Виды систем автономного отопления и их особенности

Для людей, живущих в холодном климате, вопрос отопления всегда был актуальным; но, если многоквартирные дома часто подключены к системе центрального отопления (что, безусловно, имеет как плюсы, так и минусы), то владельцам частных домов приходится заботиться об обогреве своего жилища самостоятельно

Лучшим выбором для таких домов является автономное отопление, которое, впрочем, завоевало популярность и среди жителей квартир. Установить такую систему несложно, хотя для этого требуются некоторые навыки и знания, а также – проверка специалиста после завершения установки, но перед введением системы в эксплуатацию.

Виды систем автономного отопления

1. Традиционная (её называют также гидравлической или водной) – система, состоящая из котла, нагревающего воду, и труб, по которым она передаётся к обогревательным приборам (батареям, тёплым полам, конвекторам). Эта система замкнутая, то есть вода циркулирует по кругу. Кроме основных элементов (котла, труб и батарей), водная система отопления включает в себя многие дополнительные составляющие: радиатор, манометр, расширительный бак, блок безопасности, а также краны. Ознакомиться со всем необходимым оборудованием для водной системы отопления можно на сайте Аквабойлер.

В зависимости от принципа циркуляции воздуха по трубам традиционные системы автономного отопления подразделяются на следующие подвиды:

— конвективные – работают по естественным законам физики. Нагретая вода имеет меньшую плотность и вес, благодаря чему поднимается вверх по трубе к расширительному баку, а оттуда вытесняется и поступает по нисходящим трубам к радиаторам (отопительным приборам). Там она охлаждается, отдавая тепло помещению, и далее стекает в трубы, по которым поступает обратно в котёл, после чего цикл повторяется заново. Этот подвид традиционной системы отопления прост по составу и принципу работы, но монтаж такой системы имеет некоторые важные нюансы: так, при установке труб нужно придерживаться чётких правил касательно их уклона: трубы должны наклоняться от вертикального стояка к отопительным приборам, а обратный трубопровод нужно уклонять в сторону котла. Без соблюдения этих требований система не может функционировать. Преимущество систем этого типа в их независимости от электроснабжения, но и недостатков немало: невозможность регулировать температуру, использование только стальных труб большого диаметра, значительный расход топлива и невозможность подключать к системе тёплые полы.

— системы с принудительной циркуляцией – работают с помощью циркуляционного насоса. Насос подаёт нагретую в котле воду к радиаторам; температуру нагрева воды можно регулировать с помощью расположенных на отопительных приборах ручных или автоматических вентилей. Охлаждённая вода возвращается по обратному трубопроводу в котёл, где нагревается заново. Одно из главных достоинств такой системы отопления — широкие возможности её настройки (можно задать отдельную температуру для каждого помещения); также, она потребляет меньше топлива, чем конвективная система, а трубы в ней тоньше, что позволяет легче встраивать их в стены или вписывать в интерьер. Главный минус – зависимость от электроэнергии.

2. Воздушная – жилище отепляется с помощью нагретого воздуха, который через решётки поступает в теплообменник теплогенератора по воздуховодам, изготовленным из оцинкованной стали. Для регулирования температуры воздуха и микроклимата в помещении используется также подсоединённый к теплогенератору кондиционер. Такая система выгоднее, чем традиционное автономное отопление на воде, поскольку себестоимость у неё ниже. К тому же, воздушная система отопления кроме своей основной функции выполняет и некоторые другие задачи: вентилирует помещения, регулирует уровень влажности воздуха в доме, и охлаждает его в жаркую погоду.

По принципу действия воздушные системы автономного отопления делятся на два подвида:

— гравитационные — работают благодаря естественной циркуляции воздуха, при которой тёплые потоки поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз, попадая в воздухосборник. Такие системы не зависят от источника электричества, в чём состоит их главное достоинство; однако, сквозняки в помещении нарушают циркуляцию воздуха, что приводит к неравномерному его нагреванию — это является существенным недостатком.

— системы с принудительной вентиляцией — в них задействованы электрические или механические вентиляторы, распределяющие воздух по жилищу и направляющие его в воздуховоды. В камере сгорания снизу тоже находится вентилятор, откачивающий отработанный воздух, который после очищения от пыли, микробов, и запахов насыщается кислородом и подаётся к теплообменнику, а оттуда – в комнаты. Холодный воздух из помещений попадает в теплогенератор через решётку или обратный воздуховод.

Электрическая – обогревает жилище с помощью конвекторов и других приборов, которые нагреваются от электричества, преобразуя его в тепло. Такие системы автономного отопления различаются по способам переработки электрической энергии в тепловую; они делятся на следующие подвиды:

— конвекторы – работают на базе электрического котла, установленного в керамический изолятор, который, в свою очередь, помещается в алюминиевый или стальной корпус. Такой конвектор можно разместить на полу или на стене, а также встроить в стену; для подержания необходимой температуры в конвектор помещают электронный блок управления (термостат). При правильном расчёте количества и мощности таких приборов они равномерно прогревают жилище, но для достаточного обогрева нужно много конвекторов.

— инфракрасные обогреватели – новинка в сфере систем автономного отопления. Принцип работы такого обогревателя следующий: кварцевый излучатель преобразует электрическую энергию в инфракрасное излучение, которое нагревает всё, на что оно направлено. Изготовляют такие излучатели в виде настенных или потолочных панелей, а также переносных устройств. Они хороши для обогрева воздуха в небольшой зоне, но для полноценного отопления помещений (особенно больших) таких обогревателей понадобится много, что повлечёт за собой высокие затраты электроэнергии.

— электрический тёплый пол – бывает в виде кабелей, проложенных под покрытием или залитых в бетон на некоторых участках пола, или же в виде плёнки с нанесённым на неё электрическим проводником. Такую систему можно установить в любом помещении; электронный регулятор, через который она подключается к сети, также позволяет изменять температуру обогрева по своему усмотрению.

Виды автономных систем отопления

Классификация всех без исключения отопительных систем происходит по типу топлива, нужного для их работы. Если необходимо постоянно экономить на энергопотреблении системы, и есть возможность применять несколько видов топлива для обогрева, то лучшим решением станет приобретение комбинированного оборудования.

Эти модели имеют все преимущества стандартных типов отопительных котлов и могут производить работу на нескольких видах топлива. С целью ознакомления представлены разные типы монтажа, чтобы застройщик мог сам выбирать, какое отопление лучше для частного дома.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Котел для системы отопления может работать от любого вида топлива

Водяное отопление

Один из самых признанных устройств системы индивидуального отопления в своем доме. Теплоносителем здесь выступает замкнутый по контуру трубопровод с разводкой, с циркулирующей по нему нагретой от котла водой. Монтаж отопления производят несколькими способами: одно или двухтрубным, с батареями (чугунными, стальными, биметаллическими) или радиаторами конвекторного типа. Модель нагревательного котла устанавливают с учетом вида топлива.

Газовое

Электрическое

Твердотопливное

Дизельное

Малое потребление энергии Безопасный — нет открытого огня Рентабельность Автономность Простота эксплуатации Простота эксплуатации Доступность топлива Не требуется разрешений Высокая эффективность Экологически чистый Экологически чистый Простая и надежная конструкция Не нуждается в запасе топлива Компактность, монтаж в любом месте Высокая энерго- эффективность Возможно переоборудование на газовое отопление Способен обогреть огромный дом Отсутствием продуктов сгорания Относительная дешевизна отопления за м² Долговечность Долговечность

Схемы автономной водяной отопительной системы

Различают несколько вариантов монтажа таких систем. При проектировании частного дома нужно внимательно отнестись к их выбору.

С целью ознакомления представлены разные типы монтажа, чтобы застройщик мог сам выбирать, какое отопление лучше для частного дома.

Разводка с разделением по типу циркуляционной системы

• сборка с естественной циркуляцией за счет разницы давлений;
• монтаж с принудительным типом циркуляции.
• Схемы систем с естественной и принудительной циркуляцией

По месту прокладки подающей магистрали

• монтаж с верхней разводкой;
• монтаж с нижней разводкой.
• Рассматривать такие схемы есть смысл только при строительстве двух или трехэтажного дома

По количеству стояков

• однотрубная схема монтажа;
• двухтрубная схема.

На двухтрубную систему потребуется больше материалов

По расположению стояков

• вертикальная схема подключения;
• горизонтальная схема подключения.

Разница между вертикальной и горизонтальной системами

По схеме прокладки магистрали

• схема развязки с попутными магистралями;
• схема развязки с тупиковыми магистралями.

Тупиковая схема применяется при небольшом количестве радиаторов

Отопительная схема «Ленинградка»

Схема «Ленинградка» упрощает управление процессом корректировки температуры для каждого отдельно взятого в доме помещения.

Плюсы:

• постоянный объем жидкости в теплоносителях;
• экономия на топливе;
• бесшумность при работе;
• несложность в установке, обслуживании и ремонте;
• большой срок эксплуатации.

Минусы:

• медленный обогрев;
• частая чистка радиаторов с целью повышения теплоотдачи;
• высокая возможность протечки труб в случае коррозии металла;
• требуется обязательное удаление жидкости из системы перед ее консервацией;
• необходимость в постоянной работе, для предотвращения замерзания жидкости в холодное время года;
• трудоемкость при сборке.

На рынке присутствуют в основном нагреватели иностранного производства и предназначенные для обогрева офисных зданий. Но есть модели и для частных домов.

Обогрев жилья производится непосредственно через теплоноситель – газовые горелки, тэны, кондиционеры. Нагретый воздух поступает от источника генератора тепла или электричества и подается по воздуховоду. Монтируют данные конструкции на начальном этапе строительства частного дома.

Воздушное отопление

Электронагреватели (аэрхендлеры). Ими оснащаются кондиционеры. Для нормального функционирования нужны тепловые насосы.

Индукционные нагреватели работают на основе индукции электромагнитных импульсов. При их прохождении через катушку формируется мощное электромагнитное поле, которое и накаляет ферромагнетик. В качестве теплоносителя может выступать вода, масло или этиленгликоль. Теплоноситель, нагреваясь, запускает в работу всю цепь.
Забор воздуха для воздушной системы отопления Плюсы:

• высокая надежность и большой срок эксплуатации;
• возможность регулировки температурных режимов термостатом;
• экономия топлива (до 15%);
• возможность работы в режиме кондиционера или вентилятора;
• обеспечение фильтрации и озонирования воздуха.

Минусы:

• высокая цена;
• низкая теплоотдача;
• дороговизна обслуживания и эксплуатации.

Паровое отопление

Установка обогрева с устройством паровых систем и сейчас остается востребованной. Система нормально работает с различными видами топлива – дровами, газом, углем, электричеством. При ее монтаже приоритет отдают комбинированным способам отопления (газ + электричество, твердое топливо). Правильный выбор комбинирования топлива значительно удешевит процесс обогрева жилья.

Принцип действия

В паровом котле жидкость нагревается до точки кипения, и образовавшийся пар попадает в радиаторы или трубы. Постепенно охлаждаясь, он конденсируется и поступает назад в котел. Надежность в эксплуатации прямо зависит от модели парового котла. Ее необходимо выбирать, учитывая площадь и инженерные особенности здания.

Плюсы системы:

• экологическая чистота;
• быстрый обогрев дома без зависимости от его площади;
• цикличность;
• хорошая теплоотдача;
• небольшая вероятность промерзания системы.

Минусы:

• высокая температура внутри теплоносителя негативно влияет на эксплуатационные возможности системы;
• требуется наличие разрешительной документации для ввода в эксплуатацию;
• нет возможности поддерживать определенный температурный режим внутри здания;
• шум при заполнении паром;
• необходимость в постоянном контроле из-за взрывоопасности паровых котлов;
• большая стоимость оборудования;
• сложность монтажа.

Газовое отопление

Если в местности, где расположен частный дом, нет магистральной ветки с газом, производят сборку системы с обогревом сжиженным газом. Для этой цели на приусадебном участке устанавливают газгольдер – герметическая емкость, которую периодически заправляют пропан бутаном.

Плюсы:

• экологически чистый источник поступления тепла;
• увеличение срока эксплуатации оборудования;
• полная автономия.

Минусы:

• трудоемкость монтажа;
• неудобство дозаправки;
• проблемы с получением разрешительных документов;
• дороговизна установки;
• постоянный контроль со стороны сервисных служб;
• если нет подключения к газовой магистрали, то необходимо наличие специальных установок для хранения топлива.

Отопление электрическими установками

Рост цен на энергоносители значительно повлиял на популярность обустройства систем отопления с использованием электричества. Такой подход экономически обоснован только при отсутствии других альтернативных вариантов. В качестве теплоносителей в электросистемах выступают электрические камины, конвекторы, инфракрасные обогреватели, теплые полы.

Плюсы отопления энергоносителями:

• относительно небольшая стоимость оборудования для монтажа;
• возможно применение электрических котлов для получения горячего водоснабжения;
• экологичность;
• возможность автоматизации для поддержания в здании оптимального температурного режима;
• нет необходимости в дорогостоящем сервисном обслуживании;
• возможность перестановки отопительного прибора из одного помещения в другое.

Минусы:

• большая потребляемая мощность (до 24кВТ/час) и немалая стоимость электроносителей;
• необходимость в установке дополнительных многофазовых распределителей;
• при возможных перебоях с подачей электричества происходит сбой во всей схеме.

Геотермальная установка для создания схемы отопления

Выбрать отопление частного дома, применяя с этой целью энергетические ресурсы земли – получить экологически чистый и экономичный источник получения тепла для обогрева частного жилья. В слоях грунта аккумулируется 98% энергии солнца, которая и является основой для выработки топлива. Независимо от времени года и температуры на поверхности, в глубоких слоях грунта сохраняется тепло.

Геотермальная установка состоит из внешних и внутренних контуров. Внешняя цепь (теплообменник) располагается ниже уровня земли. Внутренний контур представляет собой обычную систему, расположенную в доме и смонтированную из труб и отопительных радиаторов. Теплоносителями выступают вода или иная содержащая антифриз жидкость. Плюсы:

• возможность наладки и пуска системы в разных климатических условиях;
• экологическая безопасность;
• постоянное получение нужного количества тепловой энергии;
• небольшие расходы на эксплуатацию.

Минусы:

• дороговизна приобретения необходимого оборудования;
• окупаемость установки возможна только через 7-8 лет;
• трудоемкость монтажа;
• необходимость в сооружении коллектора.

Отопление солнечными батареями

Альтернативный и экологически безопасный способ получения тепла – монтаж отопления с применением солнечных коллекторов. В регионах с низкой активностью солнца этот метод применяют в качестве запасного или дополнительного варианта.

Плюсы:

• большой эксплуатационный срок;
• быстрая окупаемость;
• доступность оборудования для монтажа;
• оптимальный вариант для получения тепла от электрообогревателей и при обустройстве теплых полов;
• экологическая безопасность;
• простота в эксплуатации;
• отсутствие затрат на приобретение топлива.

Минусы:

• необходимость в постоянном солнечном освещении;
• необходимость в сложных расчетах для правильной установки фотоэлементов;
• монтаж кровли под 30 градусным углом;
• желательно иметь в наличии запасной источник поступления тепла.

Печное отопление

Использование каминов и печей целесообразно лишь в качестве источника дополнительного или временного получения тепловой энергии при устройстве систем отопления в индивидуальном строительстве. В основном применяют для обогрева загородных дач. В частных домах большой площади, с постоянным проживанием людей, они не имеют никакой эффективности, поскольку не способны обеспечивать равномерность в подаче тепла по всем помещениям. Либо же придется дополнительно монтировать систему водяного отопления, а саму печь использовать как красивый дровяной котел

Заключение

Чтобы определиться с оптимальным вариантом обустройства систем автономного обогрева и окончательно сориентироваться, какую систему отопления выбрать для частного дома, желательно, прежде всего, проанализировать, который из видов топлива наиболее доступен в данной местности. Именно от этого и зависит решение в пользу устройства подходящей отопительной системы.