Содержание
Виды отопления частного дома: краткий обзор существующих отопительных схем и источников тепла
В наше время устройство системы отопления представляет собой задачу достаточно сложную.
Стоимость энергоносителей любого вида постоянно увеличивается, домовладельцу приходится тщательно продумывать и просчитывать самые разные варианты.
Цель – добиться приемлемого комфорта при минимальной эксплуатационной стоимости.
В этой статье мы рассмотрим виды систем отопления частного дома и проанализируем их слабые и сильные стороны.
Виды отопительных систем
Рассмотрим современные системы отопления частных домов.
Устройство радиаторной системы с жидкостным теплоносителем
- однотрубная: радиаторы подключены последовательно;
- двухтрубная: радиаторы подключены параллельно между магистралями подачи и обратки;
- коллекторная: все радиаторы запитаны от центрального распределителя – коллектора.
«Теплый пол»
За счет применения теплоносителя с низкой температурой теплопотери в сравнении с радиаторной системой сокращаются в 1,4 – 1,7 раза, однако из-за большого гидравлического сопротивления «теплый пол» не может работать без циркуляционного насоса.
Если в электросети часто происходят сбои, подогрев пола лучше устраивать в нежилых помещениях – прихожих, коридорах и пр.
Электрообогрев из-за удобства эксплуатации и высокой эффективности был бы идеальным видом отопления, если бы не дороговизна электроэнергии.
Преимущества и недостатки схем отопления
Наименее затратной является однотрубная схема водяного отопления, и в этом состоит ее единственное достоинство. Недостатков гораздо больше:
- Тепло распределяется по радиаторам неравномерно.
- Для обслуживания и ремонта одного прибора приходится отключать весь контур.
- Отсутствует возможность независимо регулировать температуру на каждом радиаторе.
Оптимальной по соотношению стоимости и практичности является двухтрубная схема, в которой возможна автономная регулировка температуры на каждом радиаторе. Правда, она требует точного расчета, иначе в контуре могут образоваться «мертвые» зоны, в которых теплоноситель циркулирует плохо или вообще не движется.
Схемы двухтрубных систем отопления
Если же домовладельца не смущают значительные расходы, лучше установить коллекторную систему отопления. Понадобится больше труб, зато ремонт любого участка можно будет выполнить без отключения остальных. При этом появляется возможность регулировать теплоотдачу каждого радиатора из одной точки.
В системе отопления частного дома тепловой насос играет ту же роль, что и котел, только работает он не на топливе. Тепловой насос для отопления дома: принцип работы и примеры расчета. Стоит ли отдавать предпочтение данной системе?
Какие бывают виды дровяных печей для отопления дома, читайте тут.
Если вы хотите перейти на альтернативные источники отопления, рассмотрите вариант солнечной системы. Здесь https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/solnechnye-batarei-dlya-doma.html вы узнаете, как выбрать солнечные батареи, как их установить и в чем достоинства и недостатки такой системы.
Автономная или центральная система?
Централизованная система отопления имеет лишь одно достоинство: пользователю не придется заниматься ее обслуживанием и покупать дорогостоящее оборудование. В остальном же она только проигрывает:
- Помимо полезной работы пользователю приходится оплачивать магистральные теплопотери. Правда, сегодня принято устанавливать счетчики тепла, но при расчете тарифов эти самые теплопотери все равно учитываются.
- В централизованной системе часто случаются скачки давления и гидроудары.
Из-за значительных масштабов в теплоносителе таких систем всегда содержится большое количество твердых примесей.
Автономная система отопления и водоснабжения в частном доме
Газовые котлы
По соотношению цены и энергоемкости газ является самым выгодным топливом, поэтому газовые котлы распространены сегодня в наибольшей степени.
Наибольший КПД имеют котлы с конденсационной камерой. Эти агрегаты «умеют» использовать тепло содержащегося в выхлопе водяного пара, в то время как котлы обычного исполнения просто выбрасывают его в трубу.
Наиболее безопасными и удобными являются котлы с закрытой камерой сгорания. Такая топка полностью изолирована от помещения, а воздух для нее поступает по специальным каналам в дымоходе. Агрегаты этого типа приходится оснащать вентиляторами, поэтому их еще называют турбированными.
Отопление дома газовым котлом
Электрические
В качестве основного теплогенератора не используются – в этом случае вместо водяного отопления проще установить в комнатах по конвектору. По принципу действия электрокотлы делятся на такие разновидности:
- ТЭНовые: нагрев воды осуществляется установленным в теплообменнике ТЭНом – заполненной кварцевым песком трубкой из стали или меди, внутри которой находится нихромовый спиральный нагреватель. ТЭНы иногда перегорают и могут покрываться накипью, но зато эти котлы являются самыми дешевыми.
- Индукционные: нагрев теплоносителя осуществляют бесконтактным способом – за счет электромагнитной индукции. Отказоустойчивы, быстро выводят систему на рабочий режим и не боятся накипи. Однако, обходятся в 2,5 – 4 раза дороже ТЭНовых.
- Электродные: в теплообменнике имеются электроды, которые пропускают через рабочую среду электрический ток. Этим и вызывается ее нагрев. Стоят электродные котлы дешевле ТЭНовых, к тому же они не боятся запуска «в сухую»: без рабочей среды ток проходить не будет, так что перегрев исключен. Недостатки: могут работать только с теплоносителями определенного солевого состава и требуют частой замены электродов, которые имеют свойство растворяться.
Общим достоинством электрокотлов является то, что их КПД при любой мощности остается максимальным. У котлов, сжигающих тот или иной вид топлива, при эксплуатации на мощности ниже 90% номинальной КПД резко падает.
Кроме того, электрокотлы позволяют эксплуатировать систему в низкотемпературном режиме: в отличие от газовых, твердо- и жидкотопливных агрегатов, в них не образуется кислотный конденсат при температуре обратки ниже 50 градусов.
Хотя электрическое отопление считается нецелесообразным, электрокотлы все же имеют определенный спрос. Котел электрический двухконтурный: особенности выбора оборудования.
Устройство нагревательного бойлера разберем в этой теме. Типы конструкций и принцип работы.
Жидкотопливные
Достоинством жидкотопливных котлов является возможность легкого превращения в газовый и обратно путем простой замены горелки.
Таким образом, при перебоях с газоснабжением систему одним движением руки можно перевести в полностью автономный режим.
При этом подачу жидкого топлива достаточно просто автоматизировать, чего нельзя сказать о дровах, сланце или угле.
Следует, правда учитывать, что солярка и другие виды топлива для такого оборудования стоят довольно дорого, а образующиеся продукты сгорания весьма вредны для человека и природы.
Твердотопливные котлы
Современный твердотопливный котел – далеко не просто «буржуйка» с водяной рубашкой. Инженеры разработали различные способы, позволяющие сжигать древесину, уголь и им подобные энергоносители более эффективно.
Самая «продвинутая» разновидность – газогенераторный или пиролизный котел. Древесное топливо закладывается в прогретую до высокой температуры герметичную камеру, где по причине недостатка кислорода оно не сгорает сразу, а тлеет. При этом начинает выделяться так называемый древесный газ, являющийся горючим. Через форсунку он подается во вторую камеру, для его окончательного дожига.
Схема отопления частного дома твердотопливным котлом
Другой вариант – котлы с верхним горением. Суть состоит в том, что топливная закладка поджигается сверху, а не снизу, как в обычном котле, за счет чего она сгорает гораздо дольше. Длительность работы котла на одной закладке также удается продлить благодаря ограниченной подаче воздуха точно в зону горения.
Для обычных котлов также существуют решения, позволяющие обойтись без частой подгрузки топлива. Рядом устанавливается шнековый питатель с бункером, куда можно загрузить солидную порцию мелкофракционного топлива – опилки, древесные гранулы (пеллеты) или угольную крошку.
Альтернативные способы отопления
Нетрадиционные источники энергии все еще не могут полностью заменить традиционные, но их применение положительно повлияет на себестоимость основного отопления.
Человечество использует энергетические дары природы:
- солнце;
- ветер;
- тепло грунта или водоема.
Солнечные коллекторы
Самый простой способ получить дармовое тепло, к тому же не требующий затрат энергии. Коллектор представляет собой выставленный на солнце радиатор, который трубами соединен с теплоаккумулятором (большая бочка с водой).
В системе циркулирует теплоноситель, который нагревается в радиаторе, а затем отдает полученное тепло теплоаккумулятору. Последний посредством теплообменника греет рабочую среду для системы отопления.
Самыми эффективными являются вакуумные коллекторы, в которых трубки радиатора помещены в колбы с откачанным воздухом (теплоноситель как бы находится в термосе).
Ветрогенераторы
- ветрогенератор (для производства 4 кВт энергии понадобится 10-метровая крыльчатка);
- аккумулятор;
- инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.
Слабое место системы – аккумулятор: стоит дорого, менять его приходится часто.
Тепловой насос
Устройство, полностью аналогичное тем, которые работают в холодильниках и кондиционерах, позволяет «выкачать» тепловую энергию из низкопотенциальных источников – грунта или воды с температурой +5 – +7 градусов.
Система требует электроснабжения, но за каждый кВт потраченной электроэнергии удается получить от 3 до 5 кВт тепла.
Принцип работы теплового насоса
Недостатком является дороговизна системы: достаточно велика стоимость самого теплового насоса. Да и на сооружение контура-теплообменника в траншее или скважине придется потратить солидную сумму: конструкция отличается большими размерами.
Видео на тему
Классификация систем отопления: водяные, газовые, паровые и другие
Классификация систем отопления: водяные, газовые, паровые и другие
Согласно нормативной документации, помещения, сооружения и здания, в которых постоянно либо в срок более 2-х часов находятся люди, необходимо поддерживать оптимальную температуру воздуха.
Поэтому требуется сооружение системы центрального отопления для поддержки требуемой температуры воздуха внутри помещения на протяжении всего календарного года.
В этой статье рассматривается вопрос, какая есть классификация систем отопления.
Схема отопления загородного дома.
Отопительная система должна соответствовать ряду требований.
Санитарно-гигиенические нормы, предъявляемые к различным отопительным устройствам, подразумевают обеспечение определенной температуры в здании и поддержку заданной температуры поверхности приборов отопления с целью предотвращения возможности получения ожогов и возгорания пыли.
В соответствии с технико-эксплуатационными нормами, расходы, затраченные на монтаж и обслуживание устройства, должны быть минимально простыми.
Согласно требованиям строительно-архитектурных норм, предусматривается оптимальная увязка всех деталей отопления с остальными решениями и элементами помещения с целью максимальной сохранности строительной конструкции. Суть монтажно-эксплуатационных норм в том, что отопительные системы должны обеспечивать надежное функционирование во время всего эксплуатационного срока и быть наиболее простыми в обслуживании.
Состоят системы отопления из 3-х основных компонентов: теплопровода, источника теплоты и отопительных приборов.
Классификация отопительных систем
Схема парового отопления.
Конструкции, работа которых направлена на отопление помещения, различаются в соответствии с определенными критериями. Так, их классифицируют относительно способа перемещения теплоносителя, вида применяемого теплоносителя и в зависимости от расположения источника тепла.
В зависимости от разновидности носителя различают следующие системы отопления:
- паровые;
- водяные;
- воздушные;
- радиационные;
- огневоздушные (печные);
- газовые;
- электрические.
Оптимальным вариантом в плане соответствия большинству норм являются устройства, основанные на водяном и паровом обогреве. Основным теплоносителем в них являются вода либо горячий пар. Стоит отметить, что в их использовании присутствуют определенные ограничения.
Например, категорически запрещена установка таких систем в зданиях, предназначенных для хранения различных химических веществ (натрий, калия, карбида кальция, лития и т.д.), способных к выделению взрывоопасных веществ, возгоранию при контакте с жидкостью.
Также не допускается использование в таких сооружениях, в которых есть осаждение на отопительные приборы веществ, способных возгораться при контакте с горячей поверхностью. В обоих случаях t поверхности приборов, предназначенных для отопления, не должна превышать 110°С.
Как известно, даже при температуре 80°С может произойти возгорание пыли, разложение, сопровождающееся запахом гари. В связи с этим, поверхность нагревательных конструкций должна быть гладкой и не препятствующей регулярному очищению.
Схема водяной системы отопления.
Максимально безопасной считается система воздушного отопления, подразумевающая нагрев воздушных масс при помощи калорифера. Теплоносителем в таких отопительных устройствах выступает пар либо горячая вода. В некоторых случаях нагрев воздуха может производиться с использованием газа в том случае, если продукты горения будут выделяться непосредственно наружу.
Обогрев торговых павильонов, квартир, офисов, коттеджей, складов и подобных помещений стало популярно производить при помощи электрокалориферов, электрокаминов, подогреваемых полов либо других электрифицированных отопительных приборов.
Перенос тепла в системах отопления может происходит при помощи газообразной либо жидкой среды. Эта среда, которая перемещается, имеет название теплоносителя. В электрических отопительных приборах перенос тепла происходит посредством твердой среды.
Системы парового и водяного отопления – Система отопления
» Водяное отопление
Невозможно представить быт жителя в Российской Федерации без отопления жилища. Каждому известно, что источники тепла перманентно увеличиваются в цене. В любом месте РФ необходимо в холодное время года отапливать дачу.
Любой здравый человек может разобраться: что сделать, чтобы усовершенствовать отопительный комплекс квартиры. На интернет ресурсе собрано множество разных обогревательных комплексов дачи, применяющих совершенно уникальные принципы вырабатывания тепла.
Указанные системы отопления можно монтировать самостоятельно или комбинационно.
Паровое отопление для северных районов России.
« Паровое отопление
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Парово́е отопле́ние — одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного или воздушного отопления, теплоносителем является водяной пар. Иногда в быту водяное отопление зданий неправильно называют «паровым», хотя в жилых и общественных зданиях применение парового отопления сейчас запрещено строительными нормами и правилами.
Особенностью парового отопления является комбинированная отдача тепла рабочим телом (паром), которое не только снижает свою температуру. но и конденсируется на внутренних стенках отопительных приборов. Удельная теплота парообразования (конденсации), которая выделяется при этом, составляет около 2300 кДж/кг, тогда как остывание пара на 50 °C дает только 100 кДж/кг.
Источником тепла в системе парового отопления может служить отопительный паровой котёл. отбор пара из паровой турбины или редукционно-охладительная установка (РОУ), снижающей давление и температуру пара энергетических котлов до безопасных для потребителя параметров. Отопительными приборами являются радиаторы отопления. конвекторы, оребрённые или гладкие трубы.
Образовавшийся в отопительных приборах конденсат возвращается к источнику тепла самотёком (в замкнутых системах) или подаётся насосом (в разомкнутых системах). Давление пара в системе может быть ниже атмосферного (т. н. вакуум-паровые системы) или выше атмосферного (до 6 атм). Температура пара не должна превышать 130 °С [1] .
Изменение температуры в помещениях производится регулированием расхода пара, а
если это невозможно, периодическим прекращением подачи пара. В преддверии морозов иногда приходится заранее прогревать здание, чтобы использовать его тепловую инерцию (т. н. «перетоп»).
Преимуществами парового отопления являются:
· небольшие размеры и меньшая стоимость отопительных приборов
· малая инерционность и быстрый прогрев системы
· отсутствие потерь тепла в теплообменниках.
Недостатками парового отопления являются:
· высокая температура на поверхности отопительных приборов
· невозможность плавного регулирования температуры помещений
· шум при заполнении системы паром
· сложности монтажа отводов к работающей системе.
Из-за невысокой стоимости паровое отопление широко применялось в первой половине XX века [2].
В настоящее время паровое отопление может применяться как при централизованном, так и при автономном теплоснабжении в производственных помещениях, на лестничных клетках и вестибюлях, в тепловых пунктах и пешеходных переходах. Целесообразно использовать такие системы на предприятиях, где пар, так или иначе применяется для производственных нужд.
1. ↑ СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», М.:2000
Например, в Википедии, на данный момент, о паровом отоплении написано как о существовавшем в народном хозяйстве России варианте отопления, в т.ч. и в ЖКХ (жилищно-коммунальном хозяйстве).
Для ЖКХ в отопительных приборах предусмотрена только циркуляция воды, или антифриза на водной основе. Обеспечение тепловой энергией объектов ЖКХ через их входные теплообменники может осуществляется как жидкостным теплоносителем, так и парообразным.
Паропровод отопления, как правило, выполняется «однотрубным», т. е. к объекту по трубе осуществляется подача тепла и по той же трубе от объекта осуществляется возврат конденсата.
В случае подвода к объекту водяного теплоносителя наличие двух труб «прямая» и «обратка» неизбежно. Трубы подводящие одну и ту же мощность в варианте водяного отопления как минимум в 2 раза большего диаметра труб паропровода.
Вывод: расходы на изготовление паропровода как минимум в 4 раза меньше расходов на изготовление водяных теплотрасс.
Паропроводы меньше подвержены разрушениям во времени ввиду отсутствия явлений кавитации, которые характерны для течения жидкости в трубах. Кавитация интенсивно разрушает водопроводы в местах поворотов, крутых отводов, врезок, переходов на другое проходное сечение и т. д.
Паропроводы не критичны в условия аварийных остановок подачи тепла при минусовых температурах окружающей среды (в условиях воздушных разводок или в подземных тоннелях вечной мерзлоты).
Выполненные с необходимыми уклонами, паропроводы при передаче максимальной мощности заполнены конденсатом не более чем на 1/4 часть площади сечения трубы, поэтому образование ледяных пробок не возможно, к тому же конденсат самотеком сливается в котел.
Напротив, в системе водяных разводок – в случае аварийной остановки и несвоевременного принятия мер по экстренному сливу теплоносителя из трубопроводов, в таких же условиях, происходит образование сплошной ледяной пробки, и разрыв трубы по длине всей теплотрассы неизбежен! Возобновление подачи тепла паром после ликвидации аварии осуществляется путем пуска в штатном режиме при температуре стальных труб до -60 о С, напротив, на морозе послеаварийное включение в эксплуатацию водяных теплотрасс сопряжено с рядом регламентных подготовительных предпусковых работ для обеспечения внештатного режима пуска.
Вывод: Эксплуатация паропровода проще и менее затратна в сравнении с водяной теплотрассой в условиях низких температур.
Аварийные остановки и послеаварийные включения в работу паропроводов осуществляются в штатных режимах управления системой отопления, что не требует содержание дополнительного штата работников и комплекта специального оборудования на случай экстренных ситуаций как при эксплуатации водяных систем отопления.
Для ЖКХ доступна комбинированная система отопления, где от отопительного агрегата до входного теплообменника объекта потребителя тепло подаётся по паропроводу и теплоносителем является водяной пар. Входной теплообменник передает тепло пара воде, циркулирующей в отопительной системе разводок объекта.
Такая система общеизвестна и стандартно реализуема, но по стечению обстоятельств периода иррационального управления в ЖКХ, с 1960 года по настоящее время, комбинированная система отопления не развивалась должным образом.
В условиях северных районов России комбинированная система отопления имеет явные преимущества в сравнении с другими.
ООО «ЭНЕРГОТОНИКА» – предприятие, созданное инженерно-конструкторской группой специалистов в области машиностроения и теплоэнергетики, предлагает в настоящее время вариант комбинированной системы отопления, причём в качестве источника энергии для магистрального пара используется остаточное тепло паровой машины мини электростанции, см. рис.1 и 2. В таблице 1 приведён расчет стоимости изготовления теплотехнических разводок комбинированной системы отопления (пар – воздух). В этом варианте предлагается подачу тепла к дому осуществлять паровой системой, а помещения отапливать воздухом, подогреваемым через входной теплообменник пар – воздух. (стандартная система воздушного отопления). Такая система отопления, имеющая название – паровоздушное отопление, является лучшим вариантом для северных районов России, однозначно отличным от других вариантов высокой степенью надёжности эксплуатации, низкой стоимостью изготовления, беспрецедентной эффективностью применения в сельских поселениях.
Контейнерные мини теплоэлектростанции, также являются продукцией ООО «ЭНЕРГОТОНИКА».
Рис.1. Возможная компоновка квартала сельских домов с системой автономного парового отопления и электроснабжения.
Рис.2. Возможная компоновка блока мини теплоэлектростанции с топливным бункером и системой парового отопления.
Расчет стоимости изготовления теплотехнических разводок комбинированной системы отопления (пар – воздух)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ВОДЯНОГО И ПАРОВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ
ДЛЯ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ЯКУТСКА.
Для расчета принимаем следующие начальные условия:
Количество потребителей на одной ветке локальной системы отопления, 6;
Тепловая мощность одного потребителя, кВт, 25;
Расстояние между потребителями, м 15.
Согласно СНиП 23-01-99 (Строительная климатология) расчетная температура наружного воздуха в холодный период для Якутска – 48 0 С.
Параметры теплоносителя «а» (вода техническая по ГОСТ23732-2011):
На основании СНиП 41-01-2003 принимаем температурный график 105/70 (для котельных и небольших ТЭЦ сети водяного отопления). Температура теплоносителя в подающем трубопроводе при минимальной температуре наружного воздуха, Тп=105 0 С; в обратном трубопроводе – То=70 0 С, теплоемкость теплоносителя Са=4,19 кДж/(кг*К) (1).
Параметры теплоносителя «b» (насыщенный водяной пар) для паровоздушной системы отопления принимаем следующие: температура, Тb=125 0 С; давление избыточное, Рb=1,37 бар; плотность пара, p=1,3 кг/м 3 ; теплота конденсации, Cb=2194 кДж/кг (1).
Последовательная тепловая мощность по участкам магистральной отопительной ветки:
Оборудование для отопления, водоснабжения дома
Оборудование
Теплосчетчики для поквартирного учета тепла. Надежные, удобные, многофункциональные.
Фитинги соединительные для монтажа отопления и водоснабжения удобной и комфортной системы SLIDE PEX.
Инженерные системы
Труба сшитого полиэтилена PEX METZERPLAS и фитинги ULTRASLIDE
Котлы Buderus
Полипропиленовая труба Fusitek
Ремонт и установка газовых колонок Bosch Junkers
Шаровой кран и арматура
Смесители
Полотенцесушители
Металлопластиковые трубы
Пресс-фитинг
Арматура Herz
Продукция Watts Industries
Honeywell
Компания Meibes
Фильтры ATOLL
Труба WESER
Фитинги
Радиаторы Konner
Спецпредложение
Купить компрессионные фитинги и трубы в сантехнической компании
1.3.2. Классификация систем отопления
Классификацию систем отопления проводят по ряду признаков:
1) по взаимному расположению основных элементов;
2) по виду теплоносителя;
3) по способу циркуляции теплоносителя;
4) по параметрам теплоносителя;
5) по продолжительности работы системы отопления.
1. По взаимному расположению основных элементов системы отопления подразделяются на центральные, локальные и местные.
Центральными называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких зданий, микрорайона или целого населенного пункта из одного теплогенератора (центральной или районной котельной, ТЭЦ). В таких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых зданий, передается высокотемпературными теплоносителями, а у потребителя устанавливается узел регулирования температуры теплоносителя.
Локальными – называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких помещений из одного теплового пункта, где находится теплогенератор помещений, а затем с помощью теплоносителя по теплопроводам транспортируется в отдельные помещения здания.
Теплота при этом через отопительные приборы передается воздуху отапливаемых помещений, а теплоноситель возвращается в тепловой пункт. Примером локальной системы отопления может служить система водяного отопления здания или группы зданий с собственной (местной) котельной.
Местными системами отопления называют такой вид отопления, при котором все три основных элемента конструктивно объединены в одном устройстве, установленном в обогреваемом или смежном помещении.
Примером местной системы отопления является отопительная печь, имеющая теплогенератор (топливник), теплопроводы (газоходы внутри печи) и отопительные приборы (стенки печи).
Кроме того, к местным системам отопления относят камины, газовые и электрические приборы, а также воздушно-отопительные агрегаты.
2. По виду теплоносителя центральные системы отопления подразделяются на водяные, паровые, воздушные и комбинированные (например, пароводяные, паро-воздушные и др.).
По способу циркуляции теплоносителя системы водяного и воздушного отопления подразделяются на системы с естественной циркуляцией за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителя и системы с искусственной циркуляцией за счет работы насоса или вентилятора.
Центральные паровые системы имеют искусственную циркуляцию за счет давления пара.
По параметрам теплоносителя центральные водяные и паровые системы подразделяются на водяные низкотемпературные(локальные)с водой, нагретой до 100 °С и высокотемпературные с температурой воды более 100 С; на паровые системы низкого (р = 0,1…0,17 МПа), высокого(p = 0,17…0,3 МПа) давленияи вакуум–паровыес давлением р http://libraryno.ru/1-3-2-klassifikaciya-sistem-otopleniya-sist_zash_sr_ob/
Системы водяного отопления: классификация видов – Stroim24.info
Какими бывают системы водяного отопления? Эта статья представляет собой вводный экскурс, призванный познакомить вас с основными типами и узлами отопительных систем. Кроме того, мы познакомимся с базовыми принципами создания схем обогрева жилья своими руками.
На виду находятся, как правило, лишь отопительные приборы. Как устроена остальная часть системы отопления?
Классификация
Понятно, что по определению в качестве теплоносителя используется вода или теплоноситель на ее основе с более низкой температурой замерзания. Есть ли альтернативы?
- Паровое отопление. Теплоноситель — перегретый пар высокого давления. Температура позволяет сделать отопительные приборы более компактными или более эффективными при том же размере.
- Система воздушного отопления. Подогретый воздух разводится теплоизолированными воздуховодами, выполняя заодно функции вентиляции.
- Децентрализованное отопление подразумевает, что вместо любого теплоносителя используется свой источник тепла для каждого помещения или даже для каждой зоны комнаты. Именно так работают электрические и газовые конвекторы, инфракрасные панели и масляные радиаторы.
Вернемся, однако, к использованию в качестве теплоносителя воды. По каким признакам возможна классификация систем водяного отопления?
Зависимые и независимые
В зависимой системе теплоноситель извне (как правило, из теплотрассы) поступает непосредственно в систему отопления. Он может использоваться исключительно для обогрева; куда чаще возможен отбор горячей воды для хознужд. Именно по такой схеме работает отопление в абсолютном большинстве городских домов.
Тепловой узел независимой системы включает теплообменник, посредством которого вода теплотрассы отдает тепловую энергию теплоносителю в замкнутом контуре.
Схема может быть применена в том случае, если в частном доме в качестве теплоносителя используется антифриз.
При наличии теплосчетчиков такое подключение позволит отключить обогрев на время длительного отъезда, не рискуя разморозкой системы.
Принципиальная схема независимого отопления.
Открытые и закрытые
Открытая водяная система отопления функционирует без избыточного давления и открывается в атмосферу. В ее верхней точке монтируется открытый расширительный бак, куда вытесняются все воздушные пробки.
В системе закрытого типа поддерживается постоянное избыточное давление от 1 (в частных домах) до 6 (в многоквартирных зданиях) атмосфер.
Принудительная и естественная циркуляция
Системы с естественной циркуляцией в наше время применяются сравнительно редко. Однако это прекрасное решение для небольших домов, позволяющее сделать отопление независимым от электричества.
В основе принципа работы так называемых гравитационных систем лежит тот факт, что при нагреве плотность воды падает. В замкнутом объеме более холодная вода вытесняет нагретые водяные массы в верхнюю часть контура. При определенной конфигурации можно обеспечить непрерывное движение теплоносителя.
Инструкция по созданию гравитационной системы, в общем-то, сравнительно проста:
- Котел размещается как можно ниже. В домах без подвала под него часто делается углубление в полу.
- От котла розлив поднимается вертикально вверх до наиболее высокой точки контура, формируя так называемый разгонный коллектор.
- В верхней точке в случае открытой системы монтируется, как уже говорилось, расширительный бак открытого типа. В случае закрытого контура там устанавливается воздухоотводчик — автоматический или ручной; расширительный же бачок мембранного типа может располагаться в любой части контура.
- От верхней точки розлив возвращается к котлу с постоянным небольшим уклоном, необходимым для движения остывающей воды самотеком. По пути теплоноситель отдает тепло радиаторам или другим отопительным приборам.
Простейшая гравитационная система.
Особенность гравитационных систем — жесткие требования к гидравлическому сопротивлению контура. Используется труба не тоньше ДУ 32 и минимум запорной арматуры. Дроссели любого типа на розлив категорически не ставятся.
В системе с принудительной циркуляцией для ее создания используется внешний (с теплотрассы) перепад или собственный циркуляционный насос. При этом насосы могут работать в системах как закрытого, так и открытого типов.
Прекрасное решение — схема с циркуляционным насосом, которая в отсутствие электроэнергии может работать как гравитационная. Для обеспечения такой возможности розлив выполняется трубой большого сечения и в одной точке разрывается вентилем. До и после вентиля врезается насос с грязевиком.
Статья в тему: Что это за показатель
Что дает такая схема?
- При закрытом байпасе и включенном насосе система работает с принудительной циркуляцией. Байпас перекрывается для того, чтобы насос не гонял воду по кругу.
- При открытом байпасе система благодаря минимальному гидравлическому сопротивлению способна работать как гравитационная.
На фото вместо вентиля розлив разрывается шариковым обратным клапаном. Такая реализация способна переключаться на принудительную циркуляцию при запуске насоса автоматически, но менее отказоустойчива.
Почему принудительная циркуляция заставила потесниться гравитационные системы? Ведь она по определению делает отопление более отказоусточивым, не так ли?
- Циркуляционный отопительный насос позволяет прокладывать розлив строго по уровню и обойтись трубой меньшего диаметра. Помимо экономии, это сильно влияет на эстетику помещения.
- Принудительная циркуляция обеспечивает более быстрый и равномерный нагрев отопительных приборов. В гравитационной системе дальние от котла радиаторы всегда заметно холоднее ближних.
Однотрубные и двухтрубные
Разницу легче объяснить на примерах.
Простейшая однотрубная схема (барачного типа, или ленинградка) устроена так:
- По контуру помещения проходит кольцо розлива.
- Параллельно ему или, размыкая его, монтируются отопительные приборы.
Минимальный расход материалов и максимальная отказоустойчивость — несомненные достоинства. Недостаток — большой разброс температур между первыми и последними радиаторами. Его, впрочем, легко нивелировать разным количеством секций или дросселирующей арматурой на каждом радиаторе (разумеется, в этом случае они не должны разрывать основное кольцо розлива).
В случае двухтрубной схемы нам, что вполне логично, потребуются два розлива — подающий и обратный. Каждый отопительный прибор представляет собой перемычку между ними. Что в результате?
- Не нужен неразрывный контур по всему периметру. Можно, к примеру, не обводить трубами дверь или панорамное окно.
- Температура отопительных приборов может быть одинаковой. На практике, впрочем, разброс есть.
- Балансировка дросселями или термоголовками ОБЯЗАТЕЛЬНА. Иначе вполне реальна ситуация, когда вся масса теплоносителя двинется по короткому контуру — через ближние отопительные приборы, а дальняя часть розлива и батарей в холода будет просто разморожена.
Двухтрубная схема. Дроссель для балансировки обязателен.
Горизонтальная и вертикальная разводка
Чем отличаются эти схемы систем водяного отопления — несложно понять интуитивно. К примеру, пресловутая ленинградка — типичная горизонтальная схема, а вот стояк отопления в современной пятиэтажке — вертикальная.
На практике, однако, куда чаще можно видеть комбинированные схемы, включающие горизонтальные и вертикальные участки разводки:
- В стоячной системе в домах советской постройки есть, помимо стояков, еще и горизонтально расположенные розливы.
- В новостройках используется еще более сложная комбинация: розливы соединяются вертикальными стояками, от которых на каждом этаже запитана горизонтальная разводка внутри отдельно взятой квартиры.
Тупиковые и попутные схемы
Тупиковые водяные системы отопления — это двухтрубные схемы, в которых направления воды в розливах подачи и обратки противоположно. Теплоноситель добирается до дальних радиаторов и возвращается обратно. А вот если он продолжает двигаться к котлу или тепловому узлу, сохраняя то же направление — наша схема становится попутной.
Простейшая попутная схема.
Подключение отопительных приборов
Разные типы подключения могут использоваться, прежде всего, для секционных радиаторов разных типов.
Конвекторы снабжены подводками, и направление циркуляции в них определено производителем. Какие варианты возможны при подключении батарей?
- Боковое подключение наиболее популярно в городских квартирах. Подводки входят в две пробки с одной стороны радиатора. Основное достоинство такой схемы — то, что длина подводок, ведущих от стояка, минимальна. Недостатки — неравномерный нагрев дальних и ближних секций и, что куда хуже, неизбежное заиливание конца батареи.
- Диагональное подключение (верхняя пробка с одной стороны радиатора и нижняя — с другой) заставит радиатор греть по всему объему максимально равномерно. Под верхней подводкой, однако, низ секций будет заиливаться и в этом случае. Потребуется периодическая промывка.
- Наконец, подключение снизу вниз означает и равномерный нагрев по всей длине, и абсолютно чистые секции. Цена этого — воздушный карман в отопительном приборе: потребуется установка крана Маевского или, что лучше, автоматического воздухоотводчика.
Статья в тему: Знакомство с изготовителем
Основные элементы
Из чего состоит система водяного отопления в частном доме? Если в городской квартире мы въезжаем, как правило, в жилье с уже функционирующим отоплением, то здесь нам придется составлять проект с нуля.
Котел
Источник тепла, превращающий энергию горения топлива или электричество в тепловую энергию, транспортируемую теплоносителем. Список основных типов котлов выглядит так:
- Газовые обеспечивают в настоящее время наиболее низкие эксплуатационные расходы. Разумеется, при работе на магистральном газе: баллонный увеличит стоимость киловатт-часа тепла в несколько раз.
Современный газовый котел.
- Твердотопливные котлы на втором месте по дешевизне отопления. В качестве топлива используются дрова, уголь, торф, опилки и т.д. Основная проблема — потребность в частых загрузках горючего.
- Соляровые котлы могут работать в полностью автоматическом режиме; однако соляра очень дорога и продолжает расти в цене.
- Наконец, электричество — самый удобный, безопасный и… дорогой способ отапливать свое жилье.
Трубы
Трубы из черной стали еще применяются при монтаже центрального отопления; однако при самостоятельном переносе радиаторов и проектировании отопительных систем коттеджей ставка делается, как правило, на другие материалы.
- Оцинкованная сталь обладает прочностью черных стальных труб и лишена их главного недостатка — подверженности коррозии.
- Гофрированная нержавейка в дополнение к прочности еще и легко гнется. Соединения выполняются фитингами с силиконовыми уплотнителями, без резьб, что делает сборку быстрой и легкой.
- Полипропиленовые трубы дешевы и монтируются с помощью простейшего низкотемпературного паяльника. Обычно для горячей воды и отопления используют трубы, армированные алюминием или фиброй: они прочнее и имеют куда меньший коэффициент теплового расширения.
- Сшитый полиэтилен — прекрасный материал для лучевой разводки с укладкой в стяжку. Стойкость к температуре и прочность на разрыв сочетается с гибкостью и возможностью закупки в бухтах длиной до 500 метров.
Разводка от коллекторов выполнена сшитым полиэтиленом.
Арматура
- Если нужно перекрыть воду, лучший инструмент для этого — современный шаровый вентиль. Надежность сочетается с удобством использования и низким гидравлическим сопротивлением в открытом состоянии.
- Дроссели применяются для ручной регулировки теплоотдачи отопительных приборов и их балансировки.
- Термостатические головки после калибровки способны регулировать пропускную способность таким образом, чтобы в помещении с приемлемой точностью поддерживалась заданная температура.
- Для отвода воздуха наиболее удобны автоматические воздухоотводчики. Однако вместо них могут применяться как краны Маевского, так и обычные вентиля и даже водоразборные краны.
Безопасность
Ее обеспечивают устройства, которые так и называются — группа безопасности:
- Расширительный бак компенсирует увеличение объема теплоносителя при нагреве. Вода практически несжимаема и может просто порвать трубы или радиаторы; а вот воздух, отделенный от воды резиновой мембраной, сжимается легко. Объем мембранного бака берется примерно равным 10% количества теплоносителя в системе.
- Предохранительный клапан нужен на тот случай, если при сильном нагреве вместимости расширительного бачка не хватит. При достижении критического давления он сбрасывает излишки воды.
- Манометр позволяет контролировать текущее давление в системе.
Манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан часто продаются как одно целое.
Отопительные приборы
- Чугунные радиаторы довольно термостойки и не подвержены коррозии. Секции обладают большим внутренним объемом и благодаря медленному движению теплоносителя в них легко заиливаются при боковом подключении.
- Стальные отопительные приборы делятся на несколько типов: пластинчатые, трубчатые, конвекторы и регистры. Исполнение из коррозионно-нестойких сталей делает их уязвимыми для ржавчины, а тонкие стенки пластинчатых радиаторов -еще и крайне непрочными механически.
- Алюминиевые радиаторы дешевы и обладают прекрасной теплоотдачей, но боятся превышения давления и гальванических процессов, которые порождает объединение в одном контуре разных металлов (в частности, алюминия и меди).
- Биметаллические отопительные приборы — это алюминиевые радиаторы со стальными сердечниками, увеличивающими прочность на разрыв, и медно-алюминиевые конвектора. Вторые представляют собой медную трубку с напрессованными для увеличения теплоотдачи алюминиевыми пластинами.
- Однотрубная— когда и пар, и возвратный конденсат проходят туда и обратно по одной трубе. Но по этой причине возникает один недостаток — посторонние звуки в системе.
- Двухтрубная— по одной трубе пар проходит по системе, а по другой образующийся конденсат, возвращается в котел. Обе трубы замкнуты в едином цикле.
- Газотрубные (отличаются невысокой мощностью, но увеличение её может привести к взрыву).
- Водотрубные (более современные и безопасные).
- Вертикальные — характерны наличием двух и более барабанов, располагающихся на разных уровнях.
- Горизонтальные — здесь к барабану еще присоединяются водосточные каналы, называемые коллекторами.
- Огнестойкость стен — от 75 мин. (кирпич или облицовка керамикой).
- Огнестойкость двери — от 30 мин.
- Наличие двери и окон на улицу.
- Расстояние от стен до котла — более 1 метра.
- Высота от пола до потолка — 2,20 м.
- Наличие вентиляции (исправной).
- прогрев помещения в кратчайшие сроки;
- озможность обогрева дома в несколько этажей (из-за своей легкости пар имеет возможность самостоятельно подниматься на любую высоту, остыв, он превращается в более тяжелый конденсат, и спускается обратно в котел, что исключает затраты на установку дополнительного оборудования, например, насосов);
- экономия топлива (по сравнению с другими системами отопления) по причине высокой теплоотдачи;
- более дешевые материалы.
- слишком высокая температура отопительных приборов;
- короткий срок службы оборудования и труб (из-за очень высоких температур приходится своевременно делать замены).
- 1 – генератор теплоты,
- 2 – теплопроводы высокотемпературного теплоносителя,
- 3 – расширительный сосуд,
- 4 – подающая магистраль,
- 5 – отопительный прибор,
- 6 – обратная магистраль
- Газовые. Газ – относительно недорогой источник энергии (имеется в виду магистральный газ, так как сжиженный газ по стоимости уже сравним с другими источниками энергии). На его основе можно реализовать практически любую схему отопления, от горелки в печи до газовых конвекторов и инфракрасных обогревателей. Основной недостаток газа в том, что не всегда он есть, точнее не всегда есть возможность его провести за приемлемую сумму. Ещё одним недостатком газового отопления является необходимость согласования проекта с газовыми службами.
- Электрические. Электричество так же позволяет реализовать огромное количество вариантов и схем отопления. От подобных газовых схем электрические варианты отличаются простотой установки (сравните монтаж водяного и электрического теплого пола) и соответственно меньшими капиталовложениями. Минусом электроотопления является цена на электричество. Для загородных домов, существенным фактором будет ограничение на потребление электроэнергии, обычно 10–15 кВт (бывает меньше) и невысокое качество электроснабжения (скачки напряжения, кратковременные отключения и пр.).
- Твёрдотопливные (пеллетные, дровяные, угольные). Там где нет магистрального газа, и есть проблемы с электричеством, твердотопливные варианты отопления станут отличным решением вопроса. Современное оборудование для автоматизации и дозирования очень сильно упрощает процесс топки. Общий недостаток для твердого и жидкого топлива, а также для сжиженного газа – то, что топливо придется возить и хранить. Да и цена, относительно магистрального газа, у этих энергоносителей высокая.
- Жидкотопливные (дизтопливо, солярка, легкие сорта мазута). Ещё один вариант для автономного отопления. Современное оборудование, работающее на жидком топливе, обладает довольно высоким КПД, а системы автоматики упрощают управление и снижают расход топлива. Однако, жидкотопливная горелка – сложное и дорогое устройство, что увеличивает капиталовложения. К недостаткам также относятся высокая цена жидкого топлива и необходимость его транспортировки и хранения.
- Комбинированные – системы, в которых для обогрева помещения используются различные виды топлива. Например, радиаторную водяную систему с газовым котлом можно дополнить электрическим теплым полом или инфракрасными обогревателями. Все зависит от конкретных условий, требуемых параметров микроклимата и, конечно, фантазии.
- По способу создания циркуляции:
- С естественной циркуляцией/гравитационные (за счет разности давления в контуре).
- С принудительной циркуляцией/насосные (с помощью циркуляционного насоса).
- Верхняя
- Нижняя
- Комбинированная
- Горизонтальная
- Вертикальная;
- Стальные трубы
- Полипропиленовые трубы
- Металлопластиковые трубы
- Гофрированная нержавеющая труба
- Медные трубы
- PEX-труба (сшитый полиэтилен).
- Однотрубные
- Двухтрубные
- Коллекторные
- Комбинированные;
Итак, с классификацией в стиле Википедии мы закончили. Перейдем к более простому и понятному разделению.
Отопительные приборы систем водяного отопления
По виду этих “устройств” мы получаем самое распространенное разделение систем водяного отопления:
- радиаторное отопление;
- система «теплый пол (стены)»;
- плинтусное отопление;
- инфракрасное водяное отопление;
- комбинированные системы.
Стоит отметить, что такая классификация применима и к электрическим системам без теплоносителя. Но, пока, чуть подробнее рассмотрим водяные системы.
Радиаторное водяное отопление
Первое на что все обращают внимание – это вид радиаторов (батарей) отопления. Не будем их сравнивать в этой статье, просто перечислим:
- Чугунные радиаторы
- Алюминиевые радиаторы (цельные и секционные)
- Биметаллические радиаторы
- Стальные (панельные и секционные) радиаторы
- Каменные и керамические радиаторы
- Гладкотрубные приборы — одна, или несколько соединенных вместе стальных труб.
- Конвекторы
Пожалуй, радиаторное водяное отопление – это самый распространенный вид отопления на территории бывшего СССР. Большая часть централизованных систем отопления выполнена в виде радиаторного отопления. В частном (автономном) варианте такая система может быть реализована на любом энергоносителе, хотя применение альтернативных источников энергии не всегда целесообразно.
Теплый водяной пол
Эта система продолжает набирать популярность, хотя она сложнее в расчете и монтаже, чем та же радиаторная система. По сути, теплый пол — один большой отопительный прибор.
Качественными преимуществами теплого пола являются: равномерное распределение температур (не греем потолок, плюс ногам тепло), свободные от радиаторов стены и близкое к оптимальному соотношение лучистого и конвективного тепла.
Теплые стены устроены по тому же принципу что и теплые полы, с некоторыми техническими особенностями. Эта система имеет свои плюсы и призвана решать специфические конструкционные и технические задачи.
Плинтусное отопление
Относительно новая в России система отопления. По утверждению производителей теплоотдача идет в и сторону пола, и в сторону стен. Так же встречается утверждение, что это лучистая система отопления.
Это не совсем так, ведь нагрев стен происходит за счет теплого воздуха, поднимающегося от плинтуса, т.е. за счет конвекции. Каждая секция теплого плинтуса – это небольшой конвектор с кожухом.
Монтаж секции похож на монтаж обычного радиатора.
Водяное инфракрасное отопление и теплый потолок
Ещё один вариант для инфракрасного обогрева помещения. Обычно такие системы реализуются с помощью водяных инфракрасных обогревателей. Теплый водяной потолок – большая инфракрасная панель, реализованная, как зеркальное отражение системы теплого пола. Преимуществом является то, что такую систему можно использовать для отопления зимой и для охлаждения летом.
Паровое отопление
Сейчас паровое отопление в жилых и общественных зданиях не применяется, из-за травмоопасности (температура пара 130С?). Чаще оно встречается на предприятиях, где пар применяется для производственных нужд или является побочным продуктом производства.
Хотя, запрета на применение парового отопления в частных домах нет. Для парового отопления можно использовать все виды энергоносителей, кроме альтернативных (во всяком случае, пока). В качестве отопительных приборов используются радиаторы, конвекторы или трубы.
С появлением инфракрасных панелей, возможно, паровое отопление найдет новое применение.
Воздушные системы отопления
К воздушным системам относят системы, в которых теплоносителем является нагретый воздух. Они делятся на централизованные системы и локальные (местные).
Местные системы воздушного отопления
В локальных системах нагревание и подача воздуха производится непосредственно в отапливаемом помещении при помощи отопительных и отопительно-вентиляционных приборов.
По сути, в большинстве местных воздушных систем теплоноситель отсутствует (нет переноса тепловой энергии от источника тепла), поэтому к системам с воздушным теплоносителем их можно отнести лишь условно. Примером локальной системы воздушного отопления являются установленные в каждой комнате тепловентиляторы. Так же сюда относятся тепловые завесы, тепловые пушки и калориферы.
Центральные системы воздушного отопления
В централизованных системах воздух нагревается в воздухонагревательной установке и по каналам подается в помещения. В качестве топлива в таких системах можно использовать все виды энергоносителей. Альтернативные источники энергии используют как дополнительный источник тепла, чтобы сэкономить на отоплении (особенно в межсезонье), т.к. их мощности не хватит на полный обогрев.
Классификация центральных систем воздушного отопления:
По способу циркуляции воздуха:
- Центральная система воздушного отопления с полной рециркуляцией
- Центральная система воздушного отопления с частичной рециркуляцией и вентиляцией
- Прямоточная центральная система воздушного отопления
Последние две могут быть:
- Без рекуперации
- С рекуперацией
По способу нагрева воздуха:
- Системы воздушного отопления прямого нагрева
- Системы воздушного отопления косвенного нагрева.
Достоинством централизованной системы воздушного отопления является то, что в одной системе можно реализовать отопление, вентиляцию, кондиционирование, очистку и увлажнение воздуха.
Системы воздушного отопления «теплый пол» и «теплые стены»
Принцип действия таких систем очень похож на водяные теплые полы (стены), только теплоносителем является воздух. Такие системы довольно экзотичны и встречаются редко. Но что-то в этой идее есть:)
Огневоздушное отопление
К этому виду отопления относятся печное и каминное отопление. В таком отоплении теплоноситель либо практически отсутствует, либо им являются горячие дымовые газы.
Примерами тепловых агрегатов служат различного вида кирпичные (русская, шведка, голландка и т.д.) и металлические печи (буржуйки, Булерьян, Профессор Бутаков , «бубафоня», печь на отработке и пр.), открытые и закрытые камины.
В зависимости от конструкции агрегата, топить можно практически чем угодно, лишь бы горело.
Системы отопления без теплоносителя
Электрические системы отопления
Большая часть систем без теплоносителя – электрические. В таких системах электрическая энергия, преобразуясь в тепловую, нагревает помещение, а не теплоноситель.
К таким системам можно отнести тепловентиляторы и электроконвекторы, однако выше мы их отнесли к местному воздушному отоплению.
Более показательными примерами будут электрические теплые полы, панельные инфракрасные обогреватели, инфракрасные излучатели и пленочные инфракрасные нагреватели (ПЛЭН).
Электрические теплые полы
Теплый электрический пол отличается от водяного тем, что его нагревательные элементы – это имеющие два слоя изоляции, экранированные одножильные или двужильные кабели. По сравнению с водяными, электрические теплые полы проще (и дешевле) при монтаже, не требуют дополнительного оборудования, просты в управлении.
Пленочные инфракрасные нагреватели (ПЛЭН)
В основе их работы лежит принцип нагрева элементов из карбона, которые запаяны в полимерную пленку. К характеристикам такой пленки следует отнести: прочность, влагонепроницаемость и термостойкость. Основные достоинства – быстрый монтаж, отсутствие дополнительного оборудования и коммуникаций (только электричество) и легкая регулировка.
Газовые ИК обогреватели и конвекторы
В этих приборах тепло вырабатывается при сгорании газо-воздушной смеси. Поэтому можно отнести их к огневоздушному отоплению без теплоносителя (тепло передается через твердую среду корпуса прибора). Конвекторы из-за способа теплообмена (конвекция) относятся так же к воздушному отоплению. Вот такая перекрестная классификация.
Инфракрасные газовые обогреватели
«Светлые» Процесс горения у светлых излучателей происходит непосредственно на излучающей поверхности, т.е. открыто. Обычно применяются в больших вентилируемых помещениях или на открытом пространстве.
«Темные» Процесс горения у темных излучателей происходит в полностью закрытом пространстве. Принцип таких излучателей состоит в том, что высокотемпературные продукты сгорания газа проходят внутри теплоизлучающих труб. Средняя температура на поверхности трубы составляет 450 — 500 °C.
Виды системы отопления частного дома — разновидности на примерах
Инновационная разработка российских ученых – система инфракрасного отопления ПЛЭН. Она состоит из тончайшей полимерной пленки и резистивно-нагревательного элемента из углеродных нитей.
ПЛЭН излучает тепловую составляющую солнечного света, которая поглощается полом, потолком, мебелью и создает комфортную температуру помещения.
Характеристики
Максимальная температура поверхности этой конструкции – 60°C, но для создания наиболее комфортных условий в доме достаточно 30° – 40°С.
ПЛЭН можно уложить по всей поверхности основания помещения, накрыв сверху ламинатом или любым другим видом покрытия. Если же смонтировать систему на потолке, то вы получите ощущение тепла и комфорта как от солнца. Крепить конструкцию к стенам тоже можно, но ее эффективность от этого пострадает.
Одним из достоинств пленочного нагревателя является отсутствие жидкого теплоносителя. Это избавляет от установки сложных систем, протечек, замерзания жидкости. Кроме того, пленочные отопительные системы, имеют еще ряд преимуществ:
- не сушат воздух;
- отсутствуют интенсивные тепловые потоки;
- не создают конвективные потоки;
- пожаробезопасны;
- просты в монтаже;
- полностью безопасны для человека и окружающей среды.
Еще одним доводом в пользу ПЛЭН для загородного дома являются многолетние исследования ученых. Они доказали, что длинноволновое инфракрасное излучение при умеренной мощности оказывает полезное воздействие на организм человека.
Главный недостаток системы инфракрасного отопления – его высокая стоимость. Для устройства отопительной системы всего дома придется сделать серьезные денежные вложения, которые окупятся довольно не скоро.
Виды тепло- и энергоносителей для систем отопления в частном доме
Отпление в частном доме по типу используемого энергоносителя может быть:
- Электрическим.
- Газовым.
По типу теплоносителя:
- Водяным.
- Воздушным.
Каждую из систем отопления подробно разберем в следующих разделах.
Классификация и особенности водяного отопления с газовыми или электрическими котлами
Изложенная ниже классификация соответствует одновременно всем видам котлов, в качестве теплоносителя для которых применяется жидкость. Это могут быть газовые, электрические, твердотопливные и пр. генераторы теплоты. Система отопления частного дома может обладать двумя видами циркуляции:
- Естественной (природной). Она возникает вследствие разницы температур и плотности теплоносителя в подающем трубопроводе и обратном. Горячие массы воды стремятся вверх, в то время как холодные – вниз. Нужно сказать, что такой метод циркуляции в наше время не имеет должной популярности. Объясняется это его недостатками, такими как медленный разогрев теплоносителя, а также требовательность к уклонам трубопроводов. Если на каком-либо участке будет малейший контруклон, то циркуляция рабочей среды будет невозможна. В таком случае подключение новых приборов отопления (например, при достройке помещений) практически исключена, так как будет нарушаться гидравлический баланс. Особых проблем доставляет пользователям естественных систем циркуляции воздух, который скапливается в трубопроводах и нарушает циркуляцию.
- Принудительной. Предполагает использование насосного оборудования. Этот вид считается современным, так как использование циркуляционного насоса решает все возможные проблемы, которые присущи предыдущему виду. Монтаж отопления в частном доме возможен даже своими руками, потому что не нужно соблюдать уклоны трубопроводов.
Система отопления может быть открытой и закрытой. В первом случае используется открытый расширительный бак, во втором – закрытый. Открытый тип является пережитком прошлого и применялся при использовании естественной циркуляции. Открытые расширительные баки плохи тем, что они позволяют теплоносителю контактировать с окружающей средой.
Не все материалы это приветствуют, потому что это приводит к коррозионным процессам.
Что касается схемы расположения трубопроводов, то здесь все довольно просто. Вы можете выбрать для своего частного дома схему:
- Однотрубную. В таком случае отопительные приборы подключены последовательно один за другим. Такая схема великолепно подойдет для одноэтажного дома.
- Двухтрубную. Характеризуется наличием двух магистралей – подающей и обратной. Подключение каждого радиатора в ней индивидуально. Есть варианты, при которых оба трубопровода располагаются наверху, внизу, либо подающий наверху, а обратный – внизу. Двухтрубная схема отопления частного дома – идеальный вариант для построек с двумя и более этажами.
Если уже вспомнили про приборы отопления, то у вас есть широкий выбор. Ориентироваться необходимо на располагаемый бюджет, а также характеристики системы. Вы можете приобрести радиаторы следующих типов:
- Чугунные. Это старая добрая классика, которая нам известна еще со времен советского союза. Яркими ее представителями являются чугунные секционные радиаторы МС140. Они характеризуются низкой стоимостью, неприхотливостью к качеству теплоносителя, а также долговечностью. Но к недостаткам относится их низкая инерционность, которая не позволяет качественно выполнять регулировку температуры в помещении.
- Алюминиевые. Обладают высокой ценой и великолепной тепловой отдачей. Не рекомендуется их использование с металлическими трубопроводами, потому что это может привести к окислительным реакциям и уменьшению срока их эксплуатации.
- Стальные. На втором месте в ценовой категории после чугунных. Их существует большое множество: панельные (штампованные), трубчатые и секционные. Категорически не допускается их использование в открытых системах отопления, так как они быстро поддаются коррозии.
- Биметаллические. Являются золотой серединой по соотношению цены и качества. Исходя из названия, можно догадаться, что они выпускаются из двух видов металлов, для этого используется сталь и алюминий. Из стали создается внутренний сердечник, который находится в алюминиевом кожухе. Такой симбиоз позволяет их использовать в системах с большим давлением и добиваться высокой теплоотдачи. Также биметаллические радиаторы не боятся гидравлических ударов.
Подключение электрического котла
Расчеты мощности оборудования
Температура внутри помещений зависит от следующих факторов:
- температуры воздуха вне здания;
- толщины стен дома и качества его отдельных элементов;
- теплоемкости материалов, из которых построен дом.
Рассчитывая потребность вашего дома в тепле, нужно учитывать все факторы, в том числе и потери тепла через окна и двери, стены и пол с потолком. Специальные нормы, необходимые в процессе расчетов, должны применяться с учетом климатических условий местности, в которой расположен жилой объект, и степени существующей теплоизоляции.
Общий смысл расчета заключается в том, чтобы вычислить совокупные теплопотери, соответствующие минимальной температуре воздуха в вашем регионе, чтобы приобрести оборудование, способное с избытком эти потери компенсироватьНаибольшие потери тепла происходят через наружные стены дома. С увеличением разницы температуры внутри дома и вне здания растут и теплопотери.
Если учитывать материал, из которого возводились наружные стены, и толщину этих стен, то для внешней температуры воздуха в – 30°С, теплопотери будут различными и составят:
- кирпичные с внутренней штукатуркой – 89 Вт/м² (в 2,5 кирпича), 104 Вт/м² (в 2 кирпича);
- рубленные с внутренней обшивкой (250 мм) – 70 Вт/м²;
- из бруса с внутренней обшивкой – 89 Вт/м² (180 мм), 101 Вт/м² (100 мм);
- каркасные с керамзитом внутри (200 мм) – 71 Вт/м²;
- пенобетонные с внутренней штукатуркой (200 мм) – 105 Вт/м².
Впрочем, теплопотери происходят не только через наружные стены, но и через другие ограждающие конструкции.
При тех же – 30°С они составят для:
- деревянных перекрытий чердака – 35 Вт/м²;
- деревянных перекрытий подвала – 26 Вт/м²;
- двойных деревянных дверей без утепления – 234 Вт/м²;
- окон с двойной рамой из дерева – 135 Вт/м².
Чтобы рассчитать общие теплопотери здания, нужно рассчитать площадь всех ограждающих конструкций в квадратных метрах, умножить на норматив теплопотери по видам конструкций с учетом материалов, из которых они изготовлены, и суммировать полученные результаты.
Расчет следует делать, исходя из минимальной сезонной температуры конкретной местности. Потери тепла через стены рассчитываются по отдельности, т.к. необходимо учитывать площадь остекления и дверных проемов.
Потери через перекрытия без люков на чердак или в подполье вычисляют для всей площади как для единых конструктивных элементов.
Котел отопления выбирают с учетом того, что его мощности должно хватить для компенсации теплопотерь с 20-30 процентным запасом.
Порядок расчета тепловой мощности оборудования, которое будет использоваться для монтажа системы отопления, приведен в видео ролике в заключительной части статьи.
На нашем сайте есть блок статей, посвященных расчету водяного отопления, советуем ознакомиться:
Источник https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/vidy-otopleniya-chastnogo-doma.html
Источник https://applesakhalin.ru/ustanovka/klassifikatsiya-sistem-otopleniya-vodyanye-gazovye-parovye-i-drugie.html
Источник https://1-teplodom.ru/vidy-sistemy-otoplenia-kakie-raznovidnosti-shem-otoplenia-castnogo-doma-i-zdanij-susestvuut-primery-na-foto-i-video/
В отличие от алюминиевых, биметаллические радиаторы можно подключать медной трубой.
Заключение
Безусловно, наш рассказ о современном водяном отоплении не претендует на полноту. Тема слишком обширна, чтобы охватить ее в одной сравнительно небольшой статье. Некоторое количество дополнительной информации вы сможете найти в прикрепленном к статье видео (читайте также статью «Автоматика систем отопления: как управлять тепловыми потоками максимально эффективно»).
Поделитесь с друзьями в соц.сетях
Паровое отопление: Как работают системы парового отопления в чем их преимущества
Существует много способов обогреть свое жилище. Можно использовать русскую печь и камин, солнечные коллекторы, пар и нагретую воду. Но те, кто решил жить в частном доме постоянно, часто выбирают водяную или паровую системы отопления. И этому есть разумное объяснение.
При отоплении помещений с помощью воды и пара происходит более сильный и равномерный прогрев воздуха, а также стен и пола.
Кроме того, на столь широком распространении этих видов систем отопления сказываются особенности нашего сурового климата, а также доступные (например, по сравнению со странами-членами Евросоюза) рядовому гражданину цены на газ и электричество — основные ресурсы, используемые для нагрева воды.
Принцип работы системы парового отопления
Паровое отопление известно и успешно используется уже более 100 лет.
Что же оно из себя представляет?
Паровое отопление — это система обогрева паром, который образуется при закипании воды в котле, а затем поступает через трубы в радиаторы, установленные по всему периметру помещений.
Необходимые узлы системы парового отопления:
Бывают открытые и закрытые системы отопления. В первом случае, вернуться в котел конденсату помогает насос. При закрытой системе отопления возникший конденсат самостоятельно попадает обратно в нагревательный котел под воздействием силы гравитации и по причине небольшого технологического наклона труб.
Различают системы с высоким (от 170 до 600 кг/м2), с низким давлением пара (от 100 до 170 кг/м2), а также вакуум-паровые (до 1 кг/м2). Такое разделение не случайно. Оно зависит от многих технических характеристик системы, например, от общей протяженности труб от котла до самого удаленного от него радиатора.
Кроме того, применяются следующие виды разводок труб:
Собственники частных домов чаще выбирают именно двухтрубную систему. Почему? Дело в том, что данный вид разводки позволяет регулировать температуру в системе при помощи вентиля. При однотрубной это возможно только при снижении мощности или производительности котла, что влечет за собой риск недогревов в зимний период.
Виды топлива, необходимого для работы системы парового отопления:
В настоящее время существуют следующие типы паровых котлов:
Второй тип котлов все более часто встречается в частных домах. Такие устройства подразделяются на следующие виды:
Составляющие стандартного нагревательного котла:
Что нужно знать при выборе и установке?
Тем, кто строит собственный дом и намерен установить паровую систему отопления (или произвести замену существующей), важно знать о запрете использования пластиковых труб. Дело в том, что из-за очень высоких температур воды и пара (свыше 100 градусов по шкале Цельсия) все составляющие системы подвергаются огромным нагрузкам, которые по силам выдержать только металлическим трубам.
Поскольку это сложная система, то всегда необходимо помнить и о её надежности. Домовладельцам необходимо приобретать только материалы и оборудование заводов-изготовителей (не «подпольного» производства), а монтаж системы должны производить опытные профильные специалисты.
При выборе котла следует учитывать его мощность, которая напрямую зависит от количества комнат в доме, высоты потолков в них и зимние температуры в регионе. Но тут надо не переусердствовать, чтобы не платить больше денег за электричество или газ, которые использует котел для нагрева воды.
Не менее важно уточнить количество пара, производимое котлом (исчисляется в килограммах). Это влияет на скорость обогрева помещений.
Таким образом, если у Вас большой дом где-то под Якутском, то выбирайте более производительный и мощный котел.
Нормативные требования к помещениям, где будет установлена паровая система отопления:
Преимущества и недостатки парового отопления
К недостаткам можно отнести:
Если проанализировать все «за» и «против» по данной системе, то становятся понятно, что в массе случаев ее использование вполне оправдано. В первую очередь, это экономичность (более дешевые материалы и экономия на топливе), во-вторую производительность по причине более высокой скорости и объема обогрева.
Таким образом, преимущества данной системы не только делают незначительными все её недостатки, но и заметно выделяют паровое отопление из ряда других систем обогрева помещений в частных домовладениях.
Не рекомендуется устанавливать паровую систему отопления лишь тем людям, кто испытывает страх к подобному оборудованию в виду рисков взрыва, и у кого в доме маленькие дети— по причине возможных ожогов из-за высоких температур отопительных приборов (но даже в этом случае есть выход — установка систем защиты в пределах досягаемости детей).
Основным конкурентом паровой является водяная система отопления. Но последняя отличается наибольшими затратами на материалы.
Классификация систем отопления зданий
Отопление зданий обеспечивается системами отопления, которые в зависимости от используемого теплоносителя – воды, пара, воздуха или нескольких сразу – называются водяными, паровыми, воздушными или комбинированными.
Воду для системы отопления используют температурой не более 150°С, водяной пар температурой не более 130°С, воздух, нагретый до 45…70°С. Иногда применяют также электрические и газовые системы отопления.
Системы отопления могут быть местные и центральные.
В местных системах отопления генератор теплоты и отопительный прибор конструктивно скомпонованы вместе и установлены в отапливаемом помещении. К местным системам относятся печное отопление, воздушно-отопительные агрегаты, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, электрические и газовые нагреватели.
В центральных системах отопления генератор теплоты расположен за пределами отапливаемых помещений и обслуживает целый ряд зданий или помещений.
Системы водяного и воздушного отопления по способу циркуляции теплоносителя бывают с естественной циркуляцией (гравитационные) и искусственной циркуляцией (насосные).
Системы водяного отопления, широко распространенные, состоят из следующих элементов (рис.
1): генератора теплоты 1или теплообменника для получения теплоты Q от другого источника; отопительных приборов 5 для передачи теплоты Q от теплоносителя воздуху и ограждающим конструкциям помещения; магистралей 4,6 для перемещения теплоносителя между источником теплоты и отопительными приборами; расширительного сосуда 3,служащего для поддержания заданного давления в системе отопления при разных температурах теплоносителя. В системах с искусственным побуждением устанавливают элеваторные узлы или циркуляционные насосы.
Схема системы водяного отопления
Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления
Системы водяного отопления подразделяют на низкопотенциальные с предельной температурой горячей воды t до 65°С (обычно системы гелиоотопления и системы с тепловыми насосами), низкотемпературные t= (85…105)°С и высокотемпературные с t=(110…150)°С.
Системы парового отопления в зависимости от давления пара разделяют на вакуум-паровые с абсолютным давлением пара р
Системы отопления – виды и классификация
Системы отопления можно делить и классифицировать по-разному, но начать, скорее всего, лучше с источника тепла, или точнее – вида используемого топлива. Итак, системы отопления, в зависимости от вида энергоносителя могут быть:
Сюда же относятся системы с комбинированными (многотопливными) котлами. Такие котлы могут работать на двух, трех и даже четырех видах топлива.
Очевидно, что такой котёл увеличивает бесперебойность и автономность системы.
Так же очевидно, что стоимость таких агрегатов (и их ремонта) будет существенно выше, и чем больше вариантов топлива, которое может ''съесть'' такой котел, тем выше цена.
Конвективное и лучистое отопление
Конвективное отопление. К нему относятся все виды отопления, в которых тепловая энергия передается благодаря перемещению объемов горячего и холодного воздуха.
Теплый воздушный поток устремляется вверх, холодный/остывший воздух опускается вниз. Отсюда и основной недостаток конвективного отопления – большой перепад температур в помещении, т.е. высокая температура воздуха под потолком и низкая у пола.
Самым ярким примером является отопление с помощью тепловых пушек и тепловентиляторов.
Инфракрасное (лучистое) отопление – вид отопления, при котором тепло передается излучением. Этакое комнатное солнышко. Отопительные приборы размещают непосредственно над или под обогреваемой зоной.
Инфракрасные обогреватели – самый ''лучистый’’ вид отопления.
Основной недостаток – то, что при неправильном расчете (монтаже) и эксплуатации (длительное использование) можно получить перегрев предметов и тела человека.
Конвективно-лучистое. Большинство отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, теплые полы и стены) являются конвективно – лучистыми, но соотношение конвекции и излучения у всех разное.
При выборе способа отопления важно учесть, что оптимальным и наиболее комфортным считается примерно равное (50/50) соотношение конвективного и лучистого тепла.
Теплоноситель для систем отопления
Теплоноситель – вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. По типу теплоносителя системы отопления можно разделить на водяные (жидкостные), паровые, воздушные и комбинированные. В некоторых случаях теплоноситель отсутствует, например инфракрасное отопление.
Системы водяного отопления
Самый распространенный, на данный момент, вид систем отопления. Отсюда такое количество вариантов, схем, материалов и способов исполнения. Коротко приведем основную классификацию и перейдем к “частным случаям”.
Классификация видов систем водяного отопления: