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.

Система водяного отопления и ее компоненты

Индивидуальная отопительная система – решение для тех, кто не хочет или не имеет возможности подключаться к центральному отоплению. Это, зачастую, владельцы частных домов, дач, коттеджей, квартир, различных предприятий. Автономная система отопления обеспечивает независимость от работы коммунальных служб, начала и окончания отопительного сезона, а также самостоятельное управление температурой. Правильно выбранный тип индивидуального отопления позволит значительно сэкономить затраты на обогрев помещений.

Водяная отопительная система – наиболее популярная на сегодняшний день. Ее используют для обогрева как производственных помещений, так и жилых объектов.
Теплоносителем в них является жидкость — вода или антифриз.

Обязательными составляющими таких систем являются генератор тепла, отопительные приборы, трубы, по которым циркулирует теплоноситель. Также система отопления комплектуется рядом дополнительных элементов — расширительным баком, запорной и регулирующей арматурой, устройствами контроля и безопасности, и другими приборами в зависимости от вида и сложности системы.

Как работает система водяного отопления?

Нагретая генератором тепла жидкость подается по трубам к отопительным приборам, которые передают это тепло в помещение. В качестве источника тепла обычно выступает отопительный котел – устройство, в котором теплоноситель подогревается до нужной температуры. При этом энергоносителем может являться большое разнообразие видов топлива – газообразное, жидкое, твердое, электричество.

Сегодня на рынке отопительного оборудования представлен огромный выбор котлов отопления, различающихся по типу используемого топлива, месту установки, конструкции дымохода, материалу теплообменника, приготовлению горячей воды и другим критериям. От правильно подобранного устройства зависит эффективность, экономность и безопасность вашей отопительной системы. О том, какие разновидности котельных агрегатов существуют Вы можете узнать в статье «Как выбрать котел отопления».
Отопительные приборы, в которые поступает нагретый теплоноситель, прогревают воздух в комнатах. Они обычно различаются по способу передачи тепла окружающей среде. Выделяются:

• Радиационные приборы, отдающие не менее 50% тепла излучением. К ним относят трубчатые радиаторы, чугунные радиаторы.
• Конвективно-радиационные устройства, передающие конвекцией от 50 до 75% тепла. Часть тепла также передается за счет излучения. К этой группе относятся секционные и панельные радиаторы.
• Конвекторы отопления — устройства, осуществляющие передачу более 75% тепла с помощью конвекции, вследствие циркуляции воздуха через систему ребер.

После остывания жидкость из нагревательных приборов по трубам возвращается к котлу, где ее температура поднимается, и цикл повторяется снова и снова.

Типы водяных систем отопления

Водяные системы отопления подразделяются на 2 основных типа: открытые и закрытые. В зависимости от разновидности различается состав комплектующих и дополнительных элементов.

Открытая система отопления

Это простой и популярный способ, применяющийся в небольших жилых помещениях – дачах, частных домах. Также ее называют системой отопления с естественной циркуляцией — в ее основе лежат только физические законы природы. Такая система абсолютно независима от электроснабжения

Система отопления с естественной циркуляцией состоит из генератора тепла (котла), подающего и обратного трубопроводов, нагревательных приборов и расширительного бака. Циркуляция в такой системе основана на том, что плотность нагретой воды меньше, чем холодной. Поэтому, при нагревании она поднимается вверх, вытесняемая более плотной – холодной, по трубам подается к радиаторам или конвекторам, где отдает свое тепло и уже охлажденной поступает обратно в котел.

Все горизонтальные трубопроводы системы делаются с наклоном в сторону движения воды: нагретая вода, поднявшись по стояку вследствие температурного расширения и выдавливания более холодной водой обратки, растекается по горизонтальным отводам самотеком, охлажденная вода так же самотеком поступает обратно в котел. Уклоны трубопроводов способствуют и отводу пузырьков воздуха к расширительному баку: газ легче воды, поэтому он стремится вверх, а наклонные участки трубопроводов помогают ему нигде не задерживаться и поступать в расширительный бак, а затем в атмосферу. Расширительный бак создает постоянное давление в системе, принимает увеличивающийся при нагревании объем воды, а при охлаждении отдает воду обратно в трубопровод.

Недостатком открытых отопительных систем являются:

• ограниченный радиус действия (до 30 м по горизонтали), обусловленный небольшой скоростью циркуляции теплоносителя;
• замедленное включение в действие из-за большой теплоемкости воды и низкого циркуляционного давления;
• повышенная опасность замерзания воды в расширительном баке, который часто монтируется в неотапливаемом чердачном помещении;
• контакт теплоносителя с атмосферой и как следствие этого, большое содержание растворенного воздуха в теплоносителе, что является причиной корродирования трубопроводов, радиаторов и водонагревателя системы отопления.

Закрытая система отопления

Закрытые системы отопления или системы с принудительной циркуляцией широко распространены в новых домах, коттеджах, многоэтажках, производственных и коммерческих помещениях.

Отопительная система закрытого типа изолирована от проникновения воздуха в теплоноситель, поскольку полностью герметична и теплоноситель находится в под давлением (1-3 атмосферы). Это позволяет исключить недостатки открытых систем отопления.

Находящийся под давлением теплоноситель нагревается в котле и с помощью циркуляционного насоса поступает к отопительным приборам, а затем обратно в котел, где подогревается вновь и цикл повторяется снова. Для компенсации температурных расширений при нагревании теплоносителя в закрытой системе отопления используется герметичный расширительный бак.

Основные отличия закрытой системы отопления перед открытой:

• установка дополнительных элементов в систему отопления: теплые полы, водонагреватель косвенного нагрева горячей воды;
• нет необходимости установки труб увеличенного диаметра;
• установка циркуляционного насоса и расширительного бака в одно помещение с котлом, что существенно упрощает монтаж системы отопления дома и не требует дополнительного утепления чердачного помещения;
• не происходит испарения теплоносителя;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя в открытом расширительном баке;
• циркуляционный насос системы отопления позволяет контролировать скорость циркуляции теплоносителя, что обеспечивает более комфортные условия обогрева помещений дома.
  

Дополнительные элементы систем водяного отопления

При обустройстве автономной системы отопления необходимо предусмотреть наличие необходимых комплектующих, обеспечивающих ее нормальную работу, управление температурой, безопасность. К таким устройствам можно отнести:

• Расширительный бак — справляется с избыточным давлением, возникающим при нагреве и перегреве теплоносителя. Он предназначен для приёма избытка жидкости, возникающего при её тепловом расширении в результате нагревания.
• Клапан предохранительный — нужен на тот случай, если при сильном нагреве вместимости расширительного бачка не хватит. При достижении критического давления он сбрасывает излишки воды.
• Циркуляционный насос — создает давление в системе отопления, позволяющее увеличить интенсивность циркуляции теплоносителя по трубам, что увеличивает эффективность обогрева.
• Терморегулятор — устройство для контроля над температурой. Когда достигается заданное в терморегуляторе температурное значение, он отключает котел.
• Манометр — позволяет контролировать текущее давление в системе.
• Бойлер – бак-накопитель, который используется для подготовки горячей воды с использованием мощности системы отопления. Купить бойлер для котла можно в нашем интернет-магазине.
  Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.