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.

Типы систем отопления

Какой тип отопительной системы откажется лучшим на практике в наших условиях?
Важно разобраться в том, что может принести реальную пользу…

Отопительные системы можно подразделять по множеству признаков, в том числе отыскать такие редкие типы как водо-геотермальные или лучевые-каскадные. Но практическое значение у подобных отопительных систем не значительное, хозяев частных домов в подавляющем большинстве случае интересует другое.

Предстоит сжигать

Создание системы отопления, работающей от энергии солнца, ветра, а также за счет естественного тепла земли на сегодняшний день трудно осуществимо. Значительного распространения это оборудование у нас не получило, так как его окупаемость не достигается.

Установка ветрогенератора (выработка электроэнергии), солнечного коллектора (прямой нагрев теплоносителя), или теплового насоса, выкачивающего тепло из земли, сегодня удел энтузиастов-экспериментаторов. Но для домовладельцев является отличным способом буквально «зарыть деньги в землю», «пустить по ветру»…

Выбрать лучшее

Предстоит выбрать тип системы отопления экономически выгодной. В наших условиях нужно определится с тем, что доступно для сжигания, и окажется в лидеры по соотношению цена-удобство.

Именно удобство играет очень большую роль, ведь отопление не должно превратиться во вторую работу, желательно чтобы процесс шел на автомате. Например, из-за самого лучшего удобства иногда выбирают электрический котел как главный теплогенератор, несмотря на то, что это в 5 раз дороже чем топить дровами.
Схема включения электрокотла в отопительную сеть дома. Удобство достигается с буферной емкостью, — электрокотел может на всю мощь работать на ночном тарифе…

Что популярней

По популярности типы систем отопления, (классификация по виду топлива) расположились в таком порядке:

• Газовое, магистральный газ.
• Твердотопливное, дрова.
• Электрическое, — резерв, вспомогательное ночное, основное дневное.
• Твердотопливное, уголь.
• Твердотопливное автоматизированное, пеллеты.
• Газовое, газгольдер.
• Солярочное.

Обычно владельцы обогреваемой площади знают предпочтения, которые сложились в данной местности относительно вида топлива. Подробней можно ознакомится и на других страницах ресурса.

В основном используется простая вода

Несмотря на то, что можно греть лучевой инфракрасной энергией, горячей воздушной струей, или конвекционными потоками от одного раскаленного центра, подавляющее преимущество у типа системы отопления в которой используется вода или другой жидкий теплоноситель.

Энергия, генерируемая котлом, распределяется по дому посредством разогретой воды, двигающейся в трубах. Радиаторы, внутрипольные конвектора, или отопительный прибор под названием «водяной теплый пол», разогреваются водой и затем нагревают воздух в помещении.
Этот тип системы отопления, — наиболее эффективный способ отопить всю площадь среднего и большого частного дома.

Но для совсем маленьких домов, для дач, не редко применяют всего одну печь, камин или электронагреватели. Подробнее о простом отоплении маленького дома
Но для воды нужны трубы.

Трубы — основа системы

• Сейчас для отопительных системы в частных домах и квартирах применяются в основном трубы созданные с использованием полимерных материалов. Наибольшее распространения получили изделия под названиями
• Подбор диаметров труб делается по несложным методикам, информацию по вопросу можно найти и на данном ресурсе. В основном применяются с внутренними диаметрами 16, 20 или 25 мм.
• У специалистов в приоритете чаще металлопластиковые трубы (полимер-алюминий-полимер), как обеспечивающие высокое сопротивление проникновению кислороду в теплоноситель, небольшие линейные расширения (можно замоноличивать), надежный контролируемый стык с фитингами. В любительских конструкциях чаще преобладают полипропиленовые, как самые простые в монтаже стыков и самые дешевые.

Типы системы отопления по разводке труб

Все водяные системы отопления, по распределению теплоносителя, подразделяются на несколько типов. На совсем маленьких отопительных площадях могут с успехом использоваться и однотрубные системы отопления.

Но в обычных условиях жилого дома, экономически выгодными, удобными являются современные двухтрубные разводки. Подбор их под конкретный дом не сложный, даже если расположение котельной не слишком удобное – специалисты всегда найдут способ, как лучше проложить трубы…

Скрытая и открытая разводка

Одной из важных особенностей монтажа отопления является способ прокладки труб –скрытый или открытый. Сейчас в основном стараются прятать трубы. Но стоит помнить, что в несущих стенах не запроектированные штробы не допустимы. Нельзя просто так резать балки, стены, перекрытия. Обычно допускается сверлить в лагах отверстия под самые тонкие трубы в теплоизоляционной оболочке.

Обычна прокладка труб под лагами, в том числе и последующая зашивка навесным потолком. Или прокладка в штробах сделанных в стяжке пола, это наиболее предпочтительный вариант, совмещение с водяным теплым полом. При этом применяются в основном цельные куски металлопластиковых труб. Полипропилен бетонировать не допускается, стыки таких труб, прятать в не просматриваемых местах не рекомендуется.
Сейчас теплый пол, как основа температурного комфорта в доме, делается в основном металлопластиковой трубой, уложенной по определенным схемам.

Самотечное или под давлением

Еще одно деление – по типу движения теплоносителя. При любой разводке вода в системе отопления может двигаться под собственным весом, если нагрев будет ниже остывания. Но недостатки и ограничения при таком типе системы отопления столь значительны, что нужно отказаться от нее при любой возможности, т.е. при наличии более менее стабильного электроснабжения, чтобы можно было применить циркуляционный насос или автоматизированный котел.

Замкнутое отопление (работающее под давлением) обеспечивает подключение теплого пола, косвенного бака для нагрева воды (ГВС), не имеет ограничений по размерам и конфигурации. Еще – отопление работающее под давлением

Централизованные и местные

Зачастую не заслужено обходят вниманием квартиры в больших домах, будто там проблем не бывает. Квартиры могут быть с индивидуальным отоплением, тогда они мало отличаются от частных домов. Но на его создание владельцев обычно вынуждает лишь значительное не удовлетворительное качество централизованного отопления.

Что делать, если централизованно подается тепло плохо…. Иногда причины такого положения вещей бывают сугубо технические – не отрегулирована подача по стоякам в подвале, не спущен воздух в верхней точке, возможно у жильцов верхнего этажа… По работе с таким типом системы отопления рекомендуется только одно, все свои действия проводить руками организации, обслуживающей данную сеть – ЖЭК… Самовольное изменение грозит неприятностями….

Эффективные и не очень….

Еще один обобщенный тип системы отопления – под названием «не эффективная». На самом деле множество владельце частного отопления ищут ответ на вопрос, — «почему в доме холодно». Как сделать чтобы было тепло? В большинстве случаев виноват вовсе не обогрев, а большие утечки тепла. Если строение привести в нормы, то и теплогенерация внутри окажется эффективной… От самой же системы требуется в первую очередь два качества:

– общая мощность по нормативам для данной площади, как для утепленного дома;
— равномерное распределение энергии по площади и по объему, в т.ч. создание тепловых завес по местам с наибольшего охлаждения (окна двери), создание нагреваемых полов.

Соответствует ли система отопления типу «эффективная»? – если нет, нужно привести ее в порядок…