Преимущества и недостатки водяного отопления

Из всех теплоносителей, которые задействованы для нужд отопления, естественно, наиболее распространенным является вода. Именно водой, а не паром или воздухом заполнены радиаторы отопления в каждой квартире. Да, у паровых и воздушных систем отопления есть свои плюсы, но все же в совокупности преимущества именно водяного отопления делают его наиболее подходящим для обогрева жилых зданий.

Наиболее распространены системы водяного отопления с принудительной циркуляцией, т.е. в которых циркуляция теплоносителя происходит с помощью специального приспособления — циркуляционного насоса. Данные системы популярны потому, что в них, в отличие от гравитационных систем, значительно большая теплоотдача, есть возможность регулировать мощность всей системы отопления и температуры воздуха в помещениях, присутствует возможность использования более узких диаметров труб, что позволяет экономить материалы. Также системы отопления с принудительной циркуляцией имеют более долгий срок службы.

Преимущества водяного отопления:

• обеспечение равномерного прогрева всех отопительных приборов;
• применение трубопроводов меньшего диаметра, чем в системах парового и воздушного отопления;
• возможность регулирования степени нагрева отопительных приборов;
• бесшумность работы;
• большая степень безопасности по сравнению с системами парового отопления;
• невысокая стоимость и относительно минимальный расход материалов.

Недостатки водяного отопления:

• необходимость постоянного контроля за бесперебойной работой источника тепла;
• большая инерционность, т.е. медленный нагрев и остывание. Правда, это относится больше к старым добрым чугунным радиаторам. С появлением алюминиевых и биметаллических радиаторов данная проблема уже не столь актуальна;
• невозможность оставления системы отопления в холодное время без присмотра. При низких температурах наружного воздуха вода, замерзая, расширяется, и система отопления может лопнуть. Поэтому если возникла необходимость отъезда на неопределенный срок, то систему лучше опорожнить;
• возможность развития коррозии при долгом отсутствии воды в системе;
• вероятность возникновения воздушных пробок в системе;
• трудности при монтаже.

Как видно из вышеперечисленного, преимуществ у водяного отопления много, но, в то же время, немало и недостатков. Но именно вода является основным теплоносителем в системах отопления жилых домов и административных зданий. Схема водяного отопления: красный трубопровод — подающий, синий — обратный

Перечень основных видов водяного отопления: плюсы и минусы естественной и принудительной циркуляции

Водяное отопление — замкнутая система, в которой основным теплоносителем является вода. Она переносит тепловую энергию от генератора к радиаторам или батареям. Для доставки существует несколько схем разводки, различающихся сложностью монтажа, количеством материалов, требуемых для установки, эффективностью.

Принцип работы автономного отопления

В системе индивидуального обогрева частного дома постоянно циркулирует теплоноситель — жидкость, передающая тепловую энергию от генератора к удаленным комнатам. В качестве теплоносителя выступает антифриз или отфильтрованная вода.

Антифриз не замерзает при температуре воздуха ниже нуля, за счет включения в состав пропиленгликоля или этиленгликоля.

Теплоноситель циркулирует по контуру, являющимся замкнутым трубопроводом. В состав контура входят: нагревательный элемент, насосы, краны и другие элементы. В зависимости от схемы теплоноситель движется в двух направлениях:

1. Прямое движение – циркуляция жидкости от котла к батареям или радиаторам.
2. Обратный ток – жидкость, отдавшая тепло прибору водяного отопления, движется по направлению к нагревательному элементу.

Приборы водяного отопления (радиаторы, батареи, теплый пол) – оборудование, передающее тепло в атмосферу комнаты.

Схема Ленинградка

Циркуляция теплоносителя осуществляется по трубам, различающимся материалом и диаметром в зависимости от схемы разводки:

1. Металлический трубопровод редко устанавливают из-за постепенного ржавления, краткого срока эксплуатации. Монтируется только на резьбовых соединениях.
2. Медные трубы. Отличаются долговечностью, надежностью. Выдерживают перепады температуры, высокое давление. Для соединения требуется пайка — метод высокотемпературного припоя с включениями серебра. После монтажа, трубы можно скрыть в стене. Медь отличается высокой стоимостью.
3. Трубы из полимерных материалов (полипропиленовые и полиэтиленовые). Главное преимущество — простота монтажа. Трубы из полипропилена дешевый материал, однако не ржавеют. Если регулярно проводить промывку, эффективно работают несколько лет.
4. Металлопластиковые изделия состоят из пластика и алюминия. Монтируются за счет резьбы, иногда с использованием прессовых соединений. К недостаткам можно отнести высокий коэффициент расширения под действием тепла. Если температура теплоносителя резко изменится, трубы потрескаются.

Отопление с естественной циркуляцией

Особенность схем с естественной циркуляцией — отсутствие наносов. Отопительная сеть с естественным движением теплоносителя работает за счет физического эффекта диффузии или расширения воды при повышении температуры.

1. Нагревательный элемент согревает жидкость. Из-за меньшей плотности теплая жидкость переносится более холодной вверх.
2. При подъеме в верхний участок внутреннего контура, вода самотеком проходит по основным элементам и возвращается к котлу. Во время движения, теплоноситель передает энергию приборам водяного обогрева, когда попадает в теплообменник имеет более высокую плотность, вытесняет следующую порцию воды.

Преимущества самотечного отопления

Такой вид отопления используется давно.

1. Низкая цена. Не требуется монтаж циркуляционных насосов.
2. Простота установки и ремонта. При необходимости сеть полностью монтируется самостоятельно.
3. Самотечное отопление может функционировать без электричества.
4. Практически нет издаваемого шума.

Недостатки отопления

1. Невозможность использования в помещениях с большой этажностью или габаритами.
2. Существенная разница температуры в отопительных приборах. Чем дальше помещение удалено от котла, тем ниже температура.
3. Трудно регулировать нагрев. Система функционирует при температуре воды в котле выше 50 градусов. Снизить температуру невозможно. Погрешность при монтаже теплорегуляторов будет существенной.

По этой причине схемы применяются редко.

Отопление с принудительной схемой

Схема с принудительной циркуляцией включает оборудование – насос или помпу, повышающие скорость движения жидкости в трубопроводе без повышения давления.

Принудительная схема отопления

1. Возможность обогрева больших помещений. Если в доме больше одного этажа, можно использовать только принудительную циркуляцию.
2. Систему можно сделать сложнее. Насос ускоряет движение воды, можно увеличить количество поворотов.
3. Возможно использование труб меньшего диаметра. Эффективность обогрева не снижается, конструкции выглядят аккуратнее.
4. Для отопления менее критично наличие воздуха в системе. Если в сети с естественной циркуляцией попадает воздух, возможна полная остановка движения теплоносителя. Потребуется установить расширительные баки с системами спуска воздуха.
5. Можно использовать более легкие и дешевые пластиковые или полипропиленовые трубы.
6. Трубопровод можно спрятать под перекрытием.

Виды водяных отопительных схем разводки

Существует несколько типов закрытых отопительных систем, различающихся способом подключения. Разновидности отличаются стоимостью монтажа, эффективностью.

Насос с принудительной схемой отопления

Однотрубные

Теплоноситель выходит из котла по одной трубе, поочередно достигает радиаторы и батареи. Отдает тепловую энергию, возвращается к котлу с обратной стороны. Главный недостаток системы — постепенное снижение температуры в следующей батарее. Систему отопления невозможно перекрыть. В случае поломки придется полностью остановить подачу горячей воды.

Ранее систему называли «ленинградка», использовали в многоквартирных домах. Достоинства — простота монтажа, трубопровод проходит по периметру дома.

Двухтрубные

В более крупных дачных строениях лучше организовать схему отопления из двух труб. Радиаторы подключаются снизу. Особенно эффективной, система становится при подключении циркуляционного насоса.

Снизить скорость остывания теплоносителя в системе можно при помощи монтажа байпасов, кранов на батареи, регулирующих подачу воды.

Главное отличие системы отопления — монтаж основной трубы к наиболее дальнему из радиаторов, от которого происходит ветвление к промежуточным батареям. После прохождения отопительной сети, теплоноситель возвращается в котел по обратному трубопроводу, обеспечивая равномерное распределение тепла по зданию.

Правильно провести двухтрубную систему отопления достаточно сложно. Однако, она обеспечит стабильное тепло в помещении.

Лучевая

Метод отличается тем, что трубопровод прокладывается под перекрытием, а не по периметру. Трубы подключаются к радиаторам отдельно. По одной подводится горячий теплоноситель, по второй — удаляется. Можно легко обеспечить отдельный температурный режим в каждой комнате. Для лучевой разводки можно монтировать трубы с меньшим диаметром.

Лучевая разводка

Если наступит аварийная ситуация на участке цепи, можно легко отключить, провести ремонт. Это упрощает замену устаревших, поврежденных модулей.

Главный недостаток лучевой разводки — сложность. Для монтажа придется выполнить подробный чертеж, провести расчет материалов. Нежелательно чтобы трубы были сильно изогнуты. Лучевая сеть лучше работает с принудительной циркуляцией.

Теплый пол

Теплый пол можно сочетать с другими методами, использовать как основной для обогрева дачи. Например, когда в комнатах монтируются батареи, а в коридоре теплый пол. Принцип функционирования заключается в прокладке под полом тонких трубок, соединенных в единую сеть. Для улучшения работы укладываются на отражающий материал, который кладется на теплоизолятор. Сверху серпантина трубок монтируется перекрытие. Комната равномерно обогревается.

Схема разводки лучше работает в комнатах с облицовкой керамической плиткой или натуральным камнем. Использовать можно только при принудительной циркуляции воды.

1. Тепло распределяется равномерно.
2. Постоянный нормальный микроклимат.
3. Незаметность отопительных элементов.

Виды котлов

Для отопления частного дома используются 3 вида котлов:

Газовые агрегаты выгодно использовать, если регион газифицирован. Существуют одноконтурные и двухконтурные модели котлов, различающиеся возможностями. Одноконтурные только согревают теплоноситель, двухконтурные одновременно предоставляют горячую воду. Однако объем жидкости ограничен, не подойдет для постоянного использования. Достоинства газовых котлов: невысокая стоимость, компактность, низкая масса. Недостаток: сложность ремонта в случае повреждения теплообменника.

Электрические модели работают за счет преобразования электроэнергии в тепловую. Стоимость ниже, чем у газовых. Намного безопаснее, работают без шума, не выделяют продуктов горения. Существует три вида нагревательных котлов, работающих на электричестве: на трубчатых электронагревателях, электродные, индукционные. Наиболее дорогие и совершенные — индукционные. Практические не образуется накипь, способны работать с любым теплоносителем. Жидкость прогревается быстро. Коэффициент полезного действия — 99%.

Твердотопливные котлы работают как традиционные печи, в которые добавляют водный контур для обогрева жидкости. Работают на торфе, дровах, угле. Устройство котла потребует установки дымохода.

Существует несколько видов отопительных сетей, различающихся эффективностью, принципом работы. Выбор зависит от размеров помещения. Перед монтажом необходимо подготовить план работ. Для циркуляции лучше смягчить воду. Можно использовать устройства – смягчители, дистиллированную воду.

Однотрубная система отопления. Плюсы и минусы.

При монтаже водяного отопления применяют однотрубную или двухтрубную системы отопления. Чтобы определить визуально, какая из систем смонтирована в доме, достаточно взглянуть на радиатор отопления. Если выход из радиатора заходит в ту же самую трубу, из которой выполнен вход в этот радиатор, то это однотрубная система отопления. Если же вход в батарею отопления произведен из одной трубы, а выход идет в другую, то это двухтрубная система отопления.

Существуют следующие варианты исполнения:

Однотрубная система водяного отопления дома – «Ленинградка»
В Советском союзе, когда шло массовое жилищное строительство, такая масштабная стройка естественно заставляла задуматься об экономии различных материалов, в том числе и при монтаже отопления. Это и привело к мысли об использовании однотрубной системы отоплении жилых домов. Впервые широко использовался монтаж однотрубной системы отопления в городе Ленинграде, что и дало название этой системе отопления – «Ленинградка».

1 — стояк;
2 — нагревательные приборы;
3 — регулирующий кран;
4 — выпуск воздуха;
5 — обратная магистраль.

Проточная однотрубная система отопления двухэтажного дома
Схема такой системы отопления в одноэтажном доме не имеет подающего и обратного трубопроводов, а просто представляет собой замкнутое кольцо, начинающееся и заканчивающееся в отопительном котле. Однотрубная система отопления в многоэтажном доме не имеет обратных стояков, поэтому вода в ней возвращается в подающие стояки.

Одной из разновидностей такой системы отопления является однотрубная проточная отопительная система, при которой теплоноситель последовательно проходит через все радиаторы отопления. постепенно охлаждаясь. При такой системе первые от котла батареи будут горячими. а последние – холодными.

Схема однотрубной системы отопления с верхней разводкой.

1 — подающая магистраль;
2 — нагревательный прибор;
3 — обратная магистраль;
4 — выпуск воздуха;
5 — регулирующий кран

Однотрубная система отопления с байпасами двухэтажного дома
Другая схема однотрубной системы отопления представляет собой систему с замыкающимися участками – байпасами. При такой системе теплоноситель разделяется и проходит через радиаторы и через замыкающие байпасы.

Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой.

1 — подающая магистраль;
2 — нагревательный прибор;
3 — трехходовой кран;
4 — выпуск воздуха;
5 — регулирующий кран;
6 — обратная магистраль

Итак однотрубная система отопления имеет ряд преимуществ :

• Однотрубная система отопления – экономичность материалов. В отличии от двухтрубной системы при монтаже однотрубной необходимо меньшее количество труб. В некоторых случаях меньше в два раза. Это особенно актуально, если используются металлические трубы. Соответственно требуется меньшее количество фитингов и других расходных материалов.
• Простота монтажа однотрубной системы. И это логично. Раз используется меньшее количество материалов, то это соответственно уменьшает объем проводимых работ. Естественно уменьшаются сроки проводимых работ.
• Однотрубная система отопления – компактность, а значит более эстетичный вид. Поскольку в однотрубной системе используется меньшее количество материалов, то она занимает меньшее пространство в помещении, то есть она – более компактна. По этой причине однотрубной системе легче придать более привлекательный вид или же наоборот спрятать из поля зрения. В любом случае однотрубная система отопления менее заметна и лучше вписывается в интерьер помещения.
• Возможность скрытой прокладки трубопроводов При монтаже однотрубной системы в отличии от двухтрубной намного легче провести скрытую прокладку трубопроводов. Меньшее количество труб намного легче и не так затратно скрыть в штробах стен и полов или за стенными панелями. Количество и время проведения работ по скрытому монтированию также соответственно уменьшается.

У однотрубной системы отопления есть и недостатки:

• Сложность теплового и гидравлического расчета системы однотрубной системы. Так как в однотрубной системе теплоноситель последовательно проходит через все приборы отопления, нагревая их каждый по очереди, а сам при этом постепенно остывая. последние в системе радиаторы получают уже остывший теплоноситель. В результате чего отмечается достаточно резкий перепад в показателях температур на начальных и конечных радиаторах системы. Это значительно осложняет тепловой и гидравлический расчет, необходимый для определения нужного диаметра труб, количества секций радиатора и других параметров системы.
• Достаточно сложное устройство сети с естественным побуждением (без циркуляционного насоса). Поскольку в однотрубной системе теплоноситель достаточно быстро остывает, добиться естественно циркуляции в ней намного сложнее, чем в двухтрубной системе. Но добиться все-таки возможно. Намного улучшает циркуляцию теплоносителя встроенный в систему насос. Но только в том случае, если дом находится в местности, где нет частых и долгих отключений электроэнергии или же есть автономный генератор.

Как удается устранить недостатки однотрубной системы?:

• Для улучшения равномерной регуляции температуры применяют увеличенные по количеству секций радиаторы, находящиеся в конце системы.
• Вместо проточной системы монтируют систему с байпасами.
• Производят разделение системы отопления на отдельные ветви посредством коллекторов, монтируемых возле отопительного котла.
• Доводку температурного режима каждого радиатора осуществляют с помощью радиаторных регуляторов и термостатических клапанов, которые позволяют автоматизировать температурный режим помещения.