Системы местного отопления зданий

Определение местного отопления согласно ГОСТ предполагает, что таковыми принято считать те системы, где все составляющие инженерную конструкцию элементы объединены и являются целостным устройством. Его достоинством является возможность устанавливать необходимую температуру в помещении вне зависимости от остальных, автономно. Однако и обслуживание каждой установки требуется производить индивидуально.

Оглавление:

Описание популярных разновидностей систем местного отопления

Местное отопление необходимо в тех случаях, когда централизованное недоступно (для частных домов, дач) или недостаточно. В этом случае распространено применение следующих его разновидностей:

• печное;
• газовое;
• альтернативное: солнечное, геотермальное и так далее;
• электрическое.

Электрическое отопление

Электричество является дорогостоящим ресурсом, поэтому системы местного отопления на его основе реализуются только при отсутствии других вариантов или как вспомогательные. Существует немало возможностей организовать обогрев помещения этим способом.

1. Конвекторы и радиаторы служат наиболее востребованными вариантами электрического местного отопления. Масляные обогреватели могут быть очень мощными и быстро нагревать помещение, однако их функционирование требует большого расхода электроэнергии, а разогретый корпус нередко становится причиной бытовых травм. Конвекторы имеют другой принцип работы и при отсутствии иных вариантов могут использоваться как основная система отопления.
2. Система теплого пола может применяться для дополнительного обогрева. Она монтируется под напольное покрытие, управление производится с помощью терморегулятора, вынесенного на стену.
3. Варианты оборудования, работающие как источники инфракрасного излучения наиболее экономичны. Некоторые из них имеют КПД свыше 90%. В то же время стоимость таких приборов достаточно высока, а особенности функционирования комфортны не каждому: они осуществляют нагрев предметов в помещении, а не его атмосферу.
4. Электрическое водяное отопление предполагает использование котлов с ТЭНами, электродами или индукционных и воды как теплоносителя. Этот вариант – один из наиболее эффективных при организации системы обогрева здания с применением электроэнергии. Индукционные котлы дороги, однако отличаются повышенными параметрами безопасности и долговечны. Но установка отдельного электрического водяного отопления в части или комнате здания экономически нецелесообразна.

Газовое отопление

Природный газ является одним из самых недорогих источников тепла при наличии доступа к нему (магистрали). Конструкция на его основе чаще всего собирается из газового котла, тип которого можно выбрать по своему вкусу и потребностям, и водяной системы отопления.
При эксплуатации местного газового отопления следует учитывать некоторые нюансы.

• Выключение газового отопления в холодное время года недопустимо, поскольку при замерзании вода может разорвать стенки труб. В то же время оставлять работающий котел без присмотра нельзя, поэтому такой вариант не подходит для загородных домов и дач, где хозяева не проживают постоянно.
• К воде, как теплоносителю, предъявляются строгие требования по составу и содержанию солей и примесей.
• Элементы системы теплоснабжения нуждаются в постоянном техническом обслуживании, поскольку склонны к коррозии и поломкам.
• Водяное отопление не обеспечивает быстрого нагрева атмосферы помещения сразу после включения. Радиаторы необходимо также регулярно освобождать от пыли и грязи, иначе их эффективность будет снижаться.

Печное отопление

Если газовая магистраль недоступна, то наиболее востребованным видом местного отопления домов в сельской местности и даже квартир остается печное. Это рациональный и относительно недорогой способ обогрева с использованием различных типов топлива: дров или угля.
Печь является особенным элементом интерьера и относительно недорога в возведении и обслуживании. Она способна создать неповторимую атмосферу в доме, наполняя его теплом и уютом. Однако существуют и минусы в использовании такого обогревательного прибора.

• Русская печь требует выделения большой площади для своего возведения.
• Тепло от печей распространяется неравномерно, что может приводить к отсыреванию углов и подоконников, дискомфорту жильцов.
• Коэффициент полезного действия печного отопления крайне низок по сравнению с иными его видами и составляет всего 25%.
• Процесс топки ежедневно отнимает время, при этом требует строгого и постоянного контроля. Прогрев холодного помещения также происходит не сразу.

Совмещение печи с водяным контуром способно компенсировать ряд негативных моментов в ее эксплуатации, но нуждается в учете характерных для него особенностей (недопущение замерзания воды в трубах и регулярное техническое обслуживание для предотвращения коррозии и поломок).

Организация автономного местного отопления с привлечением солнечной энергии

Из альтернативных вариантов организации местного отопления зданий использование солнечной энергии является наиболее доступным. Она привлекает к себе все больше внимания владельцев загородного жилья, частных домов, поскольку предполагает отсутствие дальнейших затрат на оплату ресурсов.

1. Грамотно выбранные гелиопанели способны служить более 25 лет, а средний срок их окупаемости при постоянной эксплуатации составляет около 3 лет. Существует два основных варианта оборудования для подобной системы обогрева: солнечные батареи и воздушные коллекторы.
2. В солнечных батареях свет солнца преобразуется в электрический ток напрямую. Такой вариант наиболее востребован для обеспечения дома электроэнергией, которая затем уже может расходоваться по усмотрению хозяев, в том числе, для работы электрической системы местного отопления.

Местное воздушное отопление на базе солнечного коллектора не требует использования дополнительных приборов: энергия солнца напрямую преобразуется в нем в тепловую.
Накопление электроэнергии для использования в пасмурные дни, когда эффективность выработки тепла оборудованием снижается, производится с помощью специальных аккумуляторов. Приборы не требуют постоянного контроля своей работы, могут использоваться в отсутствие хозяев и не нуждаются в оформлении разрешительной документации для монтажа и ввода в эксплуатацию.

Отопительные системы

Подробно рассмотрены виды отопительных систем, их преимущества и недостатки, рекомендованные области применения. Рассмотрен принцип работы центральной системы отопления, основы ремонта и монтажа.

Системы отопления предназначены для теплового обогрева жилых, хозяйственных и производственных помещений. Отопительные системы имеют свою классификацию: местные и центральные. По способу циркуляции делятся на системы с естественной и принудительной циркуляцией. Бывают с верхним, нижним, комбинированным и опрокинутым расположением магистральных трубопроводов. Так же системы отопления делятся по типу теплоносителя: (См. также: Теплоноситель для систем отопления)

Местные системы отопления включают в себя такие виды:

Особенности и виды местного отопления

При электрическом отоплении электроэнергия преобразуется в тепловую энергию. Эта система является очень перспективной. Самое простое отопление считается газовое. Оно же является и самым дешевым, но имеет и два больших минуса, такие как токсичность и взрывоопасность. При печном отоплении получение, перенос и передача теплоты происходит в одном помещении. Топливо сжигается в печи, после чего нагреваются стенки дымохода и передают тепло в помещение.

Стояки отопительной системы

Стояки систем отопления бывают вертикальные и горизонтальные. Сами стояки делятся: однотрубные, бифилярные и двухтрубные.

Рисунок 1: Стояки отопления

Центральное отопление

Центральные системы отопления делятся на 3 вида:

Система водяного отопления;

Водяное отопление считается самым распространенным, так как оно повсеместно применяется в современных жилых квартирах и бытовых помещениях. При таком виде отопления в батарею поступает нагретая вода, а при ее остывании она уходит обратно для последующего нагрева. Паровое отопление обеспечивает нагрев за счет пара. В систему поступает пар, который идет из парового котла, находящегося в этом здании или поблизости. При воздушном отоплении, нагретый воздух, смешивается с воздухом обогреваемого помещения, а холодный воздух, возвращается обратно к источнику нагрева. (См. также: Одноконтурная система отопления)

Рисунок 2: Центральная система отопления

Проектирование и ремонт отопительных систем

Рисунок 3: Схема водяной отопительной системы

Схемы отопительных систем разрабатываются при проектировании каждого здания. Часто повторяющийся элемент каждой схемы — это стояк, который является опорой всей системы. Поэтому в первую очередь рассчитывают высоту и длину стояка, исходя из габаритов здания.

Рисунок 4: Промывка отопительной системы

Важно! Перед зимним отопительным сезоном систему отопления необходимо промыть водой под давлением 0,2-0,3 МПа. А так же потребуется проводить плановый ремонт отопительной системы, при котором все детали промываются отдельно, устраняют течи путем замены изношенных элементов системы, прокладок, устанавливают дополнительные гайки, хомуты и так далее.

Если нужна дополнительная защита от коррозии, то трубы и батареи перекрашивают. В случае, когда здание подвергается капитальному ремонту, то систему меняют полностью. (См. также: Газовое отопление)

Принцип работы центральной отопительной системы

Отопительные системы для частных домов в России в основном центрального типа. Например, обычный многоквартирный дом: как отопительная система в нем функционирует? В дом подведена теплотрасса, имеются специальные задвижки. От них запитан тепловой узел, который чаще всего бывает один (но их может быть и несколько). После вводных задвижек находятся грязевики, а после них идут задвижки на ГВС.

Рисунок 5: Двухтрубная система отопления

Если рассматривать тепловой узел дальше, то можно увидеть элеваторный узел: вода с высокой температурой попадает в этот прибор, а он работает как инжектор, и инжектирует воду обратки, вода из обратки идет на рециркуляцию. В результате этого вода выходит с той температурой, которая подается в наши батареи. Сама система обычно однотрубная с нижним разливом, но бывает верхний разлив. Обратка находится в подвале, а подача на чердаке. В зависимости от конструкции стояка, движение воды может быть попутным, а может быть встречным. Количество секций в радиаторе, определяется специальными расчетами.

Важно! Отопительные системы для дома в идеале должны рассчитываться специальной проектной организацией. Не рекомендуется проводить самостоятельные расчеты и экономить на системе отопления, в противном случае в процессе эксплуатации самодельной отопительной системы могут возникнуть проблемы. (См. также: Закрытая система отопления)

Рисунок 6: Отопительная система дома

Воздушное отопление

Воздушную отопительную систему сегодня можно встретить очень редко. При воздушной системе воздух по специальным воздуховодам попадает в помещение, вытесняя более холодный, и создает естественную циркуляцию. При попадании холодного воздуха в помещение, циркуляция нарушается, и теплый воздух скапливается у потолка, а внизу остается более холодный. Это можно назвать главным минусом такой отопительной системы.

Водяное отопление

Наиболее часто встречающаяся отопительная система частного дома — это водяная и электрическая. Водяное отопление считается самым популярным, надежным и простым. Принцип действия довольно прост: вода нагревается в котле и по трубам направляется в дом, отдавая тепло через батареи. Циркуляция происходит при помощи специального насоса. Эта система является замкнутой: котел – трубы — батарея. Для разогрева котла используется уголь, керосин, дрова и природный газ. При этой системе еще используются и другие приборы такие как: терморегуляторы, манометры, предохранительные клапаны и другие. Трубы используются стальные, медные или полимерные.

Отопительные системы электрические бывают нескольких видов: потолочные инфракрасные обогреватели, различные электрические радиаторы, конвекторы, кабельные системы подогревающие потолок и пол и так далее. Но все они работают от электроэнергии, и при ее отсутствии нет возможности согреться с помощью таких обогревателей. Это является большим минусом такой системы отопления. Рассмотрим один из видов электрического отопительного оборудования. (См. также: Автономное отопление)

Электрические конвекторы

Их работа осуществляется путем циркуляции воздуха, за счет чего в воздух отдается более 80% тепла. Благодаря высокой надежности их можно устанавливать в детских комнатах, так как температура на поверхности не превышает 60 градусов. Они не осушают воздух и не сжигают кислород. Холодный воздух поступает в конвектор и нагревается в нем, а после нагрева воздух расширяется и выходит через специальные жалюзи.

Рисунок 7: Электрический конвектор

Уровень тепла определяется с помощью специальной электронной системы. На некоторых моделях установлены термостаты, позволяющие экономить электроэнергию. Конвекторы можно разделить на высокие и плинтусные приборы. Высокие конвекторы обычно крепят на стену, а плинтусные, ставят под окно.

Установка отопительной системы

Монтаж отопительной системы производится по различным схемам. Сначала согласовывается сама схема, за тем идет подбор всех необходимых комплектующих. При расчете схемы должны учитываться пожелания заказчика, его финансовые возможности и габариты помещения. В работу по выбранной системе входит ее установка и настройка. Монтаж отопительных приборов – это установка батарей и радиаторов отопления. Монтаж котельных – это в первую очередь создание отдельного проекта под каждый дом, выбор и установка необходимого оборудования.

Помимо монтажа батарей отопления и выбора котла монтаж системы отопления включает в себя выбор и установку труб отопления, например, полипропиленовых. Полипропилен очень качественный материал, имеющий малый вес и хорошую гибкость. Поэтому при проводке отопления в частных домах, многие отдают ему предпочтение.

Насосы систем отопления

Насос для отопительной системы бывает нескольких видов: сухой и мокрый. В конструкции первого ротор не имеет контакта с водой, и от двигателя его отделяют специальные кольца. Когда двигатель запускается, кольца вращаются, и за счет тонкой водяной пленки происходит герметизация. Пружины толкают кольца друг к другу, из-за чего они изнашиваются, и срок их службы составляет около 3 лет. Они бывают трех видов: горизонтальные, блочные и вертикальные.

Рисунок 8: Насос для системы отопления

Мокрые насосы состоят из пяти модулей: корпус, электродвигатель, стартер, рабочее колесо, коробка с клеммами, вал и ротор с подшипниками. Такие насосы имеют 1-фазный и 3-фазный двигатели. Его устанавливать лучше на обратном трубопроводе. К подшипнику постоянно должна поступать вода, так как в данном случае она выполняет роль смазки, и по этому вал всегда должен находиться в горизонтальном положении.