Виды систем отопления. Каков он, идеальный вариант? Виды систем отопления, их преимущества Какие есть системы отопления

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

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

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

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

Конвективное и лучистое отопление

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

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

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

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

Теплоноситель для систем отопления

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

Системы водяного отопления

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

Классификация видов систем водяного отопления:

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

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

Отопительные приборы систем водяного отопления

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

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

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

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

Радиаторное водяное отопление

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

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

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

Теплый водяной пол

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

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

Плинтусное отопление

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

Водяное инфракрасное отопление и теплый потолок

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

Паровое отопление

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

Воздушные системы отопления

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

Местные системы воздушного отопления

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

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

Центральные системы воздушного отопления

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

Классификация центральных систем воздушного отопления:

По способу циркуляции воздуха:

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

Последние две могут быть:

• Без рекуперации
• С рекуперацией

По способу нагрева воздуха:

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

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

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

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

Огневоздушное отопление

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

Системы отопления без теплоносителя

Электрические системы отопления

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

Электрические теплые полы

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

Пленочные инфракрасные нагреватели (ПЛЭН)

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

Газовые ИК обогреватели и конвекторы

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

Инфракрасные газовые обогреватели

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

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

Мало у кого вызывает сомнение тот факт, что цена на энергоносители со временем будет расти. По прогнозам аналитиков, уже в ближайшие годы можно ожидать повышения тарифов до европейского уровня. В связи с этим вопрос выбора наиболее экономичного варианта теплоснабжения становится все более актуальным. А если учесть, что отопительная система должна не только быть финансово доступной, но и максимально соответствовать современным представлениям о комфортном жилье, альтернатив остается немного.

Теплый пол.

Самое проверенное решение - устройство теплых полов. Теплый пол - не современное изобретение. Еще в Древнем Риме в полах дворцов прокладывали каналы для пропуска горячего воздухом от печей. В первой половине 19 века начали испошользоывать системы водяного отопления. Ну а в наши дни системы теплого пола используются в очень многих зданиях, особенно часто в частных домах и квартирах. Теплые полы чаще всего устанавливают в ванных, кухнях, прихожих, там, где обычно уложена керамическая плитка - материал с хорошей теплопроводностью. Также теплые полы могут быть уложены под паркетом или ламинатом, но все эти материалы хуже чем плитка пропускают тепло, соответственно КПД системы обогрева будет ниже. Кроме этого паркет может рассыхаться, а линолеум или другие полимерные покрытия быстрее изнашиваться под воздействием повышенной температуры теплого пола.

Сейчас есть два основных способа устройства теплого пола - с использованием труб с теплоносителем либо электрических греющих кабелей. У каждого способа есть преимущества и недостатки.

Преимущества электрических теплых полов - быстрая и недорогая установка, которую может осуществить любой строитель, малая толщина "пирога" пола (1-3 см) при монтаже. Однако экономия при установке быстро сойдет на нет из-за дорогой эксплуатации. Электропотребления одного квадратного метра теплого пола 0,15 кВт/ч. Это не так мало, учитывая, почти круглосуточную и круглогодичную работу.

Водяные теплые полы экономичные, но требуют более сложного монтажа, дополнительного оборудования и примерно на 7-10 сантиметров увеличивают стяжку пола. Монтаж следует поручать профессионалам, которые проведут испытания и пусконаладку системы. В загородных домах, где теплый пол может использоваться на больших площадях он имеет огромное денежное преимущество перед электрическим.

Если все упростить, то выбор между водяным и электрическим теплым полом зависит от площади обогрева: если нужно обогреть маленькую площадь - лучше и проще использовать электрический пол, а если обогреть теплыми полами нужно целый дом, то выбор за экономичными водяными теплыми полами.

При кабельном обогреве "теплый пол" в тепло преобразуется электрическая энергия. Обычные провода из меди или алюминия служат для того, чтобы электричество передавать, при этом существует некоторый (очень маленький) коэффициент нагрева, а в кабеле "теплый пол", напротив, нагревательная жила сделана из сплавов высокого сопротивления и главная ее функция – при прохождении через нее электричества – нагреваться.

При обогреве водяным теплым полом источником тепла служит нагретый теплоноситель, как правило, это вода из горячего стояка или из системы отопления, которая проходит по трубам в полу.

При прочих равных обстоятельствах в выборе между теплым полом водяным и теплым полом электрическим аргументом в защиту электрического пола служит следующий довод: не надо устанавливать водяной насос для принудительной циркуляции воды по трубам в полу. Ведь для того, чтобы получить относительно низкую температуру пола при работе водяного теплого пола, нужен смесительный узел, а он не может функционировать без водяного насоса. Смонтировать же водяной теплый пол с естественной (гравитационной) циркуляцией теплоносителя достаточно проблематично, к тому же площадь теплого пола при такой конструкции будет невелика.

Есть также любопытное мнение медиков по проблеме слишком теплого водяного пола: из-за большой теплоотдачи такой теплый пол на кухне может "перевесить" все отопление в квартире. Как результат – слишком тепло, и, что гораздо страшнее, – слишком сухо. Влажность может падать зимой до 10-15%. А это чревато пересыханием слизистой носоглотки и однозначными ОРЗ. «Все хорошо, что в меру», – говорят врачи.

Однако при всех очевидных плюсах и теплый пол электрический не лишен своих недостатков, а именно:

Повышение расходов на оплату электроэнергии;

Наличие незначительных электромагнитных излучений.

Что касается электромагнитных излучений, то они действительно есть. Вопрос только в их количестве. Двужильный теплый пол выделяет излучений гораздо меньше, чем одножильный теплый пол.

Сокращение излучений происходит за счет того, что в двужильном нагревательном кабеле проходит вторая питающая жила и электрические потоки, идя как бы навстречу друг другу, гасят встречные колебания. В тонком теплом полу (нагревательном мате) встречные колебания гасятся за счет близкого расположения соседних витков (шаг 5 см).

Таким образом, можно обобщить все вышесказанное так:

Основные достоинства водяного теплого пола:

Возможность обогрева больших площадей малыми средствами;

Единовременные затраты при установке и существенная экономия в оплате электроэнергии в дальнейшем.

Основные недостатки водяного теплого пола:

Конструктивные сложности при монтаже;

Необходимость применения водяного насоса;

Сложность управления температурой пола;

Снижение давления в стояке;

Некоторая вероятность протечки и трудность ее поиска;

Административные сложности и запреты.

Основные достоинства электрического теплого пола:

Визуальное отсутствие отопительных приборов;

Возможность установки в типовых квартирах без применения специального оборудования;

Равномерный прогрев пола по всей площади;

Легко контролируемый и физиологически оптимальный прогрев помещения;

Простота и дешевизна регулирования температуры пола;

Возможность локального поиска и ремонта неисправности.

Основные недостатки электрического теплого пола:

Высокие расходы на оплату электричества;

Наличие некоторого количества электромагнитных излучений.

Радиаторные системы отопления.

Основные схемы радиаторных систем отопления.

Водяное радиаторное отопление получило в настоящее время наибольшее распространение. Опыт эксплуатации водяных радиаторных систем показал их высокие гигиенические и эксплуатационные показатели. Радиаторные системы водяного отопления обладают высокой надежностью, бесшумны, просты и удобны в эксплуатации, могут иметь значительную протяженность. По вертикали радиус действия системы определяется гидростатическим давлением. Особое значение получило водяное отопление с развитием централизованного теплоснабжения и теплофикации.

Системы водяного отопления радиаторами классифицируются по нескольким признакам. По способу создания циркуляции водяные радиаторные системы делятся на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с искусственной циркуляцией (насосные ). В системах с естественной циркуляцией движение воды осуществляется за счет разности плотностей горячей воды, поступающей в систему, и охлажденной воды после нагревательных приборов.

Рис. 1. Система водяного отопления с естественной циркуляцией.

2 - расширительный бак;

3 - отопительные приборы.

В системах с искусственной циркуляцией движение воды происходит за счет перепада давления создаваемого насосом.

В зависимости от схемы соединения труб с нагревательными приборами системы водяного отопления делятся на двухтрубные и однотрубные . В двухтрубной системе (рис. 2, 3) каждый нагревательный прибор присоединяется к двум трубам: по одной подводится горячая вода, а по другой уходит охлажденная вода, при этом все отопительные приборы оказываются принципиально паралельны и равноправны по отношению друг другу. В однотрубных системах отопления (рис. 4, 5) нагревательные приборы одной ветви соединяются одной трубой так, что вода последовательно перетекает из одного прибора в другой.

В зависимости от места прокладки магистральных трубопроводов системы подразделяются на системы с верхней разводкой (см. рис. 2), если горячая магистраль прокладывается выше нагревательных приборов, и системы с нижней разводкой (см. рис. 3), когда горячая и обратная магистрали лежат ниже приборов.

Рис. 2. Двухтрубная вертикальная система водяного отопления с верхней разводкой.

1 - подающая магистраль;

2 - подающий стояк;

3 - стояк обратной линии;

4 - регулирующий кран.

На рисунке 2 приведена схема вертикальной двухтрубной системы отопления с верхней разводкой с односторонним и двухсторонним присоединением нагревательных приборов. Горячая вода из теплового пункта подается в главный стояк, затем по горизонтальной магистрали разводится к стоякам и от них к нагревательным приборам. Охлажденная вода из нагревательных приборов собирается в общий обратный стояк и далее через обратную магистраль поступает в тепловой пункт. Горизонтальные магистрали прокладываются с уклоном 0,002. Уклоны горизонтальных труб должны обеспечить выход воздуха из системы к верхним точкам, где он будет удален через воздухоотводчик.

По расположению труб, соединяющих нагревательные приборы, системы делятся на вертикальные , когда приборы присоединяются к вертикальному стояку (рис. 3), и горизонтальные (рис. 6, 7), когда приборы присоединяются к горизонтально расположенным трубопроводам.

Рис. 3 Двухтрубная вертикальная система водяного отопления с нижней разводкой.

1 - подающая магистраль;

2 - подающий стояк;

3 - стояк обратной линии;

4 - краны у приборов;

5 - нагревательные приборы;

6 - выпуск воздуха;

7 - обратная магистраль.

В системе с нижней разводкой магистральная линия располагается в нижней части системы. Движение воды по стоякам происходит снизу верх. Удаление воздуха из системы осуществляется через воздушные краны, устанавливаемые на верхних нагревательных приборах, или с помощью автоматических воздухоотводчиков, устанавливаемых на стояках или специальных воздушных линиях.

Рис. 4. Схема однотрубной системы отопления с верхней разводкой.

Рис. 5. Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой и П-образными стояками.

1 - подающая магистраль;

2 - нагревательный прибор;

3 - трехходовой кран;

4 - выпуск воздуха;

5 - регулирующий кран;

6 - обратная магистраль.

Рис. 6. Схема горизонтальной однотрубной системы отопления.

2 - нагревательные приборы;

3 - регулирующий кран;

4 - выпуск воздуха;

5 - обратная магистраль.

Однотрубные системы в настоящее время применяются довольно широко, особенно в зданиях повышенной этажности. По сравнению с двухтрубными системами длина труб однотрубной системы составляет 70-75 %. Однотрубные системы выполняются с верхней и с нижней разводкой. Кроме того, они подразделяются на три типа в зависимости от способа подключения приборов: проточные, проточные с нерегулируемым байпасом и проточные с регулируемым байпасом. Выпуск воздуха производится в верхних точках системы через автоматические воздухоотводчики или ручные краны.

Рис. 7. Схема горизонтальной двухтрубной системы отопления.

2 - нагревательные приборы;

3 - регулирующий кран;

4 - выпуск воздуха;

5 -регулирующая арматура;

6 - обратная магистраль.

Горизонтальные схемы применяются в зданиях большой протяженности. Магистрали горизонтальных схем прокладываются в удобных местах, обычно во вспомогательных помещениях. Горизонтальные системы бывают однотрубными и двухтрубными.

Рис. 8. Схема горизонтальной двухтрубной коллекторной системы отопления.

Системы с искусственной циркуляцией могут выполняться по нескольким схемам в зависимости от источника теплоснабжения.

Расчетная температура горячей воды в системах отопления жилых, общественных и административных помещений принимается равной 95 0С, в детских и лечебных учреждениях 85 0С. Температура обратной воды принимается обычно 700С.

В зависимости от источника теплоснабжения система может быть с индивидуальной котельной с общим теплоснабжением. При теплоснабжении от общей котельной или ТЭЦ применяются три схемы: независимая с тепловым узлом, со смешением воды, зависимая прямоточная.

Рис. 9. Схема системы отопления с индивидуальной котельной.

2 - циркуляционный насос;

3 - отопительный прибор;

4 - выпуск воздуха.

Рис. 10. Схема независимой системы отопления с тепловым узлом.

1 -тепловой узел;

2 - циркуляционный насос;

3 - нагревательные приборы;

4 - выпуск воздуха.

В независимой схеме вместо водогрейного котла устанавливается теплообменник, обогреваемый первичной водой из тепловой сети.

Рис.11. Схема зависимой системы отопления со смешением воды.

1 - подающая и обратная магистрали;

2 - подмес из обратной линии;

3 - нагревательные приборы;

4 - выпуск воздуха.

Зависимая схема со смешением воды применяется, когда необходимо ограничить температуру в системе отопления, но нет необходимости ограничивать давление.

Рис.12. Схема зависимой прямоточной системы отопления.

2 - выпуск воздуха;

3 - нагревательные приборы.

Зависимая схема применяется, когда нет необходимости ограничивать ни температуру, ни давление. Зависимые схемы проще, однако, регулирование системы отопления определяется регулированием тепловых сетей. Поэтому предпочтительнее системы с индивидуальной котельной или с индивидуальным тепловым пунктом.

При выборе схемы системы предпочтение отдается коллекторной поэтажной разводке, а также ее комбинациям с однотрубной (реже двухтрубной). Практически обязательным является создание принудительной циркуляции в системе, что достигается установкой одного или нескольких циркуляционных насосов. Это позволяет уменьшить разность температур теплоносителя на входе и выходе сети системы и тем самым повысить эффективность и регулируемость нагрева, а также избежать лишнего расхода материалов, упростить систему, сделать ее более компактной.

При расчете отопительных приборов необходимо помнить, что применение декоративных щитов снижает эффективную теплоотдачу в среднем на 10%.

При монтаже оборудования систем отопления, водоснабжения и канализации в помещениях необходимо соблюдать правильность расположения элементов в пространстве. Существуют общепринятые нормы, регламентирующие соответствующие размеры. Предпочтительно следование им во всех случаях, когда заранее не оговорены особые условия, связанные, как правило, с оригинальными дизайнерскими решениями или настойчивым желанием заказчика.

Распределительные шкафы системы отопления, как правило, располагаются на уровне пола соответствующего этажа (нижняя грань) – за исключением шкафа, устанавливаемого в котельной, который чаще всего поднимается выше уровня котла.

Схемы водоснабжения индивидуальных домов.

Существует две группы схем водоснабжения индивидуальных жилых домов:

Водоснабжение при подключении к централизованным водосистемам;

Создание местной (децентрализованной) системы водоснабжения.

Естественно, первая версия более простая, надежная, но есть маленькая заминка: не очень часто мы можем встретить вблизи загородного дома централизованный водопровод со всеми атрибутами (очистными сооружениями, насосной станцией и т.п.). Но если вам повезло, рассмотрим и этот случай. Но обратите внимание даже на одну важнейшую деталь: главное условие, при котором в вашем загородном доме может быть установлен водопровод – наличие возможности для сброса и обеззараживания сточных вод: водопровод и канализация неразделимы (в общем, должен быть полный комфорт).

1.
2.
3.

Существуют различные виды систем отопления частного дома. Но все их можно поделить на три вида: воздушные, электрические и водяные. Каждая из них делится на несколько типов в зависимости от обогревателя, источника энергии, способа подачи теплоносителя.

Все виды системы отопления частного дома имеют свои характеристики, поэтому, прежде чем выбрать один из них, нужно внимательно ознакомиться с их особенностями. Как выглядят современные отопительные системы, можно посмотреть на фото.

Воздушное отопление в частном доме

К такому типу относят газовые и электрические конвекторы, печи разного вида. В данных устройствах нет теплоносителя, и воздух в помещении обогревается непосредственно от них.

Данные виды систем отопления прогревают комнату благодаря конвекции воздуха. Это происходит следующим образом: холодные потоки, проходя через жалюзи и горячие пластины прибора, нагреваются и проникают в помещение. Приборы могут иметь вентилятор, который принудительно нагнетает воздух и способствует быстрому прогреву комнаты.

Похожие функции имеют и газовые конвекторы, однако для их работы требуется газовая труба и дымоход для удаления продуктов сгорания. Устройства, созданные с учетом новых технологий, позволяют не только отапливать дом, но и нагревать воду для бытовых нужд (детальнее: " "). Среди воздушных обогревателей такого типа электрических устройств не существует.

До сих пор большой популярностью пользуются печи. Причем, современные устройства имеют высокий КПД. Например, печь Булерьян имеет КПД 95%, и в зависимости от модификации, способна обогревать дом площадью 100-1000 «квадратов». Работают такие приборы на дровах, одной загрузки топлива хватает на 7-10 часов (прочитайте: " ").

Корпус печи огибают трубы, обшитые кожухом. Поверхность прибора нагревается не сильно, зато воздух, выходящий из труб, достигает температуры 160 градусов. Такие печи очень удобны для отопления частных домов, дачных строений, куда приезжают нечасто, так как позволяют быстро нагреть воздух. В то же время, они не зависят от источника энергии, не считая дров.

Водяные системы отопление

Несмотря на то, что существуют другие виды отопительных систем, которые во многом удобнее, водяные все же являются одними из самых распространенных в городе. Причем ими пользуются как в многоэтажных зданиях, так и в домах частного сектора.

Для разводки используют трубы из меди, стали, полипропилена, металлопласта. Иногда комбинируется несколько материалов с целью увеличения КПД или повышения удобства монтажа. Существуют разные виды отопления в частном доме, основанные на разводке труб. В качестве основного устройства используются котлы и радиаторы, а также системы «теплого пола».

Основной частью водяной системы отопления выступает котел (газовый, твердотопливный, жидкотопливный), печь, электрический обогреватель (электродный или ТЭНовый). Модификация этих устройств бывает различной. Встречаются многотопливные и универсальные модели, которые могут использовать разные виды топлива, например, газ и дизель или дрова и газ.

Недавно появился новый тип электрических обогревателей – электродный. В такой разновидности систем отопления отсутствует теплообменник, а жидкость нагревается благодаря движению электронов со скоростью 50 Гц, что составляет 50 циклов в секунду. Такие устройства могут работать без принудительной циркуляции, а в случае необходимости их можно совмещать с котлами иного типа, или же устанавливать в одной системе параллельно друг другу.

Водяные контуры бывают однотрубными и двухтрубными. В двухтрубных системах теплоноситель подается в отопительные приборы по одной трубе, а возвращается по другой. В этом случае температура воды не зависит от числа радиаторов и лишь немного понижается при прохождении через трубу, что практически не сказывается на эффективности отопления. В таких системах подача воды может быть принудительной или естественной.

Эффективность однотрубной системы зависит от количества радиаторов, так как теплоноситель при прохождении через трубу охлаждается, и при поступлении в другие батареи уже имеет меньшую температуру. Если в однотрубном контуре подача воды произвольная, то лучше устанавливать не больше трех радиаторов. При использовании циркуляционного насоса на одну трубу должно приходиться не больше пяти батарей.

Водяные виды отопления частного дома отличаются и по внешнему виду и материалу изготовления радиаторов. Они бывают секционными, колончатыми и панельными. Что касается материала, то радиаторы для могут быть изготовлены из стали, чугуна, алюминия, биметалла. Чугунные батареи не рекомендуется использовать в , поскольку на их нижнюю часть тратится большое количество теплоносителя, а в результате этого, повышается расход источника энергии. Отопительные приборы такого типа могут иметь нижнее и боковое подключение.

В зависимости от того, из какого материала изготовлены батареи, они обладают своими особенностями. Если возникают сомнения по поводу выбора того или иного радиатора, лучше остановиться на биметаллических изделиях – они прочны, быстро нагреваются и так же быстро отдают тепло помещению.

Рассматривая, какие виды отопления бывают, нельзя не уделить внимание системам «теплого пола». Водяная система укладывается змейкой или спиралью, с помощью металлопластиковых или полиэтиленовых труб. КПД у этих двух материалов практически одинаковый, но металлопласт удобнее в монтаже и дешевле стоит. После укладки труб заливается бетонная стяжка, а сверху монтируется напольное покрытие, обычно керамическая плитка.

Виды электрического отопления

Воздушные и водяные виды систем отопления зданий обходятся дешевле, чем электрические. Большинство обогревателей потребляет немалое количество электроэнергии, поэтому они в основном не используются в качестве главного источника тепла.

Среди электрических устройств немалой популярностью пользуются системы «теплого пола». В этом случае укладывается инфракрасная пленка, сверху которой монтируется напольное покрытие. Поверх инфракрасной пленки не разрешается настилать ковры, а также ее не должно быть в тех местах, где находится мебель. Но системы «теплого пола» не способны эффективно обогревать помещения, в основном их используют в качестве дополнительного источника тепла.

В настоящее время существуют различные виды схем отопления, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. При выборе подходящего варианта нужно учитывать массу факторов: площадь дома, финансовые возможности, качество утепления здания, доступность источников энергии.

Частный дом всегда был мечтой любого гражданина нашей страны. Все преимущества такого типа жилья перед домами многоквартирного типа можно перечислять очень долго. Хозяин частного дома имеет куда большие возможности по оптимизации расходов на содержание жилья благодаря его автономности.

При использовании современных энергосберегающих технологий, строительных материалов и комплексных систем отопления теоретически можно свести такие расходы к весьма незначительной величине.

Современный рынок предлагает потребителю много видов отопительных систем частного дома, от традиционных до продуктов передовых технологий. Все большей популярностью пользуются .

Можно использовать какой-либо один вид систем отопления, наиболее подходящий для частного дома. Следует учитывать такие факторы, как климатическая зона в котором расположен дом, состав материалов, используемых при строительстве здания, экономическая целесообразность и множество иных причин.

Весьма эффективным способом отопления дома может быть комбинация в применении нескольких видов отопительных систем.

Наиболее широкое распространение получило водяное отопление.

Преимущества

1. Можно использовать как один, так и несколько источников тепла. По физическим параметрам вода хорошо переносит тепловую энергию. Приборы обогрева, например, радиаторы отдают это тепло, нагревая воздух в помещении.
2. Универсальность в использовании топлива. Нагревать воду можно множеством способов. Можно отапливать помещения дровами или углем, приобрести котел на жидком топливе, подвести природный газ. Наконец имеется возможность производить нагрев воды с помощью котлов, работающих на электричестве.
3. Доступность материалов и широкий выбор изделий. Легко выбирается наиболее подходящий вариант приборов отопления (батареи чугунные, современные биметаллические радиаторы, конвекторы и другие устройства). Большой выбор труб из различных материалов (железо, медь, полипропилен, металлопластик и др.) позволит создать систему отопления сообразно любого бюджета.

Водяное отопление может быть подключено как от централизованных сетей, так и быть выполнено автономно. По исполнению системы водяного отопления бывают:

а) Однотрубные. Подключение радиаторов осуществляется последовательно.

б) Двухтрубные. Радиаторы в этом случае запитываются параллельно между магистралями подачи и обратки.

в) Коллекторные или по другому . Все приборы отопления запитываются от общего распределителя, именуемого коллектором.

Недостатки

Недостатки водяного отопления также общеизвестны. Это высокая подверженность процессам коррозии и окисления, неравномерность прогрева радиаторов в некоторых случаях, достаточно большие потери при транспортировке тепла. При аварийных ситуациях может образоваться утечка теплоносителя.

Также такая система требует соблюдения температурного режима. В минусовые температуры необходим полный слив теплоносителя из сетей, чтобы исключить их заморозку.

Воздушное отопление

Этот вид системы отопления частного дома заслуживает внимания для применения благодаря своей универсальности. Нагретый в теплообменниках воздух может подаваться как в отдельное помещение, так и по всему зданию.

При воздушном отоплении дом очень быстро прогревается и становится пригодным для комфортного проживания. До появления и внедрения водяного отопления обогрев подаваемым по воздуховодам горячим воздухом широко использовался в нашей стране. Наиболее эффективным он показал себя при использовании зданий с большими жилыми площадями.

Плюсы использования воздушного отопления:

1. Экономичность и эффективная доставка тепла. Отсутствует промежуточный носитель (напомним, его роль в водяном отоплении выполняет вода или иная жидкость), не нужны дополнительные приборы обогрева.
2. Легкий и быстрый запуск в работу. Такое отопление не может протечь, затопить дорогой интерьер, замерзнуть.
3. Высокий коэффициент полезного действия и долговечность. При правильном техническом обслуживании аварийные ситуации сведены к минимуму. Оборудование воздушного обогрева служит безотказно десятилетиями.
4. Высокий уровень интеграции с вентиляционными системами, что положительно сказывается на снижении стоимости работ и материалов, а также в простоте и экологическом преимуществе монтажа.

Электричество

Отдельно стоит упомянуть об электрическом виде отоплении. Само слово «электричество» прочно вошло в наш обиход. Область использования электроэнергии в мире приближается к ста процентам.

Поэтому как вариант можно использовать системы отопления, полностью работающие на электричестве. В некоторых случаях может быть целесообразной установка, например, электрического подогрева полов, полотенцесушителей в ванные комнаты, небольших радиаторов.

Однако, электроэнергия постоянно растет в цене, и этот фактор необходимо учитывать, устанавливая приборы электрообогрева рационально. Также особенно важно соблюдать меры электробезопасности, производить монтаж такого оборудования с помощью квалифицированных специалистов.

Альтернативные варианты отопления

При постоянном повышении цен на энергоносители устойчиво продвигаются альтернативные виды систем отопления частного дома . Конечно, они не могут в полной мере заменить традиционные способы отопления частного дома, но снизить затраты способны существенно.

В регионах, где количество солнечных дней достаточно велико, все чаще можно наблюдать установленные на крышах загородных и частных домов солнечные батареи. Солнечный свет является неиссякаемым источником энергии, и позволяет пользоваться преобразованным электричеством долгие годы.

Электричество в свою очередь используется как питание для нагревательных элементов отопления. Единственный недостаток такого вида получения энергии – дороговизна элементов, но со временем затраты окупаются.

Солнечную энергию также можно «консервировать» и применять при помощи солнечного коллектора. Принцип его действия основан на нагреве выставленного на солнце радиатора, соединенного с емкостью большого объема. Солнечные лучи нагревают воду в радиаторе, которая в свою очередь отдает тепло в емкость.

Данный способ позволяет нагревать воду для использования ее в качестве теплоносителя в системах отопления. Наибольший эффект достигается при использовании вакуумных коллекторов. Внутри таких радиаторов находятся колбы с откачанным воздухом, таким образом достигается эффект «термоса».

Ветрогенераторы

Понятно, что напрямую использовать силу ветра для отопления дома использовать не получится. Но зато, установив «ветряк» можно получить дармовую электроэнергию, впоследствии направляемую на различные нужды, в том числе и для питания систем отопления. В регионах, где ветры бывают особенно часто такой способ получения энергии будет наиболее эффективным. Опять же, как и в случаях с солнечными батареями все упирается в стоимость аккумуляторов, преобразователей и электрогенераторов.

Тепловой насос

Это вид системы отопления, которая поможет существенно снизить затраты на отопление частного дома. Принцип его действия напоминает устройство холодильных камер или кондиционеров. Такое устройство может выкачать тепловую энергию из потенциальных источников тепла, не отличающихся высокой температурой. Ими может служить почва или вода.

Такая система требует питания электрической энергией, однако на выходе может выдавать тепло в разы больше затраченных на ее работу ресурсов. Существенным недостатком теплового насоса является его громоздкость и сложность в монтаже.

В заключение данного обзора стоит отметить следующее. Наибольшую эффективность в отоплении собственного дома показывает способ, при котором результат достигается при минимальных затратах, по сравнению с другими способами.

Поэтому с уверенностью говорить о преимуществах одного способа обогрева жилья над другим невозможно. В местах, где широко используется природный газ глупо устанавливать твердотопливные котлы как основной источник обогрева.

Прежде всего, в выборе оптимального способа отопления своего дома нужно учитывать целесообразность. Если подвести некоторый итог, то можно сделать следующий вывод — в подавляющем большинстве случаев для работы отопительных приборов условно используется лишь два источника энергии:

а) Энергия, получаемая путем сгорания разнообразного топлива, в дальнейшем нагревающая теплоноситель;

б) Электрическая энергия, с помощью которой нагреваются тепловые установки, воздух или (и) приборы обогрева.

А вот способы и приемы получения результата могут исчисляться десятками. Поэтому, чаще всего, экономии можно достичь, комбинируя различные способы получения энергии, используя разнообразные виды отопления. Все нюансы и затраты требуют тщательных расчетов. Ведь свое жилище будет содержать хозяин на собственные средства.

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

Водяное отопление

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

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

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

Источник тепла

В этой роли могут выступать:

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

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

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

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

Циркуляция теплоносителя

Она может быть естественной и принудительной.

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

Направление движения теплоносителя

Оно может быть тупиковым и попутным.

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

Верхний и нижний розлив

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

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

Разводка

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

Подключение отопительных приборов

По этому признаку выделяют однотрубную и двухтрубную схемы.

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

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

Экзотика

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

Воздушное

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

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