопотери и сделать систему водяного отопления более эффективной. От котла выводят по одной трубе в определенное место (центр комнаты, стояк, центральная часть дома), где устанавливается коллектор. Из него выходят несколько труб, каждая из которых подводится к одной батарее, заводится на один из этажей или в одну из комнат частного дома.

vashslesar.ru

Разновидности систем водяного отопления

Чаще всего в качестве отопления используют водяную систему за счет ее эффективности в любых условиях. Их существует несколько видов, отличающихся способом циркуляции и особенностью монтажа.

Система с самоточным движением воды по трубопроводу дает возможность отапливать дома даже в районах, отличающихся нестабильностью подачи электроэнергии, отсутствием магистрального газа и т.д. Для этого необходимо установить энергонезависимый твердотопливный, газовый или иной котел (исходя из доступности топлива). Кроме автономности от энергоресурсов, можно выделить такие преимущества данной системы водяного отопления:

• Беспрерывность работы. Вода движется самостоятельно, исходя из степени нагрева и температуры в помещениях.
• Бесшумность работы.
• Экономичность. Для функционирования системы не устанавливается насос, автоматика и другие устройства.
• Долговечность. Установив радиаторы, не подверженные коррозии, и качественно смонтировав трубопровод, можно продлить срок работы до 50 лет.
• Простота монтажа. Необходимо изучить принцип работы системы и требования, выдвигаемые к монтажу ее элементов

Движение воды по трубам происходит за счет простейших физических законов. Вода, проходя через теплообменник котла, нагревается, из-за чего меняет свою плотность. Она поднимается по стояку в бак, который требуется смонтировать как можно выше. Так как при нагреве жидкость расширяется, возможен ее перелив, поэтому из бака необходимо вывести трубку для слива излишков. Из резервуара теплоноситель поступает в трубопровод. Его нужно смонтировать с уклоном, чтобы жидкость имела возможность продвигаться под своим весом. По магистрали осуществляется подвод теплоносителя к каждому радиатору. Холодная жидкость имеет большую плотность, поэтому опускается вниз и самостоятельно движется к котлу.
К выполнению трубопровода выдвигается ряд требований, которые нужно учесть при монтаже:

1. Труба должна быть широкой. Чем больше диаметр, тем легче происходит движение.
2. Диаметр труб можно выполнить разный: на патрубках котла – 2,5 дюйма, основной стояк – 1,5-2 дюйма, от бака к первым радиаторам – 1-1,5 дюйма, к последним – 1,5-2 дюйма. Такая разница позволит добиться более равномерного нагрева всех комнат. В противном случае более дальние батареи будут нагреваться дольше.
3. Важно смонтировать магистраль таким образом, чтобы избежать по возможности поворотов, изгибов, которые могут стать препятствием или замедлить циркуляцию.
4. Уклон магистрали должен составлять минимум 1 см на метр.

ВАЖНО: Работать система с естественным прохождением по трубам может только при нагреве воды свыше 55°C.

Особенностью работы системы такого типа является саморегулирование скорости циркуляции, исходя из уровня температуры в комнате. Если дом холодный, увеличив мощность котла, можно добиться достаточно быстрой скорости. Она достигается за счет быстрого охлаждения теплоносителя. Чем теплее становится в комнатах, тем медленнее он циркулирует.

Особенности принудительной циркуляции

В сравнении с предыдущей, движение воды в данной системе обеспечивает насос. Поскольку ему требуется лишь создавать циркуляцию, можно подобрать движок мощностью 3,5 куб. м/час (0,4 атм) для дома 100-200 кв.м.
3 Более мощный насос может потребоваться в таких случаях:

• Радиаторы установлены на нескольких этажах дома. Насосу необходимо создавать более высокое давление, чтобы поднимать воду на верхние этажи.
• Дом свыше 200 кв.м с большим количеством батарей. Необходимо обеспечить более высокую скорость циркуляции, чтобы вода не успевала остывать, пока поступит к последнему радиатору.
• Вид трубы. Меньший диаметр трубы создает больше сопротивления для движения воды. Определенные виды материалов, из которых они изготовлены, отличаются более высоким уровнем теплопотерь.

Относительно места монтажа, считается, что лучше установить насос на трубе, по которой возвращается остывший теплоноситель. Его температура в этом случае составит порядка 60-70°C, что несомненно продлит срок службы уплотнителей и резиновых прокладок насоса. Хотя данный тип оборудования предназначен для работы при температуре 90°C. Сама система подразумевает также установку бака, в который будут собираться излишки и из которого подпитывается трубопровод при остывании жидкости. Резервуар можно установить мембранного типа. Это позволит сделать систему «закрытой», т.е. предотвратить доступ кислорода во внутрь. Это решение позволяет выбирать радиаторы, выполненные из алюминия или стали, которые в открытой системе имеют малый срок службы из-за воздействия коррозии. Первые позволяют значительно сэкономить, так как отличаются низкой стоимостью, а вторые – навесить оборудование нестандартного размера и придать интерьеру изящества, выбрав нижний тип подключения.

Система, оборудованная насосом, априори становится энергозависимой. Без отсутствия электричества она не работает. Это предоставляет ряд возможностей:

1. Бак можно установить рядом с котлом, что позволит не проводить стояки труб на верхний этаж. За счет этого, можно провести трубопровод по низу или вмонтировать в пол, не выполняя разводку вдоль стен.
2. Установить котел со встроенным насосом и баком. Это позволит сэкономить на закупке оборудования.
3. Установить котел с автоматикой и различными устройствами защиты, за счет чего можно полностью автоматизировать его работу.

Схемы разводки труб

Независимо от способа циркуляции системы водяного отопления, смонтировать трубопровод можно по таким схемам: с одной или двумя магистралями. Они отличны по устройству и эффективности. Однотрубный способ выполняется так:

1. Магистраль ведется от котла и проходит под каждым радиатором.
2. От нее отводится патрубок, по которому вода заходит в батарею.
3. На выходе радиатора устанавливается отвод в эту же магистраль для выхода остывшей воды.
4. На обоих патрубках стоит установить краны, чтобы иметь возможность отсекать батарею. Это позволит регулировать степень нагрева комнаты или заменить ее, без слива воды из труб.

ВАЖНО: При однотрубной системе можно повысить уровень обогрева конкретной комнаты посредством установки крана на трубе под радиатором. Если его перекрыть, весь горячий теплоноситель будет проходить через батарею.

Данный способ оптимален только для небольшого дома. Для домов больших площадей метод не эффективен. Комнаты, в которых установлены первые от котла батареи, прогреются быстрее, а для остальных потребуется очень много времени, так как к ним поступает уже изрядно остывший теплоноситель. Двухтрубная схема разводки выполняется так:

1. Труба прокладывается от котла по периметру дома под каждым радиатором.
2. От нее в каждую батарею делается ответвление, по которому подается горячая жидкость.
3. Вторая труба монтируется аналогично. К ней подсоединяются патрубки для отвода остывшей жидкости.
4. На патрубках монтируются краны.
5. Трубы подключаются к соответствующим патрубкам котла.

Такой метод более эффективен. Он позволяет горячему теплоносителю подходить к каждой батареи. Холодный же не смешивается с ним, как в предыдущем варианте, из-за чего он остывает значительно медленнее. Из недостатков схемы выделяются затраты на материал, они больше, чем для однотрубной, почти в два раза.

Если же дом более 200 кв. м, обе схемы не смогут полноценно и равномерно его прогреть. В этом случае делают несколько ответвлений (через тройники) непосредственно от котла, направляя их в разные стороны или этажи. Также можно выбрать коллекторную схему. На магистрали от котла устанавливается гребенка с несколькими отверстиями. К ним подключаются трубы, каждая из которых направляется к определенной зоне: на разные этажи, в отдельные комнаты или к каждому радиатору в одном помещении. Преимущество данной схемы в том, что каждый радиатор получит максимально горячий теплоноситель. Конечно, он более затратный с точки зрения расходов на материал.