Отопительные приборы систем водяного отопления

Виды отопительных приборов в отопительной системе

В отопительной системе применяются отопительные приборы, которые служат для передачи помещению тепла. Изготовленные приборы отопления должны соответствовать следующим требованиям:

1. Экономическим: небольшая стоимость прибора и маленький расход материала.
2. Архитектурно-строительным: прибор должен быть компактным и соответствовать интерьеру помещения.
3. Производственно-монтажным: механическая прочность изделия и механизация при изготовлении прибора.
4. Санитарно-гигиеническим: низкая температура поверхности, небольшая площадь горизонтальной поверхности, удобство уборки поверхностей.
5. Теплотехническим: максимальная передача тепла в помещение и управляемость теплоотдачей.

Классификация приборов

Различают следующие показатели при классификации отопительных приборов:

• — величина тепловой инерции (большая и малая инерция);
• — материал, используемый при изготовлении (металлический, неметаллический и комбинированный);
• — способ передачи тепла (конвективные, конвективно-радиационные и радиационные).

К радиационным приборам относят:

• потолочные излучатели;
• секционные чугунные радиаторы;
• трубчатые радиаторы.

К конвективно-радиационным приборам относят:

• напольные отопительные панели;
• радиаторы секционные и панельные;
• гладкотрубные приборы.

К конвективным приборам относят:

• панельные радиаторы;
• ребристые трубы;
• пластинчатые конвекторы;
• трубчатые конвекторы.

Рассмотрим наиболее применимые типы отопительных приборов.

Алюминиевые секционные радиаторы

Достоинства

1. высокий КПД;
2. небольшой вес;
3. простота монтажа радиаторов;
4. эффективная работа элемента отопления.

Недостатки

1. 1. не пригодны к эксплуатации в старых отопительных системах, так как соли тяжелых металлов разрушают защитную полимерную пленку алюминиевой поверхности.
2. 2. длительная эксплуатация приводит к негодности литой конструкции, к разрыву.

В основном применяются в центральных отопительных системах. Рабочее давление работы радиаторов с 6 до 16 бар. Отметим, что наибольшие нагрузки выдерживают радиаторы, которые были отлиты под давлением.

Биметаллические модели

Достоинства

1. небольшой вес;
2. высокий КПД;
3. возможность оперативного монтажа;
4. обогревают большие площади;
5. выдерживают давление до 25 бар.

Недостатки

1. имеют сложную конструкцию.

Данные радиаторы прослужат дольше других. Радиаторы выполнены из стали, меди и алюминия. Материал алюминий хорошо проводит тепло.

Чугунные отопительные приборы

Достоинства

1. не подвержены коррозии;
2. хорошо передают тепло;
3. выдерживают высокое давление;
4. существует возможность дополнения секциями;
5. качество теплового носителя не имеет значение.

Недостатки

1. значительный вес (одна секция весит 5 кг);
2. хрупкость тонкого чугуна.

Рабочая температура теплового носителя (воды) достигает 130°С. Чугунные отопительные приборы служат достаточно долго, около 40 лет. На показатели теплоотдачи не влияют минеральные отложения внутри секций.

Существует большое разнообразие чугунных радиаторов: одноканальные, двухканальные, трехканальные, с тиснением, классические, увеличенные и стандартные.

В нашей стране экономичный вариант чугунных приборов получил наибольшее применение.

Стальные панельные радиаторы

Достоинства

1. повышенная теплоотдача;
2. низкое давление;
3. легкая уборка;
4. простой монтаж радиаторов;
5. небольшая масса по сравнению с чугунными.

Недостатки

1. высокое давление;
2. коррозия металла, в случае использования обычной стали.

Стальной радиатор настоящего времени нагревается лучше чугунного.

В стальных отопительных приборах встроены терморегуляторы, которые обеспечивают постоянный контроль за температурой. Конструкция прибора имеет тонкие стенки и достаточно быстро реагирует на терморегулятор. Малозаметные кронштейны позволяют крепить радиатор на полу или стене.

Низкое давление стальных панелей (9 бар) не позволяет подключать их к центральной отопительной системе с частыми и значительными перегрузками.

Стальные трубчатые радиаторы

Достоинства

1. высокая теплопередача;
2. механическая прочность;
3. эстетичный вид для интерьеров.

Недостатки

1. высокая стоимость.

Трубчатые радиаторы довольно часто используются в дизайне помещений, потому что они украшают комнату.

Из-за коррозии, обычные стальные радиаторы в настоящее время не выпускают. Если же подвергнуть сталь антикоррозийной обработки, то это значительно увеличит стоимость прибора.

Радиатор из оцинкованного сталепроката не подвержен коррозии. Он имеет возможность выдерживать давление в 12 бар. Радиатор данного типа часто устанавливают в многоэтажных жилых домах или организациях.

Отопительные приборы конвекторного типа

Прибор конвекторного типа

Достоинства

1. малая инерция;
2. небольшая масса.

Недостатки

1. низкая теплопередача;
2. большие требования к теплоносителю.

Приборы конвекторного типа достаточно быстро отапливают помещение. Они имеют несколько вариантов изготовления: в виде плинтуса, в виде настенного блока и в виде скамейки. Существуют так же конвекторы внутрипольные.

В работе данного отопительного прибора применяется медная трубка. По ней движется теплоноситель. Трубка используется в качестве стимулятора воздуха (горячий воздух поднимается верх, а холодный опускается вниз). Процесс смены воздуха происходит в металлическом коробе, который при этом не нагревается.

Отопительные приборы конвекторного типа подходят для помещений с низкими окнами. Теплый воздух из установленного около окна конвектора препятствует поступающему холодному.

Отопительные приборы можно подключить к централизованной системе, так как она рассчитаны на давление в 10 бар.

Полотенцесушители

Достоинства

1. разнообразие форм и расцветок;
2. высокие показатели давления (16 бар).

Недостатки

1. может не осуществлять свои функции из-за сезонных перебоев в водоснабжении.

В качестве материала изготовления используют сталь, медь и латунь.

Полотенцесушители бывают электрические, водяные и комбинированные. Электрические не такие экономичные, как водяные, но позволяют покупателям не зависеть от наличия водоснабжения. Комбинированными полотенцесушителями запрещено пользоваться в случае отсутствие воды в системе.

Выбор радиатора

При выборе радиатора необходимо обращать внимание на практичность элемента отопления. Далее, необходимо помнить про следующие характеристики:

• габаритные размеры прибора;
• мощность (на 10 м2 площади 1 кВт);
• рабочее давление (от 6 бар — для замкнутых систем, от 10 бар для центральных систем);
• кислотные характеристики воды, как теплового носителя (для алюминиевых радиаторов данный тепловой носитель не подходит).

После уточнения основных параметров можно переходить к выбору приборов отопления по эстетическим показателям и возможности его модернизации.

Приборы водяного отопления. Что выбрать?

Eсли лет десять назад российским потребителям не было доступно практически ничего кроме чугунных радиаторов, то в настоящее время у нас появился широкий выбор различных отопительных приборов. Однако, отталкиваясь только от внешнего вида при их выборе, можно создать себе немалые проблемы. Следует знать, что условия эксплуатации отопительных приборов в России (однотрубная система отопления, наличие гидравлических ударов) не всегда соответствуют требованиям эксплуатации многих импортных радиаторов. Поэтому основным критерием при выборе прибора должна быть его максимальная адаптация к конкретным условиям эксплуатации. Следует знать ограничения, о которых Вам не всегда сообщат продавцы-консультанты.

Чугунные секционные радиаторы.

Этот тип отопительных приборов установлен в большинстве старых российских домов. Классический пример такого радиатора — отечественная модель МС-140, имеющая рабочее давление 9 атм, испытательное 15 атм.

Каковы достоинства чугунных радиаторов? Они устойчивы к коррозии и не очень «привередливы» к загрязненной воде, что очень важно при использовании в городских домах с центральным отоплением.

Устойчивость к коррозии очень важна в условиях, когда вода из системы отопления на лето сливается, и, получается, что радиатор на эти «сухие» месяцы остается ржаветь, что типично для централизованного отопления большинства российских городов. Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравлическое сопротивление большинства чугунных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной циркуляцией.

Недостатки чугунных радиаторов очевидны. Во-первых, чугун — тяжелый, это осложняет монтаж, перевозку и т. д. Во-вторых, чугунные радиаторы обладают высокой тепловой инерцией, что затрудняет регулировку температуры в помещении. В-третьих, большинство из них — далеко не произведение искусства, часто они не вписываются в интерьер (за исключением некоторых стилизованных импортных моделей).

И последний существенный недостаток — сложность удаления пыли, скапливающейся между секциями.

До 70% тепла у чугунных радиаторов передается в помещение через излучение и только 30% — посредством конвекции.

Алюминиевые секционные радиаторы.

Последние годы алюминиевые радиаторы отвоевали значительную часть российского рынка у чугунных. За счет чего это произошло? Прежде всего, за счет высокой теплоотдачи и легкости — вес одной секции без воды всего около 1 кг, что заметно облегчает транспортировку и монтаж. Зачастую выбор в пользу алюминиевых радиаторов (которые, производятся, естественно, не из чистого алюминия, а из сплава), делается благодаря их привлекательному дизайну.

Алюминиевые радиаторы менее инерционны, чем чугунные, а, следовательно, быстро реагируют на изменение параметров регулирования температуры.

Наиболее распространены модели с межцентровым расстоянием 500 и 350 мм, но многие фирмы предлагают и нестандартные варианты — 400, 600, 700, 800 мм и др. Длина алюминиевого радиатора определяет его мощность. «Собирая» прибор из отдельных секций, можно достаточно точно подобрать нужные для отопления конкретного помещения параметры.

Существует два варианта алюминиевых радиаторов:

– литые (каждая секция отливается как цельная деталь, к которой привариваются донные части);

– произведенные методом экструзии. В этом случае каждая секция состоит из нескольких элементов, механически соединенных друг с другом.

Рабочее давление алюминиевых радиаторов различных производителей отличается достаточно существенно. Можно условно выделить два типа алюминиевых секционных радиаторов:

– стандартный «европейский», рассчитанный на рабочее давление примерно 6 атм, но следует учитывать, что он хорош для применения только в коттеджах и других автономных системах отопления;

– «усиленный» — радиатор с рабочим давлением не менее 12 атм.

Самый существенный недостаток алюминиевых радиаторов — коррозионная зависимость, усиливающаяся при наличии в системе отопления других металлов, что приводит к образованию гальванических пар. Тем не менее, если при проектировании и монтаже системы отопления учесть все требования и соблюдать рекомендации по эксплуатации этих радиаторов, то они прослужат вам верой и правдой много лет.

Биметаллические секционные радиаторы.

Биметаллические радиаторы конструктивно выполнены из алюминиевого корпуса и стальной трубы, по которой движется теплоноситель. Их эксплуатационные свойства лучше, чем у алюминиевых. Благодаря прочности стали, они выдерживают большее давление ( рабочее давление для многих из них составляет 20-30 и более атм ) и позволяют несколько снизить требования к качеству теплоносителя, которые очень существенны для обычных алюминиевых. С другой стороны от алюминиевых радиаторов они взяли и их основные достоинства — хорошую теплоотдачу и современный дизайн.

Грубо говоря, биметаллический радиатор — это стальной каркас, залитый алюминием. Теплоноситель в них почти не контактирует с алюминием. Он движется по стальным трубкам, которые в свою очередь передают тепло алюминиевым панелям, а те нагревают окружающий воздух. Внешне такие радиаторы очень похожи на алюминиевые.

Биметаллические приборы пригодны для городских систем централизованного отопления, но как и любые другие металлические трубы, они постепенно зарастают шламовыми отложениями. Кроме того, как и для всех радиаторов, в которых теплоноситель соприкасается со сталью, для «биметалла» вредно повышенное содержание кислорода, который способствует развитию коррозии.

Стальные панельные радиаторы.

Стальные панельные радиаторы — одни из наиболее часто используемых в системах индивидуального отопления (например, в загородных домах). Они отличаются небольшой тепловой инерцией, а значит, с их помощью легче осуществлять регулирование температуры в помещении. Рабочее давление большинства моделей стальных панельных радиаторов — 9 атм . Благодаря широчайшему модельному ряду можно подобрать оптимальный по параметрам панельный радиатор практически для любого помещения . Стандартная высота этих отопительных приборов — 300, 350, 400, 500, 600 и 900 мм (есть и более низкие — 250 мм ), ширина — от 400 до 3000 мм, глубина — от 46 до 165 мм. Ассортимент панельных радиаторов каждого из ведущих производителей состоит из нескольких сотен моделей разной глубины, ширины и высоты.

Название этого типа отопительных приборов дает достаточно точное представление об их внешнем виде. Это прямоугольная панель в подавляющем большинстве случаев белого цвета. Конструктивно панельный радиатор представляет собой два сваренных между собой стальных листа (толщиной, обычно, 1,25 мм) с вертикальными каналами, в полости которых циркулирует теплоноситель. Для увеличения нагреваемой поверхности, а, как следствие, теплоотдачи к тыльной стороне панели приварены стальные П – образные ребра.

Если говорить о недостатках, то, как и все стальные изделия, они при контакте с водой коррозируют, чувствительны к гидравлическим ударам и рассчитаны на невысокое давление. Стальные радиаторы можно использовать в индивидуальных системах, а в городских домах их установка крайне нежелательна!

Существует три типа панельных радиаторов: с нижним, боковым и универсальным подключением. В радиаторы с нижнем подключением может быть встроен термостатический вентиль, на который можно установить терморегулятор для поддержания заданной температуры в помещении. Как правило, стоимость радиаторов с нижним подключением выше, чем аналогов с боковым подключением.

Обычно производители панельных радиаторов в комплект поставки включают кронштейны (скобы) для крепления радиатора на стене. Но если размещение на стене по каким – либо причинам нежелательно, то можно приобрести специальные ножки для установки прибора на пол.

Панельные радиаторы, пожалуй, самый распространенный тип отопительных приборов в большинстве цивилизованных стран.

Стальные трубчатые радиаторы.

Радиаторы этого типа — одни из самых красивых. Благодаря относительно небольшому объему теплоносителя, они быстро реагируют на все команды терморегуляторов. Рабочее давление трубчатых радиаторов достаточно высокое (обычно 6-15 атм). К их достоинствам можно отнести и то, что в отличие от большинства других отопительных приборов их очень легко протирать и мыть.

Недостатки—при отсутствии внутреннего защитного покрытия подвержены коррозии и высокая цена, ограничивающая распространение этого типа отопительных приборов в России.

Конвекторы (пластинчатые отопительные приборы).

Стальные конвекторы быстро стали популярны в современных российских городских домах. Это и неудивительно — благодаря простой конструкции, они просты в производстве и достаточно дешевы. Конструктивно — это одна или несколько труб с надетыми на них металлическими «ребрами-пластинами». Конвекторы считаются высоко надежными приборами, т. к. ломаться практически нечему. В них нет стыков, соответственно, они и не потекут. Конвекторы могут быть как с защитным декоративным кожухом, так и без него. Первый вариант более эстетичен. В приборах этого типа почти все тепло передается конвекцией. Разместив конвектор под окном, можно эффективно отсечь холодный воздух, проникающий внутрь помещения. Тепловая инерция таких отопительных приборов низкая, что обеспечивает быстрое регулирование. Обычно они рассчитаны на достаточно высокое рабочее давление (порядка 15 атм).

Кажется, что такая масса достоинств должна была бы позволить самым простым конвекторам вытеснить с рынка все остальные отопительные приборы. Почему этого не происходит?

Одна из причин — неравномерный прогрев помещений, особенно при высоких потолках. Как известно, конвекторы практически не излучают тепло внутрь помещения. Они способствуют перемещению теплого воздуха вверх, под потолок. Кроме того, при использовании конвекторов, некоторая часть пыли увлекается с пола воздушными потоками. Также, стоит иметь в виду, что теплоотдача конвекторов низкая, соответственно их эффективность в системах с низкой температурой теплоносителя невысока.

Кроме самых простых, дешевых и не очень эффективных конвекторов существуют и варианты с хорошим дизайном и высокой теплоотдачей. Данные приборы выполняются не только из стали, но и из меди, или меди в комбинации с алюминием. Выпускаются модели конвекторов, встраиваемые в пол.

Источник: журнал “С.О.К.-Маркет”, №5(8) май 2006

Приборы и оборудование для системы водяного отопления

Оборудование для системы водяного отопления включает теплогенератор, отопительные приборы и теплопроводы. Современные приборы водяного отопления эффективно обогревают помещение и в то же время экономят энергию. Правда, системы водяного отопления требуют более длительного и сложного монтажа, а трубы и радиаторы «крадут» часть помещения, однако пока они являются наиболее предпочтительными.

В последнее время в домах стали устанавливать настенные газовые котлы. В них находятся насос, предохранительный клапан, расширительный мембранный бак, пульт управления. Такие котлы бывают как одно-, так и двухконтурными. Первые только отапливают дом, вторые еще и снабжают горячей водой.

Виды приборов водяного отопления: теплогенератор и котлы

Теплогенератор (водогрейный котел) – один из приборов системы водяного отопления, представляющий собой агрегат, который в процессе сжигания топлива нагревает теплоноситель. Схема устройства современных водогрейных котлов одинакова: внутри металлического корпуса размещен теплообменник, отличия имеются исключительно в дизайне корпуса.

Материалом для корпуса теплогенератора служат сталь или чугун. Чугунный котел не подвержен ржавлению, но весит довольно много, что затрудняет его транспортировку и монтаж. Кроме того, такое устройство боится резких температурных контрастов в отличие от стального котла, который не страдает от перепада температуры. Срок службы чугунного котла — 50—60 лет, стального — не более 15 лет, после чего потребуется его ремонт, замена изношенных деталей.

Теплообменник для оборудования водяного отопления тоже изготавливают из стали или чугуна, иногда из меди (последний материал самый лучший), но более важно, имеется ли на внутренних его стенках защитное покрытие. Если да, то на нем не будет оседать сажа, что повысит теплоотдачу и позволит экономить топливо.

Газовые и жидкотопливные котлы объединяет то, что они работают в автоматическом режиме весь отопительный сезон, не нуждаются в специальном уходе и имеют высокий КПД — 96 %.

Жидкотопливный котел может работать исключительно на качественном топливе. Согласно российским стандартам, рынок реализует летнее (маркировка «Л»), зимнее (маркировка «3») и арктическое (маркировка «А») дизельное топливо. Температура воздуха при эксплуатации должна быть не ниже -5; не ниже -30 и не ниже 50 °С соответственно.

Жидкое топливо (солярка) самое дорогое. Однако его придется хранить, для чего потребуется обустроить помещение или площадку для погруженных в землю емкостей (при этом надо будет мириться с неприятным запахом). При сгорании дизельного топлива образуются сернистые соединения, оседающие на стенках котла (стальные котлы подвержены этому в большей степени, поэтому, как правило, используют чугун для изготовления котла, но при этом вес агрегата значительно увеличивается).

В настоящее время относительно дешевым топливом является газ. Он дает больше полезного тепла, чем другие виды топлива. Кроме того, он более экологичен; практически полностью сгорает, не оставляя сажи в топливнике; не требует запасания; легко поддается учету с помощью газового счетчика. Для металлического корпуса котла газ более практичен, поскольку он не страдает от коррозии и, следовательно, бывает более долговечным.

Твердотопливные котлы (функционирующие на угле, дровах) потребуют времени и усилий для обслуживания, поскольку придется загружать в них топливо (его еще нужно будет заготавливать и где-то хранить), удалять золу, вычищать сажу, да и КПД теплогенератора этого типа не превышает 65%. Есть, однако, и немалые плюсы, в частности твердотопливный котел многофункционален (он может быть объединен с кухонной плитой); долговечен (до 20 лет); прост в ремонте, поскольку часто предполагает замену прогоревшей детали; дешев.

Эксплуатация электрического водогрейного котла стоит дорого, хотя есть возможность и сэкономить, поскольку оборудование оснащается удобной системой контроля температуры, позволяет использовать экономичный режим и т. д. Однако необходимо быть уверенным в том, что перебоев в электроснабжении не будет (хотя и это преодолимо — можно смонтировать блок аварийного электропитания). Чтобы отопить дом площадью до 150 м2, котел должен иметь мощность до 16 кВт, для дома в 200— 300 м2—24—32 кВт.

Комбинированные котлы для водяного отопления

Понятно, что теплогенератор, работающий на одном виде топлива, например на газе, предпочтителен. Но возможны разные ситуации, выходом из которых будет покупка комбинированного котла, в котором устанавливается сменная горелка, могущая работать как на газе, так и на дизельном топливе.

Однако и этот вид приборов водяного отопления имеет свои нюансы, в частности:

• обойдется такой теплогенератор немного дороже, чем котел, рассчитанный на один вид топлива;
• его КПД примерно на 10—20% ниже, чем у газового или жидкотопливного котла;
• поскольку котел — агрегат крупногабаритный, то под него придется отвести отдельное помещение;
• некоторые его комплектующие (топливный насос, дутьевой вентилятор и др.) работают от электрической сети. Длительные перебои с электричеством зимой могут закончиться разрывом трубопровода. Для таких ситуаций надо купить и мощный электрогенератор.

Отопительный котел должен иметь определенную мощность, причем она должна превышать теплопотери дома примерно на 15—20%, которые еще надо уметь высчитать. Для перестраховки можно купить более мощный агрегат (от этого параметра зависит и цена оборудования), но тогда не исключено, что часть его теплопроизводительности не будет использована т. е. фактически деньги будут потрачены зря. Если купить менее мощный котел, то можно мерзнуть всю зиму, даже если он будет работать в полную силу. Таким образом, лучше обратиться за консультацией к специалисту.

В моделях котлов предыдущих поколений снижение мощности влекло за собой снижение КПД. Современное оборудование оснащено несколькими ступенями мощности, благодаря чему можно уменьшить теплопроизводительность агрегата и количество топлива, и это не обернется потерями тепла. Новейшее изобретение — водогрейные котлы с моделирующими головками, при которых бесступенчатое снижение мощности никак не отражается на КПД оборудования.

Отопление можно объединить с системой горячего водоснабжения, для чего достаточно установить двухконтурный водогрейный котел. Они бывают различного типа — проточного, накопительного или в сочетании с бойлером.

Для передачи тепла от теплоносителя воздуху используются отопительные приборы, без которых эффективность системы водяного отопления была бы крайне низкой. Благодаря специальной конструкции отопительных приборов, можно извлечь из теплоносителя максимальное количество тепла.

Параметры оборудования водяного отопления

Отопительные приборы систем водяного отопления классифицируются по таким параметрам, как:

• способ теплоотдачи. По этому критерию различают конвективные (конвекторы и ребристые трубы), радиационные (потолочные излучатели) и конвективно-радиационные (секционные, панельные, гладкотрубные) отопительные приборы. Максимальной теплоотдачей обладают конвекторы в кожухе и секционные радиаторы, минимальной — гладкотрубные приборы и конвекторы без кожуха (здесь уместно заметить, что за 100; принята теплоотдача секционного радиатора глубиной 140 мм, изготовленного из чугуна);
• тип нагревательной поверхности, которая может быть гладкой и ребристой;
• величина тепловой инерции. Различают отопительные приборы с большой инерцией (секционные радиаторы) и с малой инерцией (конвекторы); S материал, из которого выполнен прибор. Это могут быть металл, керамика, пластмасса, комбинация разных материалов;
• высота прибора. По этому признаку изготавливают высокие отопительные приборы (более 65 см), средние (от 40 до 65 см), низкие (от 20 до 40 см) и плинтусные (до 20 см).

Элементы системы водяного отопления: арматура и расширительный бак

Чтобы иметь возможность регулировать работу водяной системы отопления, используют различную запорно-регулирующую арматуру, в которую входят:

• арматура обвязки теплогенератора, к которой относятся манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан, датчики давления и потока, гидравлический сепаратор, установки подпитки и воздухоудалители;
• радиаторная арматура, в функции которой входит регулировка потока теплоносителя, попадающего в отопительный прибор, и его теплоотдачи.

С этой целью применяют регулировочные, запорные и сливные краны, термостаты, воздухоотводчики, нижнюю арматуру, боковой инжекторный узел: трубопроводная арматура.

Еще одним важным элементом водяной системы отопления является расширительный бак. Необходимость его включения в систему продиктована свойством воды увеличиваться в объеме при нагреве и возвращаться к исходному объему при охлаждении. Деталь, которая уравновешивает это расширение, и есть расширительный бак, или демпфер.

В его функции входит следующее:

• вмещать излишек теплоносителя, образующийся при повышении его температуры;
• возмещать нехватку воды при охлаждении или небольшой утечке;
• собирать воздух, который выделяется из горячей воды и который попадает в систему отопления с холодной водой.

Из недостатков демпфера известны такие: вероятность потери полезного тепла, которое может отдаваться через стенки бака при установке его вне помещения; громоздкость. Демпфер бывает открытым и закрытым. Первый бывает прямоугольным или цилиндрическим. Место для него отводится на чердаке, т. е. в самой верхней точке системы отопления. Закрытый демпфер устанавливают в котельной, подводя к обратной магистрали перед циркуляционным насосом.

Краткий обзор современных систем отопления жилых домов и общественных зданий

Правильный выбор, грамотное проектирование и качественный монтаж системы отопления – залог тепла и уюта в доме в течение всего отопительного сезона. Обогрев должен быть качественным, надежным, безопасным, экономичным. Чтобы правильно подобрать систему отопления, необходимо ознакомиться с их видами, особенностями монтажа и работы нагревательных приборов. Важно также учитывать доступность и стоимость топлива.

Типы современных систем отопления

Системой отопления называют комплекс элементов, используемых для обогрева помещения: источник тепла, трубопроводы, нагревательные приборы. Тепло передается с помощью теплоносителя – жидкой или газообразной среды: воды, воздуха, пара, продуктов сгорания топлива, антифриза.

Системы отопления зданий необходимо подбирать так, чтобы добиться максимально качественного обогрева с сохранением комфортной для человека влажности воздуха. В зависимости от вида теплоносителя различают такие системы:

Нагревательные приборы системы отопления бывают:

В качестве источника тепла могут использоваться:

• уголь;
• дрова;
• газ;
• электричество;
• брикеты – торфяные или дровяные;
• энергия солнца или других альтернативных источников.

Воздушное отопление

Воздух нагревается непосредственно от источника тепла без использования промежуточного жидкого или газообразного теплоносителя. Системы применяют для обогрева частных домов небольшой площади (до 100 м.кв.). Установка отопления этого типа возможна как при возведении здания, так и при реконструкции уже существующего. В качестве источника тепла служит котел, ТЭН или газовая горелка. Особенность системы заключается в том, что она является не только отопительной, но и вентиляционной, поскольку нагревается внутренний воздух в помещении и свежий, поступающий снаружи. Воздушные потоки поступают через специальную заборную решетку, фильтруются, нагреваются в теплообменнике, после чего проходят через воздуховоды и распределяются в помещении.

Регулировка температуры и степени вентиляции осуществляется с помощью термостатов. Современные термостаты позволяют заранее задавать программу изменений температуры в зависимости от времени суток. Системы функционируют и в режиме кондиционирования. В этом случае воздушные потоки направляются через охладители. Если нет необходимости в обогреве или охлаждении помещения, система работает как вентиляционная.

Установка воздушного отопления обходится относительно дорого, но его преимущество в том, что нет необходимости прогревать промежуточный теплоноситель и радиаторы, за счет чего экономия топлива составляет не менее 15%.

Система не замерзает, быстро реагирует на изменения температурного режима и прогревает помещения. Благодаря фильтрам воздух в помещения поступает уже очищенным, что снижает количество болезнетворных бактерий и способствует созданию оптимальных условий для поддержания здоровья проживающих в доме людей.

Недостаток воздушного отопления – пересушивание воздуха, выжигание кислорода. Проблема легко решается, если установить специальный увлажнитель. Система может быть усовершенствована с целью экономии и создания более комфортного микроклимата. Так, рекуператор подогревает поступающий воздух, за счет выводимого наружу. Это позволяет сократить энергозатраты на его подогрев.

Возможна дополнительная очистка и дезинфекция воздуха. Для этого, помимо механического фильтра, входящего в комплектацию, устанавливают электростатические фильтры тонкой очистки и ультрафиолетовые лампы.

Водяное отопление

Это замкнутая система отопления, в качестве теплоносителя в ней используется вода или антифриз. Вода подается по трубам от источника тепла к радиаторам отопления. В централизованных системах температура регулируется на тепловом пункте, а в индивидуальных – автоматически (с помощью термостатов) или вручную (кранами).

Виды водяных систем

В зависимости от типа присоединения нагревательных приборов системы делят на:

По способу разводки различают:

В однотрубных системах подключение отопительных приборов последовательное. Чтобы компенсировать потерю тепла, которая происходит при последовательном прохождении воды из одного радиатора в другой, применяют отопительные приборы с различной поверхностью теплоотдачи. Например, могут быть использованы чугунные батареи с большим количеством секций. В двухтрубных применяют схему параллельного подключения, что позволяет устанавливать одинаковые радиаторы.

Гидравлический режим может быть постоянным и изменяемым. В бифилярных системах отопительные приборы соединены последовательно, как в однотрубных, но условия теплопередачи радиаторов такие же, как в двухтрубных. В качестве отопительных приборов используются конвекторы, стальные или чугунные радиаторы.

Преимущества и недостатки

Водяной обогрев широко распространен благодаря доступности теплоносителя. Еще одно преимущество – возможность обустроить систему отопления своими руками, что немаловажно для наших соотечественников, привыкших полагаться только на собственные силы. Впрочем, если бюджет позволяет не экономить, проектирование и монтаж отопления лучше доверить специалистам.

Это избавит от многих проблем в будущем – протечек, прорывов и т.п. Недостатки – замерзание системы при отключении, длительное время прогрева помещений. Особые требования предъявляют к теплоносителю. Вода в системах должна быть без посторонних примесей, с минимальным содержанием солей.

Для разогрева теплоносителя может использоваться котел любого типа: на твердом, жидком топливе, газе или электричестве. Чаще всего используют газовые котлы, что предполагает подключение к магистрали. Если такой возможности нет, то обычно устанавливают твердотопливные котлы. Они более экономичны, чем конструкции, работающие на электричестве или жидком топливе.

Обратите внимание! Специалисты рекомендуют подбирать котел из расчета мощности 1 кВт на 10 м.кв. Эти показатели – ориентировочные. Если высота потолков более 3 м, в доме большие окна, есть дополнительные потребители или помещения недостаточно хорошо теплоизолированы, все эти нюансы обязательно нужно учесть в расчетах.

Паровое отопление

В соответствии со СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», использование паровых систем запрещено в жилых и общественных зданиях. Причина – небезопасность этого вида обогрева помещений. Отопительные приборы разогреваются почти до 100°C, что может стать причиной ожогов.

Монтаж сложный, требует навыков и специальных знаний, при эксплуатации возникают сложности с регулированием теплоотдачи, при заполнении системы паром возможен шум. На сегодня паровое отопление используют ограничено: в производственных и нежилых помещениях, в пешеходных переходах, тепловых пунктах. Его преимущества – относительная дешевизна, низкая инерционность, компактность отопительных элементов, высокая теплоотдача, отсутствие теплопотерь. Все это обусловило популярность парового обогрева до середины ХХ века, позже его вытеснило водяное. Однако на предприятиях, где пар используют для производственных нужд, он все еще широко применяется и для обогрева помещений.

Электрическое отопление

Это надежный и наиболее простой в эксплуатации вид отопления. Если площадь дома не более 100 м, электричество – неплохой вариант, однако обогрев большей площади экономически не выгоден.

Электрическое отопление может использоваться как дополнительное на случай отключения или ремонта основной системы. Также это хорошее решение для загородных домов, в которых владельцы проживают лишь периодически. Как дополнительные источники тепла применяются электрические тепловентиляторы, инфракрасные и масляные обогреватели.

В качестве отопительных приборов используются конвекторы, электрокамины, электрокотлы, силовые кабели теплого пола. Каждый тип имеет свои ограничения. Так, конвекторы неравномерно прогревают помещения. Электрокамины больше пригодны в качестве декоративного элемента, а работа электрокотлов требует значительных энергозатрат. Теплый пол монтируют с заблаговременным учетом плана расстановки мебели, потому что при ее перемещении возможно повреждение силового кабеля.

Инновационные системы отопления

Отдельно следует упомянуть об инновационных системах отопления, приобретающих все большую популярность. Наиболее распространены:

Инфракрасные полы

Эти системы обогрева лишь недавно появились на рынке, но уже стали довольно популярными благодаря эффективности и большей экономичности, чем привычное электрическое отопление. Теплые полы работают от электросети, их устанавливают в стяжку или плиточный клей. Нагревательные элементы (карбон, графит) излучают волны инфракрасного спектра, которые проходят через напольное покрытие, разогревают тела людей и предметы, от них в свою очередь нагревается воздух.

Саморегулирующиеся карбоновые маты и пленку можно монтировать под ножками мебели, не боясь повреждений. «Умные» полы регулируют температуру благодаря особому свойству нагревательных элементов: при перегреве расстояние между частицами увеличивается, растет сопротивление – и температура снижается. Энергозатраты относительно невелики. При включении инфракрасных полов потребляемая мощность составляет порядка 116 Ватт на метр погонный, после прогрева снижается до 87 Ватт. Контроль за температурой обеспечивается за счет термогуляторов, что снижает затраты энергии на 15-30%.

Тепловые насосы

Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.

Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.

Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.

Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.

Солнечные коллекторы

Солнечные установки представляют собой системы для сбора тепловой энергии Солнца и передачи ее теплоносителю

В качестве теплоносителя может быть использованы вода, масло или антифриз. В конструкции предусмотрены дополнительные электрические нагреватели, которые включаются, если КПД солнечной установки снижается. Существует два основных типа коллекторов – плоские и вакуумные. В плоских установлен абсорбер с прозрачным покрытием и теплоизоляцией. В вакуумных это покрытие многослойное, в герметично закрытых коллекторах создается вакуум. Это позволяет нагревать теплоноситель до 250-300 градусов, в то время как плоские установки способны нагреть его лишь до 200 градусов. К преимуществам установок следует отнести простоту монтажа, небольшую массу, потенциально высокую эффективность.

Впрочем, есть одно «но»: эффективность работы солнечного коллектора слишком сильно зависит от разности температур.

Наши соотечественники по-прежнему чаще всего отдают предпочтение водяному отоплению. Обычно сомнения возникают лишь в том, какой конкретно источник тепла выбрать, как лучше осуществить подключение котла к системе отопления и т.п. И все же готовых рецептов, подходящих абсолютно всем, не существует. Необходимо тщательно взвесить плюсы и минусы, учесть особенности здания, для которого подбирается система. Если есть сомнения, следует проконсультироваться со специалистом.

Системы водяного отопления: классификация видов

Какими бывают системы водяного отопления? Эта статья представляет собой вводный экскурс, призванный познакомить вас с основными типами и узлами отопительных систем. Кроме того, мы познакомимся с базовыми принципами создания схем обогрева жилья своими руками.

На виду находятся, как правило, лишь отопительные приборы. Как устроена остальная часть системы отопления?

Классификация

Понятно, что по определению в качестве теплоносителя используется вода или теплоноситель на ее основе с более низкой температурой замерзания. Есть ли альтернативы?

• Паровое отопление. Теплоноситель — перегретый пар высокого давления. Температура позволяет сделать отопительные приборы более компактными или более эффективными при том же размере.

Обратите внимание: оборотные стороны эффективности — большая опасность аварий ( в жилых помещениях паровое отопление не применяется) и более быстрая коррозия труб и регистров из коррозионно-нестойких сталей.

• Система воздушного отопления. Подогретый воздух разводится теплоизолированными воздуховодами, выполняя заодно функции вентиляции.
• Децентрализованное отопление подразумевает, что вместо любого теплоносителя используется свой источник тепла для каждого помещения или даже для каждой зоны комнаты. Именно так работают электрические и газовые конвекторы, инфракрасные панели и масляные радиаторы.

Вернемся, однако, к использованию в качестве теплоносителя воды. По каким признакам возможна классификация систем водяного отопления?

Зависимые и независимые

В зависимой системе теплоноситель извне (как правило, из теплотрассы) поступает непосредственно в систему отопления. Он может использоваться исключительно для обогрева; куда чаще возможен отбор горячей воды для хознужд. Именно по такой схеме работает отопление в абсолютном большинстве городских домов.

Тепловой узел независимой системы включает теплообменник, посредством которого вода теплотрассы отдает тепловую энергию теплоносителю в замкнутом контуре. Схема может быть применена в том случае, если в частном доме в качестве теплоносителя используется антифриз. При наличии теплосчетчиков такое подключение позволит отключить обогрев на время длительного отъезда, не рискуя разморозкой системы.

Принципиальная схема независимого отопления.

Открытые и закрытые

Открытая водяная система отопления функционирует без избыточного давления и открывается в атмосферу. В ее верхней точке монтируется открытый расширительный бак, куда вытесняются все воздушные пробки.

В системе закрытого типа поддерживается постоянное избыточное давление от 1 (в частных домах) до 6 (в многоквартирных зданиях) атмосфер.

Принудительная и естественная циркуляция

Системы с естественной циркуляцией в наше время применяются сравнительно редко. Однако это прекрасное решение для небольших домов, позволяющее сделать отопление независимым от электричества.

В основе принципа работы так называемых гравитационных систем лежит тот факт, что при нагреве плотность воды падает. В замкнутом объеме более холодная вода вытесняет нагретые водяные массы в верхнюю часть контура. При определенной конфигурации можно обеспечить непрерывное движение теплоносителя.

Инструкция по созданию гравитационной системы, в общем-то, сравнительно проста:

• Котел размещается как можно ниже. В домах без подвала под него часто делается углубление в полу.
• От котла розлив поднимается вертикально вверх до наиболее высокой точки контура, формируя так называемый разгонный коллектор.
• В верхней точке в случае открытой системы монтируется, как уже говорилось, расширительный бак открытого типа. В случае закрытого контура там устанавливается воздухоотводчик — автоматический или ручной; расширительный же бачок мембранного типа может располагаться в любой части контура.
• От верхней точки розлив возвращается к котлу с постоянным небольшим уклоном, необходимым для движения остывающей воды самотеком. По пути теплоноситель отдает тепло радиаторам или другим отопительным приборам.

Простейшая гравитационная система.

Особенность гравитационных систем — жесткие требования к гидравлическому сопротивлению контура. Используется труба не тоньше ДУ 32 и минимум запорной арматуры. Дроссели любого типа на розлив категорически не ставятся.

Для справки: гидравлическое сопротивление современного шарового вентиля в десятки раз меньше, чем у чугунного или латунного винтового. Сравнение этой и ряда других характеристик приводят к простой мысли: про винтовые вентиля при закупке материалов лучше полностью забыть.

В системе с принудительной циркуляцией для ее создания используется внешний (с теплотрассы) перепад или собственный циркуляционный насос. При этом насосы могут работать в системах как закрытого, так и открытого типов.

Прекрасное решение — схема с циркуляционным насосом, которая в отсутствие электроэнергии может работать как гравитационная. Для обеспечения такой возможности розлив выполняется трубой большого сечения и в одной точке разрывается вентилем. До и после вентиля врезается насос с грязевиком.

Что дает такая схема?

1. При закрытом байпасе и включенном насосе система работает с принудительной циркуляцией. Байпас перекрывается для того, чтобы насос не гонял воду по кругу.
2. При открытом байпасе система благодаря минимальному гидравлическому сопротивлению способна работать как гравитационная.

На фото вместо вентиля розлив разрывается шариковым обратным клапаном. Такая реализация способна переключаться на принудительную циркуляцию при запуске насоса автоматически, но менее отказоустойчива.

Почему принудительная циркуляция заставила потесниться гравитационные системы? Ведь она по определению делает отопление более отказоусточивым, не так ли?

• Циркуляционный отопительный насос позволяет прокладывать розлив строго по уровню и обойтись трубой меньшего диаметра. Помимо экономии, это сильно влияет на эстетику помещения.

Впрочем: в домах с чердаком и подвалом розливы подачи и обратки могут быть вынесены из жилой части дома.

• Принудительная циркуляция обеспечивает более быстрый и равномерный нагрев отопительных приборов. В гравитационной системе дальние от котла радиаторы всегда заметно холоднее ближних.

Однотрубные и двухтрубные

Разницу легче объяснить на примерах.

Простейшая однотрубная схема (барачного типа, или ленинградка) устроена так:

• По контуру помещения проходит кольцо розлива.
• Параллельно ему или, размыкая его, монтируются отопительные приборы.

Минимальный расход материалов и максимальная отказоустойчивость — несомненные достоинства. Недостаток — большой разброс температур между первыми и последними радиаторами. Его, впрочем, легко нивелировать разным количеством секций или дросселирующей арматурой на каждом радиаторе (разумеется, в этом случае они не должны разрывать основное кольцо розлива).

В случае двухтрубной схемы нам, что вполне логично, потребуются два розлива — подающий и обратный. Каждый отопительный прибор представляет собой перемычку между ними. Что в результате?

• Не нужен неразрывный контур по всему периметру. Можно, к примеру, не обводить трубами дверь или панорамное окно.
• Температура отопительных приборов может быть одинаковой. На практике, впрочем, разброс есть.
• Балансировка дросселями или термоголовками ОБЯЗАТЕЛЬНА. Иначе вполне реальна ситуация, когда вся масса теплоносителя двинется по короткому контуру — через ближние отопительные приборы, а дальняя часть розлива и батарей в холода будет просто разморожена.

Двухтрубная схема. Дроссель для балансировки обязателен.

Горизонтальная и вертикальная разводка

Чем отличаются эти схемы систем водяного отопления — несложно понять интуитивно. К примеру, пресловутая ленинградка — типичная горизонтальная схема, а вот стояк отопления в современной пятиэтажке — вертикальная.

На практике, однако, куда чаще можно видеть комбинированные схемы, включающие горизонтальные и вертикальные участки разводки:

• В стоячной системе в домах советской постройки есть, помимо стояков, еще и горизонтально расположенные розливы.
• В новостройках используется еще более сложная комбинация: розливы соединяются вертикальными стояками, от которых на каждом этаже запитана горизонтальная разводка внутри отдельно взятой квартиры.

Тупиковые и попутные схемы

Тупиковые водяные системы отопления — это двухтрубные схемы, в которых направления воды в розливах подачи и обратки противоположно. Теплоноситель добирается до дальних радиаторов и возвращается обратно. А вот если он продолжает двигаться к котлу или тепловому узлу, сохраняя то же направление — наша схема становится попутной.

Заметьте: попутная схема разводки имеет крайне мало преимуществ перед однотрубной в случае одноэтажного дома. В ее пользу говорит разве что несколько более равномерный прогрев радиаторов.

Простейшая попутная схема.

Подключение отопительных приборов

Разные типы подключения могут использоваться, прежде всего, для секционных радиаторов разных типов.

Конвекторы снабжены подводками, и направление циркуляции в них определено производителем. Какие варианты возможны при подключении батарей?

• Боковое подключение наиболее популярно в городских квартирах. Подводки входят в две пробки с одной стороны радиатора. Основное достоинство такой схемы — то, что длина подводок, ведущих от стояка, минимальна. Недостатки — неравномерный нагрев дальних и ближних секций и, что куда хуже, неизбежное заиливание конца батареи.
• Диагональное подключение (верхняя пробка с одной стороны радиатора и нижняя — с другой) заставит радиатор греть по всему объему максимально равномерно. Под верхней подводкой, однако, низ секций будет заиливаться и в этом случае. Потребуется периодическая промывка.
• Наконец, подключение снизу вниз означает и равномерный нагрев по всей длине, и абсолютно чистые секции. Цена этого — воздушный карман в отопительном приборе: потребуется установка крана Маевского или, что лучше, автоматического воздухоотводчика.

Основные элементы

Из чего состоит система водяного отопления в частном доме? Если в городской квартире мы въезжаем, как правило, в жилье с уже функционирующим отоплением, то здесь нам придется составлять проект с нуля.

Источник тепла, превращающий энергию горения топлива или электричество в тепловую энергию, транспортируемую теплоносителем. Список основных типов котлов выглядит так:

• Газовые обеспечивают в настоящее время наиболее низкие эксплуатационные расходы. Разумеется, при работе на магистральном газе: баллонный увеличит стоимость киловатт-часа тепла в несколько раз.

Современный газовый котел.

• Твердотопливные котлы на втором месте по дешевизне отопления. В качестве топлива используются дрова, уголь, торф, опилки и т.д. Основная проблема — потребность в частых загрузках горючего.
• Соляровые котлы могут работать в полностью автоматическом режиме; однако соляра очень дорога и продолжает расти в цене.
• Наконец, электричество — самый удобный, безопасный и… дорогой способ отапливать свое жилье.

Кроме того: сама идея использовать теплоноситель в этом случае представляется странной. Отдельные электрорадиаторы или конвектора выглядят куда более здравым решением.

Трубы из черной стали еще применяются при монтаже центрального отопления; однако при самостоятельном переносе радиаторов и проектировании отопительных систем коттеджей ставка делается, как правило, на другие материалы.

• Оцинкованная сталь обладает прочностью черных стальных труб и лишена их главного недостатка — подверженности коррозии.
• Гофрированная нержавейка в дополнение к прочности еще и легко гнется. Соединения выполняются фитингами с силиконовыми уплотнителями, без резьб, что делает сборку быстрой и легкой.
• Полипропиленовые трубы дешевы и монтируются с помощью простейшего низкотемпературного паяльника. Обычно для горячей воды и отопления используют трубы, армированные алюминием или фиброй: они прочнее и имеют куда меньший коэффициент теплового расширения.
• Сшитый полиэтилен — прекрасный материал для лучевой разводки с укладкой в стяжку. Стойкость к температуре и прочность на разрыв сочетается с гибкостью и возможностью закупки в бухтах длиной до 500 метров.

Разводка от коллекторов выполнена сшитым полиэтиленом.

• Если нужно перекрыть воду, лучший инструмент для этого — современный шаровый вентиль. Надежность сочетается с удобством использования и низким гидравлическим сопротивлением в открытом состоянии.
• Дроссели применяются для ручной регулировки теплоотдачи отопительных приборов и их балансировки.
• Термостатические головки после калибровки способны регулировать пропускную способность таким образом, чтобы в помещении с приемлемой точностью поддерживалась заданная температура.
• Для отвода воздуха наиболее удобны автоматические воздухоотводчики. Однако вместо них могут применяться как краны Маевского, так и обычные вентиля и даже водоразборные краны.

Безопасность

Ее обеспечивают устройства, которые так и называются — группа безопасности:

• Расширительный бак компенсирует увеличение объема теплоносителя при нагреве. Вода практически несжимаема и может просто порвать трубы или радиаторы; а вот воздух, отделенный от воды резиновой мембраной, сжимается легко. Объем мембранного бака берется примерно равным 10% количества теплоносителя в системе.
• Предохранительный клапан нужен на тот случай, если при сильном нагреве вместимости расширительного бачка не хватит. При достижении критического давления он сбрасывает излишки воды.
• Манометр позволяет контролировать текущее давление в системе.

Манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан часто продаются как одно целое.

Отопительные приборы

• • Чугунные радиаторы довольно термостойки и не подвержены коррозии. Секции обладают большим внутренним объемом и благодаря медленному движению теплоносителя в них легко заиливаются при боковом подключении.
  • Стальные отопительные приборы делятся на несколько типов: пластинчатые, трубчатые, конвекторы и регистры. Исполнение из коррозионно-нестойких сталей делает их уязвимыми для ржавчины, а тонкие стенки пластинчатых радиаторов -еще и крайне непрочными механически.
  • Алюминиевые радиаторы дешевы и обладают прекрасной теплоотдачей, но боятся превышения давления и гальванических процессов, которые порождает объединение в одном контуре разных металлов (в частности, алюминия и меди).

• Биметаллические отопительные приборы — это алюминиевые радиаторы со стальными сердечниками, увеличивающими прочность на разрыв, и медно-алюминиевые конвектора. Вторые представляют собой медную трубку с напрессованными для увеличения теплоотдачи алюминиевыми пластинами.

В отличие от алюминиевых, биметаллические радиаторы можно подключать медной трубой.