Системы отопления: назначение, устройство, классификация

Системы отопления – предъявляемые требования и выбор

В современном строительстве используются различные виды систем отопления и множество модельных схем сопутствующего оборудования. Назвать то или иное решение оптимальным нельзя, так как при их монтаже и выборе необходимо учитывать конкретные условия и множество исходных данных. Однако есть несколько правил, которым подчиняются любые отопительные коммуникации.

• Система подачи тепла в доме должна обеспечивать правильную регулировку температуры. Помимо этого, тепло необходимо эффективно передавать и распределять по всем отапливаемым помещениям. Система отопления для частного дома должна отвечать нескольким критериям, основными из которых являются:
• Высокая эффективность при минимальных затратах. По этому показателю система отопления должна вырабатывать требуемое количество тепла для качественного обогрева помещений. При этом затраты на её монтаж и эксплуатацию необходимо свести к минимуму.
• Высокая степень автоматизации. В этом плане коммуникации по обеспечению обогрева дома должны использоваться при минимальном вмешательстве человека. Это позволяет максимально повысить безопасность их безопасность.

Современная система отопления с несколькими источниками тепла Источник homemarket.ua

• Высокая надёжность и устойчивость к износу всех компонентов системы. Оборудование, приобретаемое для монтажа коммуникаций должно быть максимально надёжным с длительным сроком эксплуатации и гарантией от производителя.

Достаточно часто, при монтаже тепловых магистралей применяется принцип – чем проще, тем надёжнее.

Котел

Это основной элемент любой системы отопления. Именно в котле происходит процесс сгорания топлива, здесь тепло, выделяющееся при этом, передается теплоносителю (воде или антифризу). В настоящее время выпускается 2 вида котлов, различающихся по своим функциональным особенностям: одно- и двухконтурные котлы.

Одноконтурные котлы выполняют только одну функцию — отопление. Двухконтурный котел используется для отопления помещения, а также для нагрева воды. Считается, что одноконтурный котел более надежен и удобен в применении: если он сломается, в накопителе все равно останется запас горячей воды. В случае если из строя выйдет двухконтурный котел, дом останется без тепла и без горячей воды. Однако среди владельцев дачных домов большей популярностью пользуются двухконтурные системы.

В одноконтурной системе вода нагревается в котле и движется по трубам к радиаторам, затем снова возвращается в котел. В двухконтурные котлы вмонтированы специальные приборы, которые нагревают воду для бытовых целей. Вместе с двухконтуриыми котлами продаются накопители, так называемые бойлеры.

В зависимости от того, где установлены котлы, они бывают напольными или настенными. Положение на рынке настенных котлов в последнее время изменилось в их пользу. Не подлежит сомнению, что подвесные котлы, в которых используются, как правило, атмосферные газовые горелки, гораздо лучше приспособлены к. колебаниям давления газа в магистральных трубопроводах (напольные котлы в таких ситуациях достаточно быстро выходят из строя).

Технология утепления деревянного дома поможет удержать и сохранить тепло.

Разновидности систем отопления автономного типа

Все отопительные системы, в первую очередь, классифицируются по виду топлива, которое используется для нагрева теплоносителя. Наиболее оптимальным вариантом являются комбинированные котлы, позволяющие использовать несколько видов топлива или источников энергии.

Ярким примером являются твёрдотопливные бойлеры с возможностью подключения газа или электричества. На рынке есть модели, совмещающие в себе несколько способов повышения температуры теплоносителя – газ, электричество, твёрдое или жидкое топливо.

Подобные котлы наделены всеми преимуществами стандартных устройств работающих на одном виде топлива. Однако они многократно увеличиваются, поскольку идёт совмещение нескольких типов в одном устройстве. Теперь разберём более подробно виды систем отопления.

Водяная система отопления с современным радиатором Источник www.remontnik.ru

Водяное отопление

Этот вид является наиболее распространённым. Относительная простота в монтаже и доступность теплоносителя – воды, сохранит актуальность водяного отопления ещё долгие годы. Для обеспечения оптимального обогрева применяются различные схемы установки. Это может быть двухтрубная система отопления или однотрубная система отопления.

В качестве теплообменников в таких системах выступают радиаторы, изготовленные из чугуна или, стали. Также, пользуются популярностью биметаллическое оборудование или батареи конверторного типа. Трубопровод выполняется из металла или специального пластика. В такую систему можно интегрировать практически любой нагревательный котёл.

Преимущества:

• возможность контроля температуры компонентов системы;
• возможность монтажа трубопровода меньшего сечения относительно паровой и воздушной системы отопления;
• высокая степень безопасности при эксплуатации;
• достаточно низкие финансовые затраты и минимальные требования к количеству расходных материалов;
• отсутствие шума при эксплуатации;
• равномерный прогрев всех компонентов, входящих в систему.

«Ленинградское отопление» разводка Источник aquasistem.ru
Недостатки:

• вероятность закупорки системы воздушными пробками;
• необходимость постоянного мониторинга на предмет работоспособности источника тепловой энергии;
• при использовании металлических коммуникаций высокая вероятность поражением коррозией;
• при использовании радиаторов старого образца медленный разогрев системы;
• сложности при монтажных работах;
• чувствительность к низким температурам окружающего воздуха с опасностью размораживания системы.

Воздушное отопление

В таких системах обогрев помещения выполняется воздушным потоком. Окружающий воздух забирается заборниками и подаётся на нагревательный элемент системы. В его качестве может выступать газовое или электрическое оборудование. Также можно использовать водяной теплообменник.

Нагретый воздух посредством вентилятора нагнетается в помещение. При заборе новой порции, происходит смешивание уже нагретого воздуха из комнат со свежим с улицы. Для этого желательно установить в систему фильтрующий элемент, который задержит пыль и прочие нежелательные фракции.

Процесс выполняется циклически до тех пор, пока температура в помещении не будет поднята до требуемой отметки. Установленный в системе термостат выполняет отключение на нужной отметке и включает оборудование при отклонении в минус на один градус.

Схема воздушного отопления дома Источник build-experts.ru

Воздушные системы отопления подразумевают высокую гибкость для монтажа различных модулей и дополнений. Если установить в канал с нагревателем водяной охладитель или испаритель от кондиционера, то летом можно использовать коммуникации для создания прохлады в помещении.

В случае наличия функции теплового насоса в испарителе кондиционера, зимой этот контур, также, используют в качестве отопительного элемента. Сам канал подачи воздуха может быть оборудован увлажнителем, стерилизатором, ионизатором и множеством других дополнительных устройств.

Преимущества:

• возможность установки всех видов обработки воздуха в «одну точку», начиная от фильтрации и заканчивая увлажнением.
• дополнительные возможности режимом работы – кондиционирование или тепловой насос;
• за счёт контролируемой вентиляции экономится до 30% энергоресурсов по отношению к другим видам отопления;
• отличные комфортные характеристики сочетающие – отопление, вентиляцию и фильтрацию воздуха в базовой комплектации оборудования;
• регулировка температурного режима, при помощи термостата, может осуществляться через интернет;
• система не боится низких температур, обладает высокой надёжностью и долгим сроком эксплуатации;
• удобство при эксплуатации, поскольку все элементы системы легко доступны и поддаются быстрой замене.

Воздушное отопление при помощи камина Источник stroikairemont.com
Недостатки:

• большинство работ по установке системы должны быть запланированы ещё на стадии проектирования здания;
• воздушные коммуникации требуют определённого пространства во внутреннем объёме помещения.

Виды по типу используемого теплоносителя

Чаще всего для обогрева жилых или производственных помещений используются сети:

• водяные;
• паровые;
• воздушные.

Классификация систем отопления в данном случае производится по типу используемого теплоносителя. Помимо водяных, паровых и воздушных, в строениях иногда могут использоваться сети, к примеру, радиационные, газовые, электрические. Печное отопление по-другому называют огневоздушным.

Видео описание

Смотрите в видео что такое воздушное отопление в доме:

Паровое отопление

Эта закрытая система отопления, и в наше время, остаётся достаточно востребованным решением. Для её эксплуатации хорошо подходят различные виды топлива – твёрдое, газ и электричество. Также используются и комбинированные источники температуры, которым отдаётся приоритет при монтажных работах. Грамотный выбор парового котла помогает значительно сэкономить на расходах по обогреву жилого помещения.

Принцип работы такой системы заключается в доведении воды до точки кипения. Полученный в результате пар направляется в систему отопления. Проходя по коммуникациям, он охлаждается и в виде конденсата поступает обратно в паровой котёл. Насколько будет надёжна система при эксплуатации, напрямую зависит от модели парового котла. Она подбирается исходя из конструкционных особенностей отапливаемого здания и его площади.

Преимущества:

• быстрое достижение требуемой температуры в здании вне зависимости от его площади;
• низкая вероятность выхода из строя при низких температурах окружающего воздуха;
• цикличный процесс обогрева;
• экологическая безопасность системы.

Котёл для парового отопления Источник build-experts.ru
Смотрите также: Каталог проектов двухэтажных домов с котельной и камином

Недостатки:

• взрывоопасность парового котла и необходимость постоянного контроля во время эксплуатации;
• высокая сложность монтажных работ;
• высокая цена комплектующих;
• для ввода в эксплуатацию необходимо получать разрешение в контролирующих органах;
• достаточно высокий уровень шума при заполнении системы паром;
• негативное влияние на эксплуатационные возможности системы высокой температуры теплоносителя;
• отсутствует возможность полностью контролировать температурный режим внутри помещений.

Газовое отопление

На территориях, имеющих магистральные газовые коммуникации, оборудуют отопление на сжиженном газе. По существу, это один из видов водяного отопления. Просто в данном случае в качестве основного источника энергии выступает газ. Однако на этой основе может быть реализована как воздушная, так и паровая система.

При отсутствии магистральных газовых линий можно организовать небольшое газовое хранилище, которое заполнять сжиженным газом на период отопительного сезона. Также, в подсобных хозяйствах практикуется использование газгольдеров – специальных устройств, собирающих газ из силосных и выгребных ям.

Напольный газовый котёл Источник www.ural.org

Преимущества:

• высокий срок эксплуатации оборудования системы;
• высокий уровень экономии на топливе;
• экологическая чистота источника энергии.

Недостатки:

• высокая сложность монтажных работ;
• высокая стоимость компонентов системы;
• необходимость получения разрешения у контролирующих органов;
• необходимость постоянного контроля сервисными службами;
• при отсутствии магистрального подключения, дополнительные расходы на необходимое оборудование;
• при отсутствии магистральных газовых линий, сложности в дозаправке системы.

Электрическое отопление

Не так давно системы отопления на электричестве были достаточно популярны, однако рост цен на электроэнергию в значительной мере снизил востребованность такого решения. В сложившейся ситуации, экономической точки зрения, данный выбор оправдан только безвыходностью и отсутствием альтернатив.

В таких системах теплоносителем являются – конвекторы, камины, обогреватели инфракрасного действия и тёплые полы. На рынке реализуется множество электро-котлов для организации не только систем отопления, но и обеспечения жилых помещений горячей водой для бытового использования.

Настенный электрический котёл Источник avatars.mds.yandex.net

Преимущества:

• достаточно демократичные цены на комплектующие системы;
• использование электрических бойлеров в системах горячего водоснабжения одновременно с обогревом помещений;
• мобильность многих компонентов системы;
• отсутствие необходимости в сервисном обслуживании с серьёзными финансовыми затратами;
• широкие возможности для автоматизации процесса и поддержания оптимальных температурных режимов в здании;
• экологическая безопасность источника тепла.

Недостатки:

• высокая мощность, требуемая для работы системы – до 24 кВт в час;
• высокая стоимость электроэнергии;
• сбои в системе и даже выход из строя при серьёзных перебоях в подаче электроэнергии.

Водяное отопление

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 лучевая. 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.

Видео описание

Смотрите в видео, все подводные камни при обустройстве отопления в частном доме:

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электрике и отоплении.

Геотермальное отопление

При выборе в качестве источника тепла энергетических ресурсов, предоставляемых землёй – это получение экологически безопасной и экономичной системы отопления дома. Наряду с газовым отоплением, одним из источников энергии является геотермальное тепло земли. Грунт поглощает порядка 98% от всей энергии идущей от солнца. В глубоких слоях всегда присутствует тепло и это не зависит от времени года и температуры на поверхности.

Геотермальная система отопления состоит из двух контуров – внешнего и внутреннего. Внешние коммуникации отвечают за коммутацию между теплообменником и внутренним контуром системы. Они находятся глубоко под землёй.

Схема геотермального отопления Источник respect-stroy.com

Внутренний контур – это классическая однотрубная система или двухтрубная система отопления частного дома с радиаторами. Теплоносителем в них выступает либо вода, либо другая подходящая жидкость, например, специальное масло.

Преимущества

• минимальная зависимость системы от климатических условий;
• низкие расходы при эксплуатации системы;
• стабильный приток тепловой энергии в необходимом количестве;
• экологическая безопасность источника тепла.

Недостатки:

• высокая сложность монтажных работ;
• высокая стоимость компонентов системы;
• низкая окупаемость системы – порядка 8 лет;
• требуется обязательно сооружать коллектор.

Способы монтажа

Затронем способы монтажа тепло-несущих коммуникаций. В этом вопросе однозначного мнения не существует. Многое зависит от конкретных условий и предпочтений специалиста проводящего работы.

Наиболее распространёнными вариантами монтажа являются однотрубная или двухтрубная система отопительных коммуникаций. Мы не будем на них останавливаться, а расскажем о двух менее известных способах.

Коллекторная система

Основным узлом при таком способе монтажа в данной системе является коллектор, отвечающий за распределение теплоносителя.

Коллектор для однотрубной отопительной системы Источник termoresurs.ru

Видео описание

В этом видео покажут, как сделать коллектор для теплого пола своими руками:

Коллекторная система отопления, также известная как, лучевая система отопления состоит из следующих элементов:

• коллектор;
• насос;
• приборы отопления;
• приборы, отвечающие за безопасность;
• расширительный бак;
• трубопровод;

В свою очередь, узел коллектора монтируется из двух частей:

1. Входная – она коммутируется с нагревательным агрегатом, принимая теплоноситель необходимой температуры, и распределяет его по контурам системы.
2. Выходная – к ней подсоединяются обратные контуры, которые отдают остывший теплоноситель, перенаправляемый для следующего нагрева в котёл.

Основное отличие и преимущество такого способа монтажа – возможность независимого подключения отопительных приборов к системе. Это позволяет упростить ремонтные работы и более точно регулировать температуру в помещения. Недостатком является высокие затраты на коммуникации и монтаж.

Система «Ленинградка»

Ещё одним интересным решением является ленинградская система отопления. Система отопления «ленинградка» в частном доме позволяет нивелировать потери тепла теплоносителем при удалении от котла.

Это основная проблема отопительных систем классического типа – достижение одинаковой температуры на всей протяжённости магистрали. Решая эту задачу приходится увеличивать количество отопительных приборов по мере удаления от источника тепла.

Радиатор установленный по схеме – «ленинградка» Источник plusteplo.ru

Различия в герметичности

Все отопительные системы делятся на два типа – открытая и закрытая система отопления, разница заключается в том, что открытые коммуникации сообщаются с атмосферой, а закрытые нет.

Открытые системы

Открытая система отопления имеет негерметичный расширительный бак. В нем монтируется сливной патрубок, который отводит излишки воды в канализацию или за пределы здания. Форма сосуда пи этом значения не имеет. Располагают бак на самой высокой точке тепловых коммуникаций.

Схема системы отопления открытого типа Источник avatars.mds.yandex.net

Поскольку у бачка имеется легко открываемая крышка то заполнение системы водой можно проводить ручным способом при помощи вёдер или шланга. Давление в контурах всегда равно атмосферному и по этой причине такие системы не требуют установки контролирующих устройств и более безопасны при эксплуатации.

Закрытые системы

Система отопления закрытого типа с насосом и расширительным баком более сложна при монтаже. Входящие в состав элементы полностью герметичны и форма бака имеет важное значение, она подбирается с таким расчётом чтобы выдерживать давление при минимальной толщине стенок.

Такие системы требуют более внимательного отношения поскольку в них присутствует высокое давление. Для обеспечения безопасности при эксплуатации требуется установка контрольных приборов и аварийного клапана на расширительном баке.

Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией Источник dpa.cv.ua

Горелка

Теплогенераторы, работающие па газовом топливе, подразделяются по типу применяемых горелок. Они бывают вентиляторными и атмосферными.

Котлы, оснащенные вентиляторными горелками, работают без перебоев при пониженном давлении, однако отличаются одним существенным недостатком они очень шумные.

Котлы с атмосферными горелками, наоборот, работают бесшумно, однако могут работать только в том случае, если давление газа не ниже 150 мм вод, ст. Если давление снижается, котел начинает работать примерно на 80% мощности, в результате горелка прогорает.

С вентиляторными горелками этого не случается, поэтому лучше выбрать именно их.