Виды систем водяного отопления
Классификация систем водяного отопления подразумевает их деление на одноконтурные и двухконтурные. Первый тип служит только для того чтобы отапливать помещения. Двухконтурная система делается не только для отопления помещений, но и для нагревания воды.
Практика показывает, что часто применяется установка двух одноконтурных систем: одна из них отапливает помещения, а вторая – нагревает воду. При этом, если на улице лето, то можно пользоваться только одной системой, при этом помните, что для нагревания воды для бытовых нужд тратится 25% мощности котла.
Однотрубная разводка – проста: здесь нагретая вода от котла идет последовательно от одной батареи к другой. Поэтому последняя батарея в цепи будет холоднее, чем первая. Обычно такая система широко распространена в многоквартирных домах. Такая система достаточно сложна в управлении, ведь без специальных приемов здесь просто не перекрыть доступ носителя тепла в один из радиаторов, так как перекроется доступ и ко всем остальным.
Однотрубная разводка
Двухтрубная разводка предполагает такой принцип работы водяного отопления, при котором температурный режим в помещении регулируется проще. К каждому отопительному прибору в данном случае подводится две трубки – с горячей и холодной водой. Так, трубы также способны разводиться и звездообразно – к батарее подводится труба с горячей водой, а уходит с холодной. При этом температура каждой батареи одинаковая.
Двухтрубная разводка
Также существует и коллекторная или лучевая разводка. В данном случае от коллектора к каждому прибору отопления подводится две трубки – прямая и обратная. Коллектор представляет собой устройство, собирающее воду. Благодаря универсальности коллекторных систем принцип работы системы водяного отопления может быть со скрытой проводкой труб. Такая схема позволяет производить регулирование системы и монтаж специальных электрических моторов, которые поддерживают заданный температурный режим в помещениях.
Коллекторная (лучевая) разводка
Преимущество, которое приносит такая схема водяного отопления, — это то, что здесь можно очень легко регулировать температуру в каждой комнате, устанавливать ее относительно просто, а поврежденные участки труб можно заменять, не нарушая всю систему.
Отопительные приборы
Можно даже привести пример: радиаторам для прогрева помещения необходимо нагреть верхнюю его часть до 25 градусов, то есть большое количество тепла будет уходить впустую. Теплые полы лишены такого недостатка, нагревая пространство под потолком в последнюю очередь. Правильная регулировка теплых полов и особенности использования этой конструкции позволяют существенно сэкономить без ущерба для комфорта.
Выбор сшитого полиэтилена в качестве материала обусловлен в первую очередь его высокой гибкостью, причем риск повредить эти трубы при сгибании минимален. Стоимость представленного материала находится на довольно низком уровне, на порядок опережая своего ближайшего оппонента – нержавеющую сталь.
Единственное условие, предъявляемое к теплым полам: в стяжке должны отсутствовать любые соединения. Кроме того, для создания фитинговых креплений требуется экспандер, стоимость которого довольно высока, но этой проблемы можно избежать, взяв его в аренду на время монтажа системы. Несмотря на описанные плюсы теплых полов, радиаторы тоже нужны: во-первых, они обеспечивают довольно быстрый прогрев помещения, во-вторых, их использование позволяет частично ликвидировать утечку тепла через оконные проемы. Установка радиаторов поможет свести к минимуму вероятность появления сквозняков или конденсации на окнах. Радиаторы из алюминия гораздо выгоднее, чем изделия из других материалов, поскольку соотношение теплоотдачи и стоимости в этих приборах является наиболее оптимальным.
Современная лучевая разводка отопления
Если говорить об относительно новых схемах систем отопления, то можно выделить лучевую. Проектирование отопления в частном доме подразумевает грамотный выбор разводки системы. В подобных условиях предпочтение рекомендуется отдавать лучевой схеме с автоматизацией обогрева помещений и использованием доступных энергетических ресурсов.
Преимущества такого варианта заключаются в одинаковом диаметре всех труб, минимальном количестве фитингов и сбалансированности обогрева. Благодаря гидравлической стабильности данный вид отопительной системы является более надёжным и пригодным для ремонта без слива теплоносителя.
По сути, это разновидность проверенной двухтрубной системы, с той лишь разницей, что к каждому прибору идет своя подача и обратка, а центром всего этого выступает распределительный коллектор. Он такой же, как в теплом поле.
Тепловые насосы
Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.
Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:
- Воздух-воздух
- Воздух-вода
- Вода-вода
- Грунт-вода
Воздух-воздух
Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.
КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.
Воздух-вода
«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.
Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.
Грунт-вода
Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.
В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.
Недостаток очевиден: сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.
Вода-вода
Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:
- Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
- Можно обойтись 1-2 погружными насосами
Котлы, работающие на биологическом топливе
Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:
- Биогаз
- Гранулы из соломы
- Гранулы торфа
- Щепа и т. д.
Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.
Основные достоинства
Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:
- Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
- Высокий КПД
Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.
Подводим итоги
Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.
Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть
Электрические котлы для водяного отопления
Основой водяного электрического отопления является котел, нагревающий теплоноситель для системы. Современные приборы отличаются высокой производительностью, простотой монтажа, удобством эксплуатации. Им по силам обогреть большие площади, состоящие из нескольких изолированных помещений. По способу нагрева теплового носителя эти агрегаты можно разделить на три группы: тэновые, электронные и индукционные.
Тэновые электрокотлы – традиционный выбор
Тэновые котлы работают по принципу знакомого всем электрического кипятильника, где роль нагревателя играет ТЭН – трубчатый электронагреватель. Тэновый электрокотел для отопления квартиры может работать с любыми теплоносителями, включая незамерзающую жидкость. Приборы этого типа имеют приемлемую стоимость, компактные размеры и привлекательный дизайн. Мощность приборов легко регулировать при помощи включения и отключения отдельных нагревательных элементов. При выходе из строя одного из элементов устройство может продолжать работу на оставшихся.
Основной недостаток котла с ТЭНом – необходимость регулярной чистки нагревателей от накипи, образующейся во время работы. Накипь снижает КПД оборудования и приводит к повышенному расходу электричества.
Индукционные котлы – безопасная работа
Индукционные приборы разогревают воду посредством метода электромагнитной индукции, в основе которого лежит нагрев специальных материалов, полученных из магнитных химических соединений. Внешне индукционный водонагреватель похож на трансформатор, помещенный в металлический корпус. Основной элемент устройства – индукционная катушка, она находится в отдельном герметическом отсеке.
Преимущества индукционного котла в том, что его сердечник нагревается за несколько минут, нагреватель никогда не выходит из строя, накипь в процессе работы практически не образуется, а для отопления дома можно использовать любой теплоноситель.
Из недостатков стоит отметить высокую стоимость оборудования, относительно большие размеры в сравнении с двумя другими типами электрических отопительных агрегатов, а также возможность использования только в закрытых отопительных системах.
Электродные водонагреватели – экономия электричества
Электродные электрические котлы отопления для квартиры разогреваются за счет электродов, а точнее – посредством сопротивления воды при прохождении по ней тока.
К преимуществу электродных нагревателей можно отнести их компактность, приемлемую стоимость, отсутствие накипи в процессе работы, безопасность, регулировку мощности без задействования сложных устройств. Электродные агрегаты отличаются очень высоким КПД – 95-98%, что делает их экономичными в плане потребления электроэнергии.
Если искать недостатки, то стоит заметить, что в качестве теплоносителя в электродных котлах нельзя использовать незамерзающую жидкость и обычную воду. Для работоспособности системы требуется специальная вода с определенным количеством соли
Для бесперебойной работы и предупреждения кипения важно обеспечить нормальную циркуляцию воды в системе и поддерживать ее на одинаковом уровне
Подключение электрического котла нельзя назвать сложным процессом, но эта работа требует определенных знаний, четкого следования правилам и соблюдения техники безопасности. Чтобы защитить свой дом от несчастных случаев, лучше доверить все важные этапы профессионалам.
Другие системы отопления дома
Требования к системе водяного отопления.
Для обогрева дома можно применять не только радиаторы, но и печи. Печное отопление нашло широкое применение в частных домах. Оно используется еще с древности. Плюсами его является то, что оно хорошо подходит для обогрева небольших площадей, не требует никакого оборудования. Русские печи могут служить для приготовления пищи. К тому же печи для любого дома являются частью интерьера, они могут быть выполнены в декоративном стиле. Недостатком является то, что печи занимают много места. Для их работы постоянно требуется заготавливать дрова, что обходится довольно дорого. Топка печей опасна тем, что всегда присутствует возможность отравиться угарным газом в случае ее неправильной эксплуатации. Воздух прогревается неравномерно.
Для дома можно использовать и альтернативные виды обогрева: с помощью пара или же воздуха. Горячий воздух хорошо подходит для прогрева больших по площади помещений. Его целесообразно совместить с системой вентиляции, он не требует специального оборудования, очень гигиеничный способ. Недостаток всего один — возможные потери тепла по мере прохождения воздуха по трубам. Паровое же отопление подойдет для маленького дома или дачи. Оно обладает небольшим гидростатическим давлением, радиаторы и трубы не требуют большого количества материала. Минус заключается в том, что невозможно регулировать температуру.
Радиаторы же очень сильно нагреваются, поэтому должны быть ограждены. Подобный вид отопления используется ограниченно, он запрещен в детских учреждениях из-за опасности при непосредственном контакте с радиаторами. Таким образом, наиболее эффективными по всем показателям видами отопления дома являются водный и воздушный.
Много — не мало
Распространённая ошибка домовладельцев — подбор размера теплообменников по ширине оконного проёма.
Смело оставляйте свободное пространство, установив необходимое количество звеньев радиатора по расчёту мощности.
Переусердствовав с количеством секций, вы получите пересушенный воздух, духоту или сквозняки от постоянно распахнутых форточек.
Важно! Не устанавливайте в комнате один агрегат из многих звеньев: длинные конструкции дольше и неравномерно прогреваются. Разумнее подключить два комплекта с меньшим числом звеньев
Экономия на секциях радиатора также негативно сказывается на микроклимате жилых помещений. Холод в комнатах заставит вас подкинуть в топку дров или увеличить подачу жидкого топлива в котёл. Работа «водогрейки» с пиковыми нагрузками снизит срок службы, приведёт к перерасходу топлива и денег. Соблюдайте баланс при выборе радиаторов.
Газовый нагрев воздуха в комнате
Переносной газовый обогреватель
Анализируя эффективность работы вышеописанных приборов остается актуальным вопрос о снижении затрат на теплоснабжение. Поэтому в качестве их альтернативы рекомендуется рассмотреть газовые приборы отопления. К ним относят не только традиционные котлы, но и другие, не менее продуктивные конструкции.
Самым простым типов этого вида нагревателей считается газовый конвектор. Он может быть подсоединен как к магистральному газу, так и к баллону со сжиженным. Горелка располагается в корпусе, который не контактирует с воздухом в комнате. Подача кислорода для поддержания процесса горения происходит через двухканальную трубу. Через нее же удаляется угарный газ.
Если же необходима мобильная модель радиатора — особый интерес представляют католические газовые приборы отопления. У них несколько иной принцип работы. Газ поступает из матрицы небольших форсунок на керамическую поверхность где и воспламеняется. В результате происходит каталитическая реакция, которая и является главным источником тепла.
Что нужно учитывать при выборе газового нагревателя?
- Обязательно соблюдение правил безопасности. Прежде чем выполнить подключение устройства к газовой магистрали необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации;
- Организация отвода угарных газов. Самое распространенное следствие неисправной работы обогревателя – превышение уровня СО2 в помещении;
- Периодическая очистка форсунок от скопившейся сажи.
В видеоматериале можно посмотреть пример изготовления ИК обогревателя своими руками:
Водяное
Водяное отопление — это замкнутая система, по которой непрерывно циркулирует горячая вода. В качестве нагревательного элемента выступает котел. В каждой комнате устанавливаются радиаторы. От котла вода по трубам циркулирует по контуру и, проходя через радиаторы, отдает тепло.
Преимущества водяной системы зависят от типа топлива, которое используется котлами. Если вблизи есть газовая магистраль, то разумнее приобрести газовый котел. Газовое топливо считается самым экономичным. Однако такие конструкции нуждаются в регулярном обслуживании специальными службами. Для негазифицированной местности лучше приобрести твердотопливные котлы.
Использовать жидкое топливо для котла нецелесообразно, так как оно дорого стоит и потребуется сооружение специального резервуара в земле для его хранения.
Расход топлива
Пример № 1. Расчета потребления топлива в водяной системе обогрева: в качестве топлива будет выступать газ, так как он является самым распространенным. Для расчета понадобится мощность агрегата и площадь отапливаемого жилья. Мощность котла для частного строения определяется исходя из пропорции: 1 кВт на 10 м². Для помещения площадью 100 м² потребуется котел мощностью 10 кВт.
Чтобы рассчитать расход топлива, необходимо мощность котла умножать на 24 часа и на 30 дней. В итоге получим 7200 кВт/час. Так как агрегат не всегда работает на полную мощность, то это число необходимо разделить на 2. Месячный расход топлива примерно равен 3600 кВт/час. Отопительный период длится примерно 7 месяцев. Расход топлива за отопительный период равен 3600*7 = 25200 кВт/час.
Учитывая, что 1 м³ топлива вырабатывает 10 кВт/час энергии, получим: 25200/10 = 2520 м³.
Полученное значение переведем в денежный эквивалент: стоимость газа за 1 м³ в среднем по стране — 4,97 рублей. Соответственно, газовое отопление за год: 4,97 *2520 =12524,40 рублей.
Плюсы и минусы
Основными преимуществами системы водяного отопления являются:
- оперативный обогрев даже большого помещения;
- бесшумность работы;
- обеспечение одинаковой температуры во всех помещениях;
- экономия топлива;
- простота в обслуживании и ремонте;
- повышение эксплуатационных сроков.
Назначение приборов отопления
Виды приборов отопления
В подавляющем большинстве случаев нагрев воздуха в помещениях дома происходит за счет передачи тепла от поверхности нагревательных элементов – радиаторов, батарей. Они могут отличаться конструктивно, иметь различный дизайн и способ поднятия температуры на поверхности. Так, стальные приборы отопления Kermi предназначены для комплектации водяной системы.
Однако несмотря на все многообразие типов можно выделить несколько ключевых особенностей этих элементов теплоснабжения. Все виды нагревательных приборов системы отопления можно классифицировать по следующим признакам:
- Используемый теплоноситель – горячая вода, электрический или газовый нагревательный элемент,
- Материал изготовления: сталь, чугун, алюминий или биметаллическая конструкция,
- Эксплуатационные качества: номинальная мощность, размеры, способ монтажа и возможность регулировки интенсивности нагрева.
Выбор определенного типа напрямую зависит от конкретной схемы теплоснабжения. Биметаллические приборы отопления устанавливаются для водяной системы. В редких случаях – при использовании в качестве теплоносителя горячего пара. Неправильный выбор может заметно снизить эффективность работы отопления. Поэтому нужно рассмотреть особенности конструкции и технические качества, которыми обладают приборы для отопления помещений.
Электрическое отопление
Нагрев помещения имеет место благодаря распределению воздуха, проходящего через приборную панель без того, чтобы нагревалась ее лицевая сторона. Это полностью обезопасит от различных ожогов и предотвратит любое возгорание.
Такие виды систем отопления зданий не требуют больших затрат для установки или ремонта, к тому же, могут обеспечить максимальный комфорт. Электрический конвектор можно просто поставить в определенное место и подключить его к питанию сети
Делая выбор системы отопления, можно обратить внимание на данный тип – довольно эффективный
Электрический настенный конвектор
Принцип действия
Холодный воздух, который находится в нижней части здания, проходит через нагревательный компонент конвектора. Затем его объем увеличивается и он уходит вверх через выходные решетки. Обогревательный эффект имеет место и благодаря дополнительному излучению тепла с передней стороны панели электрического конвектора.
Принцип действия электрического конвектора
Уровень комфорта и экономичность такой обогревательной системы достигается благодаря тому, что в электрических конвекторах применяется электронная система, которая помогает поддерживать определенную температуру. Нужно всего-навсего установить необходимый температурный показатель и датчик, который установлен в нижней области панели начнет через заданный период времени определять температуру воздуха, который проникает в помещение. Датчик подаст сигнал на термостат, который в свою очередь подключит или наоборот выключит обогревательный элемент. Посредством такой системы для поддержания определенной температуры, которая даст возможность соединить электрические конвекторы в разных помещениях, для того чтобы обогреть целое здание.
Альтернативные виды обогревательных систем
Схема самотечного отопления.
Инновационные способы обогрева частных домов отличает безопасность при эксплуатации, экономичность, компактность.
Новые системы обогрева индивидуального загородного жилья позволяют менять мощность обогревательных приборов в системе по пожеланиям владельца.
В новых обогревательных системах применяются высококачественные трубопроводы нового поколения, обновления в разводке систем, позволяющие улучшать экономические показатели.
Авангардные системы отопления обустраиваются так, что имеется возможность регулировки подачи теплового носителя под реальные погодные условия и с учетом времени суток. В новых обогревательных системах предусматривается установка специальных регуляторов с таймером, который программируется на автоматическое включение/выключения для поддержания заданного температурного режима ночью. На радиаторы устанавливают термостатические вентили для регулирования температуры в каждой комнате частного дома.
К альтернативным и можно отнести:
- обогрев с использованием солнечной энергии;
- тепловой насос;
- вакуумные солнечные коллекторы;
- отопление на пропан-бутане;
- инфракрасные обогреватели;
- пленочные лучистые электрообогреватели – ПЛЭН;
- система обогрева «Умный дом».
Традиционная система отопления
При пользовании обычной газовой системой отопления, для экономии ресурсов предлагают использовать термостатный клапан. Такой клапан устанавливается на подающую трубу перед радиатором. Перекрывая подачу воды в радиатор (при жаркой температуре в комнате), можно перераспределить тепло, уменьшая отдачу в одном помещении и усиливая в другом.
Регулировку термостатного клапана возможно автоматизировать, установив автоматическую систему регулировки.
Преимущества и результат: низкая цена клапана, 20% экономии.
Разработчики новых технологий для отопления дома уделяют много внимания энергоэффективности отопительных печей и котлов, предлагая оснастить систему отопления воздухоотводами. Принцип работы заключается в вентиляции котла или печи с закрытой камерой сгорания наружным воздухом.
Преимущества и результат: увеличение КПД котла до 94%, частичная замена системы, снижение выделения угарного газа, значительное уменьшение проникновения холодного воздуха в помещение через печь.
Инфракрасное отопление
Этот вид отопления сравнительно новый вариант обогрева дома. Инфракрасное отопление может пользоваться потолочной, настенной и напольной системах. Потолочная система встраивается непременно в потолок, чтобы поток тепла был направлен на пол. Следовательно, пол будет теплее температуры воздуха, а это очень хорошо решает проблему холодных полов. Основан он на принципе перевода электромагнитных волн в тепловую энергию. Такие системы достаточно недороги в плане экономии электроэнергии и просты в монтаже, но приборы для таких систем стоят очень дорого и инфракрасное излучение может навредить здоровью человека. А вот настенное инфракрасное отопление можно сделать даже своими руками. Достаточно купить инфракрасную пленку, цена которой около 1500 рублей за квадратный метр. Сразу не порекомендуем такое отопление для мест с суровыми зимами, эти системы не выдадут вам достаточной мощности. Напольная система практически не отличается от настенной, лишь в тонкостях установки.
