Системы отопления

Современное строительство не обходится без специальных работ, таких, как установка системы вентиляции, монтаж системы отопления или электропроводки.

Одними из основных монтажных работ, особенно в наших широтах, считается проектирование и установка системы отопления.

Виды систем отопления и их особенности

Стоит различать гравитационные системы и системы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Принудительное движение теплоносителя в системе производится за счет работы циркуляционного насоса.

Среди преимуществ таких систем:

• Незначительная разница температуры входящего и выходящего из теплогенерирующей установки теплоносителя. Температура воды или другого теплоносителя практически одинакова по всей системе;
• Большая скорость теплоносителя позволяет использовать трубы меньшего диаметра при проектировании и монтаже системы;
• Система с принудительной циркуляцией не требует уклона труб, необходимого для естественного движения теплоносителя.

Основной недостаток системы – энергозависимость. Без электричества циркуляционный насос, и, следовательно, вся система работать не будут.

Естественная циркуляционная система отопления работает за счет разницы плотностей холодной и горячей воды. Нагретая в котле вода расширяется (увеличивается ее объем), а ее плотность уменьшается.

Охлажденная вода с большей плотностью постепенно вытесняет горячую воду из котла. За счет этого явления и осуществляется движение теплоносителя в системе.

Основное преимущество системы – независимость от электроэнергии.

К недостаткам гравитационной системы стоит отнести:

• Необходимость соблюдать уклон труб при монтаже;
• Система состоит из труб большего диаметра за счет небольшой скорости теплоносителя. Это повышает металлоемкость системы и капитальные затраты на монтаж;
• Сравнительно большая разница температуры теплоносителя в точках входа и выхода и котельного оборудования.

Существует еще и комбинированная циркуляционная система отопления, сочетающая в себе все преимущества естественной и принудительной системы.

Однотрубная и циркуляционная система отопления

Важную роль в работе системы отопления играет выбранная разводка труб к отопительным приборам.

• Однотрубная система отопления. В такой системе отопления движение теплоносителя происходит по одной трубе по кругу. Отопительные приборы (радиаторы) подключаются к стояку последовательно. Каждый отопительный прибор оснащен краном Маевского или другим воздухоотводчиком (при желании заказчика). Циркуляция воды в отопительном приборе происходит за законом гравитации. Преимущество такой системы – меньшая металлоемкость системы, как результат – небольшие капитальные затраты. Недостаток – неравномерный прогрев отопительных приборов;
• Двотрубная. В такой системе к одному отопительному прибору подводятся 2 трубы: подача и обратка. Преимущество системы – равномерное распределение температур в отопительных приборах, независимость от закона гравитации. Среди недостатков – повышенная металлоемкость в сравнении с однотрубной системой отопления, что приводит к увеличенным капитальным затратам, энергозависимость системы (работа насоса);
• Многотрубная. Второе название многотрубной разводки – паук. Из котла труба, подающая теплоноситель, выводится на чердачное техническое помещение. Из нее делается разводка труб к каждому отопительному прибору отдельно. Главное преимущество – наилучшее распределение температуры теплоносителя по всем приборам. Основной недостаток – возникает необходимость утеплить трубы, которые находятся в зоне чердачного помещения.

Монтаж труб и разводки для отопительных систем

Система труб, разводка отопительных приборов – безусловно, самая важная часть системы отопления. Именно эта составляющая отвечает за надежность всей системы.

В то время, как остальные составляющие системы можно с легкостью заменить, замена труб – длительный, трудоемкий и неоправданный в некоторых случаях процесс. Поэтому разводка должна обеспечить качественную работу системы отопления во время всего периода эксплуатации дома.

Лучше всего предусмотреть монтаж продукции проверенных отечественных или зарубежных производителей таких, как REHAU или KAN-THERM. Качество выпускаемой этими компаниями продукции считается эталонным, поэтому производители гарантируют долговечность и страховку в случае выявления заводского брака. На рынке трубных систем REHAU и KAN-THERM – ведущие производители, занимающие около 80% всей продукции.

Одними из лучших трубных систем от зарубежных компаний считаются системы с натяжным кольцом. Обжим фитинга подобных систем происходит благодаря натяжному кольцу (в честь которого и была названа система). Это исключает использование уплотнительных прокладок и обеспечивает максимальную герметичность.

Высокая скорость установки систем с натяжным кольцом обеспечена работой монтажника с помощью гидравлического пресса. Это позволяет не только быстро завершить монтажные работы, но и полностью исключает возможность ошибиться при установке оборудования и самой разводки.

Системы отопления для частных домов

Системы отопления частных домов состоят из:

• Отопительного агрегата (котел);
• Расширительного бака;
• Системы автоматизации;
• Отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, регистры);
• Группа безопасности.

Системы отопления в частный дом могут быть закрытые и открытые.

Преимущество закрытых систем в том, что нет необходимости устанавливать расширительный бак, который служит емкостью для компенсации расширения теплоносителя при нагревании и удаления воздуха из системы.

Закрытые системы, как правило, используются с принудительной циркуляцией.

Чтобы компенсировать расширение теплоносителя, используется мембранный бак. Воздух из закрытой системы удаляется посредством использования автоматических воздухоотводчиков.

Т.к. расширительный бак не устанавливается, то нет и контакта теплоносителя с кислородом. Это положительно влияет на срок службы теплогенерирующей установки и отопительных приборов.

К тому же такие системы не нуждаются в постоянном контроле уровня воды; нет нужды добавлять в систему теплоноситель. Закрытые системы позволяют держать одинаковое давление во всех точках системы. Это позволяет избавиться или хотя бы частично уменьшить количество воздушных пробок.

Система котельной автоматики

Системы отопления частных домов нередко устанавливаются с системой котельной автоматики. Ее основная задача – позволить достичь максимальной экономичности системы, но при этом не выходить за рамки допустимых параметров микроклимата и не покидать зону высокого комфорта.

Современное оборудование автоматизации позволяет уменьшить потребление сырья для отопления примерно на ¼. Работает автоматика на принципе слежения за температурой наружного воздуха.

В зависимости от разницы температур на улице и в помещении котел работает с заданной мощностью. Такое регулирование позволяет снижать температуру во всем доме или в участках, где не требуется комфортная температура.

Выбор подходящей отопительной системы

Система отопления должна отвечать требованиям комфортности, экономичности и надежности. Ее можно создать только при правильном выборе котла, оптимальной автоматики и отопительных приборов.

При выборе котельного оборудования стоит соблюдать несколько простых правил:

• Хорошая база компании-производителя, наличие сервисной службы;
• Приобретать теплогенерирующее оборудование лучше всего у одного производителя. Это скажется на максимальной эффективности всей системы. Более эффективная работа оборудования от одной компании обусловлена заточкой агрегатов для совместной работы;
• Выбирать продукцию только проверенных производителей. Как правило, монтажные организации склоняются к выбору оборудования BUDERUS, VIESSMANN. Их оснащение обеспечит наиболее эффективную работу и надежность системы.

Основной котел выбирается в несколько этапов, выходя из доступных энергоносителей (газ, пелеты, уголь, электричество) и экономичности при комфортных условиях в процессе эксплуатации.

Также к установке рекомендуется дополнительный (резервный) котел. Это делается с целью обеспечения бесперебойной работы системы отопления в случае выхода из строя основного теплогенерирующего оборудования.

Иногда роль резервного котла может исполнять оборудование, которое использует для генерации тепла иной вид энергоносителя, чем основной котел. Такой способ эксплуатации дополнительного котла обеспечит повышенную экономичность в случае повышения тарифов на основной энергоноситель.

Затраты на систему отопления

Существует 2 вида затрат на систему отопления:

Капитальные – стоимость котлов, отопительных приборов, труб, других материалов и оборудования. Эксплуатационные – затраты во время использования системы отопления.

Уменьшение затрат на котельные агрегаты, систему автоматики, схему отопления приводят к большим затратам в период эксплуатации. И наоборот – установка высокоэффективных теплогенерирующих установок, современной системы автоматизации, оптимальная конфигурация оборудования позволяют многократно снизить затраты при использовании отопления. К тому же выбор оптимальной схемы системы отопления существенно повысит комфорт в помещении.

Независимо от выбора системы отопления при ее установке лучше довериться профессионалам, которые сами проведут проектные и монтажные работы.

Профессионалы выберут наиболее подходящее оборудование и оптимальную схему разводки, систему подачи теплоносителя.

Больше о системах отопления: видах, особенностях, выборе для предприятий и частных домов; можно узнать на выставке «Электро»

Разновидности устройства системы отопления: особенности эксплуатации без потерь тепла

Вы просматриваете раздел Компоненты системы, расположенный в большом разделе Отопление.

Система отопления представляет собой совокупность приборов, трубопроводов, регулирующей арматуры и технических деталей, которые предназначены для выработки и переноса тепловой энергии в отапливаемое помещение частного дома.

Отопительные системы классифицируют по источникам энергии, типам и особенностям движения теплоносителей, применяемому оборудованию, схемам монтажа.

Особенности устройства систем отопления: как работает технология?

Типы отопительных систем:

1. Водяные. Самый распространённый и выгодный вариант. Главный элемент схемы — котёл. Прибор нагревает жидкость, она по трубам поступает в радиаторы, которые прогревают воздух в помещениях.
2. Воздушные. В качестве источников тепла используют калориферы, которые подают тёплый воздух в комнаты. Как первичный отопитель применяется вода или горячий пар.
3. Электрические. Системы электрообогрева безопасны, автоматизированы, отличаются эффективностью. Недостаток устройства — дороговизна.

У каждой из систем есть собственные плюсы и минусы. При выборе следует ориентироваться на личные потребности, цели, приоритеты. Владельцы частных домов чаще всего обустраивают водяное отопление. Это рациональное решение, позволяющее создать комфортные условия проживания с минимальными затратами.

Популярные источники тепла

В качестве источников энергии используют:

• Твёрдое топливо. Уголь, дрова, топливные брикеты или пеллеты выгодны, если нет возможности подключиться к магистрали централизованного газоснабжения или установить газгольдер.
• Природный газ. Пока что это самый дешёвый ресурс. Газовое отопление популярно уже несколько десятилетий. Если правильно рассчитать и качественно смонтировать систему, обогрев будет стабильно работать долгие годы.
• Сжиженный газ. Автономная газификация — отличный вариант для дома, расположенного вдали от централизованных коммуникаций. К минусам стоит отнести крупные расходы на этапе обустройства.
• Жидкое топливо. В жилых зданиях нечасто устанавливают котлы, работающие на дизтопливе, но как запасное решение это практичный вариант.
• Электроэнергия. Часто устанавливают тёплый пол, инфракрасный обогрев. Системы экономичны, но подходят далеко не для всех регионов, поэтому чаще применяются как дополнительные.

Фото 1. Укладка инфракрасного теплого пола, работающего на электроэнергии, в помещении частного дома.

• Альтернативные источники. Есть системы, использующие энергию солнца, ветра, земли. Нагревательное оборудование работает за счёт солнечных батарей, ветрогенераторов или тепловых насосов. «Зелёное» отопление экологично, но слишком дорого.

Важно! При всех достоинствах источников энергии сложно найти альтернативу газовому отоплению. Такие системы дёшевы в эксплуатации и окупаются примерно за 5 лет. В качестве отопительного оборудования устанавливают котлы, радиаторы.

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.