Проточная система отопления: котлы, нагреватели, насосы

Плюсы и минусы паровой системы

Паровое отопление имеет несколько главных достоинств:

Высочайшая скорость нагрева;
Незначительные размеры отопительных приборов;
Высокий КПД;
Относительно низкая стоимость материалов и работ по сооружению системы;
Малый объем воды – низкая подверженность размораживанию.

Отопление паром применяется, прежде всего, в производственных процессах, используется для обогрева больших объемов помещений – цехов, ангаров, теплиц и так далее. Использование парового отопления запрещено в жилых и административно-общественных помещениях.

Кроме преимуществ этот вид отопления обладает следующими недостатками:

Высокие температуры нагреваемых поверхностей;
Повышенный шум в сети при движении теплоносителя;
Частые гидравлические удары;
Ограничения в выборе материалов;
Повышенный износ элементов системы из-за воздействия высокой температуры и давления;
Сложность регулирования температуры.

Особенности эксплуатации

Проточные электрические котлы признаны наиболее безопасным способом отопления. Благодаря встроенной специальной автоматике, риски пользования такими устройствами практически сводятся к нулю.

Проточный электрический котёл Baxi Amptec с бойлером

Однако, как и в эксплуатации любой другой техники, нужно придерживаться правил безопасносности при монтаже электрокотлов для проточного отопления:

агрегат обязательно должен напрямую подключаться к электросчетчику;
в качестве дополнительной меры безопасности нужно использовать УЗО
.

Если вдруг случатся замыкание в электросети или перепады напряжения, данный прибор моментально отреагирует и вы сможете отключить снабжение энергией котел.

Обязательное условие монтажа электрического проточного устройства — заземление.

В группу безопасности электрического котла входят:

Манометр
: осуществляет контроль за показателями давления.
Клапан предохранения: позволяет снизить давление в системе.
Воздухоотвод (благодаря ему воздушные массы не скапливаются).

Очень важно контролировать процесс работы электрического проточного котла, особенно у агрегатов, которые имеют высокую мощность и предназначены для отопления больших площадей. С этой функцией справляется автоматика, она следит за режимом температуры и подает сигнал на отключение подачи электросети

Бойлер в роли котла. Конструкционные особенности бойлера

Для того чтобы верно организовать электрическое отопление частного дома, работающее на базе бойлера, нужно предварительно изучить его конструкционные особенности. Основным элементом водонагревательного прибора является накопительный бак. В нем происходит процесс нагрева теплоносителя.

В баке расположено такое устройство, как ТЭН. Оно необходимо для того чтобы вода в баке нагревалась до необходимой температуры. Такое устройство работает в автономном режиме, и как только вода в накопительном баке нагреется до определенной температуры, ТЭН автоматически отключится. Большинство современных бойлеров отличаются тем, что накопительный бак дополнительно размещен в специальном защитном корпусе. Между стенками этого корпуса и стенками бака укладывается материал, который необходим для того чтобы обеспечить теплоизоляцию. Благодаря ему предотвращаются потери тепла, которые уходят наружу.

Устройство бойлера

Применение электрического котла и монтаж оборудования

Электрический котел с проточным насосом на даче значительно комфортнее сделает проживание в доме. В холодное время, когда нет центрального отопления, этот вид отопления незаменим. Такое оборудование не запрещено к установке и не требует дополнительных разрешений.

При всех отличиях от твердотопливного и газового котла, электрический нагреватель работает по тем же принципам, как и остальные нагревательные проточные котлы.

Конструктивные элементы электрического нагревателя:

Бак для теплоносителя (воды).
Нагревательный элемент — ТЭН.
Проточный циркуляционный насос.
Реле пуска и температурное реле.
Датчик водного потока.
Клапаны сброса по воде и по воздуху.
Расширительный бачок.

В качестве нагревательных элементов могут применяться индукционные нагреватели или ТЭНы. Отличий принципиальных нет, кроме более длительной эксплуатации индукционных нагревателей без снижения эффективности в работе

Специалисты рекомендуют обратить особое внимание к подготовке теплоносителя к использованию, именно из-за него выходят котлы из строя. Появление на стенках резервуара солевых отложений и заиливания

Монтаж проточного котла для обогрева помещений дачи можно проводить в двух вариантах: напольный и настенный. Так как он сравнительно небольшого веса, то чаще монтируется на стену.

Сколько потребляет электричества

В отношении электрических котлов отопительных для частного дома ответить на это вопрос просто. КПД высокий и достигает 96-98%. Тепло не уходит в трубу, не делится между окружающим воздухом и резервуаром теплоносителя, котел располагается непосредственно в обогреваемом помещении, а потому любые побочные тепловыделения все равно не пропадают зря.

Единственная существенная растрата электричества – это работа насоса и схемы управления, однако в сравнении с общим потреблением тэнов эти затраты составляют 0,5-1%. Остальные потери связаны с затратами на расширение жидкости, преодоление гидросопротивления и потери в питающих проводах.

Отличия есть у индукционных водонагревателей и котлов проточного типа. Там потребляемая мощность отличается от выдаваемой на 5-10%, их эффективность ниже тэновых. Это происходит за счет физики процесса. Нагрев происходит под воздействием электромагнитного поля, и часть его попросту рассеивается в пространстве.

Производители

Проточные электрокотлы можно с легкостью найти на российском рынке. Данный вид отопительного оборудования представлен разными производителями. Рассмотрим показатели и характеристики наиболее популярных и востребованных.

Производитель	Характеристики
Baxi	Проточные электрокотлы данной компании выпускаются в серии Amptek. Одноконтурные. Могут использоваться в автономных системах радиаторного типа отопления и с использованием теплых полов. Можно подключить бойлер. Возможность установки на улице. Наличие встроенной либо навесной системы автоматики. Мощность: от 4 до 12 кВт. Температурный режим: до 80° (серия С), до 60° С (серия U). Возможность использования лишь для системы отопления с подключением по каскадной схеме. Возможность дополнительного оснащения программируемым устройством и комнатным термостатом .
Protherm	Представлен в серии Скат. Мощность: от 6 до 26 кВт. Используется для приготовления горячей воды и отопления помещений. Возможность подключения накопительного бойлера. Высокий КПД: до 99,5 %. Точная и быстрая регулировка. Простота установки. Бесшумность в работе.
Галан	Особо популярны серии котлов Галан Гейзер, Вулкан и Очаг. Оснащены немецкими автоматическими устройствами. Электробезопасны. Использования со специально разработанным , который не замерзает до минус 40 градусов. Небольшой вес: от 5 кг. Простота монтажа. Экономичность. КПД достигает 98 %.

На рынке отопительного оборудования проточный электрический котел входит в список самых недорогих аппаратов. Цена на образцы зарубежных производителей, в среднем, варьируется от 550 до 600 евро, а стоимость котлов отечественных производителей итого дешевле.

Ознакомившись со всеми характеристиками представленных моделей, можно прийти к выводу, что все они являются хорошим и выгодным вариантом отопления для частных домов, дач, находящихся на далеком расстоянии от газовых магистралей.

При выборе определенной схемы отопления следует отталкиваться от принципа целесообразности и соответствия эксплуатационным характеристикам дома

Для помещений с небольшой площадью важно соблюсти баланс между общей стоимостью элементов, эффективность работы и планируемыми затратами. Поэтому чаще всего устанавливается проточная система отопления: котлы, нагреватели, насосы для которой должны подбираться по определенным требованиям

Принцип работы, преимущества и недостатки

Проточный электрический котел состоит из таких элементов:

корпус;
автоматика;
электроды
;
панель управления.

Принцип его функционирования базируется на нагреве теплоносителя
ионами воды, которые перемещаются среди электродов
котла. В итоге совершается процесс ионизации и образуются ионы, положительно и отрицательно заряженные. Они притягиваются к электродам
и вырабатывают тепло.

Проточные электрические котлы непригодны для комбинированных систем отопления.

Электрический котёл PROTHERM СКАТ

Проточные электрокотлы обладают следующими несомненными преимуществами:

бесшумность: работают они практически беззвучно;
компактность: они небольшие по размеру и их можно размещать даже на кухне;
автономность работы: функционируют самостоятельно, нет необходимости в постоянном контроле.

Главным недостатком в эксплуатации электрокотлов является высокая стоимость электроэнергии.

Материалы системы парового отопления

Для монтажа парового отопления применяются только стальные трубы. Используются бесшовные трубы с толщиной стенок не менее 2,5 мм (а лучше от 3,0 мм), нержавеющие трубопроводы.

Применение медных труб вызывает некоторые сомнения – изделия имеют толщину стенок в пределах 1,0 – 1,5 мм. Паровые схемы подвержены сильным гидравлическим ударам – прочность меди не всегда может удовлетворять условиям работы. Применение медной системы трубопроводов возможно в закрытых паровых системах с очень низким давлением пара и температурой, незначительно превышающей 100 градусов Цельсия.

Сборка трубопроводов из обычной и нержавеющей стали производится с применением электродуговой сварки, причем нержавейка сваривается специальными электродами типа ОЗЛ, ЦЛ, ESAB так далее.

В качестве отопительных приборов используются в основном сварные регистры из стали или оребренные стальные радиаторы. Применение чугунных радиаторов не рекомендуется в силу низкой ударной прочности чугуна.

Как устроен тепловой насос для отопления дома?

Установка представлена из трех составляющих:

Зонда, предназначенного для сбора тепла.
ТН и компрессора.
Камеры конденсатора с системой отопления.

Конденсатор или теплообменная камера состоит из труб и радиаторов.

Зонд — это проводник, по которому поступает тепло. Зонды в зависимости от принципа действия и способа укладки делятся на 3 вида:

горизонтальные (размещают в земляных траншеях глубиной от 1,2 метра и более);
вертикальные (помещают в скважины глубиной до 200 м);
водные (размещают в водоеме ниже глубины промерзания).

Тепловой насос состоит из 6 компонентов.

Хладагент входит во внутреннее строение устройства. Компонент направлен для циркуляции по закрытому контуру. Кроме этого, установка имеет капилляр и компрессор. В насосе есть испаритель, который нагревает вещество за счёт холодной температуры. Конденсатор помогает сохранить тепло для дальнейшего использования. На ТН находится терморегулятор, который позволяет выставлять необходимую температуру.

Справка. В холодильнике составляющие ничем не отличаются от теплового насоса. Однако процесс направлен на охлаждение. При чрезмерном охлаждении система выводит ее к задней стенке устройства.

Анализ эффективности теплового насоса

Конструкция теплового насоса для обогрева помещений – перспективный вид альтернативного отопления. Способ отопления обладает следующими достоинствами:

Энергетическая эффективность;
Экологическая и пожарная безопасность;
Возможность применения в любой климатической зоне;
Относительная экономическая эффективность;
Многофункциональность.

Энергетическая эффективность устройства характеризует показатель затрат энергоносителя на получение единицы теплоты. Он составляет 1 кВт электрической мощности на 4,5 – 5,5 кВт тепловой мощности. Таким показателем не могут похвалиться другие модификации отопления.

Экологическая безопасность обусловлена полной нейтральностью для здоровья человека веществ, используемых в процессе – фреона, водного раствора поваренной соли, воды. Высокая пожарная безопасность гарантируется отсутствием огня, раскаленных поверхностей, взрывоопасных смесей веществ.

Строительство теплового насоса возможно в любых широтах, при этом будет варьироваться коэффициент полезного действия комплекса.

Экономическая эффективность вызвана минимальными затратами на получение тепла реализуемым принципом работы теплового насоса. Тепловой насосный агрегат зимой может выполнять функции комплекса отопления, летом – системы кондиционирования.

Наряду с преимуществами система отопления с теплым насосом в качестве источника теплоты имеет следующие недостатки:

Высокая стоимость;
Большой срок окупаемости;
Сложность управления;
Трудности самостоятельного изготовления.

Высокая стоимость оборудования и материалов обусловлена большим объемом трубопроводов, дороговизной компрессора, теплообменных аппаратов. При укладке и обустройстве внешних контуров сбора тепла потребуются значительные по объему монтажные и строительные работы.

Срок окупаемости финансовых затрат составляет период в 9 – 11 лет. За это время оборудование уже достигает высокой степени износа. Самостоятельное изготовление отдельных высокотехнологических компонентов системы теплового насоса – компрессора, испарителя, конденсатора, заполнение системы фреоном – произвести практически невозможно. Самодельные устройства не дают гарантии эффективности и функционирования комплекса в целом.

Для сооружения комплекса и реализации принципа теплового насоса отопления предварительно нужно произвести оценку эффективности и необходимости применения. В пользу строительства насоса выступают условия недостатка источников энергии классического вида – природного газа, электрической энергии, твердого и жидкого топлива. Сложность устройства, высокая стоимость, длительный срок окупаемости заставляют задуматься, провести качественный анализ перед внедрением этого вида альтернативного источника тепла.

Традиционные ТЭНовые

Каждый знаком с принципом работы обычного электрического чайника. Электрический ТЭН — расшифровывается как трубчатый электрический нагреватель — нагревает воду в чайнике буквально за несколько минут. Точно по такому же принципу теплоноситель в электрическом котле прогревается ТЭНами до заданной температуры и подается в систему отопления. Только происходит это в проточном режиме, хотя в котле все равно имеется емкость — теплообменник, — где и происходит сам процесс отдачи теплоносителю части тепла электрических ТЭНов. Также некоторые модели котлов имеют встроенный циркуляционный насос, обеспечивающий ток теплоносителя по системе отопления. Хотя его отсутствие нисколько не мешает работе котлов в системах отопления с естественной циркуляцией — открытых отопительных системах. Электробезопасность и управление такими котлами осуществляются группой датчиков и регуляторов.

Явные преимущества этого вида отопительных котлов заключены в простоте их монтажа, эксплуатации и обслуживания. Они не требуют дополнительных помещений и дымоходов, используют любой тип теплоносителя, имеют простую и удобную терморегулирующую и пусковую аппаратуру. Также есть возможность при использовании выносных датчиков температуры сделать работу всей системы отопления автоматической, а, значит, и более экономичной. А возможность использования этих котлов в комбинированных системах отопления и ГВС, причем и с источниками возобновляемой энергии, добавляют этому оборудованию дополнительный плюс.

Из недостатков ТЭНовых электрических котлов можно назвать только один — при использовании в системе отопления неподготовленной воды, со временем на ТЭНах образуется накипь, что заметно уменьшает теплопередачу и снижает эффективность работы всей системы.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

с одной трубой;
двумя;
коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

тупиковая;
попутная;
коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Более равномерный прогрев всего домовладения;
Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Преимущества насосной системы и ее недостатки

Простотой монтажа. Это преимущество существенно в сравнении с естественной системой. Дело в том, что при установке циркуляционного насоса отпадает необходимость в сложной установке верхнего трубопровода, не нужно приваривать трубы, выдерживая угол в 300 и устанавливать главные стояки больших диаметров.
Равномерным и быстрым нагревом жилья. В отличие от естественной циркуляции, при которой обогрев радиаторов зависит от расстояния до котла, в случае применения насосной версии теплоноситель попадает во все батареи одновременно, а если возникает какой-то диссонанс, то его можно отрегулировать.
Обогревом большой территории. Это возможно выполнить, если выбрать разводку труб коллекторного типа. При нем обеспечивается равномерное прогревание радиаторов, на каком бы они ни были расстоянии от котла. Поэтому можно продлевать систему трубопроводов до нужной длины, не боясь из-за большой ее протяженности потерять тепло при транспортировке.
Возможностью применения антифриза. Он обеспечит системе защиту от промерзания.
Регулировкой нагрева. Она осуществляется по отдельным участкам сети. С помощью предусмотренных регулировочных кранов можно перекрывать целые участки магистрали. За счет чего можно изменять компоновку сети и переделывать схему ее подключения.
Продлением срока службы оборудования. Котельные приборы в закрытой системе практически не страдают от разницы температур, она менее заметна на входе и выходе из котла.
Возможностью введения в систему дополнительных элементов. Наличие циркулирующего насоса дает возможность встраивать «теплые полы».
Отсутствием необходимости в регулировке воды в системе. Включив в обогревательный контур насос и расширительный бачок с мембраной, и сделав его закрытым, получили возможность уменьшить испарение жидкости из системы.

Работа от электроэнергии. Зависимость системы от наличия постороннего ресурса оборачивается выходом из строя всего отопительного оборудования в отсутствии энергии.
Стоимость насоса и его комплектующих. Сам прибор стоит недорого, но для его работы нужно приобрести специальные переходники, краны и другие детали.

Вертикальная однотрубная система

В домах с двумя и более этажами можно установить вертикальную однотрубную разводку. В ней применяется такое же оборудование, как и в горизонтальных конструкциях. Разница заключается только в конфигурации контура, где батареи устанавливаются на разных этажах друг над другом.

На рисунке: вариант а– с односторонним подключением, б– с двухсторонним, в–опрокинутая циркуляция

Существует три варианта вертикальных теплосистем:

С односторонним подключением – на этаже к линии крепится один радиатор. Теплоноситель подается наверх, а затем стекает вниз под действием силы тяжести. Разводка делается на чердаке.
С двухсторонним подключением – к линии крепится по два радиатора. Разводка располагается наверху, носитель стекает по трубам вниз.
С опрокинутой циркуляцией – горячая вода поступает снизу, проходит по трубам и батареям вверх, а затем стекает вниз. Разводящие магистрали располагаются в подвале или подполе.

Тепловая схема с верхней разводкой требует наличия чердачного помещения. В системе с опрокинутой циркуляцией подача носителя происходит снизу, поэтому такое отопление походит для домов без чердака.

Принудительные схемы

Условно все принудительные схемы можно разделить на однотрубные и двухтрубные. Наиболее популярны сегодня именно двухтрубные. Но давайте разберемся в отличиях.

Однотрубная схема подключения

Предполагает эксплуатацию одной трубы для подачи теплоносителя из котла и для его обратного оттока. Этот вариант не требует большого метража труб, количества запорной арматуры, фитингов и прочих элементов, следовательно, монтажные работы сводятся к минимуму. Минус: последовательный нагрев отопительных приборов постепенно уменьшает температуру подаваемого топлива в цепочке оборудования. Система отопления может функционировать естественным и принудительным способом.

Двухтрубная схема подключения

В этой модели отопления работают две трубы: первая подает топливо к обогревателю, вторая осуществляет отвод остывшего носителя к котлу. В этом состоит главное отличие от первого варианта, вытекающие последствие: увеличение металлоемкости конструкции за счет большего трубометража, запорных и соединительных элементов в схеме. Монтаж более сложен. Положительный момент, как вознаграждение за понесенные финансовые и трудовые затраты: к каждому обогревателю в системе подается теплоноситель одинаковой температуры.

В зависимости от направления потоков горячего и охлажденного топлива различают:

попутную схему подключения, где подача теплоносителя и его отвод двигаются в одном курсе, позволяя всем приборам в цепочке нагреваться с равной скоростью;
тупиковую, которая предполагает более быстрый нагрев приборов, находящихся ближе к котлу.

Лучевая разводка

Очень схожая модификация с двухтрубной схемой отопления принудительной циркуляции. Различие – пункт распределения горячего топлива и сбор остывшего, которым является не главный стояк, а распределительные коллекторы. К каждому обогревательному прибору проводится отдельная линия подачи теплоносителя и его оттока. Разумеется, такая схема предполагает сбалансированное по температуре и давлению распределение тепла. Накладность такой организации отопления очевидна: существенные затраты на материалы, большая стоимость и трудоемкость монтажных работ. Кроме этого, весьма затруднительно вносить коррективы в схему с распределительными узлами (к примеру, добавлять обогревательное оборудование).

Какой конвектор выбрать, на что обращать внимание

Определиться с тем, монолитный нагреватель, стич или тэн — что лучше выбрать, позволяет осведомленность относительно устройства, энергопотребления и теплоотдачи электрических элементов, обслуживания. В инструкции к применению конкретного продукта, производитель всегда указывает мощность оборудования, степень влагозащищенности, оснащение теми или иными приборами: регуляторы, датчики, таймеры, выключатели. В качестве дополнения устройство может быть оснащено ионизатором, увлажнителем воздуха, защитой от опрокидывания, блокировкой от детей и пультом дистанционного управления.

Мощность радиатора рассчитывается исходя из применения относительно основного или второстепенного источника тепла. Так, для постоянного использования конвектора в маленькой спальне достаточно 0,5 кВт/ч, для гостиной в 20 кв. метров хватит 1,5 кВт/ч, а для двух помещений понадобится не менее 3 кВт/ч. Для дополнительного обогрева расчеты делятся примерно на 1,7-2.

Тепловые насосы типа «грунт – вода», «грунт – воздух»

На глубине ниже 10 м температура грунта практически постоянна в течение всего года. Насосы типа «грунт – вода» используют тепловую энергию земли и передают ее для обогрева дома через систему водяного отопления. В тепловых насосах, работающих по принципу «грунт – воздух», тепловая энергия также отбирается у грунта и через компрессор напрямую передается воздуху, который используется для отопления зданий.

Механизм теплообмена следующий:

Энергия, отобранная от земли, аккумулируется носителем, в качестве которого чаще всего используется незамерзающая жидкость — антифриз («рассол»).
Опускаясь вниз по теплообменнику, «рассол» отбирает у грунта тепло (примерно 3 — 4 °С) и передает его фреону, циркулирующему во внутреннем контуре теплового насоса.
Фреон, проходя через каналы испарителя, закипает и испаряется.
Образовавшийся при этом пар поступает в компрессор, сжимается там (при этом температура его повышается), после чего горячий и сжатый пар направляется в теплообменник конденсатора, где охлаждается, передавая тепло воде.
Вода используется в системе отопления и горячего водоснабжения, а жидкий фреон стекает на дно конденсатора, откуда, за счет перепада давлений, через дроссель возвращается в испаритель.
Данный порядок цикличен — повторяется снова и снова.

Теплообменник в тепловых насосах типа «грунт – вода» бывает двух видов:

Горизонтальный коллектор.
Вертикальный коллектор.

Горизонтальный коллектор

При данной реализации отбирается тепло, накопленное в верхних слоях почвы в результате солнечного излучения, и коллектор представляет собой несколько контуров пластиковых труб, уложенных под слоем грунта.

Для отопления дома площадью 70 — 100 м² достаточно уложить приблизительно 200 — 320 м трубопровода несколькими петлями-контурами. Для этого нужен участок площадью примерно 150 — 200 м², то есть в 1,5 — 2 раза больше, чем отапливаемая площадь дома. Дальнейшее использование такого участка над коллектором возможно только в качестве лужайки или цветника.

Главное преимущество использования горизонтального коллектора в связке с тепловым насосом — простота монтажа и то, что при прочих равных условиях работы по монтажу оборудования обойдутся немного дешевле, чем бурение скважин.

Вертикальный коллектор

Грунтовые зонды вертикального коллектора представляют собой систему длинных труб, опускаемых в скважины глубиной 50-200 м.

Пространство в скважине вокруг зонда заполняется буровым раствором или цементно-бетонной смесью для защиты труб от повреждений и улучшения теплопередачи. Для дома площадью 70 — 100 м² понадобится 2 — 3 скважины глубиной около 50 м. Располагать скважины следует не ближе 2 м от стены дома, чтобы не повредить фундамент. Также скважины не должны находиться на одной линии течения подземных вод — иначе эффективность теплового насоса уменьшится.

Для вертикального коллектора не требуется большой участок, а на глубинах от 50 м температура грунта выше, потому эффективность теплообмена при использовании данной системы выше на 15 — 20%, чем у горизонтального коллектора.

Методика нагрева воды водонагревателем

Современные электрические водонагреватели для отопления работают по тому же принципу что и бойлеры. Большая герметичная емкость заполняется водой, нагрев которой происходит с помощью электрических ТЭНов. При этом возникают теплопотери через корпус.

В котлах теплоноситель повышает температуру при прохождении через теплообменник со встроенным ТЭНом. Так как объем этой камеры относительно небольшой – нагрев происходит быстро. При этом тепловые потери минимальны. Также следует отметить, что в конструкции в большинстве случаев уже есть циркуляционный насос, расширительный бак и удобная система управления. Кроме последнего водонагреватели электрические для отопления типа ВЭО не имеют этих элементов.

Работа и особенности проточной системы отопления: котлы, нагреватели и насосы