Виды систем отопления: водяное, воздушное, инновационное

Если Вы-владелец,Вам оплачивать эксплуатационные расходы,материалы,

Характеристики источников тепла

Оплата горючего для отопления частного дома — одна из основных статей расхода в семье, поживающей в загородных владениях. В зависимости от удаленности региона от благ цивилизации источником тепла может быть:

  1. Электричество. Этот вид источника обогрева самый простой, но довольно дорогой. С его помощью можно обогревать каждое помещение индивидуально, когда в каждом из них к электрической сети подключен свой отопительный прибор. Отопление частного дома электричеством может быть и непрямым. В этом случае закачивается теплоноситель, который греет радиаторы.
  2. Твердое либо жидкое топливо. Использованию этого теплоносителя чаще всего отдают предпочтение жители удаленных регионов.
  3. Газ. Более выгодной считается система, работающая на таком топливе, как магистральный газ, но он не всегда подведен к загородным поселкам. Здесь для отопления можно использовать газгольдеры или баллоны, наполненные пропан-бутаном. Последний вариант довольно дорогой. Если дом хорошо утеплен, на обогрев 100 кв. м приблизительно потребуется три 50 л баллона на неделю. Стоимость одного в среднем 850 р. За месяц 850 х 3 х 4 = 10 200 р. Это без учета стоимости самих баллонов и транспортировки.
  4. Альтернативные источники. Сюда относится энергия ветра, солнца, земли, отходы в виде щепы, шелухи, опилок, других побочных продуктов. Такое топливо для отопления частного дома называют биологически чистым.
Характеристики источников тепла

Ветер — ресурс неисчерпаемый и возобновляемый. Использование энергии ветра предполагает наличие ветрогенератора, преобразующего силу ветра в альтернативный источник отопления. Работает такая установка только в определенных условиях.

Популярным становятся и такой тип отопления для частного дома, как энергия земли или геотермальные источники. Для этого нужно пробурить глубокую скважину — около 200 м, в которую помещают теплообменник. Получается как бы холодильник, только наоборот. Появляется возможность за счет полученной из земли энергии обогревать дом. В систему обязательно включают насос, который аккумулирует энергию и подает в специальный бак, накапливающий тепло.

Устройство такой схемы обходится далеко недешево, зато отопление очень эффективное. Монтаж отопления с использованием энергии земли для дома площадью 200 кв. м с учетом стоимости оборудования и работы обойдется около 600 000 р. Существуют и определенные риски — если скважина получится самозаливной, оттуда будет бить фонтан.

Характеристики источников тепла

Экономический аспект

Читая про такое количество преимуществ, невольно задаешь себе резонный вопрос: сколько это все стоит, ведь бесплатный сыр бывает только в одном месте? Конечно, такие системы несколько дороже традиционных вертикальных разводок с естественной циркуляцией.

Специалисты ведущих строительных компаний России отвечают на этот вопрос таким образом: расход на монтаж и оборудование горизонтальных систем отопления ложится на плечи застройщика и составляет около 20%.

Но при этом благодаря последующей экономии тепла за счет регулировки потребитель окупает затраты в течение двух-трех лет. Также уменьшается количество аварий и протечек, снижается зависимость от качества услуг ЖКХ.

Покупатель получает квартиру с готовой стяжкой во всех комнатах, причем это качественная, ровная и выполненная по всем стандартам работа.

Важно! Цена полипропиленовых труб намного ниже, чем металлических, а срок их службы может составлять более 50 лет. Эти трубы не боятся гидроударов, не подвержены коррозии, способны расширяться (не лопаются даже при замерзании в них воды).

Также стоит отметить вот какой нюанс: значительно снижены транспортные расходы и упрощен монтаж за счет низкого веса полипропилена в сравнении со сталью.

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.

Плюсы и минусы

Безусловным преимуществом системы отопления открытого типа (без принудительной циркуляции) является её дешевизна (по отношению к закрытой системе) и независимость от электроснабжения, особенно если речь идёт о её простейшей однотрубной модификации (так называемой «ленинградке»). Открытое отопление не требует наличия таких дорогостоящих элементов, как циркуляционный насос и герметичный расширительный бачок. Однако на этом привлекательные стороны, пожалуй, заканчиваются, и на первый план выступают факторы, делающие открытую отопительную систему всё менее популярной. К таковым относятся:

  • ограниченная длина отопительного контура (обычно не более 30 м) ввиду невозможности преодоления большого гидравлического сопротивления;
  • открытый расширительный бак, требующий постоянного контроля и создающий угрозу засасывания воздуха в систему;
  • медленный прогрев труб и радиаторов.

И всё же открытая система отопления остаётся востребованной, особенно для одноэтажных домов небольшой площади и в местах с нестабильным электроснабжением.

Учимся на чужих ошибках

Как избежать неэффективной работы системы, и не совершить популярные ошибки, обсудим в заключительной главе.

  • Схему системы отопления должны разрабатывать профессионалы. При этом сантехник может уехать в отпуск, а у жильцов произойти форс мажор. Поэтому схему должен знать не только тот, кто обслуживает, она должна быть и у собственника.
  • Неправильно подобранные трубы приводят к лишним расходам и поломке системы.
  • Лучше приобретать только однородные по материалу детали: у них схожие теплофизические свойства. Если разнородность неизбежна, то такие детали соединяются защитными соединениями или прокладками.
  • Чтобы оборудование работало бесперебойно, устанавливать его согласно правилам: свободный доступ, без перегрева на солнце, без продувания. Запрещено монтировать газовое оборудование скрытым способом.
  • Когда сантехник рекомендует купить и поставить клапаны, лучше его послушать, чтобы система не завоздушилась, и не возникло проблем с отоплением.
  • Безопасность важнее экономии. Оборудование ставится на годы. Лучше сразу приготовиться к затратам на этапе установке. Тогда в дальнейшем не будет расходов на ремонт и аварийных ситуаций.
  • Нельзя покупать газовый котел большей мощности, чем нужно, т.к. это приведет к повышенному потреблению газа и дополнительным расходам. Напомним, на каждые 10 м2 дома планирует 1 кВт мощности. Если дом 250 м2, то 250 умножаем на 1 и делим на 10, получается 25 кВт мощности.
  • Сократить потери тепла при отделке дома. Утеплить стены, верхние этажи, крышу. Иначе тепло уходит улицу.

Инверторное

Те системы отопления, которые по технологии начинают свою работу при участии электричества, имеют множество преимуществ по сравнению с остальными (называются инверторные виды отопления). Электричество по умолчанию проведению в любом здании, так что на установку таких систем даже не требуется дополнительных разрешений. благодаря небольшим размерам систем в домах можно прилично сэкономить площади, а стоимость таких приспособлений зачастую ниже, чем у остальных систем.

Перед установкой инверторного отепления придется утеплить строение, чтобы не терять попусту энергию и тщательно защитить дом от преждевременной порчи.

В инверторных котлах постоянно вырабатывается индукционный ток, что позволяет ему работать от аккумулятора при глобальном отключении сети.

Инверторное

Инверторный котел по сравнению с подобными конструкциями, имеет достаточно существенное достоинство в виде отсутствия нагревательного элемента. Таким образом, достигается большая практичность в использовании. Из-за устроенного внутри насоса переносчик тепла будет прогреваться гораздо оперативнее, кроме того не будет проблем с выбором топлива.

При этом, инверторный котел для отопления по цене обойдется дороже, чем ТЭН. Из-за достаточно приличной величины этот вариант не подходит тем, кто собирается обогревать не слишком большое помещение. Также нужно обеспечивать котел системой автоматической регулировки.

Устройство инверторного отопления

Нижнее подключение радиаторов отопления

Что делать, когда система отопления портит вид помещения? Если еще чугунные батареи можно спрятать за экраном или вместо них установить более современные – биметаллические или стальные, то как быть с трубами? Одни люди прикрывают их занавесками и шторами, а другие делают нижнее подключение радиаторов отопления, в результате чего обвязки батарей практически не видно.

Особенности нижнего подключения

Нижнее подключение открытого типа

 Три способа подключения:

  1. Подключение обыкновенных радиаторы через нижние отверстия.
  2. С помощью набора комплектующих снизу стальных или биметаллических батарей отопления.
  3. Приобрести батареи, которые предназначены для такого подключения.
Читайте также:  Высота установки сантехники: требования СНиП

Теперь рассмотрим способы, плюсы и минусы различных способов нижнего подключения.

Подключение  с боковыми отводами

Двухстороннее нижнее подключение

Само подключение не представляет большой сложности. Трубы располагаются снизу – над полом или спрятаны в полу. На стене крепится радиатор, и к нижним отверстиям подводится трубопровод.

Чтобы батарею можно было снять без остановки процесса отопления, нужно установить с двух сторон запорную арматуру.

В верхнее отверстие (без разницы с какой стороны) устанавливается воздухоотводчик.

Подключение с помощью переходника

Схема подключения Иногда нет возможности подключить обыкновенный радиатор, подведя к нему трубопровод с двух сторон. В таком случае можно воспользоваться переходником. Она вворачивается в нижнее отверстие, а к верхнему от нее подводится трубка из нержавейки. К самому же переходнику трубы отопления подключаются снизу.

Больше информации о таком типе подсоединения вы получите, посмотрев видео, прикрепленное в конце статьи.

Нижнее подключение с удлинителем потока

Удлинитель потока

Нижнее подключение можно выполнить с помощью удлинителя потока. Устройство закручивается в нижнее отверстие и не имеет никаких отводов к верхнему.

Циркуляция теплоносителя происходит за счет того, что вода, проходя по трубке в середине радиатора, выходит из нее в конце отопительного прибора, поднимается, выдавливая холодную воду через выходное отверстие, находящееся в устройстве.

Для самотечных систем такой тип подсоединения не подходит.

Подключение батарей с нижней подводкой

Подводка труб в стене

Теперь остановимся на более эффективном и самом приемлемом с эстетической точки зрения способе нижнего подключения – снизу, попутно описывая его преимущества и недостатки.

Преимущества

Переходник направления потока

  • Есть возможность установить переходник направления потока.
  • Оба патрубка прямо с батареи уходят в пол или в стену (или в трубы, расположенные над полом).
  • Покупая радиаторы с нижним подключением, не нужно беспокоиться о приобретении подходящего терморегулятора, так как он там уже установлен.

Недостатки

Нужно стравливать воздух с батареи

Нормы расположения радиаторов

Соблюдены нормы расположения радиаторов

Независимо от выбранного способа подключения радиатора, он должен находиться на некотором расстоянии от:

  • стены – 5 см;
  • пола – 10 см (допускается отклонение в любую сторону не более 2 см);
  • подоконника – 10 см (допускается минимальное расстояние в 5 см).

Приобретая крепление, важно учесть толщину устанавливаемой теплоизоляции с отражающим слоем (если она будет). В таком случае понадобятся крюки-фиксаторы несколько большей длины.

Монтаж системы отопления с нижней подводкой

Подключение выполнено с помощью специальной арматуры

В зависимости от выбранной схемы выполняется монтаж трубопровода. Он может быть уложен:

  1. В полу.
  2. В стене.
  3. Между полом и батареей.

На эффективность работы системы отопления не влияет расположение труб – их прячут исходя из эстетических соображений.

Важно сначала установить батареи, рассчитав их количество для каждого помещения, а потом подводить к ним трубы.

Если вы будете придерживаться рекомендаций, описанных в этой статье, то у вас не должно возникнуть сложностей при монтаже системы отопления с нижним подключением.

Подготовительные работы

Начните с котла, при выборе места установки принимайте во внимание свободное пространство и возможность отвода газов. Для установки котлов нет единого алгоритма, многое зависит от его типа и конструктивных особенностей. Котлы могут быть напольными или настенными, с различными техническими характеристиками, габаритами и т. д. Главное правило – строго соблюдайте рекомендации производителей по монтажу и отводу отработанных газов, учитывайте требования СНиПа II-35-76 и СНиПа

КОТЕЛЬНЫЕ. Актуализированная редакция СНиП II-35-76. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. Издание официальное

Актуализированная редакция СНиП II-35-76

Тепловые насосы

Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.

Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.

Принцип работы теплового насоса

Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.

Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.

Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева

Читайте также:  6 источников альтернативного отопления частного дома

Горизонтальная внутриквартирная разводка

Во многих новостройках можно встретить сравнительно экзотическую схему: в квартиру заходят отводы от стояков, позволяющие развести отопительные приборы под произвольную планировку. При этом диаметр стояков и отводов подбирается так, что горизонтальный контур в вашей квартире не садит параметры отопления в квартирах выше или ниже.

Помимо произвольной планировки, горизонтальный контур с одним входом и выходом позволяет наладить учет тепловой энергии. По мере того, как цена отопления квадратного метра увеличивается, установка счетчиков делается все более актуальной.

Как правильно сделать разводку отопления в горизонтальном контуре отдельно взятой квартиры?

Горизонтальная внутриквартирная разводка

По скромному мнению автора, наиболее разумным будет адаптировать к этой ситуации ленинградку, или барачную схему разводки.

Реализация ленинградки в квартире. Здесь дроссели установлены и на байпасы между врезками радиаторов.

Стереотип мышления

Как и ко всему «новому», у заказчиков пока не выработался интерес к данному типу отопления, хотя они же понимают всю выгоду этого способа, о чем неоднократно говорят. Но, выбор в большинстве случаев падает на традиционные способы обогрева, хотя для больших помещений он уже не всегда подходит и не оправдывает затраты.

Почему возник такой стереотип?

Можно выделить две его составляющих:

  • инструкция требовала использовать в советское время для обогрева больших площадей системы, подсоединенные к центральной котельной;
  • незнание физического принципа лучистого способа отопления.

Нужно также сказать, что разработка проекта в данном случае будет более сложным, в отличие от традиционных методов. Здесь нужно учесть множество условий, которые будут непосредственно влиять на тепловой комфорт человека в зоне лучистого отопления.

Установить оборудование для лучистого отопления можно быстро своими руками

Немного истории

В 19 веке системы отопления домов стали изменяться. Постепенно камины и печи стали заменятся на водяной обогрев, который производит конвективное тепло. Лучистая система отопления была забыта, но, благодаря исследованиям ученых, проводивших за последние полвека изыскания в данной области, произошло ее возвращение. Такое тепло своим характеристикам способно превосходить конвективное по целому ряду параметров.

Если вспомнить историю еще глубже, единственным источником тепла в те далекие времена был костер, отопление жилищ – конвективно-лучевым. От него распространялись по помещению инфракрасные лучи, а благодаря конвекции воздух нагревал помещение.

Пламя живого огня согревало человечество много веков

Недостатком способа был дым, из-за чего воздух становился невыносимым, ведь примитивный дымоход в виде отверстия не способствовал эффективному отводу дыма. Основную ставку делали на лучевое отопление, потому что его интенсивность никак не зависела от нагрева воздуха.

Затем человечество усовершенствовало отопительные системы, используя для обогрева горячий дым, пропуская его по каналам. Разрабатывало огневоздушные схемы обогрева, пока не нашло метод нагрева помещений с помощью горячей воды.

Водяное отопление пока побеждает в «схватке» с лучистыми системами обогрева

Но, круг все-таки замкнулся тогда, когда ученые доказали, что для нас гораздо ближе восприятие лучевого отопления, чем конвекционного нагрева воздуха. Это относится не только к человеку, а также к предметам быта и материалам, которые использовали при внутренней отделке комнат.

Разберемся подробнее

Из школьных уроков физики мы знаем, что тепло – один из способов проявления энергии, которая может распространяться в пространстве тремя основными способами.

  1. Конвекция – распространение воздуха.
  2. Кондукция – проводимость.
  3. Электромагнитные волны – излучение.

Как выглядит распространение тепла при конвекционном и лучистом обогреве

Конвекция и кондукция
  1. Применяются в конвекционных тепловоздушных отопительных системах.
  2. Тепловая энергия распространяется в пространстве с помощью постепенной передачи тепла, а сам источник при этом охлаждается.
  3. Для распространения тепловой энергии необходима вещественная среда, чтобы молекулы с высокой температурой могли соприкасаться с более низкими молекулами.
  4. Мы в таком обогреваемом пространстве становимся составной частью системы, и ощущаем тепло от окружающего воздуха и предметов, с которыми он соприкасается.
Излучение
  1. Другой метод распространения тепловой энергии, о котором многие просто не задумываются, хотя встречаются с ним ежедневно.
  2. Звезда нашей планетной системы – Солнце, которое направляет собственную тепловую энергию, в том числе и на поверхность Земли, нагревает ее, благодаря чему нагревается впоследствии воздух.
  3. Это и называется передача тепла с помощью электромагнитного излучения определенной длины волны.
  4. Цена оборудования зависит от его мощности и производителя.

Как работает инфракрасный теплый пол

  • В последнем случае лучистые обогреватели устанавливают на определенной над полом высоте.
  • При включении начинают излучаться электромагнитные волны.
  • Проходя с незначительными потерями через воздух, они поглощаются полом и предметами, повышая их температуру.
  • Температура в помещении увеличивается.

Сравнить действие лучистого отопления можно с прогулкой в солнечный день весной. В этот момент воздух еще недостаточно прогрет, но лучи уже начинают согревать землю, из-за чего мы ощущаем приятное тепло.

Совет: наилучшего коэффициента теплоэнергии между температурой воздуха и предметами можно добиться только в домах с качественно проведенной теплоизоляцией.

Разница в КПД двух видов обогрева строения – лучистого и водяного