Виды систем отопления: водяное, воздушное, инновационное

С незапамятных времен человек старался обогреть свое жилище. Современные виды систем отопления намного эффективнее первобытного костра. Они используют самые передовые энергетические технологии и отличаются высокой экологичностью. Наиболее надежными и эффективными являются комбинированные системы отопления.

Виды отопления и их характеристика

За тысячелетия прогресса были разработаны разнообразные системы отопления. Они далеко ушли от костра в пещере как по энергетической эффективности, так и по снижению вредной нагрузки на окружающую среду. Сегодня при строительстве или реконструкции дома владелец выбирает среди нескольких основных видов систем отопления.

Водяное (жидкостное)

Тепловая энергия возникает при сжигании органического топлива или из другого источника, она переносится с помощью циркуляции жидкого теплоносителя- воды или незамерзающего состава. Трубопроводы соединяют теплообменник в топке и радиаторы отопления- всем привычные батареи или другие устройства. Они отдают тепло в помещениях, после чего охладившийся теплоноситель возвращается к теплообменнику и цикл повторяется.

В небольших помещениях иногда не ставят радиаторы, тепло излучают сами трубы.

Современный и эффективный способ водяного отопления- жидкостный теплый пол. трубы зигзагообразно укладываются на черновой пол и заливаются цементной стяжкой. Сверху настилается чистовой пол и напольное покрытие. Пол нагревает воздух, он поднимается вверх и равномерно прогревает все помещение. Для обеспечения нормальной циркуляции в таких системах применяют напорный насос.

Существует два вида разводки труб систем водяного отопления:

• лучевая- каждый радиатор подключается к главному распределительному коллектору отдельной парой труб;
• тройниковая (одно трубная и двухтрубная) –радиаторы подключены к котлу последовательно.

Лучевая схема обходится дороже, но в ней легче добиться равномерного прогрева помещений. В однотрубной или двухтрубной схеме для этого приходится выполнять сложные процедуры гидравлической балансировки.

• универсальность системы, она может подключаться к любому источнику тепла;
• возможность устройства энергонезависимой системы при организации естественной циркуляции теплоносителя;
• отработанные технологии и низкая стоимость установки и обслуживания;

• большая трудоемкость монтажа, необходимость многочисленных отверстий в стенах и перекрытиях для протяжки труб;
• риск протечки;
• риск замерзания и выходя из строя при использовании в качестве теплоносителя воды.

Водяная система отопления имеет низкую стоимость установки и обслуживания

На сегодняшний день для обогрева общего вида зданий жидкостные системы являются самыми распространенными

Воздушное

Традиционный способ обогрева- воздух, строительные конструкции и предметы в помещениях нагреваются от расположенной в середине каменной, кирпичной или металлической печи. В топке печи сжигают органическое топливо, ее стенки нагреваются и излучают тепло. Обтекающий топку через предусмотренные конструкцией каналы воздух выходит в том же помещении либо подается в другие комнаты через скрытые в стенах воздуховоды.

Если печь размещена в цокольном этаже, то появляется возможность устройства теплого пола, для этого между черновым и чистовым полом предусматривают каналы-воздуховоды.

• доступность, это самый дешевый в постройке вид отопления;
• простота конструкции;
• морозоустойчивость- печь не боится заморозки;

• низкая энергоэффективность, большая часть энергии «вылетает в трубу»;
• сложность технологии протопки, необходимость постоянного присмотра;
• требуется ежедневное обслуживание- очистка топки от золы, загрузка дров, растопка;

Такие отопители широко используются в дачных домиках временного пребывания, банях, времянках и сторожках.

Электрическое

Отопление строений с помощью электроэнергии удобно и эффективно. Такие устройства легко устанавливать, настраивать и регулировать, они легко объединяются в единые комплексы с централизованным автоматическим управлением. Теплообменники могут быть выполнены в виде традиционных радиаторов и размещаться под окнами, доступны также электроплинтусы и электрические тепле полы. Электрическое отопление легко комбинируется с водяным- теплоноситель нагревается электрокотлом, используемым в качестве вспомогательного источника тепла.

• наибольшая энергетическая эффективность
• мгновенный старт, быстрый прогрев помещений;
• морозоустойчивость;
• простота монтажа и настройки;
• возможность программирования дневных, недельных и более долгих циклов, дистанционного управления;

• высокая потребляемая мощность может потребовать замены всей системы электроснабжения дома;
• высокая стоимость электроэнергии.

Из- за дороговизны электрические системы отопления используют в небольших частных постройках, либо в качестве вспомогательного источника тепла. Широко применяется электрическое отопление в коммерческих и общественных зданиях.

Газовое

Источником тепловой энергии служит природный газ. Газовые котлы используются в составе жидкостной системы отопления.

• высокая энергетическая эффективность;
• высокая автономность;
• отличная управляемость возможность программирования режимов и удаленного управления
• не требуется загрузка топлива и удаление шлака.

Газовое отопление имеет высокую автономность

• высокая стоимость оборудования;
• риск пожара и взрыва газа;
• требует периодического сервисного обслуживания квалифицированными специалистами.

Газовые отопительные системы доминируют в тех регионах, где проведена газификация населенных пунктов.

Инфракрасные полы

Этот способ относится к электрическим видам отопления. Нагреватель представляет собой пластиковую теплостойкую пленку, на которую нанесены греющие дорожки из фольги или графитового состава. Эти пленки закладываются под напольное покрытие и подключаются к электроснабжению через систему управления.

• простота монтажа;
• не требует цементной стяжки, как водяной теплый пол, не уменьшается высота помещения;
• быстрый прогрев;
• возможность снятия и монтажа в другом месте.

Недостатком является высокая стоимость электроэнергии, такие полы обычно устраивают в небольших помещениях или зонах.

Солнечные коллекторы

Современный экологичный способ отопления использует возобновляемый источник энергии- солнечный свет.

Теплообменники устанавливают на крышах и стенах домов так, чтобы они были максимально освещены в течение дня. Солнечное излучение нагревает теплоноситель, он прокачивается циркуляционным насосом и отдает тепло радиаторам или тепловым аккумуляторам. В средней полосе и более северных широтах энергии Солнца не хватает для полноценного обогрева здания в зимний период, поэтому такие системы используются в качестве вспомогательных.

Достоинство такой системы- низкие эксплуатационные расходы. К недостаткам следует отнести высокую стоимость оборудования и монтажа, особенно тепловых аккумуляторов.

Распространены системы с прямым преобразованием солнечного света в электричество. Они не требуют сложно трубопроводной системы, нагрев помещений происходит за счет электроконвекторов, инфракрасных излучателей или теплых полов. Избыток энергии может запасаться в обычные свинцовые или современные литий- ионные аккумуляторы.

• простота конструкции и установки;
• низкие эксплуатационные расходы.

Солнечные коллекторы – один из видов отопления

• не может выступать в качестве основной системы отопления;
• высокая стоимость аккумуляторов;
• низкий срок службы солнечных батарей.

Ученые и изобретатели постоянно ищут пути повышения эффективности солнечных батарей и коллекторов, снижения их стоимости и продления срока службы.

Тепловые насосы

Эти высокотехнологичные устройства работают за счет тепловой энергии, запасенной в воздухе, грунте, незамерзающих водоемах или геотермальных водах.

Тепловой насос пропускает через свой внешний контур большой объем теплоносителя, понижая температуру природного источника тепла на малую величину- до нескольких градусов. При этом внутренний контур с малым объемом теплоносителя нагревается на несколько десятков градусов, его теплом и пользуются для отопления помещений.

В зависимости от источника тепла устройства подразделяют на:

• геотермальные- используют тепло почвы или подземных водных горизонтов;
• воздушные- отбирают тепловую энергию от атмосферного воздуха;
• вторичные- используют тепло дренажных стоков.

Типы систем отопления

Кроме источника тепла и типа теплоносителя, жидкостные отопительные системы подразделяются также по схеме разводки труб и по способу организации циркуляции.

По разводке труб

Применяются следующие основные схемы разводки трубопроводов:

1. Однотрубная. Радиаторы включаются последовательно в разрывы единственной трубы, опоясывающей все здание. Теплоноситель поступает в радиатор и возвращается в трубу, отдав часть тепловой энергии. Самая дешевая и наименее эффективная схема. Такие виды систем отопления часто используются в многоквартирных домах.
2. Двухтрубная. Радиаторы также соединены последовательно, но отработанный теплоноситель выходит во вторую, обратную трубу, по которой и возвращается к котлу. Обходится несколько дороже однотрубной и позволяет достичь большей равномерности прогрева помещений.
3. Лучевая. К каждому радиатору подводится своя подающая и возвратная труба, которые соединяются в центральных коллекторах. Наиболее дорогая схема позволяет легко добиться равномерного прогрева помещений и экономить энергоресурсы.

По типу движения теплоносителя

Существует две разновидности типов циркуляции теплоносителя – естественная и принудительная.

В небольших постройках, использующих простые твердотопливные котлы без электронного управления, часто обходятся естественной циркуляцией. Нагретый в теплообменнике топки теплоноситель поднимается по трубам вверх и поступает в радиаторы. Отдав свое тепло, он охлаждается и под действием законов физики опускается вниз, в обратную трубу, возвращаясь по ней в теплообменник. Преимуществом такой схемы является энергонезависимость- в доме будет тепло и при отсутствии электроснабжения. Недостаток- медленный прогрев и невозможность подключения теплых полов.

Принудительная циркуляция осуществляется под напором, создаваемым насосом. Он снимает ограничения на количество уровней и использование теплых полов. Кроме того, растет скорость оборота теплоносителя и помещения будут прогреваться заметно быстрее. Недостатком схемы является зависимость от электроснабжения.

Особенности комбинированного отопления

Комбинированная система сочетает в себе несколько источников тепла разного типа. Один из них, как правило, это газовый или твердотопливный котел с минимальной стоимостью тепловой энергии, служит в качестве основного. Остальные являются вспомогательными и служат для обеспечения экономии энергоресурсов основной системы либо для поддержки ее в сложных погодных условиях.

В комбинированных системах применяются разные сочетания источников, например:

• электрокотел для подогрева воды при основном газовом котле;
• солнечные батареи или коллекторы в дополнение к твердотопливному бойлеру;
• воздушный тепловой насос в дополнение к дровяной печи.

Комбинированная система отопления

При выборе системы отопления во внимание принимают множество факторов, прежде всего- доступность и сравнительную стоимость различных энергоресурсов. В современных условиях владельцы все чаще выбирают комбинированные системы, в которых возобновляемые источники тепла становятся надежных подспорьем в деле отопления дома.

Виды систем отопления

Для того чтобы в холодный зимний период обеспечить в жилом помещении необходимые условия для проживания, нужна система, которая помогала бы поддерживать нужный температурный режим. Система отопления является наиболее удачным инженерным решением данной проблемы. Отопительная система поможет поддерживать в доме комфортные условия на протяжении всего холодного периода, но следует знать, какие бывают системы отопления в современности.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, водяные теплые полы, и другие. Несомненно, важным вопросом является выбор вида системы отопления для своего жилища. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

Водяное отопление

Среди всей классификации систем отопления наибольшей популярностью пользуется водяное отопление. Технические преимущества такого отопления были выявлены в результате многолетней практики.

Несомненно, на вопрос, какие виды отопления бывают, именно водяное отопление первым приходит на ум. Водяное отопление обладает такими преимуществами, как:

• Не очень большая температура поверхности различных приборов и труб;
• Обеспечивает одинаковую температуру во всех помещениях;
• Экономится топливо;
• Повышены эксплуатационные сроки;
• Бесшумная работа;
• Простота в обслуживании и ремонте.

Главным компонентом системы водяного отопления является котел. Такое устройство необходимо для того чтобы нагревать воду. Вода является в таком виде отопления теплоносителем. Она циркулирует по трубам замкнутого типа, а потом тепло передается в различные отопительные компоненты, а от них уже обогревается все помещение.

Наиболее простым вариантом является циркуляция естественного типа. Такая циркуляция достигается благодаря тому, что в контуре наблюдается разное давление. Однако такая циркуляция может быть и принудительного характера. Для подобной циркуляции водяные варианты отопления должны быть оснащены одним или несколькими насосами.

После того, как теплоноситель проходит по всему контуру отопления, он полностью охлаждается и возвращается назад в котел. Здесь он снова нагревается и, таким образом, снова позволяет отопительным приборам выделять тепло.

Классификация систем водяного отопления

Водяной тип отопления может различаться по таким критериям, как:

• метод циркуляции воды;
• расположение магистралей разводящего типа;
• конструкционные особенности стояков и схема, по которой соединяются все приборы обогрева.

Наибольшую популярность обретает система отопления, где циркуляция воды происходит посредством насоса. Отопление с циркуляцией воды естественного плана в последнее время применяется крайне редко.

В насосной отопительной системе нагрев теплоносителя может иметь место и благодаря водогрейной котельной, или термо воды, которая поступает из ТЭЦ. В отопительной системе вода может нагреваться даже посредством пара.

Прямоточное соединение используют тогда, когда допустима в системе подача воды с очень высокой температурой. Такая система будет стоить не так дорого, расход металла будет несколько меньше.

Минусом прямоточного присоединения считается зависимость теплового режима от «обезличенной» температуры теплоносителя в подающем тепловоде наружного типа.

Воздушное отопление

Такие виды отопления различных помещений считаются одними из самых старых. Впервые подобную систему применяли еще до нашей эры. На сегодняшний день такая отопительная система получила широкое распространение – как в общественных помещениях, так и производственных.

Популярностью для обогрева зданий также пользуется нагретый воздух. При рециркуляции такой воздух может подаваться в помещение, где происходит процесс смешивания с внутренним воздухом и, таким образом, воздух охлаждается до температуры помещения и снова нагревается.

Воздушное отопление может быть местного характера, в случае если в здании нет центральной приточной вентиляции, или же если поступающее количество воздуха меньше, чем необходимо.

В системах воздушного отопления нагревание воздуха происходит за счет калориферов. Первичный отопитель для таких компонентов является горячий пар или вода. Для того чтобы прогреть воздух в помещении, можно использовать и другие приборы для отопления или любые источники тепла.

Местное воздушное отопление

При вопросе, какое бывает отопление, местное отопление часто приравнивается только к производственным помещениям. Приборы местного отопления используются для таких помещений, которые используются лишь в определенные периоды, в помещениях вспомогательного характера, в помещениях, которые сообщаются с наружными воздушными потоками.

Главными приборами системы местного отопления являются вентилятор и нагревательный прибор. Для воздушного отопления могут применяться такие устройства и приборы, как: воздушно-отопительные устройства, тепловые вентиляторы или тепловые пушки. Такие приборы работают на принципе воздушной рециркуляции.

Центральное воздушное отопление

Центральное воздушное отопление делается в помещениях любого плана, если здание располагает центральной системой вентиляции. Такие типы систем отопления можно организовать по трем различным схемам: с прямоточной рециркуляцией, с частичной или полной рециркуляцией. Полная рециркуляция воздуха может использоваться, в основном, в нерабочие часы для дежурных видов отопления, или для того чтобы обогреть помещение перед началом рабочего дня.

Однако отопление по такой схеме может иметь место, если оно не противоречит никаким правилам противопожарной безопасности или основным требованиям гигиены. Для такой отопительной схемы должна быть использована система приточной вентиляции, но воздух будет забираться не с улицы, а с тех помещений, которые отапливаются. В центральной воздушной отопительной системе применяются такие конструктивные виды приборов отопления, как: радиаторы, вентилятор, фильтры, воздуховоды и другие приборы.

Воздушные занавесы

Холодный воздух может поступать в большом количестве с улицы, если в доме слишком часто открываются входные двери. Если не предпринять ничего для того чтобы ограничить количество холодного воздуха, который проникает в помещение, или не обогревать его, то он может негативно сказаться на температурном режиме, который должен соответствовать норме. Чтобы предотвратить данную проблему, можно в открытом дверном проеме создать воздушный занавес.

Во входах зданий жилого или офисного плана можно установить низкорослый воздушно-тепловой занавес.

Ограничить количество поступающего холодного воздуха снаружи здания имеет место благодаря конструктивным изменением входа в помещение.

Все большей популярностью в последнее время пользуются воздушно-тепловые занавесы компактного типа. Самыми эффективными занавесами считаются занавесы «щиберующего» вида. Такие занавесы создают струйную воздушную преграду, которая защитит открытый дверной проем от проникновения холодных воздушных потоков. Как показывает сравнение видов отопления, такой занавес позволяет сократить потери тепла почти в два раза.

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.

Посредством электрических конвекторов можно обогреть любой тип помещения, даже если у вас имеется всего один источник энергии, такой как электричество.

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.

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.

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.

Какая система лучше

Конечно же, вопрос какая система отопления лучше является нецелесообразным, так как та или иная система является эффективной в определенных условиях. Сравнение систем отопления следует производить, учитывая все их плюсы и минусы, ориентируясь на условия установки и собственные возможности.

Рассмотрев, какие системы отопления существуют, можно сделать для себя определенные выводы. Но в целом, лучшим вариантом станет посоветоваться с профессионалами.