История отопительных систем

О чем вы думаете, когда речь заходит о домашнем очаге? Конечно же, о родных и близких, о том, как вам комфортно в их окружении, о той любви, которую они проявляют к вам, о тех чувствах, что вы испытываете к ним... А также о большом светлом доме, в котором чисто, уютно и тепло. Тепло душевное и тепло физическое, - так мало и в то же время так много надо для того, чтобы ваш дом стал настоящим оазисом комфорта и благополучия. Чтобы сюда хотелось приходить самому и приглашать друзей, чтобы ощущать, что твой дом - эта твоя крепость. Испокон веков люди стремились сделать свое жилище теплым. Первые "отопительные приборы" появились еще в каменном веке и представляли собой открытые очаги огня, на которых готовили пищу, вокруг которых грелись и над которыми произносили заклинания. В том числе заклинания, чтобы огонь в очаге не погас, иначе обитателям пещеры грозила долгая и мучительная смерть. С тех пор человеческие представления о комфорте претерпели существенные изменения. Сегодня недостаточно того, чтобы в доме просто было тепло. Необходимо, чтобы температура над полом была комфортной, топливо было недорогим и доступным, отопительные приборы не собирали пыль... Наши потребности стали более изощренными, по-этому и современные отопительные приборы совсем не похожи на первобытные очаги. Даже "наследник по прямой" - камин - и тот обзавелся жаростойкими дверками и регуляторами подачи воздуха. Постоянно происходит модернизация существующего отопительного оборудования и изобретение совершенно нового. Последние разработки ученых позволяют использовать для обогрева жилища энергию солнца. Скажите, фантастике? А вот и нет. Более чем в 70 странах мира действуют гелиоэнергетических программы, предусматривающие использование энергию солнца в разных областях человеческой жизнедеятельности. Но пока лучшие умы человечества ломают голову над "солнечными домами", отапливаемыми энергией солнца и ветра, люди продолжают обогревать свои жилища печами и каминами, водяными радиаторами и электрическими обогревателями.

В городских условиях выбирать вид отопления не приходится. Централизованное водяное отопление - и никаких альтернатив. Ну и правда, не возводить же русскую печь на двадцатом этаже городской новостройки. Да и не разрешат! В крайнем случае, можно прикупить электрический обогреватель или проложить на кухне "теплые полы", и то в качестве дополнительного источника тепла.

Виды отопления

Отопление - это искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания заданного уровня температуры. Отапливают как жилые, так и нежилые помещения. Для первых важно создание теплового комфорта, необходимого для жизни людей. Для вторых имеет значение соответствие температуры воздуха в помещении его назначению. Например, в складских помещениях должны быть созданы такие условиях, которые бы обеспечили наилучшую сохранность находящихся в них вещей. Температура же воздуха в производственном цехе должна отвечать требованиям технологического процесса.

Применительно к загородным домам, речь идет в первую очередь об обогреве тех помещений, где жильцы собираются проводить большую часть времени на протяжении всего года или какой-то его части. То есть главная цель отопления дома - это создание комфортных условий проживания, которые зависят, во-первых, от температуры воздуха и, во-вторых, от характера распределения этой температуры внутри помещения. За поддержание температуры на должном уровне "отвечает" локальная система отопления. Однако не стоит забывать, что в создании микроклимата помещений участвует тепло, не только поставляемое по "жилам" (трубам или кабелям) отопительной системы, но также выделяемое человеческим организмом.

Первые отопительные устройства, вопреки тяжелым условиям жизни и благодаря изобретательности человека появились еще в каменном веке, практически одновременно с возникновением первых жилищ в пещерах. Самым древним видом искусственного обогрева было отопление путем сжигания топлива в очаге, возведенном непосредственно внутри пещеры. Очаг одновременно служил и для обогрева, и для приготовления пищи, и для нагрева воды, и даже в ритуальных целях. С тех пор было разработано множество конструкций очагов и печей, используемых в быту. Также были опробованы множество видов твердого топлива для обогрева жилища, к которым в 19 веке присоединились природный газ и продукты переработки нефти. Наиболее распространенный в настоящий момент вид отопления на основе воды появился еще при рабовладельческом строе. Известно, что водяное отопление с успехом использовалось в Древнем Египте и послужило прототипом для создания знаменитых систем отопления в Римской империи и на территории современной Турции. Источником отопления в Древнем Египте служили городские бани: в полу банных помещений делались стоки для нагретой воды, уходящей в общий водосток города и обеспечивавшей египтян теплом. Отопительная система Древнего Египта - пример одной из первых центральных систем отопления. В 10 же веке до н. э. в городе Эфесе, расположенном на территории современной Турции, воз-никла система автономного водяного отопления, при которой жилые помещения отапливались посредством несложных трубопроводов и котлов, расположенных в под-валах каждого отдельного дома.

В конце 1 века до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий подробно описал систему воздушного отопления, получившую распространение на территории Древнего Рима. Это была первая система искусственного отопления городских помещений при помощи горячих газов. Для обогрева римских терм и жилых помещений применялся гипокауст - отопительное устройство, состоявшее из печи, расположенной вне отапливаемого помещения, и системы труб, проводящих нагретый воздух. Наружный воздух, поступающий в гипокауст, нагревался горячими газами и по системе труб и каналов под полом здания поступал в отапливаемое помещение. По такому же принципу отапливались и средневековые замки Европы. Более того, достаточно продолжительное время такое отопление оставалось основным видом отопления ы средневековых городах, пока в 15 веке не появилось печное отопление в том виде, в котором мы его знаем, и не определило характер обогрева жилых помещений еще на несколько столетий вперед. При печном отоплении воздух в помещении нагревался при соприкосновении с поверхностями горячей печи, расположенной внутри отапливаемого помещения, а продукты сгорания топлива отводились наружу через специально сделанные дымовые трубы.

Отопление централизованное и автономное

В настоящий момент различают централизованные и автономные (местные) системы отопления. В системах централизованного отопления тепло вырабатывается за пределами отапливаемых зданий и затем поступает по длинным и разветвленным трубопроводам к целевым помещениям. Такой вид отопления характерен для городов, особенно отопления многоэтажных построек и нежилых помещений.

В малоэтажных застройках и сельской местности централизованное отопление неприменимо из-за значительной удаленности потребителей от источника тепловой энергии. Поэтому здесь чаще всего используют системы автономного отопления, для которых характерно расположение генератора тепла в отапливаемом здании. В условиях местного отопления генератор тепла используется для обогрева одного здания и нередко представляет собой многофункциональное устройство, предназначенное не только для обогрева помещения, но также для нагрева воды. В последние годы, когда с наступлением холодов все мы становится свидетелями, а го и участниками, многочисленных человеческих трагедий, причина которых - в неспособности системы централизованного отопления обеспечить людей необходимым теплом, вопрос об автономном отоплении становится неожиданно актуальным (даже в городских условиях). Бюджетные средства, выделяемые на отопление, мягко говоря, недостаточны. Тепло-сети пребывают в плачевном состоянии. Потери полезного тепла достигают порядка 30 % (для сравнения: на благополучном Западе эта цифра составляет всего 2 %!). Все это указывает на серьезный кризис централизованного отопления, выход из которого - в создании многочисленных независимых друг от друга систем отопления. Тем более, что этому способствует развивающееся бурными темпами дачное строительство.

Водяное отопление

На территории России водяное отопление - самый распространенный вид централизованного и автономного отопления. Собственно говоря, называть данный вид отопления "водяным" не совсем корректно, так как в качестве теплоносителя может быть использована не только вода, но и любая другая теплоемкая жидкость, отвечающая необходимым физико-техническим требованиям. Правильнее такое отопление назвать "традиционным", тем более что этот термин существует, и обусловлен он именно широтой распространения водяных отопительных систем.

В традиционной системе отопления нагретый до необходимой температуры жидкий теплоноситель, которым чаще всего является аэрированная вода, проходя по системе трубопроводов и отопительных приборов, отдает свое тепло воздуху в отапливаемом помещении. Причина популярности традиционного отопления объясняется совокупностью целого ряда достоинств: - дешевизна и экономичный расход материалов - для водяного теплопровода требуются трубы меньшего диаметра, чем для воздушного; - высокая теплоемкость теплоносителя - единица объема воды содержит большее количество тепла по сравнению с иными видами теплоносителей (например, теплоемкость воды в 4000 раз больше теплоемкости воздуха, нагретого до той же температуры); - создание комфортного температурного режима.

Однако, в отличие от прочих видов искусственного обогрева жилья, традиционное отопление трудоемко в установке и последующей эксплуатации. Во-первых, создание водяного трубопровода возможно только во время возведения или капитального ремонта здания, так как требует большого количества строительных работ. Во-вторых, бесперебойную работу отопительной системы обеспечивает беспрерывный нагрев теплоносителя, а это значит, что нужно постоянно следить за работой генератора тепла. В-третьих, дополнительные неудобства ожидают тех, кто покидает свои загородные дома на продолжительное время, особенно в холодное время года. Перед долго-срочным отбытием всю воду из системы отопления необходимо слить. В противном случае при отрицательных температурах вода замерзнет, что приведет к разрыву трубопровода. С другой стороны, отсутствие воды в системе традиционного ополления также не есть хорошо, так как в трубопроводе, заполненном воздухом, коррозийные процессы идут более интенсивно.

Прямое электрическое отопление

В условиях прямого электрического отопления помещения обогревают без участия теплоносителя: электрическая энергия преобразуется в тепловую без всяких посредников. Прямое электрическое отопление - наиболее перспективный в России, и самый популярный в Европе вид отопления. На данный момент прямое электрическое отопление на территории России заметно уступает традиционному и воздушному (главным образом, печному) отоплению. И тому есть весомые причины: сравнительная дороговизна электроэнергии и постоянные перебои с ее подачей, делающие использование электричества, как единственного источника тепла, неэффективным.

Действительно, на первый взгляд кажется, что использование электрических отопительных систем требует больших финансовых затрат. Однако при более тщательном подсчете вырисовывается несколько иная картина,

о которой более подробно пойдет речь ниже. Кроме того, прямое электрическое отопление имеет много существенных достоинств, среди которых: - легкость и удобство эксплуатации системы, - эффективная возможность регулирования подачи тепла, - небольшие габаритные размеры отопительных приборов, которые к тому же не требуют особого ухода, - высокая гигиеничность и экологические достоинства электрических обогревателей, - бесшумность отопительной системы, так как для ее работы не нужны циркуляционные насосы.

Следует обратить особое внимание на экологическую сторону использования прямого электрического отопления. Все виды топлива, за исключением электричества, в большей или меньшей степени загрязняют окружающую среду: при сжигании природного газа образуется жидкий конденсат, при сгорании солярки - целый букет летучих ядовитых веществ, а о вреде использования твердого топлива пишут целые трактаты. Особую проблему составляют утечки газа и жидкого топлива в неисправных отопительных системах, которые не только загрязняют окружающую среду, но и становятся серьезной угрозой для жизни обитателей дома. Все это незнакомо для тех, чьи дома оборудованы прямыми электрическими системами отопления. В крайнем случае, их устаревшие электрообогреватели будут "сжигать" кислород.

Печное (воздушное) отопление

В качестве теплоносителя в печной (воздушной) системе отопления выступает нагретый воздух, который по трубам поступает в отапливаемые помещения. Данный вид отопления предполагает установку калориферов- теплообменников или возведение печей, в которых происходит нагрев окружающего воздуха. Нагретая изнутри поверхность теплогенератора, отдавая тепло воздуху, охлаждается снаружи. Поэтому теплоотдача прибора напрямую зависит от площади его нагревательной поверхности. Отопительные приборы могут работать от электросети или на топливе и не предполагают устройство канализации теплоносителя.

Современная отечественная и зарубежная промышленность выпускает теплогенераторы как с естественной, так и с принудительной тягой воздуха. В калориферах и печах с естественной тягой нагретого воздуха существует опасность перегрева разделяющей стенки теплообменника. Дабы избежать этого, лучше приобретать теплогенераторы с принудительной тягой воздуха, которые комплектуют вентилятором, стимулирующим движение воздушных потоков. Только тут возникает сразу две проблемы. Во-первых, купить теплообменники с принудительной тягой воздуха трудно, так как их выпускают в ограниченном количестве. Во-вторых, вентилятор имеет немалые размеры, да и шума от него будет предостаточно.

По сравнению с отечественными, импортные калориферы имеют экономичный режим работы и обычно включаются в отсутствие жильцов. Это достоинство не столь безоговорочно, как может показаться на первый взгляд, и, по сути, является палкой о двух концах. При экономичном режиме бытовая пыль оседает на горизонтальные поверхности, а при переводе калорифера на стандартный режим работы воздушные потоки поднимают пыль, с которой не способна справиться даже влажная уборка.

Сам по себе нагретый воздух (или газ) имеет ряд преимуществ перед прочими видами теплоносителей, как то быстрота нагрева и большая проникающая способность. Тем не менее, некогда популярное в сельской местности, воздушное отопление все реже и реже используют для обогрева жилых помещений, постепенно вытесняясь прямым электрическим и традиционным отоплением.

Это объясняется рядом недостатков, неизбежных спутников системы воздушного отопления: - громоздкими размерами теплогенератора (печи, камина и пр.); - низким коэффициентом теплоотдачи воздуха - нагревающая способность воздуха в десятки раз меньше, чем у воды, а это означает, что для обогрева помещения потребуется в тысячи раз больше нагретого воздуха, чем воды; - трудностями в распределении нагретого воздуха по отапливаемым помещениям из-за незначительной величины возникающего напора воздуха; - низкими экологическими качествами; - дороговизной системы - раньше-то печи возводили своими руками, а теперь этого делать практически не умеют, да и нет в этом необходимости, так как при наличии денег генератор тепла можно купить.

Благодаря своей эффективности и приемлемой цене, водяное отопление в частных домах уже на протяжении многих лет остаётся самым популярным. Конструкция парового обогрева работает одновременно на все комнаты, присутствующие в доме, и не важно, одноэтажное строение или в нём 3 этажа. Как правило, отопление в частном доме автономно и не подключено к централизованной системе.

Принцип работы автономного отопления

1. Теплоноситель - жидкость, циркулирующая в системе отопления. При помощи установленного котла теплоноситель нагревается. В процессе циркуляции нагретая жидкость поступает в помещение по трубам, обогревая воздух. Как правило, в качестве жидкости используется антифриз - эта жидкость не замерзает при отрицательной температуре воздуха благодаря своему составу, в который входит этиленгликоль.
2. Контур в схеме отопления - замкнутая по кругу система труб. Также сюда входит котёл, насосы, вентили и т. д. в зависимости от выбранной схемы отопления.
3. Прямой ток - элементы движения горячей жидкости по направлению от котла к батарее.
4. Обратный ток - элементы движения отдавшей тепло жидкости по направлению к котлу.
5. Прибор водяного отопления - радиатор, батарея, тёплый пол и т. д. в зависимости от выбора. Необходим для передачи тепла, направляет его для обогрева помещений.

Виды труб различных материалов:

1. Металлические трубы. Не распространены в использовании, имеют недостатки. Со временем покрываются коррозией, в работе недолговечны. Монтируются исключительно на резьбовых соединениях.
2. Медные трубы .Долговечны и надёжны в работе. Выдерживают высокие температуры и давление в трубах. Монтаж выполняется пайкой. Пайка - высокотемпературный припой с содержанием серебра. После установки трубы по желанию можно замаскировать в стену. Медь - дорогостоящий материал, поэтому отопление с участием таких труб может позволить себе не каждый.
3. Полимерные трубы. Делятся на полипропиленовые и полиэтиленовые. Главное достоинство - с установкой сможет справиться даже не обученный человек. Несмотря на дешевизну материала, устойчивы к коррозии, прослужат много лет.
4. Металлопластиковые трубы . Состоят из пластика и алюминия. Монтируются такие трубы резьбовыми соединениями, в некоторых случаях прессовыми соединениями. Недостатки - коэффициент теплового расширения слишком большой. В случае резкой перемены горячей воды на холодную или наоборот трубы могут дать трещину.

Каждому дому своя схема подключения водяного отопления:

Перед тем как покупать оборудование, по схеме следует выбрать необходимую систему отопления, которая подойдёт для того или иного дома.

Разновидности домов.	Схема паровой отопительной системы в частных домах.
Дом - 1 этаж, крутая крыша, присутствует подвал.	Отопительная система - двухтрубная . Вертикальные стояки, желательно нижняя разводка.
Дом - 1 этаж, крутая крыша, подвал отсутствует	Отопительная система - двухтрубная. Котёл устанавливается на первом этаже в специальной для этого комнате, в этом случае разводка должна быть верхней.
Дом - 1 этаж, плоская крыша. Присутствует подвал.	Горизонтальная разводка. В этом случае подвал - идеальное место для установки оборудования. Котёл - работающий на жидком топливе или газу.
Дом - 2 этажа и более. Крутая или плоска крыша - не важно.	Схема отопления - двухтрубная или однотрубная . Вертикальные стояки. Разводка - верхняя или нижняя. Системы с горизонтальным положением проводящих труб использовать нельзя. Можно использовать любой вид отопительных котлов.

Разновидности систем водяного отопления

Системы отопления отличаются лишь внешним видом положения труб, главная задача везде остаётся такой же - нагретая вода обогревает помещение, воду в свою очередь нагревает отопительный котёл. В современном мире существует 3 вида разновидности систем:

• система «естественная циркуляция «;
• система «принудительная циркуляция «;
• система «комбинированная».

Её основа лежит в функционировании разной плотности холодной и горячей воды. Из физики известно, что горячая вода имеет меньшую плотность, а значит, она становится легче. Нагреваясь, переходит в верхние позиции системы, внизу в свою очередь остаётся холодная вода. Благодаря этому происходит естественная циркуляция воды. Такой вид отопления не зависит от электроснабжения, даже при выключенном свете на долгое время вода в трубах не остынет, но есть и недостатки:

• регулировать температуру нагревательного прибора невозможно;
• нужно много труб, лишние затраты;
• диаметр теплопроводов имеет свои ограничения;
• тяжёлый монтаж труб, необученный человек не справится.

Принудительная циркуляция

Данная система имеет замкнутый круг с расширительным бачком , что является минусом в её работе. Чтобы теплоноситель перемещался циклично, необходимо использовать насос. Работа напрямую зависит от электроснабжения. Необходимы дополнительные расходы на дополнительные комплектующие: манометр, насос и другие.

Преимущества системы:

• в отличие от естественной циркуляции необходим меньший расход труб;
• подходят любые радиаторы;
• возможность регулирования отопительных приборов;
• возможность использования антифриза от замерзания воды в системе.

Комбинированная

Название этой системы говорит само за себя, она сочетает в себе 2 предыдущих варианта. Если в неё вмонтировать насос, вода станет принудительно вращаться, если же этого не делать вода будет протекать с естественной циркуляцией. Имеет способность работать при отключенном электричестве. В разы увеличивает эффективность теплоотдачи.

Схемы монтажа отопительных систем

Однотрубная

На схеме видно, что вода проходит через батареи отопления в прямой последовательности. Минус здесь в том, что последние батареи всегда будут немного холоднее первых. Также недостатком считается неудобство использования, к примеру, перекрыть одну из батарей невозможно, придётся останавливать подачу горячей воды по всей линии.

Раньше однотрубную схему отопления называли «ленинградка» или одноконтурной. Она служила для обогрева больших частных многоквартирных домов. К достоинствам относится то, что трубы могут обогнуть весь периметр дома с первой до последней комнаты. Если однотрубная система даёт мало результатов и помещение остаётся холодным, можно применить другие методы подключения батарей, как правило, это любят делать самоучки.

Двухтрубная

В данной схеме к каждому отопительному прибору подходит холодная и горячая вода с разных труб. В этом случае гораздо легче регулировать температуру в помещении. Двухтрубная разводка делится на 3 вида:

Виды котлов

• газовые;
• электрические;
• жидкотопливные;
• комбинированные.

Комбинированные . Положительные качества: используют несколько видов энергоносителей. Недостаток: высокая цена и сложность конструкции.

Частный дом всегда был мечтой любого гражданина нашей страны. Все преимущества такого типа жилья перед домами многоквартирного типа можно перечислять очень долго. Хозяин частного дома имеет куда большие возможности по оптимизации расходов на содержание жилья благодаря его автономности.

При использовании современных энергосберегающих технологий, строительных материалов и комплексных систем отопления теоретически можно свести такие расходы к весьма незначительной величине.

Современный рынок предлагает потребителю много видов отопительных систем частного дома, от традиционных до продуктов передовых технологий. Все большей популярностью пользуются .

Можно использовать какой-либо один вид систем отопления, наиболее подходящий для частного дома. Следует учитывать такие факторы, как климатическая зона в котором расположен дом, состав материалов, используемых при строительстве здания, экономическая целесообразность и множество иных причин.

Весьма эффективным способом отопления дома может быть комбинация в применении нескольких видов отопительных систем.

Наиболее широкое распространение получило водяное отопление.

Преимущества

1. Можно использовать как один, так и несколько источников тепла. По физическим параметрам вода хорошо переносит тепловую энергию. Приборы обогрева, например, радиаторы отдают это тепло, нагревая воздух в помещении.
2. Универсальность в использовании топлива. Нагревать воду можно множеством способов. Можно отапливать помещения дровами или углем, приобрести котел на жидком топливе, подвести природный газ. Наконец имеется возможность производить нагрев воды с помощью котлов, работающих на электричестве.
3. Доступность материалов и широкий выбор изделий. Легко выбирается наиболее подходящий вариант приборов отопления (батареи чугунные, современные биметаллические радиаторы, конвекторы и другие устройства). Большой выбор труб из различных материалов (железо, медь, полипропилен, металлопластик и др.) позволит создать систему отопления сообразно любого бюджета.

Водяное отопление может быть подключено как от централизованных сетей, так и быть выполнено автономно. По исполнению системы водяного отопления бывают:

а) Однотрубные. Подключение радиаторов осуществляется последовательно.

б) Двухтрубные. Радиаторы в этом случае запитываются параллельно между магистралями подачи и обратки.

в) Коллекторные или по другому . Все приборы отопления запитываются от общего распределителя, именуемого коллектором.

Недостатки

Недостатки водяного отопления также общеизвестны. Это высокая подверженность процессам коррозии и окисления, неравномерность прогрева радиаторов в некоторых случаях, достаточно большие потери при транспортировке тепла. При аварийных ситуациях может образоваться утечка теплоносителя.

Также такая система требует соблюдения температурного режима. В минусовые температуры необходим полный слив теплоносителя из сетей, чтобы исключить их заморозку.

Воздушное отопление

Этот вид системы отопления частного дома заслуживает внимания для применения благодаря своей универсальности. Нагретый в теплообменниках воздух может подаваться как в отдельное помещение, так и по всему зданию.

При воздушном отоплении дом очень быстро прогревается и становится пригодным для комфортного проживания. До появления и внедрения водяного отопления обогрев подаваемым по воздуховодам горячим воздухом широко использовался в нашей стране. Наиболее эффективным он показал себя при использовании зданий с большими жилыми площадями.

Плюсы использования воздушного отопления:

1. Экономичность и эффективная доставка тепла. Отсутствует промежуточный носитель (напомним, его роль в водяном отоплении выполняет вода или иная жидкость), не нужны дополнительные приборы обогрева.
2. Легкий и быстрый запуск в работу. Такое отопление не может протечь, затопить дорогой интерьер, замерзнуть.
3. Высокий коэффициент полезного действия и долговечность. При правильном техническом обслуживании аварийные ситуации сведены к минимуму. Оборудование воздушного обогрева служит безотказно десятилетиями.
4. Высокий уровень интеграции с вентиляционными системами, что положительно сказывается на снижении стоимости работ и материалов, а также в простоте и экологическом преимуществе монтажа.

Электричество

Отдельно стоит упомянуть об электрическом виде отоплении. Само слово «электричество» прочно вошло в наш обиход. Область использования электроэнергии в мире приближается к ста процентам.

Поэтому как вариант можно использовать системы отопления, полностью работающие на электричестве. В некоторых случаях может быть целесообразной установка, например, электрического подогрева полов, полотенцесушителей в ванные комнаты, небольших радиаторов.

Однако, электроэнергия постоянно растет в цене, и этот фактор необходимо учитывать, устанавливая приборы электрообогрева рационально. Также особенно важно соблюдать меры электробезопасности, производить монтаж такого оборудования с помощью квалифицированных специалистов.

Альтернативные варианты отопления

При постоянном повышении цен на энергоносители устойчиво продвигаются альтернативные виды систем отопления частного дома . Конечно, они не могут в полной мере заменить традиционные способы отопления частного дома, но снизить затраты способны существенно.

В регионах, где количество солнечных дней достаточно велико, все чаще можно наблюдать установленные на крышах загородных и частных домов солнечные батареи. Солнечный свет является неиссякаемым источником энергии, и позволяет пользоваться преобразованным электричеством долгие годы.

Электричество в свою очередь используется как питание для нагревательных элементов отопления. Единственный недостаток такого вида получения энергии – дороговизна элементов, но со временем затраты окупаются.

Солнечную энергию также можно «консервировать» и применять при помощи солнечного коллектора. Принцип его действия основан на нагреве выставленного на солнце радиатора, соединенного с емкостью большого объема. Солнечные лучи нагревают воду в радиаторе, которая в свою очередь отдает тепло в емкость.

Данный способ позволяет нагревать воду для использования ее в качестве теплоносителя в системах отопления. Наибольший эффект достигается при использовании вакуумных коллекторов. Внутри таких радиаторов находятся колбы с откачанным воздухом, таким образом достигается эффект «термоса».

Ветрогенераторы

Понятно, что напрямую использовать силу ветра для отопления дома использовать не получится. Но зато, установив «ветряк» можно получить дармовую электроэнергию, впоследствии направляемую на различные нужды, в том числе и для питания систем отопления. В регионах, где ветры бывают особенно часто такой способ получения энергии будет наиболее эффективным. Опять же, как и в случаях с солнечными батареями все упирается в стоимость аккумуляторов, преобразователей и электрогенераторов.

Тепловой насос

Это вид системы отопления, которая поможет существенно снизить затраты на отопление частного дома. Принцип его действия напоминает устройство холодильных камер или кондиционеров. Такое устройство может выкачать тепловую энергию из потенциальных источников тепла, не отличающихся высокой температурой. Ими может служить почва или вода.

Такая система требует питания электрической энергией, однако на выходе может выдавать тепло в разы больше затраченных на ее работу ресурсов. Существенным недостатком теплового насоса является его громоздкость и сложность в монтаже.

В заключение данного обзора стоит отметить следующее. Наибольшую эффективность в отоплении собственного дома показывает способ, при котором результат достигается при минимальных затратах, по сравнению с другими способами.

Поэтому с уверенностью говорить о преимуществах одного способа обогрева жилья над другим невозможно. В местах, где широко используется природный газ глупо устанавливать твердотопливные котлы как основной источник обогрева.

Прежде всего, в выборе оптимального способа отопления своего дома нужно учитывать целесообразность. Если подвести некоторый итог, то можно сделать следующий вывод — в подавляющем большинстве случаев для работы отопительных приборов условно используется лишь два источника энергии:

а) Энергия, получаемая путем сгорания разнообразного топлива, в дальнейшем нагревающая теплоноситель;

б) Электрическая энергия, с помощью которой нагреваются тепловые установки, воздух или (и) приборы обогрева.

А вот способы и приемы получения результата могут исчисляться десятками. Поэтому, чаще всего, экономии можно достичь, комбинируя различные способы получения энергии, используя разнообразные виды отопления. Все нюансы и затраты требуют тщательных расчетов. Ведь свое жилище будет содержать хозяин на собственные средства.

Без качественного отопления в холодную пору года не обойтись. Существуют разные виды обогрева. Но самым распространенным среди всех является тот, где используется вода для отопления помещения. Такая система отличается эффективностью и практичностью. В данной статье будут рассмотрены особенности водяного отопления, его виды и основные неисправности, возникающие при функционировании системы теплоснабжения.

Конструкционные особенности водяного обогрева

Конструкция водяного обогрева представляет собой замкнутую систему. Ее основными элементами являются: котел для водяного отопления, радиаторы и трубопровод. Помимо этого в систему входят блоки безопасности, регулирующая и запорная арматура, дренажно-спускные приборы, воздуховыпускные элементы. Также могут быть подключены циркуляционные насосы для более эффективной работы системы. Надо отметить, что водяные котлы отопления бывают различных конструкций, мощности и могут работать на разном топливе.

Для системы водяного отопления могут использоваться стальные, бесшовные, электросварные трубы с диаметром до 5 см. Трубы должны быть пригодны для работы с давлением в 16 атмосфер и при температуре теплоносителя +250 градусов. Устройство системы является двухпоточным. Имеется два трубопровода. Одна труба является подающей: по ней вода поступает в нагревательный агрегат и отдает тепло. Вторая является обратной: по ней теплоноситель возвращается к нагревательному устройству.

Виды систем водяного отопления

Выделяют такие типы водяного отопления: самотечные и с принудительной циркуляцией. Возможен и комбинированный вариант.

Самотечное водяное отопление

Самотечные системы работают по такому принципу: вода движется от нагревательного котла к батареям и обратно под действием гидростатического напора. Такой напор образуется из-за разницы в плотности нагретого теплоносителя и охлажденного. Когда вода нагревается, она становится легче и поднимается по стояку. От главного стояка движется по разводящим трубам и попадает в радиаторы. А когда остывает – начинает двигаться вниз по обратным трубам и возвращается в тепловой котел, вытесняя уже нагретую воду.

Если дом небольшой, то система водяного отопления с естественной циркуляцией будет наиболее подходящим вариантом.

Принудительное отопление

При принудительной циркуляции, бесперебойное движение воды в системе достигается за счет установки специальных насосов, подключенных к обратному трубопроводу. Как подобрать насос для отопления можно прочитать здесь. Движение теплоносителя происходит из-за разности давлений между прямым и обратным ходом. Больше всего такие системы подходят для многоэтажных домов.

Приведенные виды водяного отопления имеют свои плюсы и минусы. При выборе типа системы нужно учитывать особенности помещения, этажность и ряд других нюансов. Например, для функционирования системы с принудительной циркуляцией необходимо электричество. Поэтому для обеспечения бесперебойной работы конструкции используют источник бесперебойного питания.

Виды теплоносителей для отопительных систем

Системы водяного обогрева отличаются универсальностью, высоким уровнем теплоотдачи, простотой установки и доступностью. В качестве теплоносителя в системах теплоснабжения могут использоваться разные жидкости.

Чаще всего в водяных системах обогрева в качестве теплоносителя используется вода либо антифриз.

Каждая из жидкостей имеет свои достоинства и недостатки, особенности, которые надо знать для обеспечения эффективной работы оборудования. Наиболее доступным видом теплоносителя является вода для системы отопления дома. Она отличается хорошими показателями теплопередачи, низкой стоимостью и отсутствием потребности в частой замене.

Антифриз, как правило, применяют для отопительных агрегатов нового поколения. С таким теплоносителем пропадают проблемы с размораживанием трубопровода. Производят жидкость на основе пропиленгликоля и этиленгликоля. Данные вещества очень токсичны и небезопасны для человека. Для снижения уровня токсичности, повышения теплопередачи используется дистиллированная вода для отопления: ее добавляют в антифриз. Главное – придерживаться необходимого процентного соотношения.

В традиционные теплоносители часто добавляют ингибиторы для растворения накипи на внутренних стенках батареи. Это дает возможность использовать разные виды теплоносителей без вреда для отопительных приборов.

Расчет объема теплоносителя

Надо отметить, что водонагревательные котлы для отопления могут иметь разную мощность. Нужно знать, какой максимальный объем может быть у системы теплоснабжения при определенной мощности котла. Иначе прогрев помещения будет недостаточным, система будет работать неэкономично и малоэффективно. Определяется необходимый объем воды в системе отопления исходя из следующего соотношения: на 1 кВт мощности котла необходимо 15 л теплоносителя.

Возможные неисправности в системе теплоснабжения

Как правило, неисправности водяного отопления проявляются в снижении температуры в отапливаемых комнатах. Конечно, сначала нужно убедиться, что отопление не отключили в связи с проведением профилактических работ либо ремонта.

Причинами понижения температуры могут быть:

• нарушение циркуляции воды;
• неисправность узла управления.

Для выявления того, что именно является причиной плохого обогрева, нужно взять термометр и проверить температуру воды, которая подается в систему. Если температура ниже установленной, вероятно, есть неполадки в узле управления. Если температура соответствует нормативному показателю, то, скорее всего, система неверно отрегулирована либо теплоноситель циркулирует неправильно. Чаще всего проблема плохого обогрева вызвана нарушенной циркуляцией воды.

Поэтому стоит назвать причины, которые приводят к плохой циркуляции:

Если нет определенных знаний и навыков, не нужно пытаться решить проблему самостоятельно. В этом случае, для устранения причины плохого обогрева лучше обратиться за помощью к специалисту.

spetsotoplenie.ru

Водяное отопление дома

1. Виды систем отопления дома

2. Виды отопительных котлов

3. Какие выбрать трубы для отопления?

4. Какие лучше выбрать радиаторы отопления?

5. Монтаж системы отопления частного дома

Всем привет! В данной статье будут рассмотрены следующие вопросы: какие существуют виды систем отопления дома, какие у них достоинства и недостатки, какие бывают отопительные котлы, какие лучше выбрать трубы отопления и радиаторы, а также будет рассмотрена технология монтажа системы водяного отопления дома.

Самой традиционной системой отопления для Россия является водяное отопление, где в качестве теплоносителя выступает вода. Это проверенная временем надежная система, позволяющая наиболее эффективно обогревать дом в самую суровую зимнюю стужу. Поэтому большинство домовладельцев выбирает воду в качестве теплоносителя в системе отопления.

Частные дома и коттеджи строят в основном в отдалении от инженерных коммуникаций, в том числе и центрального отопления. Именно поэтому в частных дома применяют независимые автономные системы водяного отопления дома. В такой системе отопления вода циркулирует в замкнутом контуре трубопроводов. То есть вода, нагреваясь в котле, поступает по трубопроводу в радиатор, там она отдает часть тепла, обогревая помещение и затем по трубопроводу поступает обратно в котел для повторного нагрева, и цикл повторяется снова.

Виды систем отопления дома

Водяные системы отопления бывают трех видов: однотрубная, двухтрубная и коллекторная. Рассмотрим каждую систему отопления поподробнее.

Однотрубная система отопления

В однотрубной или одноконтурной системе отопления все радиаторы подключены последовательно к одной трубе. То есть остывшая в радиаторе вода поступает в трубу отопления, где течет горячая вода, остужая тем самым теплоноситель. И при прохождении через каждый последующий радиатор вода будет терять всё больше и больше тепла. Поэтому однотрубная система отопления не должна быть слишком протяженной, иначе дом будет прогреваться неравномерно.

В однотрубной системе подключение радиатора к трубе отопления может быть трех видов. Первый вид: диагональное подключение – когда с одной стороны входная труба горячей воды подключена к верхней части радиатора, а с другой стороны выходная труба остывшей воды подключена к нижней части. Второй вид: параллельное подключение – когда входная и выходная труба подключены к нижней части радиатора. Третий вид: обратное диагональное подключение – когда с одной стороны входная труба подключена к нижней части, а с другой выходная труба подключена к верхней части радиатора.

На многих информационных ресурсах утверждается, что однотрубная система отопления не имеет возможности регулировки температуры отдельного радиатора и не имеет возможность замены радиатора не отключая всю систему отопления. Но если на входе и на выходе радиатора поставить запорную арматуру (трубопроводных кран) возможности однотрубной систему отопления резко расширятся. Это позволит регулировать температуру радиатора, уменьшая или увеличивая скорость потока входящей в него воды. Кроме того, перекрыв оба крана радиатора (на входе и на выходе) позволит полностью отключить радиатор от системы отопления и в случае протечек в радиаторе, заменить его на новый, не отключая всю систему отопления.

Двухтрубная система отопления

В двухтрубной системе отопления, как можно догадаться из названия, используются две трубы: одна труба подает в радиаторы горячую воду, а другая труба забирает из радиатора охлажденную воду. Благодаря этому осуществляется равномерный нагрев всех радиаторов отопления не зависимо от протяженности трубопроводов.

Как и в однотрубной системе отопления на каждом радиаторе (на входе и на выходе) ставится запорная арматура, регулирующая температуру нагрева радиатора. Также запорная арматура отключит от системы радиатор для его замены, не отключая всю систему отопления.

Единственным недостатком двухтрубной системы отопления является избыточное количество трубопроводов по сравнению с однотрубной системой. Что в свою очередь увеличивает расходы на материалы.

Коллекторная система отопления

В коллекторной системе нагретый теплоноситель из котла подается в коллектор, а уже из коллектора по трубопроводам вода подается в радиаторы отопления. Коллектор представляет собой трубу, которая имеет один вход большого диаметра и несколько выходов малого диаметра. В распределительном щитке как правило стоит один коллектор для подачи воды в радиаторы, а один коллектор для приема остывшей воды. Таким образом каждый радиатор имеет отдельный контур, что позволит регулировать температуру и отключать любой радиатор не затрагивая всю систему. Либо вместо радиатора подключить систему теплых полов.

Недостатком коллекторной системы является огромное количество трубопроводов. Кроме этого к каждому контуру отопления необходимо присоединить циркуляционный насос, т.к. в контуре используются трубы малого диаметра, а прокачать воду по все контурам одним насосом будет практически невозможно.

Из всего вышесказанного следует, что коллекторная система позволяет плавно регулировать температуру в каждой комнате, однако переизбыток трубопроводов и насосов значительно повышает её стоимость. Самым разумным применением коллекторной системы отопления является использование вместо радиаторов систем «теплый пол».

Виды отопительных котлов

Центром всей автономной системы водяного отопления является котел. Главной задачей котла является нагрев теплоносителя. Как правило котел состоит из двух камер: камеры сгорания, в которой сгорает топливо и теплообменника, в котором происходит передача тепла теплоносителю из камеры сгорания.

Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурный котел нагревает воду только для отопления, однако если подключить к нему бойлер косвенного нагрева, то котел сможет нагревать еще и воду для горячего водоснабжения. Двухконтурные котлы имеют два теплообменника: первичный и вторичный. Первичный теплообменник нагревает воду для отопления, а вторичный нагревает воду для горячего водоснабжения. Главным недостатком двухконтурных котлов является то, что два теплообменника не могут работать одновременно. То есть первичный теплообменник для отопления отключается, когда включается кран горячего водоснабжения, и вся энергия расходуется на нагрев вторичного теплообменника.

Также котлы различают по виду топлива, используемого для нагрева теплоносителя. Котлы бывают газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические и комбинированные.

Газовые котлы

Самым малозатратным, а значит наиболее выгодным топливом для отопления дома является газ, которого в нашей стране предостаточно. Беда состоит лишь в том, что газовая магистраль проведена не к каждому участку, а значит использовать газовый котел для отопления дома повезет лишь тем счастливчикам, у которых газовая магистраль находится неподалёку от их жилища. Кроме того, при сгорании газа практически не выделяется вредных веществ и копоти.

Преимущества:

Используется дешевое топливо при максимальном коэффициенте полезного действия;

Не требуется постоянный контроль за подачей газа;

Отсутствие резервуаров для хранения топлива;

Продолжительный срок эксплуатации.

Недостатки:

Для подключения газового котла требуется разрешение соответствующих инстанций;

Полная зависимость отопления дома от газовой службы, если газ отключат, дом замерзнет. Поэтому требуется установка дополнительного котла, работающего на другом виде топлива;

Твердотопливные котлы

Стоимость твердотопливного котла довольно невысока, да и его работа не зависит от отсутствия в доме газа или электричества. Но для обеспечения непрерывной работы твердотопливного котла необходимо регулярно подбрасывать в него топливо (торф, дрова или уголь), а также отчищать зольник от золы.

Преимущества:

Недорогой;

Продолжительный срок службы;

Не зависит от работы коммунальных служб;

Недостатки:

Требует регулярной загрузки топлива и отчистки камеры сгорания от продуктов горения;

Необходимо наличие помещения для хранения твердого топлива;

Требует отдельное помещение для размещения оборудования.

Жидкотопливные котлы

В отличии от твердого топлива подача жидкого топлива может быть автоматизирована. Однако для автоматизации подачи необходимо электричество, с которым могут возникнуть неполадки и отключения. А для того чтобы сделать жидкотопливный котел полностью автономным необходимо иметь в доме альтернативные источники электроснабжения.

Преимущества:

Жидкотопливный котел практически полностью автономен;

Высокий коэффициент полезного действия.

Недостатки:

Требуется наличие большого резервуара для жидкого топлива, который значительно повышает пожароопасность здания;

Требует отдельное помещение для размещения оборудования.

Электрические котлы

Электрические котлы полностью зависимы от наличия электричества в доме, поэтому в доме просто необходим резервный котел, работающий не другом виде топлива, либо иметь альтернативный источник электроснабжения дома. Кроме этого для обогрева большой площади нужен более мощный котел, а котлы мощностью от 6 кВт требуют подключения к трехфазной сети, что не всегда возможно.

Преимущества:

Простой в эксплуатации;

Компактен, не требует наличия отдельного помещения;

Не требует устройства дымохода;

Бесшумный.

Недостатки:

Потребляет большое количество электроэнергии;

Мощные электрокотлы требуют наличия трехфазной сети.

Комбинированные котлы

Комбинированные котлы используются, когда случаются частые перебои в подаче одного из источника энергии: газа, жидкого топлива, электричества. Комбинированные котлы могут поддерживать до четырёх источников энергии.

Преимущества:

Поддержка различных источников энергии.

Недостатки:

Большие габариты;

Большая стоимость.

Чтобы определится с выбором котла требуется сначала произвести все необходимые расчеты по теплопотерям дома. Исходя из этих расчетов определить необходимую мощность котла, а уже затем выбирать наиболее малозатратные источники энергии.

Какие выбрать трубы для отопления?

Следующим важным этапом при проектировании системы водяного отопления является выбор труб для отопления, а точнее материала из которого они изготовлены. Ведь рынок строительных материалов просто пестрит разнообразием видов труб отопления: стальные, медные, полипропиленовые, металлопластиковые, из сшитого полиэтилена, гофрированные трубы из нержавеющей стали. У каждого вида труб имеются свои достоинства и недостатки и ведут они в различных условиях эксплуатации по-разному. Давайте поподробнее остановимся на каждом из них.

Стальные трубы отопления

Стальными трубами в системах отопления послужили человечеству не один десяток лет и зарекомендовали себя как очень надежный вид труб. Стальные трубы прекрасно выдерживают большие нагрузки, как с внешней стороны, так и с внутренней. По температурным характеристикам стальные трубы превосходят многих своих конкурентов. Они выдерживают длительное воздействие высоких температур, кроме этого у стальных труб довольно низкий коэффициент линейного расширения, что позволяет использовать протяженные участки в системе отопления. Однако у стали есть одно свойство, которое можно отнести как к преимуществам, так к недостаткам: оно довольно быстро нагревается и быстро остывает. Поэтому протяженные теплотрассы в обязательном порядке нужно теплоизолировать, чтобы избежать больших потерь тепла от котла до радиатора. Особое внимание нужно уделить теплоизоляции стальных труб, которые не имеют контакта с воздухом отапливаемого помещения (проложены под полом или в стене).

Как известно сталь подвержена коррозии, что существенно снижает срок её эксплуатации. Коррозийные процессы в воде с повышенной кислотностью протекают медленнее, поэтому искусственное повышение кислотности воды с помощью специальных средств повысит срок эксплуатации системы отопления. Также повысит эксплуатационный срок окрашивание труб антикоррозийными составами. На фоне вышеперечисленных недостатков выделяется еще один недостаток – это сложность монтажа. Стальные трубы соединяют двумя способами: резьбовым соединением и сваркой. И то, и другое требует особых знаний и умений, а вероятность протечки в соединениях довольно высока. Но из-за невысокой стоимости многие домовладельцы выбирают именно этот вид труб. Срок эксплуатации стальных труб в системе отопления – 15-20 лет.

Медные трубы отопления

Если же вы желаете смонтировать очень надежную и долговечную систему отопления и денежные средства это позволяют, то безусловно выбор падет именно на медные трубы. Ведь они отлично выдерживают высокие температуры, не подвержены коррозии, обладают высокой прочностью и продолжительным сроком эксплуатации. Однако монтаж системы отопления из медных труб следует доверить только опытному специалисту. Как и в случае со стальными трубами, медные трубы, не контактирующие с воздухом отапливаемого помещения необходимо теплоизолировать. Срок эксплуатации медных труб в системе отопления – 50-100 лет.

Полипропиленовые трубы отопления

Недорогой вид труб с довольно неплохими характеристиками, учитывая их стоимость. Полипропиленовые трубы устойчивы к коррозии и легко монтируются. Однако рабочая температура у полипропиленовых труб составляет 70-90°С, что ограничивает их применение в системе с высокой температурой теплоносителя. Что касается соединения полипропиленовых труб, то тут есть один нюанс: при сварке труб на внутренней поверхности трубы образуется наплыв пластика, что уменьшает внутренний диаметр и соответственно пропускную способность трубы. В дальнейшем это приведет к зарастанию трубы. Кроме этого срок службы полипропиленовых труб не превышает 8 лет.

Металлопластиковые трубы отопления

Металлопластиковые трубы представляют собой алюминиевую тонкую трубу, покрытую снаружи и изнутри пластиком. Также трубу из алюминия перфорируют, чтобы внешний и внутренний слои пластика надежно склеивались между собой, образуя единую конструкцию. Сборка системы отопления из металлопластиковых труб довольно проста, и занимает минимум времени. Кроме всех перечисленных достоинств у металлопластиковых труб существует слабое место - фитинги. Они изготовлены по технологии порошковой металлургии, а значит хрупки и теряют прочность при остывании-нагревании. Трубы гнутся только с использованием трубогиба. Со временем в местах перегибов труб появляются трещины, что в дальнейшем приводит к протечкам. Срок службы металлопластиковых труб 6-8 лет.

Трубы отопления из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен отличается от обычного полиэтилена наличием поперечных связей между молекулами, что повышает общую прочность труб. Трубы из сшитого полиэтилена способны выдержать давление 8-10 атмосфер и температуру до 95 °С. Сшитый полиэтилен обладает молекулярной памятью, что позволяет трубам восстанавливать первоначальную форму после воздействия физических или температурных нагрузках (удар, нагрев). Благодаря этому же свойству места изгиба труб нужно фиксировать, т.к. труба в этом месте стремится выпрямится. Трубы из сшитого полиэтилена стойки к коррозии и химическому воздействию. Внутренние стенки труб гладкие, что снижает гидродинамическое сопротивление. Легкость монтажа обеспечивается фитингами с надвижной гильзой, но для такого соединения нужен специальный инструмент. Сшитый полиэтилен обладает повышенным линейным расширением, что требует устройство компенсаторов в системе отопления. Срок эксплуатации труб из сшитого полиэтилена, как утверждают производители – 30-50 лет.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали

Пожалуй, самый лучший вид труб для отопления из всех описанных выше. Гофрированные трубы из нержавеющей стали выдерживают давление от 15 до 40 атмосфер и гидроудар до 60 атмосфер. Рабочая температура гофрированных труб составляет 150 °С, что позволяет использовать их даже для парового отопления. Благодаря своей надежности гофрированные труб применяют в системах газоснабжения и пожаротушения. Гофрированные трубы из нержавеющей стали легко гнутся без трубогиба, при этом внутренний диаметр остается неизменным. Для монтажа системы отопления из гофрированных труб вам понадобится всего лишь гаечный ключ.

Многие могут возразить, что ребристая внутренняя поверхность гофрированных труб увеличивает сопротивление гидродинамического трения, однако гофротрубы из нержавеющей стали успешно применяют в системах теплых полов и используют вместо радиаторов, где длина труб достаточно большая и всё благодаря гладкой поверхности стальной ленты. Линейные расширения гофротруба, благодаря своей структуре, компенсирует самостоятельно. А нержавеющая сталь защищает трубу от коррозии. Срок эксплуатации гофрированных труб из нержавеющей стали и латунных фитингов не ограничен, срок эксплуатации уплотнительных колец – 30 лет.

Какие лучше выбрать радиаторы отопления?

Радиатор представляет собой прибор, который непосредственно отапливает помещение. Он работает по такому принципу: теплоноситель (вода), задерживаясь в нем, передает через стенки радиатора тепло окружающему его воздуху. При выборе радиатора следует руководствоваться следующими характеристиками радиаторов: теплоотдача, рабочее давление, максимальное давление, а также внешний вид.

Теплоотдача радиатора представляет собой показатель количества тепла, переданного от радиатора в окружающее его пространство в единицу времени и измеряется в ваттах. Так для площади отапливаемого помещения в 10 м2 при высоте потолков не более 3 м с одной дверью и окном требуется 1000 Вт, при этом температура теплоносителя составляет 70 °С. Для углового помещения требуется уже 1,2 кВт, а для углового помещения с двумя окнами понадобится 1,3 кВт. Также в зависимости от вида материала стен и толщины утеплителя суммарная мощность радиаторов в 1 кВт может обогреть разную площадь: от 10 до 25 м2. Для определения точного количества секций радиатора требуется выполнить точный расчет, который лучше доверить специалистам.

Рабочее давление в автономной системе отопления, где теплоноситель нагревается в котле, составляет 1,5- 2 атмосферы. При подключении системы к централизованному отоплению в малоэтажных домах рабочее давление составит 2-4 атмосферы. Это довольно низкие показатели рабочего давления, что позволяет использовать практически любой вид радиаторов.

На рынке сейчас представлены четыре основных вида радиаторов: стальные, чугунные, алюминиевые и биметаллические.

Стальные радиаторы отопления

Довольно надежный вид радиаторов, который выдерживает рабочее давление 6-8 атмосфер, а максимальное давление составляет 13 атмосфер. Температура теплоносителя в стальном радиаторе может достигать 110 °С. Стальные радиаторы обладают привлекательным внешним видом и высокой теплоотдачей. К минусам стальных радиаторов можно отнести незащищенность внутренней поверхности радиатора от коррозии. По стоимости самыми доступными являются стальные панельные радиаторы, а самыми дорогими стальные трубчатые и секционные радиаторы. Срок службы стальных радиаторов составляет 15-20 лет.

Чугунные радиаторы отопления

Чугунные радиаторы выдерживают рабочее давление 8-10 атмосфер, максимальное – 15 атмосфер. Чугунные радиаторы используются еще с советских времен и служат по 40-50 лет. Чугунные радиаторы довольно стойки к коррозии и плохому качеству теплоносителя. Они состоят из секции и позволяют самостоятельно регулировать их количество. Большая масса радиаторов затрудняет монтаж, однако из-за высокой массы повышается тепловая инертность, что сглаживает резкие перепады температуры теплоносителя.

Алюминиевые радиаторы отопления

Такие радиаторы обладают повышенным показателем теплоотдачи, благодаря высокой теплопроводности алюминия и большой площади ребер радиатора. Также, благодаря алюминию, радиаторы обладают небольшой массой, что облегчает их монтаж. Рабочее давление алюминиевых радиаторов составляет 12 атмосфер, а максимальное – 18 атмосфер. Для защиты алюминия от коррозии внутреннюю поверхность радиатора окрашивают полимерными составами, поэтому для системы отопления следует выбирать именно такие радиаторы. Срок службы алюминиевых радиаторов составляет 20-25 лет.

Биметаллические радиаторы отопления

Биметаллические радиаторы сочетают в себе стальной трубчатый каркас, поверх которого нанесена алюминиевая оболочка с ребрами. Благодаря такому сочетанию биметаллические радиаторы выдерживают большое давление: рабочее – 16 атм., максимальное – 40 атм. Также биметаллические радиаторы обладают высокой теплоотдачей. Единственный недостаток таких радиаторов – это высокая стоимость, из-за сложности изготовления. Срок службы биметаллических радиаторов – 25-30 лет.

Монтаж системы отопления частного дома

Монтаж системы отопления дома происходит в следующей последовательности:

1. Установка котла;

2. Монтаж радиаторов отопления;

3. Прокладка труб отопления;

4. Монтаж дополнительного оборудования: расширительного бака, циркуляционного насоса;

5. Соединение труб отопления с радиаторами, котлом, расширительным баком и насосом.

При этом перед монтажом системы отопления должны быть выполнены все подготовительные работы: в стенах и перекрытиях пробурены отверстия для прокладки трубопровода, в местах установки радиаторов должна быть выполнена черновая отделка (штукатурка стен), при скрытой проводке труб отопления в стенах должны быть подготовлены каналы для них и т.д.

Котел отопления, если он работает на жидком или твердом топливе, либо на газе, должен располагаться в отдельном помещении (котельной), к которому предъявляют особые требования в целях безопасности.

Требования, предъявляемые к котельной:

Объем котельной должен составлять не менее 15 м3 плюс 0,2 м3 на 1 кВт мощности котла;

Высота потолков должна быть не меньше 2,5 м;

Стены и пол должны быть облицованы керамической плиткой, т.к. она обладает высокой огнестойкостью

Перекрытия котельной должны быть железобетонными;

В котельной должна быть организована приточно-вытяжная вентиляция. Вентиляция в котельной должна полностью обновлять воздух в котельной три раза в час, при этом к объему приточного воздуха плюсуется объем воздуха необходимый для горения топлива;

В котельной должна быть организована система дымоудаления.

Сам котел крепят к несущей стене на специальные кронштейны, либо ставят на пол, если масса котла слишком большая. В некоторых случаях по котел отопления устраивается отдельный фундамент. Котел должен быть размещен таким образом, чтобы к нему был свободный доступ, при этом от стены до котла должно быть не менее 5 см.

Радиаторы располагают непосредственно под окнами, чтобы холодный воздух, идущий от окон, сразу прогревался радиаторами. Размещать радиаторы отопления следует на расстоянии трех сантиметров от стены и 10-12 см. от пола до радиатора и столько же от радиатора до подоконника. Радиаторы подвешиваются на кронштейны с крюками. Сами кронштейны крепятся к стене дюбелями или анкерами, либо замоноличиваются цементно-песчаным раствором. Крюки закрепляют к стене так, чтобы они располагались между секциями радиатора. Монтаж радиатора контролируют с помощью уровня.

При открытой прокладке трубы отопления фиксируют к стене специальными крепежными элементами. В зависимости от диаметра и вида трубы, а также температуры теплоносителя, крепежи располагают на расстоянии 80-150 см друг от друга.

При скрытой прокладке трубы отопления теплоизолируют, чтобы теплоноситель не терял драгоценное тепло по пути к радиатору. Трубы отопления при скрытой прокладке не заделываются до тех пор, пока не будет произведен первый запуск системы и не будут устранены все протечки.

К системе отопления подключается расширительный бак, чтобы не повредить трубы или радиаторы от избыточного давления в системе. Он уменьшает избыточное давление в системе отопления, предохраняя элементы системы от разрыва и протечек. Расширительный бак имеет внутри диафрагму, в которую закачен под давление воздух. Когда давление в системе превышает давление в диафрагме, вода начинает проникать в пространство между диафрагмой и стенками бака, сжимая воздух внутри самой диафрагмы. Когда давление в системе отопления падает воздух в диафрагме начинает вытеснять из бака воду, повышая тем самым низкое давление в системе. Таким образом происходит автоматическая регулировка давления в системе отопления. Расширительный бак подключают перед циркуляционным насосом, где движение воды и завихрения минимальны.

Для создания необходимой циркуляции теплоносителя в системе отопления устанавливается циркуляционный насос. Обычно его устанавливают на «обратке» перед котлом, т.к. температура теплоносителя здесь не такая высокая как на «подаче». Главное, чтобы направление стрелки на корпусе насоса совпадало с направлением движения воды.

После того как вся система собрана, проводят первый запуск, при котором проверяют систему отопления на наличие протечек.

Хотите получать новые статьи на почту?

Какую выбрать схему для водяного отопления частного дома

При расчетах системы водяного отопления, каждый сталкивается с проблемой подбора оптимального оборудования, выбора способа подключения и прорисовки оптимальной схемы для конкретного частного дома.

Система водяного отопления функционирует посредством нагрева теплоносителя и движением его по магистралям труб к радиаторам во всех комнатах. Система состоит из различного оборудования и прочих элементов, основные из которых:

Виды и особенности схем отопления

Схема водяного отопления выбирается согласно вида котла и некоторых других факторов. Так, если выбранное оборудование не зависит от наличия электроэнергии, стоит остановиться на системе с естественным движением воды. Принцип работы состоит в изменении плотности теплоносителя. Он при нагреве сам поднимается в бачок, который нужно установить в верхнем уровне частного дома (чердачное помещение). Из бака вода течет по трубам и запитывает радиаторы. По мере остывания, вода вытесняется более горячей и попадает в котел, где снова нагревается. Цикл повторяется непрерывно. Данная схема монтируется с учетом некоторых требований
:

• труба большого диаметра, чтобы облегчить движение воды (½ - 2 ½ дюйма);
• трубу расположить под уклоном: на каждый метр трубы – 1 см; - температура нагрева – свыше 55°;
• котел установить ниже уровня входных патрубков батарей, например, в подвале;
• из расширительного бачка сделать сливную трубку для сброса излишков воды.

ВАЖНО: Магистраль, проложенную от котла к бачку, нужно качественно утеплить. Это позволит сократить время остывания воды.

Если проблем с энергообеспечением частного дома нет, стоит остановить выбор на системе водяного отопления с принуждением движения воды по трубам. Теплоноситель продвигается с помощью насоса, который устанавливается перед входом в котел. Такая схема намного проще, нет никаких ограничений относительно типа оборудования или его монтажа. Бачок устанавливается в любом месте.

ВАЖНО: Большинство современных котлов уже имеют встроенный насос и бак. Если приобрести такую модель, монтировать их отдельно не потребуется.

Определившись с видом системы водяного отопления, выбирается оптимальная схема подключения нагревательных элементов:

1. Однотрубная. По периметру частного дома проходит одна магистраль, от которой выходят патрубки к входу и выходу от радиаторов. Теплоноситель подается и возвращается по одной трубе. Недостатком такого способа считается быстрое остывание воды, из-за чего обеспечить полноценный нагрев можно только для небольшого дома.
2. Двухтрубная. Монтируется две магистрали. Движется горячая вода по одной из них для подачи в радиатор, а остывший теплоноситель из батарей по второй возвращается обратно.
3. Коллекторная. Получает все большую популярность, так как позволяет максимально сократить теплопотери и сделать систему водяного отопления более эффективной. От котла выводят по одной трубе в определенное место (центр комнаты, стояк, центральная часть дома), где устанавливается коллектор. Из него выходят несколько труб, каждая из которых подводится к одной батарее, заводится на один из этажей или в одну из комнат частного дома.

vashslesar.ru

Разновидности систем водяного отопления

Чаще всего в качестве отопления используют водяную систему за счет ее эффективности в любых условиях. Их существует несколько видов, отличающихся способом циркуляции и особенностью монтажа.

Система с самоточным движением воды по трубопроводу дает возможность отапливать дома даже в районах, отличающихся нестабильностью подачи электроэнергии, отсутствием магистрального газа и т.д. Для этого необходимо установить энергонезависимый твердотопливный, газовый или иной котел (исходя из доступности топлива). Кроме автономности от энергоресурсов, можно выделить такие преимущества данной системы водяного отопления:

• Беспрерывность работы. Вода движется самостоятельно, исходя из степени нагрева и температуры в помещениях.
• Бесшумность работы.
• Экономичность. Для функционирования системы не устанавливается насос, автоматика и другие устройства.
• Долговечность. Установив радиаторы, не подверженные коррозии, и качественно смонтировав трубопровод, можно продлить срок работы до 50 лет.
• Простота монтажа. Необходимо изучить принцип работы системы и требования, выдвигаемые к монтажу ее элементов

Движение воды по трубам происходит за счет простейших физических законов. Вода, проходя через теплообменник котла, нагревается, из-за чего меняет свою плотность. Она поднимается по стояку в бак, который требуется смонтировать как можно выше. Так как при нагреве жидкость расширяется, возможен ее перелив, поэтому из бака необходимо вывести трубку для слива излишков. Из резервуара теплоноситель поступает в трубопровод. Его нужно смонтировать с уклоном, чтобы жидкость имела возможность продвигаться под своим весом. По магистрали осуществляется подвод теплоносителя к каждому радиатору. Холодная жидкость имеет большую плотность, поэтому опускается вниз и самостоятельно движется к котлу.
К выполнению трубопровода выдвигается ряд требований, которые нужно учесть при монтаже:

1. Труба должна быть широкой. Чем больше диаметр, тем легче происходит движение.
2. Диаметр труб можно выполнить разный: на патрубках котла – 2,5 дюйма, основной стояк – 1,5-2 дюйма, от бака к первым радиаторам – 1-1,5 дюйма, к последним – 1,5-2 дюйма. Такая разница позволит добиться более равномерного нагрева всех комнат. В противном случае более дальние батареи будут нагреваться дольше.
3. Важно смонтировать магистраль таким образом, чтобы избежать по возможности поворотов, изгибов, которые могут стать препятствием или замедлить циркуляцию.
4. Уклон магистрали должен составлять минимум 1 см на метр.

ВАЖНО: Работать система с естественным прохождением по трубам может только при нагреве воды свыше 55°C.

Особенностью работы системы такого типа является саморегулирование скорости циркуляции, исходя из уровня температуры в комнате. Если дом холодный, увеличив мощность котла, можно добиться достаточно быстрой скорости. Она достигается за счет быстрого охлаждения теплоносителя. Чем теплее становится в комнатах, тем медленнее он циркулирует.

Особенности принудительной циркуляции

В сравнении с предыдущей, движение воды в данной системе обеспечивает насос. Поскольку ему требуется лишь создавать циркуляцию, можно подобрать движок мощностью 3,5 куб. м/час (0,4 атм) для дома 100-200 кв.м.
3 Более мощный насос может потребоваться в таких случаях:

• Радиаторы установлены на нескольких этажах дома. Насосу необходимо создавать более высокое давление, чтобы поднимать воду на верхние этажи.
• Дом свыше 200 кв.м с большим количеством батарей. Необходимо обеспечить более высокую скорость циркуляции, чтобы вода не успевала остывать, пока поступит к последнему радиатору.
• Вид трубы. Меньший диаметр трубы создает больше сопротивления для движения воды. Определенные виды материалов, из которых они изготовлены, отличаются более высоким уровнем теплопотерь.

Относительно места монтажа, считается, что лучше установить насос на трубе, по которой возвращается остывший теплоноситель. Его температура в этом случае составит порядка 60-70°C, что несомненно продлит срок службы уплотнителей и резиновых прокладок насоса. Хотя данный тип оборудования предназначен для работы при температуре 90°C. Сама система подразумевает также установку бака, в который будут собираться излишки и из которого подпитывается трубопровод при остывании жидкости. Резервуар можно установить мембранного типа. Это позволит сделать систему «закрытой», т.е. предотвратить доступ кислорода во внутрь. Это решение позволяет выбирать радиаторы, выполненные из алюминия или стали, которые в открытой системе имеют малый срок службы из-за воздействия коррозии. Первые позволяют значительно сэкономить, так как отличаются низкой стоимостью, а вторые – навесить оборудование нестандартного размера и придать интерьеру изящества, выбрав нижний тип подключения.

Система, оборудованная насосом, априори становится энергозависимой. Без отсутствия электричества она не работает. Это предоставляет ряд возможностей:

1. Бак можно установить рядом с котлом, что позволит не проводить стояки труб на верхний этаж. За счет этого, можно провести трубопровод по низу или вмонтировать в пол, не выполняя разводку вдоль стен.
2. Установить котел со встроенным насосом и баком. Это позволит сэкономить на закупке оборудования.
3. Установить котел с автоматикой и различными устройствами защиты, за счет чего можно полностью автоматизировать его работу.

Схемы разводки труб

Независимо от способа циркуляции системы водяного отопления, смонтировать трубопровод можно по таким схемам: с одной или двумя магистралями. Они отличны по устройству и эффективности. Однотрубный способ выполняется так:

1. Магистраль ведется от котла и проходит под каждым радиатором.
2. От нее отводится патрубок, по которому вода заходит в батарею.
3. На выходе радиатора устанавливается отвод в эту же магистраль для выхода остывшей воды.
4. На обоих патрубках стоит установить краны, чтобы иметь возможность отсекать батарею. Это позволит регулировать степень нагрева комнаты или заменить ее, без слива воды из труб.

ВАЖНО: При однотрубной системе можно повысить уровень обогрева конкретной комнаты посредством установки крана на трубе под радиатором. Если его перекрыть, весь горячий теплоноситель будет проходить через батарею.

Данный способ оптимален только для небольшого дома. Для домов больших площадей метод не эффективен. Комнаты, в которых установлены первые от котла батареи, прогреются быстрее, а для остальных потребуется очень много времени, так как к ним поступает уже изрядно остывший теплоноситель. Двухтрубная схема разводки выполняется так:

1. Труба прокладывается от котла по периметру дома под каждым радиатором.
2. От нее в каждую батарею делается ответвление, по которому подается горячая жидкость.
3. Вторая труба монтируется аналогично. К ней подсоединяются патрубки для отвода остывшей жидкости.
4. На патрубках монтируются краны.
5. Трубы подключаются к соответствующим патрубкам котла.

Такой метод более эффективен. Он позволяет горячему теплоносителю подходить к каждой батареи. Холодный же не смешивается с ним, как в предыдущем варианте, из-за чего он остывает значительно медленнее. Из недостатков схемы выделяются затраты на материал, они больше, чем для однотрубной, почти в два раза.

Если же дом более 200 кв. м, обе схемы не смогут полноценно и равномерно его прогреть. В этом случае делают несколько ответвлений (через тройники) непосредственно от котла, направляя их в разные стороны или этажи. Также можно выбрать коллекторную схему. На магистрали от котла устанавливается гребенка с несколькими отверстиями. К ним подключаются трубы, каждая из которых направляется к определенной зоне: на разные этажи, в отдельные комнаты или к каждому радиатору в одном помещении. Преимущество данной схемы в том, что каждый радиатор получит максимально горячий теплоноситель. Конечно, он более затратный с точки зрения расходов на материал.

Общий принцип действия всех водяных систем отопления один и тот же: теплоноситель нагревается в котле и по трубам движется к радиаторам, отдает тепло помещению, после чего возвращается в котел. При этом, циркуляция может быть естественной или принудительной. Все зависит от того, что приводит теплоноситель в движение. В первом случае это сила тяжести, во втором насос.

Системы с естественной циркуляцией

Системы с естественной циркуляцией в силу своих особенностей, больше подходят только для домов с общей площадью до 200 кв. м, или помещений имеющих мало тепловых контуров. Кроме того, для них понадобятся трубы большого диаметра (не менее 40- 50 мм). Причем прокладывают их под углом к горизонтальной плоскости, чтобы вода текла под действием своего веса. Такие системы трудно регулировать, но зато они независимы от электроснабжения.

Системы с принудительной циркуляцией

Системы с принудительный циркуляцией подходят для домов и объектов любой площади, они легко регулируются и более эффективны при теплоотдаче. Большим достоинством является комфорт от эксплуатации (возможность поддерживать необходимую температуру в каждом помещении). В них могут использоваться трубы небольшого диаметра. В такой системе меньше разница в температуре между подачей и обработкой, что увеличивает срок службы котла. Единственный недостаток- потребность в бесперебойном электропитании.

Также системы отопления бывают открытого и закрытого типа :

В первом случае для компенсации расширения теплоносителя (воды или антифриза) в системе отопления используется открытый расширительный бак. Во втором - применяется закрытый мембранный бак.

В открытой системе расширительный бак должен устанавливаться в наивысшей точке системы. В закрытой же - размещать мембранный бак наверху нет никакой необходимости.

Система с закрытым мембранным баком имеет массу преимуществ по сравнению с открытой. Вот основные: бак можно расположить возле котла, нет необходимости тянуть и утеплять трубу на чердак, во всей системе создаётся давление, способствующее равномерной работе всех радиаторов, нет испарений пара или жидкостей. Открытые системы в наше время применяются редко.

Типы разводок труб в системах отопления

По типу конструкции трубопроводов системы разделяют на однотрубные и двухтрубные.Однотрубные системы бывают разные:

С нижней разводкой (в народе часто называемая - ленинградкой) когда трубопровод отопления проходит через весь дом или объект по кругу, возвращаясь в котёл. Приборы отопления зацеплены на лежак отопления, бывает вариант когда трубопровод непосредственно проходит через батареи.

Иногда такую систему применяют на нескольких этажах, делая на каждый этаж свой контур. Плюс ленинградки: малое количество труб, нет стояков, можно расположить систему не испортив дизайна (когда нет возможности спрятать трубы). Минус большой диаметр труб, неравномерность распределения тепла (первые приборы горячие, последние холодные), невозможность регулировать систему.

Второй тип однотрубных систем - с верхней разводкой (называемые московской системой), когда трубопровод отопления проходит по верху помещения и возвращается в котёл через низ. Батареи сидят на стояках, которые соединяют подачу и обработку. Плюс, такой системе возможность работать без электричества, равномерность температуры по батареям, достигается с помощью разных диаметров труб и теплового расчёта количества секций (причём количество секций в одинаковых помещениях будет различаться, и зависит от многих характеристик).

Минус системы сложность точной регулировки системы, стояки и лежаки отопления нарушают дизайн (если нет возможности спрятать в стены). У нас в Сибири, часто применяемая схема в частных домах (многие наши клиенты используют именно эту схему, если есть перебои с электричеством).

Двухтрубные системы отопления тоже бывают нескольких типов: коллекторная или веерная разводка труб. Часто её ещё называют лучевой или шкафной. Эта система самая популярная в коттеджах и зданиях. Смысл коллекторной системы в том, что на каждом этаже стоит один или несколько шкафов с коллекторами, а уже от этих коллекторов отходят трубопроводы подачи и обработки к каждому отопительному прибору.

Лучевая поэтажная разводка

Бывает когда все коллектора собраны в котельной. Плюсы веерной разводки: каждый прибор можно отдельно отключать или регулировать по температуру, все трубопроводы можно прокладывать в полу, система не портит дизайн помещений, легка в расчётах при проектировании, возможность автоматизировать систему. Минусы: больше труб, большие затраты на систему. Последовательная двухтрубная система.

Часто классическая двухтрубная система отопления с нижней разводкой в жилых многоквартирных домах. Трубопроводы отопления прокладываются под потолком цокольного этажа (в подшивном потолке или открытом) либо в конструкции пола цокольного этажа, к ним присоединяются стояки отопления, обеспечивающие теплоносителем приборы отопления.

Данную схему целесообразно проектировать при отоплении больших загородных домов (от 1500 кв. м.), при наличии службы эксплуатации. Достоинство данной схемы в том, что в жилых помещениях находятся только отопительных приборы, нет шкафов, стяжка пола уменьшается (не нужно место для прокладки трубопроводов отопления), по материалу, относительно коллекторной схемы, она более выгодна. Так как это двухтрубная схема, то температурный перепад на приборе постоянный, и при желании каждый прибор можно отключить для его замены без остановки всей системы отопления загородного дома.

В местах подключения стока к магистрали(на цокольном этаже) часто устанавливаются регуляторы перепада давления (балансировочные краны) - они могут создавать большое местное сопротивления и гидравлически выравнивать все стояки в здании. Одной из разновидностей двухтрубной последовательной системы является - поэтажная система отопления.

Смысл этой системы в следующем - от котла поднимают стояк, и на каждом этаже по периметру дома прокладывают магистрали отопления с последовательным присоединением к ним отопительных приборов. Основной критерий по которому используют эту схему - трубопроводы располагаются у наружной стены дома и никому и ничему не мешают и удобство монтажа - все трубопроводы находятся около пола, строительные работы сведены к минимуму (нет штроб, ниш под шкафы во встроенном исполнении), возможно, отключить каждый этаж отдельно, не дорогая в монтаже схема (относительно шкафной).

Помимо последовательной и лучевой разводки труб, мы в своей работе часто сталкиваемся еще и с "комбинированным" типом разводки. Он применяется в случае, когда при лучевой разводке на одно кольцо коллектора, запитывается несколько радиаторов. Как правило эти радиаторы располагаются в непосредственной близости друг от друга (в одном помещении).

Или комбинированный коллекторный тип когда в котельной монтируются распределительные коллекторы подачи и обработки, и далее расходятся трубопроводы по контурам (на разные помещения или даже разные объекты) Эта система эффективна в больших коттеджах и зданиях, где много различных тепловых контуров или несколько помещений. Возможность настройки разной температуры в разных помещениях, недорогая в монтаже система.