Отопление виды отопления преимущества и недостатки. Системы отопления: виды. Отопление: схема, монтаж, цены. Система парового отопления помещений

Отопление помещений — основа нормальной жизнедеятельности человека. Выделяют несколько основных видов отопления — они предназначены для поддержания нормативной температуры воздуха в помещениях различного назначения, комплексы различаются по принципу действия, по общему устройству.

Отопление помещений представляет из себя комплекс, в состав которого входят следующие основные компоненты:

1. Теплогенератор — источник теплоты;
2. Отопительные приборы — радиаторы, конвекторы, регистры, обогреватели, излучатели и так далее;
3. Коммуникации — чаще всего это трубопроводы, электрические кабели, воздуховоды и мак далее.

Источник тела может быть собственным и сторонним. Сторонние источники тепла поставляют теплоноситель с требуемыми параметрами. Автономный котел (теплогенератор) дает возможность разработать и построить систему отопления с независимыми параметрами работы.

Типы отопительных устройств зависят от конкретного вида отопления. Различают несколько основных видов отопления:

1. Электрическое отопление;

Системы автономного и централизованного водяного отопления

Самая часто используемая конфигурация комплекса обогрева помещений — водяное отопление. В качестве теплоносителя в этом случае используется вода. Она обладает отличными теплофизическими характеристиками — теплоемкостью, высокой теплоотдачей, текучестью и другими.

Водяное отопление имеет собственную классификацию и подвиды. По способу циркуляции теплоносителя различают два типа систем:

1. С естественной циркуляцией;
2. С принудительной циркуляцией.

Принудительная циркуляция воды по трубопроводам и отопительным приборам осуществляется с помощью насоса. Естественная циркуляция происходит за счет разницы плотностей воды — горячая вода имеет меньшую плотность, поднимается вверх. Холодный теплоноситель обладает большей плотностью и стремится вниз.

Водяные системы отопления могут быть открытыми (сообщающимися с атмосферой) и закрытыми (герметичными, обладающих определенным внутренним давлением). Давление в закрытых системах поддерживается с помощью мембранных расширительных устройств (баков).

По источнику тепла системы этого типа делятся на два подвида:

1. Автономные;
2. Централизованные.

Централизованные системы отопления подключаются к магистральным трубопроводам теплоснабжающих организаций. По ним поставляется теплоноситель заданных параметров (температуры, давления). Регулирование показателей теплоносителя производится поставщиком в зависимости от температуры воздуха окружающей среды.

Автономные отопительные комплексы состоят из независимого источника теплоты (котла), трубопроводов и отопительных приборов. Источниками теплоты являются котлоагрегаты, работающие на следующих видах топлива:

1. Природный газ;
2. Твердое топливо — древесина, уголь и так далее;
3. Электрическая энергия;
4. Жидкое топливо — сжиженный газ, дизельное топливо и другие.

Выбор типа основного оборудования (котла) зависит от доступности тех или иных топливных ресурсов.

Система парового отопления помещений

Паровое отопление является специфической конфигурацией водяного отопления. В паровые котлы вода подается дозированно насосом с циклическим режимом работы. Определенный объем воды испаряется после нагрева с помощью газовой горелки или ТЭНа. Пар от котла поступает в трубопроводы отопления. Отдавая тепло через стенки приборов и труб, пар конденсируется, собирается в емкости конденсатосборников и возвращается снова в котлы.

Системы отопления для паровых котлов сооружаются только из металла. Паровые комплексы обладают высокой скоростью нагрева, пар разогревается до 170 градусов Цельсия.

Исходная вода для работы котла должна проходить подготовку — очистку от солей жесткости. Рабочие зоны котлов имеют высокие температуры, на их внутренней поверхности соли из неочищенной воды выпадают в осадок. Образуется слой, снижающий эффективность работы оборудования.

Паровые комплексы ввиду своей сложности применяются чаще всего на предприятиях и для производства пара для технологических нужд.

Комплекс воздушного отопления

Воздушное отопление входит в состав приточных систем вентиляции. Воздух из окружающей среды закачивается вентилятором, производится его нагрев в специальном устройстве — калорифере. Нагретый воздух распространяется по помещениям через сеть воздуховодов.

Нагрев в калориферах происходит за счет циркуляции в теплообменном аппарате теплоносителя (воды) от источника теплоты — автономного или централизованной сети. В случае отсутствия такой возможности в качестве нагревательного устройства используется ТЭН (трубчатый электрический нагреватель).

Воздушное отопление обладает рядом достоинств. Перед нагревом воздух проходит через фильтр, очищается от пыли и других примесей. Агрегаты приточной вентиляции могут оборудоваться дополнительными блоками для увлажнения воздуха, очистки от химических примесей, обеззараживания и так далее. Сеть воздуховодов располагают обычно в конструкции потолка — это экономит пространство в помещениях. Отсутствует вероятность протечек из оборудования, которым подвержены водяные схемы обогрева.

Недостатком воздушного нагрева является общий характер регулирования температуры воздуха, осуществляемый на основном блоке установки. Воздух распределяется по помещениям, имея равную температуру во всех зонах.

Способы электрического обогрева

Электрическое отопление реализует в своей работе принцип преобразования электрической энергии в тепловую. В качестве источника теплоты в этих схемах используется:

1. Электрический котел;
2. Отдельные нагревательные приборы.

Электрические котлы работают в системах водяного отопления, имеют общее строение со всеми системами на других видах топлива. Котлы, работающие на электроэнергии, не требуют для установки выполнения проекта, славятся экологической чистотой, не имеют побочных продуктов деятельности (дымовых газов, зольного остатка).

Отдельные приборы электрического отопления представлены различными устройствами:

1. Электрические конвекторы;
2. Тепловые воздушные завесы;
3. Масляные радиаторы;
4. Инфракрасные излучатели;
5. Парокапельные нагреватели;
6. Тепловентиляторы, тепловые пушки.

Модификации нагревателей выбираются исходя из условий эксплуатации, места применения, стоимости и другим показателям.

Отопление различными печами

Печное отопление обычно служит для обогрева небольших площадей или отсутствии возможности сооружения отопления другого вида. Работают печи на твердых типах топлива.

В этом виде отопления отопительным прибором является обычно сама печь. При сгорании топлива ее конструкция разогревается и отдает тепло воздуху. По этому принципу работают русские печи, буржуйки и так далее.

Иногда печи включаются в качестве источника тепла в системы водяного отопления. Ярким представителем, реализующим эту модификацию печного отопления, является печь-голландка. В нее встраивается металлический бак, в котором происходит нагрев воды. Печь этой модели отдает тепло и поверхностью своей конструкции.

Печи обслуживаются в ручном режиме, требуют сооружения дымовой трубы, склада топлива. При некачественном сгорании топлива в помещение может выделиться угарный газ. Достоинством печного обогрева является полная энергонезависимость.

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.

Отопительная система

Отопительная система - это, пожалуй, самый сложный инженерный проект в структуре дома. И основным показателем эффективности ее работы является стабильность температуры, комфортной для проживания человека. Постоянно совершенствуясь, разные виды отопления пополняются все новыми вариантами обогрева помещений.

Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Но только грамотно спроектированная и безукоризненно выполненная система теплообеспечения создает благоприятный микроклимат в жилище, не зависящий от погодных условий за его стенами.

Давайте рассмотрим, какие существуют разновидности отопления, и чем они отличаются друг от друга.

Радиаторное отопление

Это один из самых первых вариантов, который стал использоваться человеком для обогрева многоквартирных домов и частных построек. На заре 21 века многие прочили ему уход в небытие. Однако, претерпев инновационные преобразования и модернизацию, система продолжает исправно функционировать не только в старых домах, но и в новостройках. Замена чугуна алюминием, сталью и биметаллом избавила этот вид отопления от инерционности.

Теперь температуру в каждой комнате можно регулировать по своему усмотрению. На помощь человеку пришли термостаты и терморегуляторы, которые оперативно реагируют на изменение температурных условий в комнате. Благодаря этому данные виды систем отопления стали функционировать гораздо эффективнее, а энергозатраты на получение тепла снизились. Немаловажно и то, что усовершенствованные радиаторы имеют привлекательный дизайн, а это позволяет использовать их в современных интерьерах.

Способ обогрева с помощью батарей, конечно, не идеален. И основной его недостаток заключается в неравномерном распределении тепла в комнате. Возле самого радиатора ощущается приличная жара, тогда как в отдаленном углу тепла явно недостаточно. Это объясняется физическими законами циркуляции конвекционных потоков.

Теплый воздух поднимается вверх и распределяется по жилищу. Остыв, он опускается на уровень человеческого роста и, отдав последние градусы, возвращается к источнику тепла. Данный круговорот характеризуется ощутимым разграничением теплых и холодных зон. Нивелировать контраст можно поднятием температуры батарей до 75-85 градусов Цельсия, что влечет излишний расход теплоносителей. Тем не менее, оставаясь доступным по цене, радиаторное отопление активно используется подавляющим числом потребителей.

«Теплый пол»

Водяной теплый пол

Длительный период времени «теплый пол» использовался в качестве дополнительного источника тепла. По сути, он представлял собой электрическую схему теплообразования и устанавливался преимущественно в ванных.

За последнее десятилетие эта тенденция изменилась, и сейчас «теплый пол», как и другие виды отопительных систем, используется самостоятельно. Кроме того, его популярность возросла вместе со строительством коттеджных и элитных многоквартирных построек.

«Теплый» пол обрел свою популярность благодаря многим достоинствам:

1. Равномерное распределение температуры по всему объему помещения.Стало возможным ступать по полу босыми ногами, а теплый воздух, направляясь снизу вверх, не оставляет места для холодных зон. Проведенные исследования показали, что на уровне пола воздух прогревается до 25 градусов, на высоте человеческого роста его температура становится 23 градуса, а под потолком она понижается до отметки в 20 градусов.
2. Рациональное распределение температуры не вызывает головных болей от перегревов. Ноги постоянно находятся в тепле, а голова - в зоне умеренной температуры. Самое холодное место - потолок - греть и вовсе не обязательно.
3. Равномерно обогретые комнаты без холодных зон не создают условий для размножения грибка и плесени.
4. Скрытая система отопления позволяет беспрепятственно реализовывать разные дизайнерские идеи. Площадь дома может использоваться более рационально в плане размещения мебели и других предметов интерьера.
5. Отсутствует риск получения ожога. Особенно актуально это для семей, в которых подрастают маленькие дети.
6. Высокая энергоэффективность системы обусловлена низкой температурой теплоносителя. Для обеспечения комфортной температуры в доме достаточно нагреть теплоноситель до 40 градусов Цельсия.

К тому же теплый пол характеризуется высокой степенью автоматизации процессов. Его можно делать не только электрическим, но и водяным. Проанализировав потребности владельцев жилья, производители предложили новые материалы и технологии, способные работать без ремонтов очень длительный период времени.

Конвекционное отопление

Конвекционные радиаторы отопления

Основным элементом такой системы выступает конвектор, внешне похожий на обычный радиатор. Он состоит из медных трубок и металлических перемычек из алюминия (или меди). В нем установлен вентилятор для принудительной циркуляции воздуха.

По принципу работы конвектор ничем не отличается от других приборов. Он так же обогревает холодные массы воздуха и перемещает теплые вглубь дома.

Существует три разновидности такого оборудования:

• настенное
• напольное
• встраиваемое

Конвекторные системы редко устанавливают в жилых помещениях, но в общественных местах они присутствуют повсеместно. Их можно встретить в больших магазинах, школах и на лестничных площадках. Данное оборудование отличается немалыми габаритами и требует естественной вентиляции помещения. Это делает его привлекательным для монтажа в больших общественных зданиях и малопригодным для жилого фонда.

Воздушно-отопительные аппарат

Отопление помещений горячим воздухом использовалось еще с незапамятных времен. На Руси источником тепла при этом была легендарная русская печка.

Сегодня метод претерпел изменения, и горячий воздух подается в раздельные комнаты по специально оборудованным каналам. Воздушное отопление широко распространено в США. И это не удивительно, ведь КПД обогрева горячим воздухом достигает 90%. Для сравнения - в водяных системах этот показатель равен 75%.

Обзавестись воздушной системой отопления не так просто. Она требует множества каналов для воздушных потоков, которые можно расположить под полом или внутри потолка. Сделать это лучше всего на этапе проектирования или в ходе реконструкции зданий. Иногда удается добиться хорошего результата и при капитальном ремонте помещений.

Воздушная система имеет ряд преимуществ:

• У нее высокая теплоотдача. Например, чтобы поднять температуру в доме на 30 градусов (от минус 10 до плюс 20), требуется всего 30-40 минут.
• Воздуховоды летом можно использовать как составляющие системы вентиляции и кондиционирования.
• Нет угрозы размораживания магистралей.
• Схема может выполняться с естественной и принудительной циркуляцией воздуха.

Из недостатков следует отметить:

• Плохую «управляемость». Резкая потеря баланса температур приводит к нарушению регулировок системы.
• Неравномерный прогрев помещения. Всегда существует вероятность возникновения горячих и холодных зон в доме.

Данный способ отопления идеально подходит для производственных помещений, бассейнов, спортивных залов и других общественных мест большой площади и с высокими потолками. Если же вы выбираете систему отопления для собственного жилого дома или квартиры, то разумнее остановиться на других ее разновидностях.

В таких системах тепло переносит нагретая вода . Она подогревается в котельной, в печи или котле. Отсюда поступает в трубы и радиаторы, которые нагреваются и излучают тепло внутрь комнат.

Возможен вариант обогрева дома без радиаторов. Подобный способ используют в небольших частных домах. В таком случае роль излучателя выполняют трубы.

Ещё один вариант водяного отопления без батарей — водяной тёплый пол . В этой системе водяные трубы бетонируют в пол. Тепло от их излучения аккумулируется в бетонной стяжке, которая излучает его в окружающее пространство.

В системе тёплых полов вода плохо двигается сама по себе, что связано с горизонтальным расположением труб. Поэтому в систему встраивают циркуляционный насос.

Важно! Водяное отопление может быть высокоэффективным или неравномерным. Это зависит от схемы прокладывания труб. Равномерное протапливание всех комнат достигается при коллекторной схеме. Менее равномерный обогрев — при однотрубной и двухтрубной схемах, когда вода движется из одной комнаты в другую последовательно.

Преимущества системы водяного отопления:

• Устройство нагрева может работать на любом энергоносителе: дровах, угле, газу, электричестве или аккумулированной солнечной энергии. Можно установить в систему несколько различных котлов, работающих на разных видах топлива.
• При правильном обустройстве системы обогрева теплоноситель (вода) передвигается сам по себе. Исключение составляют водяные тёплые полы и масляные жидкостные системы. В масляных системах теплоноситель имеет низкие показатели текучести, поэтому медленно движется и также требует работы циркуляционного насоса.

При отсутствии подогрева вода в трубах может остыть и замёрзнуть . Это потребует дальнейшего демонтажа, разборки труб, батарей. Если в доме не предусмотрено постоянное проживание, необходимо слить воду или залить в систему специальную незамерзающую жидкость, техническое масло.

Воздушное

Это один из старых способов обогрева дома, в котором используется тепло от нагретой печи. Стенки и воздуховоды печи нагреваются при горении внутри дров, угля. После чего тепло попадает в окружающее пространство.

Основной нагрев осуществляется посредством печных воздушных ходов — воздуховодов . Их закладывают в центральной внутренней стене помещения.

При прокладывании дымохода в полу помещения и размещении печи в подвале, можно получить конструкцию тёплого пола на угле или на дровах . Ещё один вариант — для обогрева стенок и воздуховодов в печь встраивают газовые форсунки . Таким образом, воздушное отопление также может работать на различных энергоносителях, твёрдом и газообразном топливе.

Преимущества воздушного отопления:

• Используются различные виды энергоносителей : дрова, уголь, пеллеты, отходы пиломатериалов.
• Печь можно сложить из глины и кирпичей. Таким образом, воздушное отопление — самое недорогое обустройство обогрева дома.
• Такой обогрев подходит для систем отопления в домах сезонного проживания: на дачах, в загородных коттеджах.

Недостатки :

• Необходимо уметь «протапливать» печь , не закрывать заслонку дымохода до полного прогорания дров, чтобы не вызвать скопление угарных газов и отравление ими.
• Печь необходимо растапливать, очищать от золы, загружать дрова — на это ежедневно требуется от 1—2 часов. Исключение из правила — твердотопливные котлы длительного горения, в их загрузочную камеру помещается много дров. У них также выше эффективность работы за счёт полного сгорания топлива.

Вам также будет интересно:

Газовое

Это обогрев дома с использованием энергии от сжигания газа. Устройство, в котором сгорает газ, называется газовым котлом.

Преимущества :

• Возможность автоматической работы — дом будет обогреваться без ежедневных трат времени на очистку печи.
• Относительная доступность — газ дешевле электричества.

Недостатки :

• Для подключения требуется газовое снабжение.
• Для установки газового котла нужно отдельное помещение.
• Необходимы периодические проверки системы для обнаружения возможных утечек газа.

Электрическое

Один из самых дорогих вариантов отопления дома. В нём используется энергия разогрева металла , которая образуется в проводах при прохождении по ним электрического тока. Выделяющееся тепло может аккумулироваться бетонной стяжкой, такую систему отопления называют электрическими тёплыми полами, или аккумулироваться жидким теплоносителем, такое отопление называют электрическим водяным.

Ещё один вариант — установка электрических обогревателей. Это устройства, в которых генерируется тепло.

Фото 1. Электрический обогреватель, установленный настенным способом. Прибор подключается к розетке.

Преимущества электрического отопления :

• Возможность периодической работы, использования в домах сезонного проживания. При этом электрополы быстро прогреваются, в помещении становится тепло уже через 1—2 часа.

Недостатки:

• Дороговизна .
• Для подключения электрического котла дома необходимо сделать новый проект электроснабжения , иногда — заменить провода по улице.
• Во многих посёлках и многоэтажных домах электрические провода не рассчитаны на большие нагрузки . Поэтому при большом количестве подключений система электроснабжения выходит из строя.

Инфракрасный плёночный пол

Инфракрасный пол — один из вариантов электрического обогрева. Он работает от розетки. Плёночный пол выпускается в виде ламинированных панелей, внутри которых встроены полосы нагревателя. Внутрь полос впаяны углеродистые пластины, которые при прохождении электричества излучают инфракрасный спектр. Излучение углеродистых элементов обогревает предметы внутри помещения.

Фото 2. Процесс монтажа инфракрасного пола. Поверх него выкладывается ламинат, паркет или линолеум.

Преимущества плёночного пола :

• Удобство и простота монтажа.
• Нет подъёма уровня пола , как при обустройстве водяных или электрических тёплых полов внутри бетонной стяжки.
• Быстрый нагрев.
• При необходимости систему обогрева можно демонтировать и установить в другом помещении.

Газовое, воздушное, водяное и даже электрическое отопление давно стало нормой. Однако есть инновационные методы, о которых в России слышали немногие. Это тепловые насосы и солнечные коллекторы.

Тепловой насос и геотермальные установки — лучшее в плане экологичности

Тепловые насосы — один из самых экологичных видов отопительных систем. Для обогрева домов они используют энергию природных водоёмов , понижая их температуру на несколько градусов и при этом забирая себе некоторое количество тепла. Так тепловые насосы накапливают тепловую энергию, которую после расходуют на обогрев дома.

Тепловые насосы делят:

• На геотермальные — работают на энергии подземных вод или берут тепло из грунта.
• На воздушные — берут тепло из атмосферы.
• На насосы вторичного тепла — обрабатывают канализационные стоки.

Главное преимущество тепловых насосов — их экологичность . Они не создают дыма, копоти, не выделяют угарный газ, не приносят вреда природе и человеку. Их недостаток — высокая цена.

Солнечные коллекторы — современный вариант обогрева

Ещё один вид отопления, который мог бы считаться экологичным, если бы не используемые аккумуляторы со свинцом и электролитом. Здесь энергию для обогрева дома получают через солнечные батареи. Эти элементы устанавливают на крышах строений. При освещении в них вырабатывается электрическая энергия, которая поступает в систему отопления. По сути, солнечный коллектор — один из видов электрического отопления дома.

Одним из главных преимуществ солнечного отопления считался обогрев дома без затрат. Однако это не совсем верно. В процессе эксплуатации нет необходимости тратиться на оплату газа, дров, электричества. Но сама по себе система и её установка требуют значительных денежных вложений.

Фото 3. Солнечные коллекторы, установленные на крыше дома. Устройства должны находиться под таким углом, чтобы лучше всего ловить лучи солнца.

Кроме того, солнечные коллекторы и элементы отопительной системы не являются вечными . Они требуют периодической замены и денежных трат, сравнимых с оплатой электрического обогрева дома.

Комбинированное отопление: преимущества и недостатки, эффективное ли?

Под комбинированным отоплением понимают использование нескольких отопительных котлов и различных видов энергоносителей в одном контуре. Так, вода в радиаторах водяного отопления может подогреваться газовым, угольным или электрическим котлом.

Схема электроотопления дома может быть подключена к общей системе и подпитываться дополнительно солнечными коллекторами. Такое комбинирование различных источников тепла позволяет сделать автономный обогрев частного дома бесперебойным

Какие типы отопительных систем лучше

Чтобы выбрать подходящее отопление для частного жилого дома, надо учитывать различные факторы : стоимость его обустройства, надёжность работы той или иной отопительной системы.

Лучший выбор — комбинированная система , способная отапливать дом от нескольких различных источников тепла.

Выбор системы обогрева определяется наличием энергоносителей . В частном доме может быть установлена любая система. В многоэтажных строениях часто пользуются центральной системой отопления, а при необходимости ставят дополнительные электроприборы.

В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным или лучистым.

К конвективному относят отопление, при котором температура внутреннего воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения, понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине этого по­мещения. Это широко распространенный способ отопления.

Лучистым называют отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия человека в помещении (например, до 18-20 °с вместо 20-22 °с в помещениях гражданских зданий).

Конвективное или лучистое отопление помещений осуществляется специальной технической установкой, называемой системой отопления. Система отопления — это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения здания.

Основные конструктивные элементы системы отопления (рисунок 1):

• теплоисточник ( при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении) — элемент для получения теплоты;
• теплопроводы — элемент для переноса теплоты от теплоисточника к ;
• отопительные приборы — элемент для передачи теплоты в помещение.

Рисунок 1. Схема системы отопления: 1 — теплогенератор или теплообменник и ; 2 — подача то­плива или подвод первичного теплоносителя; 3 — подающий теплопровод; 4 — отопитель­ный прибор; 5 — обратный теплопровод.

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость — антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха.

Текущие (сокращенные) теплозатраты на отопление имеют место в течение почти всего времени отопительного сезона, поэтому теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах. Этого можно достичь путем изменения (регулирования) температуры и (или) количества перемещающегося в системе отопления теплоносителя.

Требования к системе отопления

Санитарно-гигиенические : поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещения во времени, в плане и по высоте при допустимой подвижности воздуха, ограничение температуры на поверхности отопительных приборов;

Экономические: оптимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

Архитектурно-строительные: соответствие интерьеру помещения, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроком строительства здания;

Производственно-монтажные: минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, сокращение трудовых затрат и ручного труда при монтаже;

Эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы, надежность (безотказность, долговечность, ремонтопригодность) и техническое совершенство, безопасность и бесшумность действия.

Деление требований на пять групп условно, так как в них входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации здания.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы отопления здания.

Классификация систем отопления

Системы отопления по расположению основных элементов подразделяются на местные и центральные.

В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три основных элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Теплопереносящая рабочая среда нагревается горячей водой, паром, электричеством или при сжигании какого-либо топлива.

Еще одним примером местной системы отопления могут служить отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены.

В местной системе теплопередача может осуществляться с помощью жидкого или газообразного теплоносителя либо без него непосредственно от разогретого твердого элемента.

Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. В тепловом центре находятся теплогенераторы (котлы) или теплообменники. Они могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания — в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящей котельной) или ТЭЦ.

Теплопроводы центральных систем подразделяют на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы или каналы) и ветви (горизонтальные трубы или каналы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам (с ответвления­ми к помещениям при теплоносителе воздухе).

Примером центральной системы является система отопления здания с собственным тепловым пунктом или котельной, принципиальная схема которой не будет отличаться от схемы на рисунке 1, если отопительные приборы размещены во всех обогреваемых помещениях этого здания.

Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплогенераторы, теплообменники и отопительные приборы системы здесь также разделены: теплоноситель (например, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным и внутренним (внутри здания) теплопроводам в отдельные помещения каждого здания к отопительным приборам и, охладившись, возвращается на тепловую станцию (рисунок 2).

Рисунок 2. Схема районной системы отопления: 1 — приготовление первичного теплоносите­ля; 2 — местный тепловой пункт; 3 и 5 — внутренние подающие и обратные теплопроводы; 4 — отопительные приборы; б и 7 — наружный подающий и обратный теплопроводы; 8 — цир­куляционный насос наружного теплопровода

В современных системах теплоснабжения зданий от ТЭЦ или крупных тепловых станций используются два теплоносителя. Первичный высокотемпературный теплоноситель перемещается от ТЭЦ или тепловой станции по городским распределительным теплопроводамк цтп или непосредственно к местным тепловым пунктам зданий и обратно. Вторичный теплоноситель после нагревания в теплообменниках (или смешения с первичным) поступает по наружным (внутриквартальным) и внутренним теплопроводам к отопительным приборам обогреваемых помещений зданий и затем возвращается в цтп или местный тепловой пункт.

Первичным теплоносителем обычно служит вода, реже пар или газообразные продукты сгорания топлива. Если, например, первичная высокотемпературная вода нагревает вторичную воду, то такая центральная система отопления именуется водоводяной. Аналогично могут существовать водовоздушная, пароводяная, паровоздушная, газовоздушная и другие системы центрального отопления.

По виду основного (вторичного) теплоносителя местные и центральные системы отопления принято называть системами , парового, воздушного или газового отопления.

Теплоносители в системах отопления

Движущаяся среда в системе отопления — теплоноситель — аккумулирует теплоту и затем передает ее в обогреваемые помещения. Теплоносителем для отопления может быть подвижная, жидкая или газообразная среда, соответствующая требованиям, предъявляемым к системе отопления.

Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущественно используют воду или атмосферный воздух, реже водяной пар или нагретые газы.

Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.

Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообразного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов имеют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогревания помещения.

Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускаться непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструкцию и понижает кпд отопительной установки. При этом возникает необходимость решения экологических проблем, связанных с возможным загрязнением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.

Область использования горячих газов ограничена отопительными печами, газовыми калориферами и другими подобными местными отопительными установками.

В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются многократно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды.

Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения — в зависимости от давления, способна сорбировать или выделять растворимые в ней газы при изменении температуры и давления.

Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью, плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выполнения требований, предъявляемых к системе отопления.

Одним из санитарно-гигиенических требований является поддержание в помещениях равномерной температуры. По этому показателю преимущество перед другими теплоносителями имеет воздух. При использовании нагретого воздуха-теплоносителя с низкой теплоинерционностью — можно постоянно поддерживать равномерной температуру каждого отдельного помещения, быстро изменяя температуру подаваемого воздуха, т.е. Проводя так называемое эксплуатационное регулирование. При этом одновременно с ото­плением можно обеспечить вентиляцию помещений.

Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равномерную температуру помещений, что достигается регулированием температуры, подаваемой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько отклоняться от заданной (на 1 -2 °С) вследствие тепловой инерции масс воды, труб и приборов.

При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигиеническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически от­ключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.

Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры наружной поверхности отопительных приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65-70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.

При использовании пара в качестве теплоносителя температура поверхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т.е. Превышает гигиенический предел. При отоплении горячей водой средняя температура нагретых поверхностей, как правило, ниже, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьшении теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя температура поверхности приборов в течение отопительного сезона практически не превышает гигиенического предела.

Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.

При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителями площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.

При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсатопроводов, достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых помещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по сравнению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи приборов, движение его в трубах сопровождается шумом.

При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопительных приборов, совмещать отопление с вентиляцией помещений, достигать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значительные площадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.

Основные виды систем отопления

В настоящее время в россии применяют центральные системы в основном водяного и, значительно реже, парового отопления, местные и центральные системы воздушного отопления, а также печное отопление в сельской местности. Приведем общую характеристику этих систем с детальной классификацией на основании рассмотренных свойств теплоносителей.

При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные). В гравитационной системе (рисунок 3, а) используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля земли возникает естественное движение воды.

В насосной системе (рисунок 3, б) используется насос с электрическим приводом для создания разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.

Рисунок 3. Схемы системы водяного отопления: а — с естественной циркуляцией (гравитационная); б — с механическим побуждением циркуляции воды (насосная); 1 — теплообменник; 2 — подающий теплопровод (т1); 3 — расширительный бак; 4 — отопительный прибор; 5 -обратный теплопровод (т2); 6 — циркуляционный насос; 7 — устройство для выпуска воздуха из системы

По температуре теплоносителя различаются системы низкотемпературные с предельной температурой горячей воды ниже 70 °С, среднетемпературные от 70 до 100 °С и высокотемпературные выше 100 °С. Максимальное значение температуры воды ограничено в настоящее время 150°С.

По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают однотрубные и двухтрубные.

В каждом стояке или ветви однотрубной системы отопительные приборы соединяются одной трубой, и вода протекает последовательно через все приборы. Если каждый прибор разделен условно на две части («д» и «б»), в которых вода движется в противоположных направлениях и теплоноситель последовательно проходит сначала через все части «а», а затем через все части «б», то такая однотрубная система носит название бифилярной (двухпоточной).

В двухтрубной системе каждый отопительный прибор присоединяется отдельно к двум трубам — подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от других приборов.

При воздушном отоплении циркулирующий нагретый воздух охлаждается, передавая теплоту при смешении с воздухом обогреваемых помещений и иногда через их внутренние ограждения. Охлажденный воздух возвращается к нагревателю.

Системы воздушного отопления по способу создания циркуляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением движения воздуха с помощью вентилятора.

В гравитационной системе используется различие в плотности нагретого и окружающего отопительную установку воздуха. Как и в водяной вертикальной гравитационной системе, при различной плотности воздуха в вертикальных частях возникает естественное движение воздуха в системе. При применении вентилятора в системе создается вынужденное движение воздуха.

Воздух, используемый в системах отопления, нагревается до температуры, обычно не превышающей 60 °с, в специальных теплообменниках -калориферах. Калориферы могут обогреваться водой, паром, электричеством или горячими газами. Система воздушного отопления при этом соответственно называется водовоздушной, паровоздушной, элек­тровоздушной или газовоздушной.

Может быть местным (рисунок 4, а) или центральным (рисунок 4, б)

Рисунок 4. Схемы системы воздушного отопления: а — местная система; б — центральная система; 1 — отопительный агрегат; 2 — обогреваемое помещение (помещения на рис. Б); 3 -рабочая (обслуживаемая) зона помещения; 4 — обратный воздуховод; 5 — вентилятор; б -теплообменник (калорифер); 7 — подающий воздуховод.

В местной системе воздух нагревается в отопительной установке с теплообменником (калорифером или другим отопительным прибором), находящимся в обогреваемом помещении.

В центральной системе теплообменник (калорифер) размещается в отдельном помещении (камере). Холодный воздух подводится к калориферу по обратному (рециркуляционному) воздуховоду. Горячий воздух от калорифера перемещается вентилятором в обогреваемые помещения по подающим воздуховодам.

Используемая литература:

1. А.Н. Сканави, Л.М. Махов. Отопление: учебник для студентов вузов. М.: асв – 2002 г – 576 c.