Низкотемпературное отопление в частном доме

Функционирование любого типа отопительной системы направлено на создание оптимального температурного режима для жильцов дома. Сложившийся стереотип в отношении «правильного» обогрева подразумевает простой критерий определения его качества – чем горячее отопительные приборы, тем лучше. Но так ли это? Действительно ли высокотемпературный обогрев обеспечивает максимально возможный комфорт и не оказывает негативного воздействия на человеческий организм?

Климатические, медицинские и технологические исследования доказали, что это не так. Наиболее желанным и безопасным вариантом формирования комфортных параметров микроклимата помещений является низкотемпературное отопление в частном доме, которое не только эффективно, экономично и практично, но и положительно влияет на физическое состояние человека.

Ключевые особенности низкотемпературного обогрева

Важно знать, что словосочетание «низкие температуры» довольно условно и является сравнительной величиной в отношении классического источника тепла с высокой температурой рабочей среды (+70-80С). Низкотемпературное отопление частного дома работает с теплоносителем, разогретым до +40-45/55-60°С, где меньшие значения температур показывают состояние рабочей среды на входе в теплогенератор, а большие – на выходе. В Европе более креативно и точно подошли к определению низкотемпературного обогрева, введя в оборот понятие «мягкого тепла» (стандарт EN422).

Виды низкотемпературного отопления частного дома

Системы обогрева со сниженной температурой рабочей среды могут создаваться на принципах конвективной или лучевой теплоотдачи:

• радиаторное отопление;
• поверхностный обогрев.

Радиаторное низкотемпературное отопление в частном доме

Применяются разноплановые отопительных приборы, среди которых лучше всего себя зарекомендовали радиаторы панельного типа с нижним или боковым подключением. Радиаторное низкотемпературное отопление в частном доме проектируется на общих основаниях, но при этом требует тщательного подбора обогревателей с увеличенной мощностью из-за нестандартной температуры теплоносителя.

Поверхностный низкотемпературный обогрев

Ярким и известным каждому примером использования низкотемпературного отопления в частном доме является система «теплых полов». Трубы укладываются на подготовленную и теплоизолированную поверхность спиралью, зигзагом или змейкой на расстоянии на ближе 100 мм и не дальше 300 мм друг от друга. Чтобы добиться высокой эффективности и равномерности теплоотдачи длина контура не должна превышать 75 метров. Поэтому для больших помещений или при монтаже напольного обогрева в нескольких комнатах выполняется установка распределительного коллектора.

Аналогичная технология применяется для обустройства поверхностного обогрева в стенах. Трубы с определенным шагом укладки монтируются в стену параллельно полу и фиксируются специальными креплениями. Теплоноситель двигается по направлению сверху вниз. В качестве стеновой основы для передачи тепла выступает мелово-цементная штукатурка, которая отличается прочностью и превосходно декорирует трубы. Поверхностный обогрев не создает принудительного перемещения воздуха, благодаря чему тепло равномерно распределяется по всей площади помещения, формируя оптимальные условия для проживания, сна и отдыха.

Котельное оборудование для низкотемпературного отопления в частном доме

Обратка системы низкотемпературного обогрева содержит рабочую среду температурой 40-45°С, что является весьма критичным для большинства классических котельных установок из-за угрозы образования едкого конденсата на теплообменных поверхностях (точка выпадения росы). Поэтому проектирование низкотемпературного отопления в частном доме и подбор соответствующего оборудования должны выполняться специалистами.

В случае фактического наличия теплогенератора, не обеспечивающего в полной мере требований температурного режима для формирования «мягкого тепла», возможно применение гидрострелки или насоса подмеса с термостатом. Но оптимальным вариантом источника тепла для низкотемпературного обогрева являются конденсационные котлы, которые специально разработаны под данный тип отопительной системы. В таких котельных установках реализована особая схема полезного использования свойств паров, образующихся при сгорании топлива.

Преимущества и недостатки низкотемпературного отопления в частном доме

В сравнении с традиционной высокотемпературной системой отопления схема с использованием «мягкого тепла» имеет весомый и в то же время относительный недостаток – более высокую стоимость законченного проекта, особенно при необходимости дополнительного утепления дома. В остальном низкотемпературное отопление в частном доме характеризуется только положительными моментами:

• способность поддерживать режим более высоких температур (при необходимости);
• обеспечение комфортных условий в помещении без излишнего удаления влаги из воздуха и формирования воздушных потоков, переносящих пыль;
• высокая экономичность (до 20% и более) за счет:

a) раздельной настройки температур в контурах;

b) более эффективной переработки энергоресурсов;

c) возможности дополнительного подогрева воды альтернативными источниками тепла;

d) способности функционировать при выключенном котле благодаря оперативному перераспределению тепловой энергии, накопленной в теплоаккумуляторе;

В ситуации, когда качественно устранены все источники теплопотерь, низкотемпературное отопление в частном доме достаточно быстро окупится даже с учетом регулярного технического обслуживания котельной и растущих цен на топливо. По мнению специалистов, мягкий температурный режим благодаря своей комфортности, безопасности, универсальности и экономичности составит достойную конкуренцию высокотемпературным системам и со временем займет их место.

Низкотемпературное отопление в доме

Низкотемпературным называется отопление, в котором нагрев теплоносителя составляет 55-45 градусов. Это значит, что температура воды на выходе из котла не должен превышать 55 градусов, а температура обратной воды должна быть не ниже 45 градусов. При этом поверхность радиатора отопления будет нагрета примерно на 38-40 градусов в верхней части прибора.

Горячим, в общепринятом смысле этого слова, его не назовешь. Рассчитывать на интенсивное тепловое излучение от радиаторов при такой температуре теплоносителя не следует, равно, как не следует устанавливать в низкотемпературных отопительных системах конвекторы – они эффективны только при температуре воды не ниже 70С и используются в высокотемпературных (традиционных) отопительных системах.

Источники тепла для низкотемпературного отопления

В обычной системе отопления температура воды на выходе из котла значительно выше и составляет примерно 70-80 градусов, при этом температура обратки ниже на 20 градусов.

Следует отметить, что низкотемпературные отопительные системы используются не потому, что они лучше и эффективнее, а потому, что только с их помощью можно обогреть дом, применяя для этого тепловые насосы, геотермальные источники тепла или конденсаторные котлы отопления.

Так называемые традиционные котлы отопления в низкотемпературных системах можно использовать только в комплекте с элеваторным узлом, обеспечивающим смешивание холодного теплоносителя с горячей водой из котла и приведение температур теплоносителя к требуемым (55-45) параметрам.

Длительная эксплуатация обычного котла на нагрев обратки с низкой температурой может привести к чрезмерному образованию конденсата в дымоходе и преждевременному его выходу из строя. Поэтому в низкотемпературных системах отопления, работающих на обычных котлах отопления, теплоноситель из обратного трубопровода перед подачей в котел обязательно подогревают, используя для этого часть выработанного котлом тепла.

Все это усложняет конструкцию отопительной системы и ведет не только к увеличению ее стоимости, но и в значительной мере усложняет процесс эксплуатации и технического обслуживания.

Работать на теплоносителе с низкой температурой могут только конденсационные котлы отопления.

Низкотемпературные источники

Как уже было сказано, низкотемпературное отопление ориентировано на потребление тепловой энергии, вырабатываемой тепловыми насосами, а также, тепла, полученного от солнца и геотермального тепла. Именно эти источники являются оптимальными для низкотемпературных систем. Если решено использовать низкотемпературное отопление без применения возобновляемых источников энергии, то проще и экономичнее установить конденсационный котел.

Но работать система получения «мягкого тепла», как часто называют низкотемпературное отопление, будет только при правильном выборе отопительных приборов.

Отопительные приборы для низкотемпературных систем

Обычные радиаторы для низкотемпературных систем отопления не подходят. Они просто не смогут работать на полную мощность, и в доме будет холодно. Обогревать дом при низкотемпературной системе отопления придется с помощью греющих поверхностей. Это могут быть теплые полы или теплые стены. Соотношение простое: чем больше греющая поверхность, тем теплее будет в доме.

Следует отметить, что низкотемпературные отопительные системы имеют ряд достоинств:

• Греющие поверхности с температурой примерно 35-40С излучают тепло в наиболее комфортном для человека диапазоне волн
• Теплые полы позволяют перераспределить тепло в помещении. Если при установке обычных радиаторов самый теплый воздух в помещении (а вместе с ним и самая прогретая зона) находится под потолком, то при использовании теплого пола она расположена под ногами, что более естественно и комфортно для человека.
• Использование геотермального тепла и солнечной энергии позволяет снизить расходы на отопление и положительно сказывается на экологии.

Что дороже?

К сожалению, на сегодняшний день говорить о реальной экономии при использовании низкотемпературного отопления преждевременно.

В нашей стране дешевле топить газом, используя для этого традиционные котлы в комплекте с конвекторами и радиаторами отопления.

Для тех, кто хочет наслаждаться мягким теплом от греющих поверхностей, лучше установить конденсационный котел. Он стоит дороже, но позволяет сократить расход газа на 15-20%.

Энергоэффективность стальных панельных радиаторов в низкотемпературных системах отопления

Теплоотдача – это важная характеристика радиаторов, которая показывает то, сколько тепла отдаёт данное устройство. Существует множество видов отопительных приборов, которые обладают определённой теплоотдачей и параметрами. Поэтому многие сравнивают различные виды батарей по тепловым характеристикам и вычисляют то, какие из них наиболее эффективные в теплоотдаче. Для того, чтобы конкретно решить этот вопрос, нужно осуществить определённые расчёты мощности у различных отопительных аппаратов и сравнить каждый радиатор в теплоотдаче. Потому что, у клиентов часто возникает проблема с выбором подходящего радиатора. Именно этот расчёт и сравнение помогут покупателю с лёгкостью решить данную задачу.

Теплоотдача секции радиаторов

Тепловая мощность является основным показателем радиаторов, но также есть и куча других показателей, которые очень важны. Поэтому не стоит выбирать обогревательный прибор, основываюсь только на потоке тепла. Стоит учитывать то, в каких условиях будет определённый радиатор выдавать нужный поток тепла, а также, сколько по времени он способен проработать в обогревательной структуре дома. Именно поэтому, более логичным будет посмотреть технические показатели секционных видов обогревателей, а именно:

Осуществим некое сравнение радиаторов, опираясь на определённые показатели, которые имеют немало важное значение при их выборе:

• Какой тепловой мощностью обладает;
• Какова вместительность;
• Какое выдерживает испытательное давление;
• Какое выдерживает рабочее давление;
• Какова масса.

Замечание. Обращать своё внимание на максимум уровня нагрева не стоит, потому что, у батарей любых видов она весьма большая, что позволяет воспользоваться ими в построениях для жилья по-определённому свойству.

Одни из важнейших показателей: давление рабочее и испытательное, при выборе подходящей батареи, применяемое к различным теплосетям. Стоит также помнить о гидроударах, которые являются частым явлением, когда центральная сеть начинает осуществлять рабочие действия. Из-за этого не все виды обогревателей подходят к центральному отоплению. Сравнивать теплоотдачу правильнее всего, учитывая характеристики, показывающие надежность прибора. Масса и вместительность обогревательных структур важна в частных домостроительствах. Зная то, какой ёмкостью обладает данный радиатор, можно вычислить количество воды в системе и сделать оценку того, сколько будет расходоваться тепловой энергии для её нагрева. Чтобы узнать способ прикрепления к наружной стенке, допустим, сделанной их пористого материала или по каркасному методу, нужно знать вес устройства. Чтобы ознакомиться с главными техническими показателями, мы сделали специальную таблицу с данными популярного производителя радиаторов из биметалла и алюминия от фирмы под названием RIFAR, плюс к этому характеристики батарей из чугуна МС-140.

Низкотемпературные системы: отопление будущего

Важнейшей задачей развития технологий является повышение энергоэффективности. Для решения этой задачи в системах отопления наиболее эффективным путем является уменьшение температуры теплоносителя. Именно поэтому низкотемпературное отопление является сегодня ключевой тенденцией развития современной отопительной техники.

Низкотемпературная система отопления в процессе эксплуатации расходует намного меньшее количество теплоносителя, по сравнению с традиционной системой. За счет этого обеспечивается значительная экономия. Дополнительным плюсом является снижение объема вредных выбросов в атмосферу. Кроме того, работа с «мягким» температурным режимом позволяет задействовать альтернативные виды оборудования — тепловые насосы или конденсационные котлы.

Главной проблемой развития низкотемпературного отопления длительное время оставалось то, что при низкой температуре отопления было очень сложно создать комфортные условия в обогреваемых помещениях. Однако с развитием технологий строительства, позволяющих возводить энергоэффективные здания, эта проблема была решена. Применение современных строительных и теплоизоляционных материалов дает возможность значительно сократить тепловые потери зданий. Благодаря этому низкотемпературная система отопления может качественно и эффективно обогревать дом. Достигаемый эффект от экономии теплоносителя значительно превосходит дополнительные затраты, которые приходится нести для теплоизоляции зданий.

Биметаллические радиаторы

Исходя из показателей данной таблицы по сравниванию теплоотдачи различных радиаторов, более мощным выступает вид биметаллических батарей. Снаружи у них находится оребреный корпус, сделанный из алюминия, а внутри каркас с высокой прочностью и трубами из металла, чтобы был проток теплоносителя. Исходя из всех показателей, данные радиаторы имеют широкое применение в теплосети многоэтажного дома или же в частном коттедже. Но единственный минус биметаллических нагревателей – это большая цена.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевын батареи не имеют такую теплоотдачу, как биметаллические батареи. Но всё же, алюминиевые нагреватели не далеко ушли по параметрам от биметаллических радиаторов. Они применяются чаще всего в отделённых системах, потому что, не часто способны выдержать необходимый объём рабочего давления. Да, этот тип отопительных приборов применяется в эксплуатирование в центральной сети, но только с учётом определённых факторов. Одно такое условие подразумевает установку специальной котельной с трубопроводом. Тогда, алюминиевые обогреватели можно эксплуатировать в данной системе. Но всё же, рекомендуется использовать их в отделённых системах, дабы избежать ненужных последствий. Стоит заметить и то, что обогреватели из алюминия стоят подешевле предыдущих батарей, что является неким плюсом этого типа.

Чугунные батареи

Чугунный вид обогревателей обладает множеством отличий от предыдущих, вышеописанных радиаторов. Теплоотдача рассматриваемого типа радиатора будет весьма низкой, если масса секций и их ёмкость слишком большая. На первый взгляд, эти приборы кажутся полностью бесполезными в современных системах обогрева. Но в то же время, классические «гармошки» МС-140 до сих пор имеют высокий спрос, так как они обладают большой прочностью к воздействиям коррозии и могут прослужить очень долго. На самом деле, МС-140 действительно могут прослужить больше 50-ти лет, без каких-либо проблем. Плюс ко всему, здесь неважно то, какой будет теплоноситель. Также, простые батареи из чугунного материала обладают высочайшей тепловой инерцией из-за своей огромной массы и вместительности. Означает это то, что, если отключить котёл радиатор всё равно будет оставаться тёплым на протяжении долгого времени. Но в то же время обогреватели из чугуна не имеют прочности при должном рабочем давлении. Поэтому их лучше не стоит использовать для сетей, имеющих высокое давление воды, так как это может повлечь за собой огромные риски.

Какие преимущества есть у низкотемпературного отопления

При установке системы водяных теплых полов, вы получаете следующие преимущества:

1. 1. Основное преимущество – это уровень комфорта. Ни для кого не секрет, что чересчур горячие батареи сушат воздух, образуя в доме излишнюю конвекцию, которая поднимает в доме много пыли, оказывая на человеческий организм негативное влияние.
2. 2. Экономичность. Отказываясь от интенсивного обогрева в пользу выборочного, для которого характерна раздельная регулировка температуры, вы можете сэкономить до 20% теплоносителей.
3. 3. Технологическая экономичность. Используя режим теплых труб, вы сможете открыть для себя сразу две возможности для обогрева – конденсационные котлы, характеризующиеся КПД до 95%, и солнечные коллекторы, позволяющие получить «бесплатную» энергию.

Устраняя основные источники теплопотерь и желая снизить затраты тогда, когда через 5-10 лет система окупится, владельцы домов могут начинать переоборудование отопительных систем на более экономичный режим работы.

Стальные батареи

Теплоотдача стальных радиаторов зависит от нескольких факторов. В отличии от других приборов, стальные чаще представлены монолитными решениями. Поэтому их теплоотдача зависит от:

• Размера устройства (ширина, глубина, высота);
• Типа батареи (тип 11, 22, 33);
• Степени оребрения внутри прибора

Стальные батареи не подходят для отопления в центральной сети, но идеально зарекомендовали себя в частном домостроении.

Типы стальных радиаторов отопления

Чтобы выбрать подходящий прибор по теплоотдаче, сначала определитесь с высотой устройства и типа подключения. Далее по таблице производителя подбираете прибор по длине, рассматривая тип 11. Если нашли подходящий по мощности, то здорово. Если нет, то начинаете рассматривать тип 22.

Вычисление тепловой мощности

Чтобы сконструировать обогревательную систему, нужно знать тепловую нагрузку, требующуюся для этого процесса. Затем уже осуществить вычисления по теплоотдаче радиатора. Определить то, сколько расходуется тепла на обогревание комнаты можно достаточно просто. С учётом расположения принимают количество теплоты на обогревание 1 м3 комнаты, она равна 35 Вт/м3 для стороны с Юга помещения и 40 Вт/м3 для северной соответственно. Действительный объём здания умножаем на данное количество и вычисляем нужное количество мощности.

Важно! Данный способ расчёта мощности является увеличенным, поэтому вычисления здесь стоит учитывать, как ориентирные.

Чтобы вычислить теплоотдачу для батарей из биметалла или алюминия, нужно исходить от их параметров, которые указываются в документах производителя. Соответствуя нормам в них предоставляется теплоотдача одной единственной секции нагревателя при DT = 70. Это явным образом показывает, что единственная секция с подачей температуры носителя, равной 105 С, из обратки 70 С, придаст указанный поток тепла. Температура внутри при всём этом равняется 18 С.

Учитывая данные приведённой таблицы можно заметить, что теплоотдача одной единственной секции радиатора из биметалла, у которых 500 мм межосевой размер, равняется 204 Вт. Хотя это происходит, когда температура в трубопроводе падает и равна 105 oС. Современные специализированные структуры, не имеют такой большой температуры, что также уменьшает параллельно и мощность. Для вычисления действительного потока тепла, стоит сначала высчитать показатель DT для данных условий по специальной формуле:

DT = (tподт + tобрк) / 2 – tкомнт, где:

tподт – показатель температуры воды из подающего трубопровода;

tобрк – показатель температуры из обратки;

tкомнт – показатель температуры изнутри комнаты.

Затем теплоотдачу, которая указывается в паспорте отопительного устройства нужно умножить на коэффициент поправочный, принимающийся учитывая показатели DT из таблицы: (Таблица 2)

Таким образом вычисляется тепловая мощность отопительных аппаратов для определённых зданий с учётом множества различных факторов.

Характеристики низкотемпературной системы отопления

Вопрос, что такое низкотемпературное отопление, возникает у многих людей. Обычно такие системы характеризуются прогревом теплоносителя до 60 градусов по Цельсию. При этом, на входе в систему он имеет температуру около 40 градусов, а на выходе – около 60. Рассмотрим, как это достигается.

Температурный режим отопительных систем может быть описан тремя характеристиками:

• • Температура теплоносителя на входе в котел.
• • Температура на выходе.
• • Температура в обогреваемом помещении.

Данные котла должны указываться в техпаспорте изделий именно в этой последовательности. Отопительные системы традиционного типа (включая и центральное отопление), были рассчитаны таким образом, что на выходе из нагревателя вода должна иметь температуру около 80 градусов при температуре в 60 градусов на входе. Однако в наши дни такие показатели являются несколько устаревшими. Температура может быть снижена или теплосетью, или же самим пользователем. Европейские же котлы, которые сегодня практически полностью вытеснили советские отопительные аналоги, работают по несколько иным схемам.

По европейскому стандарту нормальный режим работы систем отопления предполагает температуру 60-75 градусов по Цельсию. Но здесь же говорится о понятии так называемого «мягкого тепла», предполагающего параметры системы с температурой до 55 градусов. И именно этот режим может стать нормативным в недалеком будущем, если учесть все ужесточающиеся требования к экономии. Таким образом, монтаж теплых полов становится все более актуальным.

О «теплых полах», пожалуй, слышали все. Именно эта система выступает одним из наиболее ярких примеров низкотемпературного отопления. К тому же, большинство владельцев частного дома сегодня уменьшают температуру котлов до «единички», дабы довести температуру теплоносителей до 50-60 градусов.

Лучшие батареи по теплоотдаче

Благодаря всем проведённым вычислениям и сравнениям можно смело заявить о том, что самыми лучшими в теплоотдаче всё-таки являются биметаллические радиаторы. Но они весьма дорогостоящие, что является большим минусом для биметаллических батарей. Далее, после них идут батареи из алюминия. Ну и последними в показателях теплоотдачи являются чугунные обогреватели, которые стоит использовать в определённых условиях установки. Если же всё-таки определить более оптимальный вариант, который будет не совсем дешёвым, но и не совсем дорогим, а также весьма эффективным, то алюминиевые батареи будут отличным решением. Но опять же, стоит всегда учитывать то, где их можно использовать, а где нельзя. Также, самым дешёвым, зато проверенным вариантом остаются чугунные батареи, которые могут служить много лет, без проблем, обеспечивая дома теплом, пусть даже и не в таком количестве, как это могут сделать другие виды.

Стальные приборы можно отнести к батареям конвекторного типа. И по теплоотдаче они будут гораздо быстрее, чем все выше перечисленные приборы.

Применение радиаторов

Первоначально в качестве низкотемпературных рассматривались только так называемые панельные системы отопления, наиболее распространенными представителями которых являются системы теплых полов. Для них характерна значительная поверхность теплообмена, что позволяет при небольшой температуре теплоносителя обеспечивать качественный обогрев.

Сегодня развитие технологий производства способствовало тому, что появилась возможность использовать для низкотемпературного отопления и радиаторы. При этом батареи должны отвечать повышенным требованиям энергоэффективности:

• высокая теплопроводность металла;
• значительная площадь поверхности теплообмена;
• максимальная конвективная составляющая.

Так, применение алюминиевых радиаторов модели Ogint Delta Plus при создании низкотемпературных систем дает важное преимущество по сравнению с теплыми полами. Оптимальные показатели экономии и комфорта обеспечиваются в тех случаях, когда система отопления быстро реагирует на изменения наружной температуры (при ее повышении температура теплоносителя уменьшается, а при снижении — увеличивается). Современная автоматика, применяемая на котельном оборудовании, дает для этого все возможности. Минус теплых полов заключается в их инерционности. Радиаторные же системы способны реагировать на изменение внешних условий практически моментально.