Виды отопительных систем и их характеристики

Водяное отопление

По уровню эффективности и степени надежности, такой способ обогрева помещений уверенно занимает лидирующие позиции. Конструкция водяного отопления достаточно надежна и эффективна: котел с регулируемой температурой, трубы, батареи. При этом на каждом этапе есть возможность отрегулировать нагрев воды, а, следовательно, температуру в помещениях.

Впрочем, и здесь невозможно обойтись без недостатков.

Отопительные контуры без радиаторов

Особенности монтажа современной системы отопления в загородном доме

Для создания в загородном доме водяной отопительной системы требуются определенные навыки и значительные финансовые вложения. Так, врезка к газовой трубе в Московской области может обойтись от нескольких сотен тысяч до миллионов (!) рублей (в зависимости от удаленности магистральных газов путей). Дополнительно стоит учесть работы и запчасти по проводке труб и батарей по всей площади дома.

Бойлерная комната дома с водяным отоплением на газе

Следует отметить, что обогревательные котлы водяных отопительных систем работают не только на природном газе. Помимо дороговизны подключения к дому водяного отопления, газовые магистрали имеются далеко не во всех населенных пунктах.

В этом случае использовать газовый котел можно при установке и использовании сжиженного газа (СПГ) и соответствующей емкости (газгольдера) на участке для постоянного пополнения запасов. Это тоже дорогостоящий вариант, но зато он позволяет решить сразу две задачи — обеспечить дачный дом необходимым количеством газа и эффективно обогреть его помещения в любое время года.

Организация автономного отопления на загородном участке

Водяное отопление может работать с помощью твердотопливного котла и при обогреве электрокотлом. Подобные системы могут работать самостоятельно или дополнять друг друга. В отдаленных районах также могут использоваться автономные компактные дизельные котельные. Именно так обогреваются дома в Альпах. Опыт заимствован многими российскими дачниками.

Автономные дизельные котельные

Выбор способа теплоснабжения во многом зависит от цены и возможности доставки энергоресурсов. Электрокотельные используются в качестве резервной системы и для дач временного проживания. В этом случае можно обойтись и керамическими обогревателями. Это специальный тип электробатарей с экономным расходом электроэнергии. Так что использование электричества по расходам становится сопоставимо с газом.

Керамический настенный обогреватель

Преимущество современных котлов независимо от энергоресурса в следующем:

• поддерживают несколько контуров обогрева;
• позволяют отапливать дом с низкотемпературным и высокотемпературным контуром (теплые полы и радиаторы);
• экономно расходуют энергоресурсы;
• имеют полный комплекс оборудования для обеспечения безопасной работы;
• снабжены климат-контролем.

Первоначальные затраты на приобретение возвращаются экономией и высоким уровнем комфорта.

Схема подключения котлов к водяному отоплению

Современный обогрев дома на нескольких источниках тепла

Самым продвинутым способом подачи тепла в загородный дом является использование гибридной системы. Обычно в нее входят:

• твердотопливный котел с водяным контуром;
• электрокотел;
• газовый котел.

Повышение эффективности достигается за счет использования теплоаккумулирующих емкостей, также повышающих безопасность и увеличивающих эксплуатационный ресурс системы. Подобное оборудование помогает обеспечить горячую водоподготовку, подавать теплоноситель в радиаторы и контуры теплого пола.

Подключение твердотопливного котла с теплоаккумулятором

При использовании только твердотопливного котла, такое устройство помогает сохранять тепло между топками, доводя уровень комфорта до городского.

Особенности и виды местного отопления

При электрическом отоплении  электроэнергия преобразуется в тепловую энергию. Эта система является очень перспективной. Самое простое отопление считается газовое. Оно же является и самым дешевым, но имеет и два больших минуса, такие как токсичность и взрывоопасность. При печном отоплении получение, перенос и передача теплоты происходит в одном помещении. Топливо сжигается в печи, после чего нагреваются стенки дымохода и передают тепло в помещение.

Стояки отопительной системы

Стояки систем отопления бывают вертикальные и горизонтальные. Сами стояки делятся: однотрубные, бифилярные и двухтрубные.

Рисунок 1: Стояки отопления

Водяное отопление

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 лучевая. 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.

Особенности проектирования и монтажа

• Дополнительные требования предъявляются и на этапе проекта, который должен учитывать размеры торговых, производственных и складских помещений, специфику продукции, санитарно-гигиенические требования, профиль предприятия и многие другие факторы основные и второстепенные. Оно зависит и от толщины стен и крыш, материалов, из которых они сделаны, а также так называемой «розы ветров». Поэтому процесс утверждения (а затем и реализации) готового проекта в этом случае более длительный и трудоемкий

• Имеет свои отличия и установка системы отопления зданий производственного, складского или торгового назначения, обладающих серьезной площадью – он более ответственный и трудоемкий. Одна из возможных трудностей – потолки на рассматриваемых Объектах могут достигать 10 м и выше

• Как правило, соответствующие работы длятся несколько месяцев, а иногда и больше года. Отопление промышленных помещений – многоэтапный процесс, причем на каждой стадии надо решать различные задачи
• Оборудование и материалы завозятся частями, причем к строго определенным срокам, указанным в Договоре. Это накладывает повышенную ответственность на все структуры монтажной организации. Четко и бесперебойно должны работать отделы закупок и логистики
• Необходима высокая квалификация проектного, инженерного и рабочего составов, чтобы выполнить работы качественно и в рамках проекта
• Наконец, необходимо профессиональное управление этим процессом. Поэтому не каждая организация или монтажная бригада, успешно работающая в частном секторе, сможет профессионально выполнить отопление промышленных зданий
• Еще одной отличительной особенностью, которая относится к обогреву производственных помещений, является достаточно частое применение мобильных решений — «времянок». При реконструкции Объектов общие промышленные системы отопления часто отключаются. Поэтому стоит задача, особенно в холодный период времени, обеспечить теплом тот или иной участок, производственное или складское помещение, а также создать комфортные условия для людей, проводящих там работы. Обычно такой мобильный обогрев реализуется с помощью установки электрических или газовых тепловых пушек. Они легко демонтируются по факту завершения работ и когда основные промышленные системы отопления восстановлены и работоспособны. Применяется такой способ и в дополнение к существующей системе, если она по каким-то причинам не справляется с обогревом производственных помещений

Нетрадиционные виды отопления

Довольно популярна среди собственников система плэн отопления, предполагающая быстрый монтаж, легкую регулировку настроек и отсутствие дополнительных затрат на приобретение сопутствующего оборудования и дополнительных приборов.

Для работы системы плэн требуется пленочный инфракрасный нагреватель, вырабатывающий инфракрасное излучение.

Также среди нетрадиционных типов обогрева встречается анодно капиллярная система отопления, принцип работы которой состоит в поляризации воды под действием тока. Система экономична в работе, долговечна и надежна, однако ее монтаж довольно трудоемкий и требует немалых капиталовложений. В качестве альтернативных вариантов обогрева дома собственники могут рассмотреть также самодельные системы отопления, солнечные коллекторы, геотермальные насосы, дровяные печи, пеллетные котлы и прочие инновационные приборы.

Однако окончательный выбор стоит принимать после того, как произведена оценка тепловой потребности дома. Это позволит корректно подобрать систему по критериям номинальной мощности, энергоэффективности, коэффициенту полезного действия и величине теплоотдачи.

Принцип работы центральной отопительной системы

Отопительные системы для частных домов в России в основном центрального типа. Например, обычный многоквартирный дом: как отопительная система в нем функционирует? В дом подведена теплотрасса, имеются специальные задвижки. От них запитан тепловой узел, который чаще всего бывает один (но их может быть и несколько). После  вводных задвижек находятся грязевики, а после них идут задвижки на ГВС.

Рисунок 5: Двухтрубная система отопления

Если рассматривать тепловой узел дальше, то можно увидеть элеваторный узел: вода с высокой температурой попадает в этот прибор, а он работает как инжектор, и инжектирует воду обратки, вода из обратки идет на рециркуляцию. В результате этого вода выходит с той температурой, которая подается в наши батареи. Сама система обычно однотрубная с нижним разливом, но бывает верхний разлив. Обратка находится в подвале, а подача на чердаке. В зависимости от конструкции стояка, движение воды может быть попутным, а может быть встречным. Количество секций в радиаторе, определяется специальными расчетами.

Важно! Отопительные системы для дома в идеале должны рассчитываться специальной проектной организацией. Не рекомендуется проводить самостоятельные расчеты и экономить на системе отопления, в противном случае в процессе эксплуатации самодельной отопительной системы могут возникнуть проблемы

(См. также: Закрытая система отопления)

Рисунок 6: Отопительная система дома

Воздушное отопление

Воздушную отопительную систему сегодня можно встретить очень редко. При воздушной системе воздух по специальным воздуховодам попадает в помещение, вытесняя более холодный, и создает естественную циркуляцию. При попадании холодного воздуха в помещение, циркуляция нарушается, и теплый воздух скапливается у потолка, а внизу остается более холодный. Это можно назвать главным минусом такой отопительной системы.

Водяное отопление

Наиболее часто встречающаяся отопительная система частного дома — это водяная и электрическая. Водяное отопление считается самым популярным, надежным и простым. Принцип действия довольно прост: вода нагревается в котле и по трубам направляется в дом, отдавая тепло через батареи. Циркуляция происходит при помощи специального насоса. Эта система является замкнутой: котел – трубы — батарея. Для разогрева котла используется уголь, керосин, дрова и природный газ. При этой системе еще используются и другие приборы такие как: терморегуляторы, манометры, предохранительные клапаны и другие. Трубы используются стальные, медные или полимерные.

Отопительные системы электрические бывают нескольких видов: потолочные инфракрасные обогреватели, различные электрические радиаторы, конвекторы, кабельные системы подогревающие потолок и пол и так далее. Но все они работают от электроэнергии, и при ее отсутствии нет возможности согреться с помощью таких обогревателей. Это является большим минусом такой системы отопления.  Рассмотрим один из видов электрического отопительного оборудования. (См. также: Автономное отопление)

Электрические конвекторы

Их работа осуществляется путем циркуляции воздуха, за счет чего в воздух отдается более 80% тепла. Благодаря высокой надежности их можно устанавливать в детских комнатах, так как температура на поверхности не превышает 60 градусов. Они не осушают воздух и не сжигают кислород. Холодный воздух поступает в конвектор и нагревается в нем, а после нагрева воздух расширяется и выходит через специальные жалюзи.

Рисунок 7: Электрический конвектор

Уровень тепла определяется с помощью специальной электронной системы. На некоторых моделях установлены термостаты, позволяющие экономить электроэнергию. Конвекторы можно разделить на высокие и плинтусные приборы. Высокие конвекторы обычно крепят на стену, а плинтусные, ставят под окно.

Преимущества и недостатки независимой системы отопления

Преимущества:

• возможность гибкой регулировки температурного режима в помещениях (теплоноситель изолирован от котла теплоносителя системы отопления) путем поддерживания необходимого давления;
• возможность применения различного химического состава теплоносителя;
• получение эффекта энергосбережения, экономия тепла от 10 до 40%;
• возможность эффективной организации системы теплоснабжения при значительном удалении и территориальному разбросу потребителей;
• система отопления показывает высокий уровень надежности;
• улучшается качество воды горячего водоснабжения.

Недостатки:

• требуются огромные затраты на обслуживание;
• трудоемкий и дорогостоящий ремонт.

Элементы независимой системы отопления. Нажмите на фото для увеличения.

В закрытых системах, выполненных в зависимой или независимой схемах отопления, подогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети в основном по параллельному, смешанному и последовательному вариантам. При выборе оптимального варианта учитывается отношение максимальной нагрузки, рассчитанной для отопления, к нагрузке горячего водоснабжения, которое применяется в некоторых районах. Это делается с помощью температурного графика централизованного регулирования выпуска тепла, принятого в абонентских тепловых энергопотребляющих приборах.

Система отопления, в которой применяется зависимое присоединение, сейчас потеряла свое распространение. В современном строительстве применяется исключительно независимая схема отопления. В современном мире они имеют все важные преимущества современных систем теплоснабжения, несмотря на крупные финансовые затраты и вложения. Переход на независимое отопление происходит повсеместно. Иногда применяют комбинированную схему присоединения местного теплового пункта, используя при этом и зависимую, и независимую системы отопления.

Монтаж трубопровода

Монтаж трубопровода отопления в частном доме заключается в соединении отдельных элементов в единую систему. Выполняют следующие операции:

• раскладка элементов согласно схеме;
• сварка или пайка труб;
• соединение с помощью фитингов;
• присоединение отопительных приборов.

В виду того, что пластиковые материалы удлиняются при нагреве, устанавливают компенсаторы. Это петля из трубы, которую впаивают в трубопровод на длинных прямых участках. После завершения монтажных работ необходимо провести испытание под рабочим давлением.

Как спаять отопительный трубопровод

Как правильно спаять отопление из пропиленовых труб расскажем далее. При нагревании полипропилена до +260 градусов происходит его плавление, что позволяет соединять отдельные элементы. Это обеспечивается явлением полифузии – взаимопроникновением атомов. Получаем стык двух деталей, не разделенных границей.

Паяльник выбирают в зависимости от вида пайки — стыковой, муфтовой или фитинговой. Он имеет насадки, на которые надевают отрезки соединяемых труб или трубу и фитинг. После нагрева их плотно соединяют и выдерживают 4-6 секунд Время нагрева и остывания соединяемых полипропиленовых элементов зависит от их диаметра. Данные приведены в таблице, которую можно найти в специальной литературе.

Крепление трубопровода к стене

Крепление трубопровода к стене осуществляют с помощью клипс и хомутов. Клипсы обеспечивают неподвижность трубы вдоль оси.

Хомутом крепят к стене, размещая трубы не ближе 20 мм от нее. Крепежные детали располагают на расстоянии не более полутора метра друг от друга. В местах поворота или разветвления труб устанавливают дополнительный крепеж.

Крепление радиаторов

Радиаторы навешивают на металлические кронштейны, входящие в комплект поставки, и закрепленные к стене дюбелями. Их толщина зависит от веса батареи. Чугунные элементы дополнительно опирают на ножки.

Схемы отопления из полипропилена для частного дома

• однотрубная или двухтрубная;
• двухтрубная с горизонтальной разводкой;
• двухтрубная с вертикальной разводкой;
• коллекторная.

Однотрубная схема предусматривает прохождение жидкости в одну сторону. Она применяется при последовательном соединении радиаторов. В двухтрубной модели есть линия обратного движения.

Двухтрубная схема с горизонтальной разводкой

В данной схеме полипропиленовые трубы расположены вдоль стены чуть выше уровня пола, что делает их малозаметными и не нарушает эстетику помещения. Это обычная двухтрубная система с нижней разводкой. Чаще всего радиаторы отопления установлены по периметру комнаты.

Схема вертикальной разводки

Вертикальная компоновка используется при отоплении усадебных домов в 2 этажа и более. Нагретая жидкость транспортируется между этажами по стоякам. Компоновка может быть по отношению к радиатору верхней или нижней. Верхняя модель чаще применяется при естественной циркуляции. На каждом этаже можно сделать горизонтальную схему распределения тепла. В данном случае устанавливают один стояк, по которому теплоноситель будет передаваться на каждый этаж.

Использование распределительного коллектора

В модели отопления с принудительной циркуляцией часто устанавливают коллектор. В нем от основного стояка отходит гребенка из труб, их количество равно числу потребителей тепла. На каждой полипропиленовой трубе имеется отдельный вентиль, который отключает определенную линию. Такая система позволяет равномерно распределять тепло, при необходимости снижать температуру в частном доме.

Недостаток – высокая стоимость монтажа, так как увеличивается длина трубопровода и количество фитингов. Однако эксплуатировать ее удобно, есть возможность отдельно отключить поврежденный участок. Сложные коллекторы оборудованы приборами автоматики, которые регулируют температуру теплоносителя, отключают систему при аварийной ситуации.

Одним из способов отопления жилища является водяной теплый пол. Полипропиленовые трубы повсеместно используются для его устройства. Систему водяного подогрева полов подключают к основной отопительной сети.

Организация отопления усадебного дома является сложным процессом. Для выполнения его самостоятельно нужно изучить способы и модели прокладки труб, выбрать подходящие материалы и арматуру. Не лишним будет ознакомиться с проектами отопления жилых зданий, близких по конструкции и размерам к вашему дому.

Просмотров:
1 370

Способы электрического обогрева

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

1. Электрический котел;
2. Отдельные нагревательные приборы.

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

Отдельные приборы электрического отопления представлены различными устройствами:

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

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

Виды системы отопления

Отопительные системы разделяются на воздушные, водяные и электрические.

Виды отопления: воздушное

Основное отличие состоит в том, что для таких систем не надо беспокоиться о дополнительных подключениях и подсоединений трубопровода: воздух сам является носителем. Виды отопления воздушного типа делятся на две основные категории:

Гравитационная (свободного действия) система

Воздушное отопление свободного действия при помощи камина

В первом случае теплообмен между молекулами воздуха происходит естественным образом: горячий поток расширяется и поднимается вверх, вытесняя более холодный. Наиболее наглядным примером воздушного гравитационного отопления служит обычная печь.

У этой схемы есть существенный недостаток – оно не в состоянии равномерно и быстро прогреть весь объем жилища, так как источником нагрева является только сам теплогенератор. Этот недостаток может нивелировать принудительное воздушное отопление, главное отличие которого в том, что теплообмен осуществляется не естественным образом, а с помощью вентиляторов.

Принудительная

Принудительное воздушное отопление через воздуховод

Источником тепла для принудительного воздушного отопления может быть жидкое топливо (солярка) или газ, подающийся на горелку, а теплый воздух от сгорания топлива распределяется в помещении по системе воздуховодов, давление в которых создает работа вентиляторов. Единственный недостаток такой схемы – это шум, который производится горелкой и вентилятором. Кроме того, монтаж и эксплуатация такой системы весьма затратны.

Виды систем отопления: электрическое

Электрическое отопление помещения при помощи радиатора

Электричество есть даже в самых отдаленных уголках страны, что и послужило широкому распространению такого обогрева. Отопить небольшой дачный дом, используя этот энергоноситель, можно с помощью масляных радиаторов, которые в отличие от тепловых пушек не так сильно сжигают кислород и не высушивают воздух. Такая особенность обеспечивается тем, что температура ТЭНа первых в рабочем состоянии колеблется в пределах 60-100 и нагревается масло, а не воздух, в то время как во вторых – равна 1000 градусов.

Теплый пол для частного дома

Существую также электрические котлы, с помощью которых можно обогреть частный дом или коттедж, выбрав мощность в зависимости от этажности здания, количества жилых помещений и их площади и теплоизоляции здания. Некоторые современные модели оснащены насосом и бойлером.

Говоря об электроотоплении не стоит забывать о теплых полах. Подогрев осуществляется за счет теплового кабеля. Чаще всего они используются совместно с другими типами отопления и являются дополнительным средством комфорта и регулировки температуры в помещении.

Системы водяного отопления

Система водяного отопления частного дома

Является наиболее распространенной и используется как в городских квартирах, так и в загородных домах. Разделяется водяная система по типу циркуляции теплоносителя на самостоятельную и принудительную.

Схема водяного отопления с естественной циркуляцией

• В первом случае, нагретая водаподнимается вверх, проталкивая остывшую в зону нагрева (к котлу).
• При реализации второго варианта отопительной системы давление в трубах создается за счет работы насоса.

Схема водяного отопления с принудительной циркуляцией

Для реализации естественной циркуляции необходимо использовать трубопровод большего диаметра и соблюдать необходимый угол наклона, поэтому большей популярностью стала пользоваться принудительная. Кроме того, эта система отопления позволяет более равномерно и быстро прогревать помещение, так как скорость течения теплоносителя выше под давлением создаваемым насосом.