Современные системы отопления

Отопле́ние — искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям технологического процесса^[1]. Под отоплением понимают также устройства и системы (калориферы, теплый пол, ИК-обогрев и пр.), выполняющие эту функцию^[2].

Характеристики отопления[править | править код]

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

Конвективное отопление[править | править код]

Вид отопления, при котором тепло передается благодаря перемешиванию объемов горячего и холодного воздуха. К недостаткам конвективного отопления относится большой перепад температур в помещении (высокая температура воздуха наверху и низкая внизу) и невозможность вентиляции помещения без потерь тепловой энергии

Лучистое отопление[править | править код]

Вид отопления, когда тепло передается в основном излучением и в меньшей степени — конвекцией. Приборы для отопления размещаются непосредственно под или над обогреваемой зоной (вмонтированы в пол или потолок, также могут крепиться на стены или под потолком)^[3][4].

Виды отопления[править | править код]

По источнику тепла

• Печное
• Динамическое

По теплоносителю

• Воздушное
• Паровое
• Водяное
• Инфракрасное

По топливу

• Жидкотопливное;
• Твердотопливное;
• Газовое

Системы отопления[править | править код]

Система отопления — это совокупность технических элементов, предназначенных для компенсации температурных потерь через внешние ограждающие конструкции (стены, пол, крыша), методом получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения необходимого количества теплоты, достаточного для поддержания температуры на заданном уровне согласно нормам.

Основные конструктивные элементы системы отопления:

• Районная котельная (при индивидуальном теплоснабжении котел отопления) — место где вырабатывается теплота;
• Тепловые магистрали (теплотрассы) — элементы для транспортировки теплоты от источника теплоты к потребителям (объектам инфраструктуры);
• Отопительные приборы — элементы для передачи тепловой энергии от теплоносителя воздушным массам в помещении (батареи, теплый пол).

Перенос по теплотрассам теплоты может осуществляться с помощью разных рабочих сред (жидкой или газообразной). Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость — антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем. Наиболее часто применяется в виде рабочей среды вода, объясняется это ее дешевой ценой и приемлемыми теплотехническими показателями. Пар как теплоноситель для обогрева общественных и жилых объектов не применяется, так как потенциально опасен для здоровья людей (в случае деформации и выхода из строя трубопроводов), его применяют для технологических нужд на предприятиях.

Современные системы отопления обладают также и функцией поддержания микроклимата, что предусматривает наличие автоматизации и соответствующего усложнения самой системы. При этом гидравлический режим часто меняется в процессе эксплуатации, что отличает такие системы от «классических», которые единожды настраиваются при пуске в работу^[5]. Благодаря внедрению систем автоматического регулирования для нужд отопления, достигается значительная экономия энергоресурсов.

Классификация[править | править код]

Системы отопления можно разделить^[5]:

• По типу источника нагрева — газовые, геотермальные, дровяные, пиролизные, мазутные, солнечные, угольные, торфяные, пеллетные, электрические (кабельная), отопление с помощью теплового насоса и пр.
  См. Отопительный котёл
• По типу теплоносителя — водяные (жидкостные), воздушные, паровые, комбинированные;
• По типу применяемых приборов — лучистые, конвективно-лучистые, конвективные;
• По виду циркуляции теплоносителя — с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);

А также:

• По радиусу действия — местные и центральные;
• По режиму работы — постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.
• По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;
• По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные;

Для водяного отопления:

• По способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;
• По способу присоединения приборов — однотрубные, двухтрубные;

История и эволюция систем отопления[править | править код]

Воздушное отопление[править | править код]

Основная статья: Воздушное отопление.

Огневоздушное — означает, что нагрев теплоносителя (воздуха) осуществляется с помощью огня.

Первой огневоздушной, да и вообще первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.

В Древнем Риме в I веке до н. э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла получать «чистую» теплоту, без контакта человека с продуктами сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго ещё после потухания огня отдавал теплоту помещению. Гипокауст описывается Марком Витрувием Поллионом в трактате «Об архитектуре». Схожая система, ондоль, появившаяся предположительно в I в. до н. э. — VII в. н. э., используется до сих пор в Корее. Аналогичная система обогреваемого пола известна и в северных районах Китая, где она известна как «дикан» (буквально пол-кан). Впрочем, более распространённый тип китайского кана обогревал лишь широкую лежанку, где люди спали, сидели, сушили вещи и т. д.

Также ещё в Древнем Риме принял свой современный облик камин. Термин и происходит от латинского caminus — открытый очаг. Он устанавливался в центре помещения и максимально окружался теплоаккумулирующими материалами — каменный портал, каменный дымоход, каменная противоложная стена. Таким образом удавалось избежать перегрева во время топки (камень «впитывал» теплоту) и резкого охлаждения после потухания огня (теперь камень «отдавал» тепло). Камин также осуществлял вентиляцию, создавая тягу в дымоходе.

А в средней Европе, судя по археологическим раскопкам, и в IX веке жилища отапливались печами-каменками и курными печами. Печь-каменка представляла собой очаг, сложенный из булыжников и валунов, курная печь — вырытую в земле яму с глиняным сводом. Это было уже большим шагом после костра — такая печь аккумулировала теплоту и продолжала отдавать её долгое время после прогорания топлива, что позволяло тратить меньше дров и сил. Но всё равно эти печи ещё топились «по чёрному» — продукты сгорания выходили сперва прямо в жилище и уже после в атмосферу через специальное отверстие в потолке, а то и вовсе через дверь. В XV веке существовали печи с дымоходными трубами, тогда деревянными — «дымницами»^[6][7].

К этому времени в Европе система гипокауста была практически утрачена (за исключением Испании, где изменённая версия, называемая «глорией», существовала до начала XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой «русской системой», произвело небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячего и холодного.

Такая система не только обеспечивала жильё «чистой» теплотой, но и осуществляла вентиляцию. «Русской системой» была оборудована, к примеру, Грановитая палата в Кремле^[8].

Печи в XV—XVIII веках были глиняные, кирпичные или даже изразцовые, что было большой роскошью — изразцовую печь можно было встретить только в богато украшенных дворцовых помещениях и изредка у зажиточных горожан. Также на Тульском заводе выпускались чугунные и стальные нетеплоёмкие печи. В 1709 году по указу Петра первого были созданы первые десять «шведских» печей с более дешёвыми изразцами (синяя роспись по гладкому белому основанию). «Шведская» печь популярна и до сих пор, бывает различных конструкций — К. Я. Буслаева, Г. Резника, В. А. Потапова, но по сути представляет собой печь с оснащённой вытяжкой варочной камерой в «теле» печи и «кухонной плитой» на ней. В 1736 году в Петербурге были широко распространены «дровосберегающие» печи, оснащённые горизонтальным змеевиком дымохода, в 1742 её уже успешно вытесняла печь с «колодцами» — вертикальным змеевиком.

Российский инженер и архитектор Н. А. Львов в 1795 году издал первую оригинальную русскую работу по отоплению, свою книгу «Русская пиростатика». В издании Львов с резкой критикой отозвался о модном увлечении иностранными фигурными печами, которые были крайне неэффективны, а также представил изобретённые им усовершенствования отопительных установок, а также основы конструирования и расчёты систем огневоздушного отопления.

В это время всё больше распространялись многоэтажные здания, поэтому появляется тенденция к централизованному отоплению. Тут и пригодится «русская система», выполняемая раньше в основном для двухэтажных зданий. Тогда же в 1799 году Николай Львов опубликовал свою вторую книгу «Русская пиростатика, или употребленіе испытанныхъ каминовъ и печей», где есть раздел «О духовыхъ печахъ верхнія или соседственные комнаты нагревающіхъ». Там он предложил конструкцию наподобие калорифера, но малоэффективную.

В 1821 году в Вене была издана книга немецкого профессора Мейснера «Руководство к отоплению зданий гретым воздухом» — также сделавшая значительный вклад в развитие огневоздушного отопления^[9].

В 1820-х годах быстро приобрели и потеряли популярность т. н. печи Уттермарка. Оригинальная печь Ивана^[10] Уттермарка была круглой и выкладывалась очень плотно особым кирпичом, сделанным по лекалам.
кже она имела в своей конструкции изогнутые медные трубы с коленами, проходя через которые, нагревался комнатный воздух^[11]. То есть набор деталей был не из общедоступных. Поэтому только упрощённый вариант, где печь была из обычного кирпича и снабжалась металлической «рубашкой», и получил популярность, которая быстро схлынула из-за плохих санитарно-гигиенических характеристик (при контакте с раскалённой печью воздушная пыль пригорала, издавая неприятный запах).

В 1835 году Николай Аммосов, обобщив идеи Львова и Мейснера, представил первый в мире эффективный калорифер — свою систему «пневматического» отопления, позже и названную «аммосовской печью». Работала система вполне аналогично «русской» — нагретый печью воздух под действием разности плотностей поднимался по «жаровым» металлическим каналам в парадные залы и жилые комнаты. Представление печи было не простое — её впервые установили в помещениях Императорской Академии художеств, где система хорошо себя показала. В 1838 году, после трёхдневного пожара в Зимнем дворце, печное отопление заменили на аммосовские пневмопечи^[12]. К 1841 году «аммосовские печи» были установлены в зданиях Эрмитажа, Придворном Манеже — в общей сложности в 100 крупных зданиях в Санкт-Петербурге и других крупных городах России насчитывалось в общей сложности свыше 420 «больших и малых пневматических печей».

И только теперь стали заметны существенные недостатки. То, что система издавала низкий гул при топке, пересушивала воздух, потрескивала во время грозы, было заметно сразу и терпимо (впрочем, именно поэтому Александр II в 1860-х добавил ей «в помощь» локальные системы водяного отопления^[12], но главный недостаток заключался в раскалённых «жаровых» воздуховодах, которые перегревали оказавшиеся рядом стены, уничтожая драгоценные росписи, а пыль на них пригорала, издавая неприятный запах, или, хуже, взлетала и покрывала понемногу сажей стены, картины — словом, весь интерьер^[13].

Сам Аммосов же ни в коем случае не соглашался с недостатками своего изобретения и приписывал их «лени и неряшеству истопников»^[11].

Водяное отопление[править | править код]

Основная статья: Водяное отопление.

В 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.

В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора П. Г. Соболевского. В 1875 году появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.

В период 1855-57 гг. российский промышленник Франц Карлович Сан-Галли изобрёл принципиально новое для того времени обогревательное устройство — радиатор водяного отопления^[14]. Первые экземпляры радиаторов отопления представляли собой толстые трубы с вертикальными дисками. Сан-Галли назвал свое изобретение «хайцкёрпер» (горячая коробка), а позже придумал для него русское название «батарея». Батареи, производимые на чугунолитейном заводе Сан-Галли, быстро завоевали популярность в Петербурге, а затем и по всему миру.

XX век дал начало системам отопления с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью насосов. Это осуществилось с промышленным выпуском электродвигателей^[7].

Паровое отопление[править | править код]

Грядущий XIX век дал широкое распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин. Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати.

В 1802 году в Российской империи впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая таким способом.

Одна из крупнейших в мире систем центрального парового отопления была создана в Нью-Йорке в 1882 году и функционирует по сей день^[15].

Отопление в СССР[править | править код]

К 1917 году в России многие доходные дома, в основном элитные, оснащались системами водяного и парового отопления. Подача тепла в дом осуществлялась от котельной, расположенной в подвале или пристройке. Судьба одного из таких домов после революции отражена в рассказе Михаила Булгакова «№ 13. Дом Эльпит-Рабкоммуна». На фабриках применялось отопление отработанным паром, который использовался для работы паровых машин. В то же время, значительная часть городских зданий и все индивидуальные дома в городах, селах и деревнях отапливались печами на дровах или иных местных видах топлива.

При создании и обсуждении плана ГОЭЛРО в 1920 г. была выдвинута идея создания систем центрального отопления на основе теплофикации  — совместной выработки электрической и тепловой энергии, реализуемой на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Распространенными видами топлива в то время были каменный и бурый уголь, торф, мазут и дрова. Центральное отопление и теплофикация позволяли повысить эффективность использования топлива, улучшить экологическую обстановку в городах и избавить население от заботы об отоплении жилищ.

Днем рождения советской теплофикации считается 25 ноября 1924 года. В этот день к государственной электростанции № 3 (ТЭЦ-3), расположенной в Ленинграде, была подключен дом № 96 на набережной Фонтанки^[16]. В 1925 году к ТЭЦ-3 были подключены Егорьевские бани и Обуховская больница.

Широкое внедрение систем центрального отопления началось в эпоху индустриализации СССР и сопутствующей ей урбанизации. В это время формируются основные черты систем центрального отопления, которые действуют в России по настоящее время. При вновь возводимых промышленных предприятиях строятся жилые районы («соцгородки») с многоквартирными домами, оснащенными радиаторами водяного отопления.

К началу 1950-х годов большинство сталинских домов были оснащены системами центрального водяного отопления, которые подключались к котельным промышленных предприятий, ТЭЦ или небольшим районным котельным. При невозможности подключения к центральному отоплению отдельные дома имели собственные котельные, а некоторые малоэтажные дома проектировались с вариантом печного отопления.

Окончательное внедрение центрального отопления многоквартирных домов произошло с началом массового жилищного строительства хрущёвок. Наряду с подключением домов к ТЭЦ и котельным предприятий, в новых жилых массивах возводились районные котельные. С середины 1960-х по начало 1990-х развитие систем отопления в СССР шло в направлении дальнейшей централизации. Небольшие котельные закрывались, а дома подключались к крупным котельным и ТЭЦ. Проводились закольцовывание систем отопления и внедрение закрытой системы теплоснабжения с тепловыми пунктами.

С начала 1960-х котельные и ТЭЦ с местных видов топлива массово переходят на более удобное и экологичное — магистральный природный газ. С ходом газификации населенных пунктов индивидуальные жилые дома в городах и сельской местности также начинают переходить на водяное отопление с использованием газовых котлов.

В 1980-е планировалось внедрение отопления с использованием атомной энергии: атомные теплоснабжающие станции (АСТ) в Воронеже и Горьком, атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ) в Харькове и Одессе. Однако после Чернобыльской аварии все проекты были остановлены. Единственной существующей атомной теплоэлектроцентралью является Билибинская АЭС.

Отопление в постсоветскую эпоху[править | править код]

Системы центрального отопления в постсоветскую эпоху развиваются в направлении снижения тепловых потерь при транспортировке тепла, учета расхода тепловой энергии и ее экономии. Законодательство РФ предписывает оборудование строящихся и реконструируемых зданий приборами учета тепловой энергии, а также оснащение существующих многоквартирных домов приборами учета тепловой энергии до 1 января 2019 года^[17]. Во вновь построенных многоквартирных домах все чаще используется горизонтальная разводка отопления с индивидуальными счетчиками тепла на каждую квартиру и терморегуляторами, которые обеспечивают комфортную температуру в квартире и позволяют экономить дорожающую тепловую энергию.

Наряду с развитием центрального отопления, происходит и иной процесс — распространение местного отопления. Этому способствуют дешевизна и распространенность магистрального природного газа, появление недорогих автоматических газовых котлов и нестабильное функционирование систем центрального отопления. Во вновь возводимых многоквартирных жилых домах применяются домовые котельные, устанавливаемые на крыше или в пристройке. В домах малой и средней этажности также применяются поквартирные системы водяного отопления с помощью настенных газовых котлов.

В индивидуальной жилой застройке продолжается газификация магистральным природным газом и внедрение газовых отопительных котлов. Во многих населенных пунктах  — преимущественно сельских — частные дома по-прежнему отапливаются печами на дровах и иных видах твердого топлива. Этому способствуют низкая скорость газификации и высокая стоимость подключения к газовым сетям. В качестве альтернативы отоплению дровяными печами, требующему постоянного ручного управления процессом, распространяется отопление при помощи котлов с автоматизированной подачей топлива, использующих топливные гранулы (пеллеты), а также автономная газификация.

Источник: ru.wikipedia.org

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.  

• 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.

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.  

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. 

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.  

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. 

Недостатки:

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

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.  

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.  

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.  

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.  

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.  

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.  

Отопление на солнечных батареях

Этот вид отопления относится к альтернативным и экологически безопасным. Монтаж солнечных батарей позволяет получать бесплатную энергию, которую можно использовать по своему усмотрению. На местностях с пониженной активностью солнца в течении года, такие системы используют как вспомогательный контур в общих коммуникациях.

Преимущества:

• высокая скорость окупаемости; 
• доступность комплектующих для монтажа системы; 
• лучшее решение при обустройстве тёплых домов; 
• отсутствие затрат на приобретение энергоносителя; 
• продолжительный период эксплуатации; 
• простота в обслуживании и эксплуатации; 
• экологическая безопасность источника энергии.  

Недостатки:

• как правило, необходимо наличие дополнительного источника тепла; 
• необходимость проведения сложных вычислений для оптимального монтажа фотоэлементов; 
• требуется постоянное солнечно освещение; 
• угол кровли должен составлять 30 градусов. 

Печное отопление

Такое решение при создании отопительной системы оправдано лишь в качестве дополнительного источника тепла, украшения интерьера или временного обогрева помещения. Как правило, печи или камины используются для получения тепла в небольших дачных постройках.

В зданиях занимающих большую площадь печное отопление, практически, не может обеспечить равномерный и постоянный обогрев. По причине низкой эффективности и невозможности использовать другой вид источника тепла печи используются как дровяные или угольные котлы. С этой целью в доме оборудуется коммуникации водяного отопления, которые коммутируются с печью.

Преимущества:

• возможность совмещения с камином как частью интерьера и дополнительным источником тепла; 
• для ввода в эксплуатацию не нужны разрешения и дополнительная подготовка; 
• достаточно недорогое топливо; 
• доступность материалов для изготовления печи; 
• отсутствие необходимости подключать магистральные коммуникации; 
• простота в эксплуатации; 
• экологическая безопасность при использовании древесины в качестве топлива.  

Недостатки:

• качественная печь требует достаточного пространства для своего монтажа; 
• высокая пожарная опасность при ненадлежащей эксплуатации; 
• долгий прогрев отапливаемого помещения; 
• необходимость постоянного контроля за уровнем топлива; 
• необходимость проведения подготовительных мероприятий по заготовке топлива; 
• необходимость тщательной изоляции дымохода для исключения возникновения пожара; 
• неравномерность прогрева помещения; 
• низкий коэффициент полезного действия; 
• при неправильной эксплуатации высокая вероятность отравления угарными газами.  

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. 

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. 

Отопление «ленинградка» в частном доме имеет следующие особенности:

• нижняя разводка выполнена горизонтально; 
• отопительные приборы подключаются к выпускному и впускному контуру системы. 

Отопление «ленинградка» наиболее эффективно показывает себя при наличии в системе 5 радиаторов. При этом этажность дома не должна превышать двух этажей. Количество батарей может быть увеличено до 8 штук, но это потребует тщательных расчётов. Дальнейшее увеличение отопительных элементов малоэффективно. Становится понятным, что «ленинградка» – система отопления для относительно небольших зданий.  

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. 

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.  

Заключение

Определяясь с выбором того или иного типа отопления для частного дома, первое, на что необходимо обратить внимание – доступность и вид топлива наиболее распространённый на местности. Это решающий фактор, который определяет тип источника тепла. Далее уже следуют расчёты, и выбирается способ монтажа системы и материалы для комплектующих. 

Источник: m-strana.ru

Современные технологии отопления

Варианты отопления частного дома:

• Система получения тепла в традиционном варианте. Источник тепла – котел. Тепловая энергия распределяется теплоносителем (вода, воздух). Улучшить можно посредством увеличения теплоотдачи котла.
• Энергосберегающее оборудование, которое применяется в новых технологиях отопления. Для обогрева жилья энергоносителем выступает электричество (гелиосистема, разные типы электрического обогрева и солнечные коллекторы).

Новые технологии в отоплении должны помощь в решении вопросов:

• Уменьшение затрат;
• Бережное отношение к природным ресурсам.

Теплый пол

Инфракрасный пол (ИК) – современная технология обогрева. Основным материалом выступает необычная пленка. Положительные качества – гибкость, повышенная прочность, влагостойкость, огнеустойчивость. Укладывать можно под любой напольный материал. Излучение ИК пола хорошо влияет на самочувствие, идентично действию солнечных лучей на организм человека. Денежные расходы на укладку ИК пола меньше на 30-40% чем при затратах на установку полов с электрическими элементами подогрева. Экономия электроэнергии при использовании пленочного пола 15-20%. Пульт управления регулирует температуру в каждой комнате. Нет шума, запаха, пыли.

Использование многотарифного счётчика позволит применить электрический тёплый пол с греющим кабелем.

При водяном способе подачи тепла в стяжку пола ложится металлопластиковая труба. Температура нагрева ограничивается 40 градусами.

Водяные солнечные коллекторы

Инновационная отопительная технология применяется в местах с большой солнечной активностью. Водяные солнечные коллекторы располагают на открытых для солнца местах. Обычно это крыша здания. От солнечных лучей вода нагревается и направляется внутрь дома.

Отрицательным моментом является невозможность использования коллектора в ночное время. Нет смысла применять в районах северного направления. Большим плюсом использования этого принципа получения тепла будет общедоступность энергии солнца. Не приносит вреда природе. Не занимает полезную площадь во дворе дома.

Гелиосистемы

Применяются тепловые насосы. При общем расходе электроэнергии в 3-5 кВт насосы перекачивают от природных источников в 5-10 раз больше энергии. Источником выступают природные ресурсы. Полученная тепловая энергия поступает в теплоноситель при помощи тепловых насосов.

Главная мысль при использовании тепловых насосов – это перспективность. Расходы на ввод в эксплуатацию системы высокие.

Инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели нашли применение в виде основного и дополнительного отопления в любом помещении. При низком потреблении электроэнергии получаем большую теплоотдачу. Воздух в помещении не пересушивается.

Установка легко крепится, не нужны дополнительные разрешения на этот вид обогрева. Секрет экономии – в том, что тепло накапливается в предметах и стенах. Применяют потолочные и настенные системы. У них большой срок службы, более 20 лет.

Плинтусная технология отопления

Схема работы плинтусной технологии обогрева помещения напоминает работу ИК-нагревателей. Нагревается стена. Потом она начинает отдавать тепло. Инфракрасное тепло отлично переносится человеком. Стены не будут подвержены грибку и плесени, поскольку всегда будут сухими.

Легко устанавливается. Регулируется подача тепла в каждой комнате. Летом можно систему использовать для охлаждения стен. Принцип действия, как и при обогреве.

Воздушная система отопления

Отопительная система построена по принципу терморегуляции. Горячий или холодный воздух подается непосредственно в помещение. Основной элемент – печь с газовой горелкой. Сгораемый газ отдает тепло в теплообменник. Оттуда нагретый воздух поступает в помещение. Не требует водопроводных труб, радиаторов. Решает три вопроса – отопление помещения, вентиляция.

Преимущество в том, что отопление можно запустить в работу постепенно. При этом действующее отопление не пострадает.

Теплоаккумуляторы

Теплоноситель нагревается ночью в целях экономии денежных расходов на электроэнергию. Теплоизолированный бак, емкость больших размеров представляет собой аккумулятор. Ночью он нагревается, днём идет отдача тепловой энергии для отопления.

Использование компьютерных модулей и выделяемого ими тепла

Для запуска системы подачи тепла необходимо подключение интернета и электричества. Принцип работы: используется тепло, которое выделяет процессор при работе.

Применяют компактные и недорогие ASIC-чипы. Собирают в одно устройство несколько сотен чипов. По себестоимости эта установка выходит, как обычный компьютер.

Современные технологии утепления дома

Строительство дома сегодня предполагает использование новых способов утепления строений инновационными материалами.

Использование термоизоляционной краски Lic Ceramic

В народе этот современный материал называют нанокраска для утепления. Сверхтонкая теплоизоляция – главное качество этого материала. Применяется для утепления стен, фасадов, крыш, полов. Инновационный материал экономит тепло в помещении на 30%. Для старых построек плюсом будет маленький вес материала. Нет дополнительной нагрузки на стены.

Жидкий пеноизол

Старые постройки требуют бережного отношения к ним. Жидкий утеплитель пеноизол – подаётся под давлением. Заполняет пустоты внутри стен, фундаментов и крыши. Внешний вид старого строения не пострадает. С помощью пенообразного материала заполняют маленькие щели и дефекты в стенах. Утепление дома проводят с большой степенью надёжности.

Пеноизол обладает высокой звукоизоляцией, низкой теплопроводимостью, повышенной сопротивляемостью огню. Утепление дома прослужит 30-50 лет.

Вспененная гранула

Это цельные шарики пенопласта. Называют «дробленый пенопласт».

Применяется так:

1. Добавляют в бетон. Бетон становиться облегченным и с повышенной теплоизоляцией.
2. Пустоты, например, межкирпичной кладки задувают гранулами пенопласта. Не требуется дополнительное выравнивание стен для утепления.

Источник: viafuture.ru

Другие статьи по теме:

Расход газа на отопление Новые технологии в отоплении Нагревательные приборы системы отопления Воздушное отопление дома Печи для дома с водяным отоплением Опрессовка труб что это такое