Виды отопления: разновидности, преимущества и недостатки, использование

Принципы расчета

Чтобы не наделать ошибок при расчете отопления, требуется предварительно нарисовать схему на бумаге. На ней указываются все компоненты конструкции

Важно понимать, сколько жидкости протекает через все узлы по отдельности, с какой скоростью она движется, как меняется работа все системы в результате изменения режима функциональности отдельных ее элементов

Во время расчета не стоит упускать гидродинамическое сопротивление воды при ее движении, которое влияет на давление внутри системы и напор. Для проведения процедуры применяются специальные таблицы и формулы.Правильный расчет позволит избежать проблем с функциональностью отопительной конструкции в будущем.

5 Системы из металлопластика

Считаются популярными среди населения. Основное преимущество — сбалансированное сочетание стоимости и качества. Металлопластиковые трубы состоят из нескольких проклеенных слоев: в центре — алюминиевая фольга, с обеих сторон — пластик. Благодаря этому, каркас у труб жесткий. К основным преимуществам конструкций относятся:

устойчивость от коррозийных процессов;
гладкость слоев без накопления отложений;
отличная гибкость;
герметичность;
долгий срок эксплуатации;
простота установки;
отсутствие передачи блуждающего тока.

Перед приобретением металлопластиковых труб необходимо учесть и их недостатки. Не стоит забывать о неустойчивости конструкций к механическим сильным нагрузкам, высокой степени пожароопасности, восприимчивости к ультрафиолетовым лучам (необходима защита в виде гофротрубы), сложности и специфике монтажа. Стоят такие изделия дороже, чем полипропиленовые.

Твердотопливные котлы

Современный твердотопливный котел – далеко не просто «буржуйка» с водяной рубашкой. Инженеры разработали различные способы, позволяющие сжигать древесину, уголь и им подобные энергоносители более эффективно.

Самая «продвинутая» разновидность – газогенераторный или пиролизный котел. Древесное топливо закладывается в прогретую до высокой температуры герметичную камеру, где по причине недостатка кислорода оно не сгорает сразу, а тлеет. При этом начинает выделяться так называемый древесный газ, являющийся горючим. Через форсунку он подается во вторую камеру, для его окончательного дожига.

Схема отопления частного дома твердотопливным котлом

Другой вариант – котлы с верхним горением. Суть состоит в том, что топливная закладка поджигается сверху, а не снизу, как в обычном котле, за счет чего она сгорает гораздо дольше. Длительность работы котла на одной закладке также удается продлить благодаря ограниченной подаче воздуха точно в зону горения.

Для обычных котлов также существуют решения, позволяющие обойтись без частой подгрузки топлива. Рядом устанавливается шнековый питатель с бункером, куда можно загрузить солидную порцию мелкофракционного топлива – опилки, древесные гранулы (пеллеты) или угольную крошку.

Половые конвекторы

Это относительно новое решение в обустройстве отопительной системы – половые конвекторы состоят из короба, решетки (она выполняет исключительно декоративную функцию) и теплообменника. Устанавливают половые конвекторы в помещениях с большими окнами («в пол»), активно они используются при обустройстве отопительной системы аэропортов, вокзалов, больниц и поликлиник.

Преимущества половых конвекторов:

небольшой вес;
конструкция прочная и простая в монтаже и эксплуатации;
комната прогревается максимально равномерно;
легко очищаются от пыли и грязи;
не портят даже самый замысловатый дизайн помещения – половые конвекторы практически не видны.

Недостатки половых конвекторов:

длина, необходимая для качественного монтажа, достаточно большая;
принудительную вентиляцию установить невозможно;
отдача тепла низкая.

Виды отопительных систем

К основным типам отопительных систем относятся централизованные и автономные виды отопления. В первом случае теплоснабжение поступает от общего источника тепла по трубам к потребителям, для автономного характерно наличие обособленного генератора тепла.

Классификация систем обогрева довольно обширная, поэтому перед выбором в пользу конкретного вида следует определиться, какие бывают системы отопления. К основным видам отопительных систем можно отнести:

Водяной обогрев.
Воздушный (печной) обогрев.
Электрическое нагревание.

В этом видео вы узнаете как установить двухтрубную систему отопления:

Горизонтальные системы (особенности)

Это замкнутая двухтрубная система, в которой вместо вертикальных стояков проложены горизонтальные ветви, а к ним присоединяется определенное число отопительных приборов. Как и в предыдущем случае, ветви могут иметь верхнюю, нижнюю и комбинированную разводку, только теперь это происходит в пределах одного этажа, как показано на схемах:

Как видно на рисунке, система с верхней разводкой требует прокладки труб под потолком помещений либо на чердаке и в интерьер будет вписываться с трудом, не говоря уже о расходе материалов. По этим причинам схема применяется нечасто, например, для обогрева подвальных помещений либо в случае, когда котельная находится на кровле здания. Но если правильно подобран циркуляционный насос и произведена настройка системы, то и с крышной котельной трубы лучше пустить понизу, с этим согласится любой домовладелец.

Комбинированная разводка незаменима тогда, когда нужно смонтировать двухтрубную гравитационную систему, где теплоноситель движется естественным образом за счет конвекции. Подобные схемы до сих пор актуальны в районах с ненадежным электроснабжением и в домах малой площади и этажности. Ее недостатки в том, что через все комнаты проходит множество труб большого диаметра, спрятать их весьма затруднительно. Плюс высокая материалоемкость проекта.

Ну и наконец, горизонтальная система с нижней разводкой. Неслучайно она наиболее популярна, ведь схема сочетает в себе массу достоинств и почти не имеет недостатков. Подводки к радиаторам короткие, трубы всегда можно спрятать за декоративным экраном или замонолитить в стяжку пола. При этом расход материалов приемлем, а с точки зрения эффективности работы трудно подыскать вариант лучше. Особенно когда применяется более совершенная попутная система, продемонстрированная ниже на схеме:

Ее главное преимущество заключается в том, что вода в подающем и обратном трубопроводе проходит одинаковое расстояние и течет в одном направлении. Поэтому гидравлически это самая стабильная и надежная схема при условии, что все расчеты проведены правильно и учтены особенности монтажа. Кстати говоря, нюансы систем с попутным движением теплоносителя состоят в сложности устройства кольцевых контуров. Зачастую трубами надо пересекать дверные проемы и другие препятствия, из-за чего стоимость проекта может вырасти.

Подключение батареи на магистральный трубопровод

На уровень теплоотдачи радиаторов влияет способ их подключения к магистрали:

Диагональный (перекрестный). Этот вариант демонстрирует наибольшую эффективность. Дает возможность максимально прогревать радиаторы по площади, практически исключая тепловые потери. В этом случае подающая труба подводятся на верхний радиаторный патрубок, а обратная коммутируется с нижним патрубком (он находится на противоположной стороне устройства). Диагональное подключение обязательно для многосекционных радиаторов.
Боковой (односторонний). Обеспечивает равномерный прогрев всех секций батареи. В такой схеме подающий и отводящий трубопроводы расположены с одного направления. Боковое соединение наиболее популярно при организации отопления с верхней разводкой.
Нижний. Наименее эффективный способ соединения. Несмотря на это, его нередко используют, когда магистральная труба скрывается под полом. Подводящую и отводящую трубу коммутируют к нижним отводам на разных сторонах батареи.

Воздушный обогрев

Такая отопительная система предполагает нагрев воздуха с помощью специального калорифера. Специально смонтированные каналы служат путями для поступления прогретого воздуха. Воздушные типы отопления подразумевают использование электрических или газовых конвекторов, а также печного отопления.

Электрические конвекторы нагревают холодные потоки воздуха с помощью горячих пластин. Быстрый обогрев помещения происходит благодаря принудительному нагнетанию воздуха и выдуванию прогретых воздушных масс.

Для газовых конвекторов потребуется наличие дымохода, с помощью которого будет происходить удаление остатков горения. Новые версии газовых обогревателей оснащены специальной системой, позволяющей дополнительно осуществлять нагрев воды, что очень удобно.

У воздушного обогрева есть ряд недостатков, например, для него требуется отдельное помещение

При печном типе нагревания теплоотдача будет напрямую зависеть от площади поверхности нагрева. Использовать воздушный тип системы обогрева не всегда возможно, поскольку потребуется создание множества каналов для обеспечения хорошей вентиляции.

К достоинствам использования такого способа обогрева можно отнести высокую энергоэффективность и быстрый обогрев помещения. У этого оборудования имеются также и недостатки:

высокая стоимость на обустройство;
громоздкий размер теплогенератора;
трудность в распределении нагретого воздуха;
для источника тепла необходимо предусмотреть отдельное место.

Отопление по воздушному типу может быть использовано при неукоснительном соблюдении требований пожарной безопасности.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы

Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.

Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

простое обслуживание системы;
отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
равномерный прогрев отапливаемого помещения;
быстрый пуск и остановка системы;
независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
высокая надёжность;
не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
медленный нагрев системы после включения;
необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
достаточна громоздка;
низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

простой монтаж;
нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
самостоятельное регулирование давления;
система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
при работе насоса требуется электричество;
для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него. Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Альтернативное отопление

Самый малораспространенный вид получения энергии для отопления в России – альтернативные источники. Технические агрегаты, реализующие отбор бесплатной энергии, довольно оригинальны и прогрессивны. Здесь тепло вырабатывается 3 видами устройств:

Солнечные панели;
Электрические теплогенераторы;
Тепловые насосы.

Применение этих устройств имеет много особенностей – подробно об этом можно прочитать здесь.

Кроме однотопливных котлоагрегатов существует отдельный тип оборудования – универсальные (комбинированные) котлы. Они отличаются конструктивно от классических собратьев, могут использовать несколько видов топлива (в разном сочетании). Прочитать об этих агрегатах отопления можно здесь.

Другим вариантом использования видов топлива является комбинирование теплогенераторов – установка двух котлов, работающих на разных энергоносителях. В этом случае общие затраты на приобретение оборудования увеличиваются, требуется применение качественных схем совместной обвязки котлов.

Вид топлива – основополагающий критерий при выборе способа отопления помещений – не только частного дома и дачи, но в некоторых случаях и квартиры. Он влияет на тип используемого оборудования, которое отличается стоимостью, алгоритмом установки, уровнем обеспечиваемого комфорта. И конечно, самое главное – от вида используемого энергоносителя зависит величина затрат на отопление в холодные месяцы.

(Просмотров 763 , 1 сегодня)

Электрические виды обогревателей

В тех случаях, когда с организацией водяного отопления возникают проблемы, принято использовать электрические обогреватели. Они также представлены несколькими разновидностями, отличаясь друг от друга мощностью и способом отдачи тепла. Наиболее весомым недостатком бытовых отопительных приборов такого рода являются большие затраты потребляемого электричества. При этом нередко требуется прокладка новой проводки, рассчитанной на возросшие нагрузки. Если общая мощность всех электронагревателей превосходит 12 кВт, технические нормы предусматривают организацию сети с напряжением 380 В.

Преимущества и недостатки схем отопления

Наименее затратной является однотрубная схема водяного отопления, и в этом состоит ее единственное достоинство. Недостатков гораздо больше:

Тепло распределяется по радиаторам неравномерно.
Для обслуживания и ремонта одного прибора приходится отключать весь контур.
Отсутствует возможность независимо регулировать температуру на каждом радиаторе.

Оптимальной по соотношению стоимости и практичности является двухтрубная схема, в которой возможна автономная регулировка температуры на каждом радиаторе. Правда, она требует точного расчета, иначе в контуре могут образоваться «мертвые» зоны, в которых теплоноситель циркулирует плохо или вообще не движется.

Схемы двухтрубных систем отопления

Если же домовладельца не смущают значительные расходы, лучше установить коллекторную систему отопления. Понадобится больше труб, зато ремонт любого участка можно будет выполнить без отключения остальных. При этом появляется возможность регулировать теплоотдачу каждого радиатора из одной точки.

Способы повышения тепловой инерции системы

Чтобы батареи не остывали слишком быстро, следует повысить тепловую инерцию.

Если зимы в вашем регионе холодные и вы обеспокоены тем, что при использовании ГВС батареи будут остывать, мы дадим вам несколько советов, как этого избежать. Само собой, в первую очередь необходимо позаботиться о хорошей теплоизоляции стен и окон, кровли и пола, но речь не об этом.

Единственный способ приостановить остывание теплоносителя – это повышение его теплоемкости. Этого можно добиться увеличением объема теплоносителя за счет использования труб большего диаметра.

Трубы большего диаметра повышают инерционность.

Кроме того, можно использовать массивные чугунные батареи с напольной установкой. Такие отопительные приборы остывают очень долго, так как их масса может достигать 100 кг.

Массивные чугунные батареи остывают намного дольше.

Наконец, как уже было сказано, можно встроить в систему тепловой аккумулятор – бак на несколько сотен литров (до 2000), включенный между котлом и системой отопления. Однако это нивелирует все преимущества схемы: она станет дороже и будет занимать лишнее место.

Схема подключения теплоаккумулятора.

Материалы и комплектующие

Для обустройства отопления 1-2- этажного дома потребуются такие компоненты:

котел;
чугунные батареи, металлические радиаторы;
трубы (металлические, полипропиленовые или другие);
соединительные элементы (фитинги);
сгоны;
расширительная емкость;
клапаны аварийной остановки работы системы;
отводчики воздуха.

Если требует проект, приобретают циркуляционный насос.

Подбор диаметра труб

Данный расчет заключается в том, чтобы по необходимой для обогрева помещения тепловой мощности определить расход теплоносителя, а по нему – диаметр труб для двухтрубной системы отопления. Простыми словами, проходного сечения трубы должно хватить на доставку в каждую комнату нужное количество тепла вместе с горячей водой.

Выполнять подбор диаметра труб начинают с самого конца системы, от последней батареи. Сначала считают расход теплоносителя для обогрева этой комнаты по формуле:

G = 3600Q/(c∆t), где:

G – искомый расход горячей воды на помещение, кг/ч;
Q – количество теплоты на обогрев данной комнаты, кВт;
с – теплоемкость воды, принимается 4.187 кДж/кг ºС;
Δt – расчетная разность температур в подающем и обратном коллекторе, обычно берут 20 ºС.

Например, для обогрева комнаты нужно 3 кВт теплоты. Тогда расход теплоносителя будет равен:

3600 х 3 / 4.187 х 20 = 129 кг/ч, в объеме это будет 0.127 м3/ч.

Чтобы сбалансировать двухтрубную систему водяного отопления изначально, надо как можно точнее подобрать диаметр. По объемному расходу находим проходное сечение, используя формулу:

S = GV / 3600v, где:

S – площадь поперечного сечения трубы, м2;
GV – объемный расход теплоносителя, м3/ч;
v – скорость потока воды, принимается в пределах от 0.3 до 0.7 м/с.

В нашем примере возьмем скорость 0.5 м/с, найдем сечение и по формуле площади круга – диаметр, он будет равен 0.1 м. Ближайшая по сортаменту труба из полипропилена имеет внутренний размер 15 мм, его и проставляем на чертеже. Кстати, подключение радиаторов к двухтрубной системе обычно осуществляется именно такой трубой – 15 мм. Далее, переходим к следующему помещению, считаем и суммируем с предыдущим результатом и так до самого котла.

Приборы электрического обогрева

Все электрические приборы, применяемые в случае невозможности установки водяной системы отопления, имеют разные особенности и характеристики – от мощности до принципов генерирования тепла. При этом главными недостатками любого такого оборудования являются высокая стоимость эксплуатации и необходимость устройства электросети, способной выдержать большие нагрузки (при суммарной мощности электронагревателей больше 9–12 кВт необходимо устройство сети с напряжением 380 В). Преимущества же у каждой разновидности свои.

Конвекционные приборы

Конструкция, которую имеют электрические нагревательные устройства данного типа, позволяет достаточно быстро нагреть помещение при помощи перемещающихся сквозь них воздушных потоков.

Попадание воздуха внутрь приборов происходит через отверстия в нижней части, его нагрев осуществляется при помощи ТЭНа, а выход обеспечивается наличием верхних щелей. На сегодняшний день существуют электрические конвекторы мощностью от 0,25 до 2,5 кВт.

Масляные устройства

Масляные электрические нагреватели тоже используют конвекционный метод нагрева. Внутри корпуса содержится специальное масло, которое и нагревается ТЭНом. При этом нагрев может регулироваться при помощи термостата, выключающего прибор при достижении воздухом заданной температуры.

Особенностями работы нагревателей является их высокая инерционность. За счет этого отопительные приборы очень медленно нагреваются, однако, даже после отключения подачи энергии их поверхность продолжает испускать тепло на протяжении длительного периода времени.

Кроме того, поверхность масляного оборудования нагревается до 110–150 градусов, что намного выше параметров других устройств и требует особого обращения – например, установки в отдалении от предметов, способных воспламениться.

Использование таких радиаторов дает возможность удобного регулирования интенсивности нагрева – почти все они имеют 2–4 режима работы. Кроме того, с учетом производительности одной секции в 150–250 кВт, подбирать прибор для конкретного помещения довольно легко. А ассортимент большинства производителей включает модели мощностью до 4,5 кВт.

Виды отопления

Электрическое отопление частного дома может быть разным. Поэтому перед началом работ нужно определиться с видом обогрева. Это может быть традиционный нагрев воздуха в помещении, система теплого пола, водяное отопление. Все эти системы можно комбинировать между собой.

Электрические системы отопления для частного дома можно разделить на следующие виды:

Водяные системы. Наиболее стабильны. Способны поддерживать заданную температуру воздуха в помещении даже в том случае, когда котлы обесточиваются. Правда, только в течение определенного времени. Во время эксплуатации практически не сушат воздух и не создают шума. К недостаткам можно отнести сложность монтажа, финансовую затратность, инерционность.
Последний не позволяет быстро изменять температуру воздуха в помещении.
Электрические обогреватели. Легко монтируются и достаточно быстро нагревают воздух в помещении после включения. Им не страшна заморозка, потому что внутри них нечему замерзать. Каждый элемент системы работает автономно. Если один из них выйдет из строя, то никакой трагедии не случится. У электрических обогревателей имеются следующие недостатки: быстрое снижение температуры при отключении прибора, пересушивание воздуха, шум встроенных вентиляторов.
Системы теплого пола. Электрические полы появились сравнительно недавно. Если нужно создать наиболее комфортные условия обогрева в доме, то рекомендуется использовать теплые полы. Они инертны. Даже после выключения системы массив пола еще долго отдавать накопленное тепло в помещения. Стоят такие системы недешево и монтировать их сложно. К тому же их сложно ремонтировать: для доступа к поврежденному элементу придется разбирать пол.

Электрический теплый пол – отличное решения для утепления вашего дома

При постоянном проживании в доме лучше обратить внимание на водяное отопление. Потребуется ежедневно отслеживать ее состояние

На дачах с периодическим проживанием экономически выгоднее будет использовать воздушное отопление. Его можно активировать только в тех помещениях, где живут люди.

Теплый пол не следует рассматривать как основной источник тепла, но он отлично подходит как дополнительная система, с помощью которой можно повысить уровень комфорта в холодное время и улучшить микроклимат в доме между сезонами.

Это не руководство к действию. Ничто не мешает сделать электрическое отопление в частном доме с периодическим проживанием на основе теплого пола, а в жилище, где постоянно живут люди, применить воздушный обогрев.

Какие бывают системы отопления и их применение