Водяные системы отопления: эффективность и экономическая выгода

Качественное отопление – это гарантия комфорта Вашего дома или квартиры, проектирование и создание которого должно осуществляться еще на этапе строительства здания. Лишь соответствие трем основным требованиям: экономичность потребления топливных ресурсов, эффективность выделение тепла и бесперебойная эксплуатация делают отопление экономически выгодным и эффективным в действии.

Каким может быть отопление в доме?

Отопительные системы домов частного и загородного типа могут быть трех видов:

1. Электрические, известные своей легкостью установки и низким уровнем финансовых вложений на первоначальном этапе. Однако уже в процессе функционирования такой метод обогрева становится более дорогим, требующим высоких мощностей от поставщиков электрической энергии.
2. Воздушные системы на базе использования громоздкого оборудования позволят Вам в самые короткие сроки поднять температуру воздуха в помещениях до заданного уровня. Способ отличается низким экологическим показателем и способностью обогревать разные территории с различной эффективностью.
3. Водяной способ, который по-праву можно отнести к наиболее продуктивной и экономически выгодной возможности обогрева домов. Среди остальных его достоинств – практичность и высокая скорость прогрева, удобство расположения, абсолютно безопасная и бесперебойная эксплуатация, экономия топливного сырья до 20% по сравнению с печным отоплением. Действие водяной системы базируется на естественной циркуляции рабочего теплоносителя.

Виды водяных отопительных систем

Наиболее эффективным и надежным на сегодняшний день считается отопление с искусственным циркуляционным процессом, используемом для комфортного прогрева больших территорий. Ключевая роль принадлежит насосу, который отвечает за обеспечение достаточного уровня давления и циркуляцию жидкости.

Циркуляционные системы отопления водяного типа подразделяются на:

1. Отопление однотрубное с высоким уровнем гидравлической устойчивости. Даже с учетом экономичного расхода ресурсов, система нуждается в последовательном подсоединении радиаторов, вследствие чего происходит понижение температуры теплоносителя, существенно уменьшая тем самым выделение тепла последними радиаторами.
2. Системы водяного отопления двухтрубные предполагают равномерное распространение теплоносителя по всему стояку, что позволяет одинаково эффективно обогревать все помещения. Однако такой метод обогрева характеризуется высоким расходом ресурсов.
3. Лучевые системы водяного отопления, являющиеся наиболее эффективными по теплоотдаче и экономичными с точки зрения потребления ресурсов, представляют собой трубы, дислоцирующиеся в стенах или перекрытиях. Поэтажная разводка позволяет получить максимальную теплоотдачу от каждого радиатора и автоматизировать функционирование отопительного оборудования в каждом помещении Вашего дома. Кроме того, исключена возможность внезапных протечек на участках соединений, ведь трубопровод выполнен из металлопластика, исключая какие-либо возможные стыки или соединения.

Лишь правильно спроектированная система водяного отопления обеспечит комфортный температурный режим в Вашем доме. А это стало возможным благодаря разработке новых и модернизации уже имеющихся технологий изготовления отопительных приборов, способных удовлетворить все Ваши пожелания по теплообеспечению дома.

Промывка систем отопления: прихоть или необходимость?

Существенно продлить срок работы действующих отопительных приборов и сохранить на первоначальном уровне теплоотдачу радиаторов поможет промывка системы отопления. Именно правильно выполненная процедура очистки улучшает состояние трубопровода и считается достойной альтернативой его замене.

Что же представляет собой промывка труб, и какие методы сегодня используются не только профессиональными мастерами, но и простыми обывателями?

Прежде всего, хочется отметить, что цель процесса очистки труб — полная ликвидация образовавшейся на стенках труб накипи из солей органических и неорганических элементов. Создавая термическое сопротивление, отложения уменьшают пропускную способность трубопровода, способствуют ускоренному механическому износу, приводят к снижению теплоотдачи при существенном увеличении затрат на топливные ресурсы. В конце концов, это приводит к уменьшению уровня обогрева помещения, увеличению числа сверхплановых ремонтов или даже к полной замене трубопровода. Как видно, целесообразнее и экономически выгоднее владельцу дома проводить периодическую промывку отопительной системы, выбирая один из нескольких способов:

1. Гидрохимическая очистка на базе использования щелочных и кислотных химических препаратов, способствующих полному растворению и ликвидации фракционных отходов. Эффективность и легкость проведения в сочетании с дешевизной делают этот способ очистки самым популярным. Однако следует помнить о токсичности применяемых промывочных растворов и сложности их безопасной утилизации. Время циркуляции раствора в трубопроводе определяется индивидуально в зависимости от степени загрязненности. Применение гидрохимической промывки системы отопления обойдется Вам до 15 раз дешевле по сравнению с предстоящей заменой трубопровода.
2. Дисперсная промывка отопительных систем, являясь серьезным конкурентом предыдущему методу, заключается в проникновении реагента непосредственно в структуру отложений на молекулярном уровне, значительно ослабляя и нарушая механические связи молекул отложений. В данном случае полностью исключены химические реакции с металлом водяной отопительной системы, а значит, не нарушается ее целостность. Промывочный реагент, используемый для проведения дисперсной промывки, не только абсолютно безопасен и не токсичен, но и образует на стенках труб гидрофобную пленку, защищающую трубопровод и продлевающую срок его эксплуатации.
3. Гидродинамический метод предполагает эффективное удаление накипи посредством тонких струй воды под высоким давлением. Пожалуй, самый недорогой и безопасный с точки зрения окружающей среды метод, применение которого обойдется Вам в 2 раза дешевле замены трубопровода.
4. Пневмогидроимпульсная промывка систем отопления основана на использовании многократных импульсов, образуемых специфическими импульсными устройствами. Такие приборы способны создать ударную волну со скоростью перемещения 1,5 км/с на расстояние до 60 метров. Под воздействием мощного импульса отложения сначала принимают рыхлую форму, а затем и вовсе удаляются.
5. Электрогидроимпульсная очистка предполагает наличие специфического электрооборудования, которое создаст электрический разряд в воде. Образованная ударная волна и мощные гидродинамические потоки в течение короткого времени разрушают накипь и выводят ее, минуя повреждение труб.

И в заключение отметим, что из-за трудоемкости и специфичности работ по очистке трубопровода выполнение всего комплекса мероприятий следует доверить подготовленным мастерам с достаточным опытом работы. Также читайте о тепловых пушках на дизельном топливе .

Качество воды в системах теплоснабжения

К.т.н. Я.М. Щелоков, доцент кафедры «Энергосбережение», УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург

Перед персоналом любого энергоисточника возникает комплекс задач по организации надежной и экономичной работы тепловых энергоустановок. К настоящему времени эти требования сформулированы в правилах устройства и эксплуатации различных энергетических установок [1, 2]. Конечная цель при этом — не допускать возникновения коррозии металла и/или образования накипи, отложений и шлама на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводов в котельных, системах теплоснабжения за счет организации соответствующего водно-химического режима.

Принято считать, что достижение необходимого водно-химического режима работы энергоустановок возможно посредством обеспечения соответствующих концентрационных показателей воды, необходимых для обеспечения ее качественной и количественной характеристик [3].

Однако все попытки распространения этого технологического условия на водно-химические режимы тепловых сетей приводили чаще всего к отрицательным результатам по обеспечению как их надежной работы [1, 2], так и необходимых экономических показателей [4, 5].

Сложившееся противоречие было также подтверждено и в [6], где подчеркивается, что, по мнению теплохимиков, настало время реально оценить все аспекты эксплуатации тепловых сетей и, если это окажется необходимым, пересмотреть нормы их проектирования и эксплуатации.

О настоящей необходимости коренного пересмотра сложившихся схем теплоснабжения было подчеркнуто также и в [7]. Именно в данной работе сделана попытка комплексного рассмотрения проблемы организации водно-химических режимов работы систем теплоснабжения, т.е. отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Здесь А.П. Баскаковым приведены основные понятия химии воды. Отмечено, что, исходя из концентрационных показателей качества воды, обеспечение нормативных требований к водно-химическим режимам [1, 2] наиболее возможно в двух случаях [7].

1. Использование в качестве подпиточной химически чистой (нейтральной) воды, где могут распадаться на ионы менее одной из каждых 10 млрд молекул. На настоящий период наиболее близка по своему составу к нейтральной -обессоленная вода.

2. Использование так называемой «стабильной» воды, которая по своему определению не выделяет и не растворяет карбонат кальция, являющийся основой всякого рода отложений.

На примере Дании использование условно нейтральной воды в системе теплоснабжения вполне возможно (табл. 1).

Таблица 1. Показатели подпиточной воды для систем теплоснабжения (Дания).

Водяное отопление. Виды и работа. Устройство и особенности. Выбор

Если необходимо сразу отапливать несколько комнат, то одним из решений, при помощи которого это можно реализовать, является водяное отопление. Хотя сейчас существует много видов обогрева помещения, но именно этот традиционный способ является самым практичным, распространенным и доступным.

Виды водяного отопления

Во время работы этого типа отопления происходит нагрев воды, которая движется по трубам и обогревает помещения.

Существует несколько видов таких систем:

• С естественной циркуляцией. В этом случае работа системы происходит за счет разной плотности холодной и горячей воды. Нагрев проводится снизу и по законам физики происходит естественная циркуляция воды по трубам.

• С принудительной циркуляцией. В данной системе для движения теплоносителя используется электрический насос.

• Комбинированная система. Здесь используются одновременно два предыдущих варианта.

Кроме этого, водяное отопление может отличаться схемой монтажа труб:

• Однотрубная или одноконтурная, здесь теплоноситель движется по трубам последовательно, поэтому температура в радиаторах, расположенных ближе к котлу будет выше, чем у тех, что находятся дальше.

• Двухтрубная, она позволяет легче регулировать температуру и в свою очередь может быть: звездообразной, шлейфовой, коллекторной.

Для нагрева воды в такой системе отопления используются котлы, которые работают на топливе:

• Твердое (уголь, брикеты).
• Жидкое (дизельное топливо).
• Электричество.
• Газ.
• Комбинированные устройства.

Устройство системы

Устройство системы водяного отопления достаточно простое, но работает она эффективно, чем и объясняется популярность такого способа обогрева.

Водяное отопление состоит из основных элементов:

• Котел, он используется для нагрева воды или антифриза.
• Расширительный бачок, во время нагрева вода расширяется и ей надо куда-то деваться.
• Система труб, они могут быть стальными, медными, металлопластиковыми или пластиковыми, из них создается замкнутый отопительный контур.
• Устройства, отдающие тепло в комнату – это могут быть обычные стальные или биметаллические и т.п. радиаторы, но сейчас часто устанавливают теплый пол.
• Насос, он необходим для покачивания воды по системе.
• Термометр и манометр, эти приборы необходимы для контролирования температуры и давления жидкости в системе, они могут быть встроены в котел или устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Некоторые люди называют водяное отопление паровым, но это неправильно. Паровое отопление является отдельным видом обогрева, в нем в качестве теплоносителя выступает пар, а в нашем случае вода или другой жидкий теплоноситель.

Независимо от вида, принцип работы такого обогрева будет одинаковым. Во время работы нагревательного устройства, в нем происходит нагрев воды или другого теплоносителя. После этого, за счет принудительной или естественной циркуляции, нагретый теплоноситель начинает циркулировать по трубам и обогревает комнаты. Тепло может отдаваться в комнату, как через радиаторы отопления, так и через систему теплого пола. По системе труб остывший теплоноситель возвращается в нагревательное устройство, и весь процесс повторяется снова.

Область применения

Водяное отопление используется как для отопления многоэтажных, так и частных домов. Кроме этого, оно применяется для обогрева офисов, магазинов, промышленных предприятий. Такое решение позволяет значительно экономить используемое топливо — это электричество, уголь или газ и т.п.

Данный способ обогрева чаще всего применяется в жилых помещениях, где люди находятся постоянно. Это объясняется тем, что он обеспечивает комфортный режим смены температуры, так как во время работы системы нет ее резких скачков. Кроме этого, вода или антифриз имеют высокую теплоемкость, что позволяет им долго остывать и поддерживать тепло, даже когда котел не работает.

Не стоит думать, что водяное отопление является идеальной системой обогрева. Монтаж такой системы достаточно сложный, поэтому если нет соответствующих навыков, то выполнить его самостоятельно не получится. Надо контролировать работу котла, чтобы он не затух, исключением являются электрические котлы, в которых этот процесс автоматизирован.

Когда система долгое время не используется, из нее рекомендуется сливать воду, особенно в зимний период, иначе можно разморозить трубы и радиаторы. Надо контролировать, чтобы в трубах или радиаторах не образовались воздушные пробки, так как в этих местах появляется коррозия.

Если же такая система сделана профессионалами и правильно эксплуатируется, то она способна поддерживать в любом помещении комфортную для проживания температуру.

Особенности выбора

При выборе данной системы обогрева дома, сначала надо определиться с источником, который будет нагревать теплоноситель. Если в доме есть магистральный газопровод, то лучше использовать газовый котел. Хорошей альтернативой является электрический котел, но можно установить и твердотопливное оборудование или то, что работает на жидком топливе. Все зависит от того, какой энергоноситель будет самым дешевым и доступным в вашем регионе. Можно подключить параллельно несколько генераторов тепла, которые будут работать по очереди, в зависимости от наличия того или иного вида топлива.

При выборе системы циркуляции, а она может быть естественной или принудительной, надо учитывать ваши требования к системе отопления и какие у вас финансовые возможности. Если нагрев воды происходит в твердотопливном котле или печи с водяным контуром, то часто используется естественная циркуляция теплоносителя. Когда применяется газовое или электрическое отопление, то лучше использовать принудительную систему циркуляции воды или антифриза.

При выборе труб есть несколько вариантов: металлические, пластиковые и металлопластиковые. Для естественной циркуляции, трубы надо монтировать с уклоном, для этого лучше подойдут металлические, но надо иметь специальные навыки, чтобы выполнить их монтаж. Металлопластиковые и пластиковые трубы также можно уложить с уклоном, но они не рассчитаны на температуру более 95 градусов, поэтому обычно используются для создания систем с принудительной циркуляцией.

Для соединения металлопластиковых труб используют специальные муфты, поэтому их укладку легко выполнить своими руками. Для монтажа пластиковых труб надо приобрести специальный паяльник, стоит он недорого, и работать с ним несложно.

При выборе радиатора, надо учитывать способ его подключения, это может быть сверху, снизу, с одной или разных сторон.

Достоинства и недостатки

Чаще всего используется водяное отопление с принудительной или естественной циркуляцией, рассмотрим их преимущества и недостатки.

Преимущества системы с принудительной циркуляцией воды или антифриза:

• Можно автоматически управлять потоком тепла от радиаторов и таким образом, устанавливать температуру в каждой комнате отдельно.
• Она более экономична, так как возможность регулирования температуры в каждой комнате отдельно, приводит к снижению расхода энергии, необходимой для нагрева воды в системе.
• Есть возможность использовать пластиковые трубы, а это позволяет ускорить монтаж всей системы и уменьшить стоимость материалов.
• Пластиковые трубы скрываются в стену или размещают над плинтусом, поэтому не портят внешний вид комнаты.

Основным недостатком такой системы отопления является то, что для ее работы необходима электроэнергия, иначе насос работать не будет.

Если говорить о естественной циркуляции теплоносителя, то такая система отопления полностью автономная, так как для ее работы не надо электричество.

Недостатки системы обогрева с естественной циркуляцией воды:

• В радиаторах нельзя регулировать температуру воды.
• Перерасход топлива.
• Надо устанавливать трубы большого диаметра, а это увеличивает стоимость такой системы обогрева.
• Трубы, размещенные на стенах, выглядят не очень привлекательно.
• Данная система обогрева не совместима с теплым полом.

Хотя существует много способов обогрева дома, но наиболее эффективным, практичным и доступным на протяжении многих лет остается водяное отопление. Современная промышленность периодически представляет новые или усовершенствованные генераторы тепла, трубопроводы и генераторы, за счет чего эффективность данного способа обогрева увеличивается, а его стоимость снижается.