Являются скорее не элементом роскоши, а необходимостью. Это связано с постоянным ростом цен на различные виды энергоносителей. Согласитесь, каждый хочет жить в теплом помещении, и при этом платить сравнительно небольшие деньги.
Утепление, как элемент эффективного отопления
Если поднимать вопрос качества отопления в здании, первое, что рекомендуют специалисты – утепление дома. Для этого проводятся определенные работы с полами, чердаками и стенами. Только в этом случае есть смысл говорить об улучшении самого процесса отопления.
Только после термомодернизации дома можно заниматься сменой системы обогрева. Конечно же наилучшим вариантом является рассмотрение современных решений. Все большую популярность получают передовые технологии и разработки в области отопления дома, которые используют альтернативные источники энергии. Кроме того, нередко разрабатываются новые установки, которые работают на привычных энергоносителях, но при этом потребляют их в разы меньше.
На что обратить внимание
Во время выбора системы отопления в дом, первое, что нужно сделать – решить для себя основные моменты:
- Есть ли необходимость установки этого оборудования?
- В доме вы будете проживать постоянно или приезжать несколько раз в месяц?
- Допустимые затраты?
Если для себя вы нашли смысл устройства или модернизации системы отопления, первым делом лучше обратить внимание на новые разработки в этой области.
Инфракрасные обогреватели
Этот источник тепла можно использовать как местный или повсеместный. Устройство излучает волны в определенном диапазоне, что позволяет за минимальное время нагревать предметы, находящиеся рядом. Это особенно удобно в садовых домах.
Для использования в домашних условиях желательно применять варианты, которые питаются от сети 220 В. Нагревательным элементом выступает ТЭН. От него расходятся волны, что дает возможность нагревать не воздух, а предмет.
Такое отопление считается одним из самых экономных. КПД подобных обогревателей доходит до отметки в 95%. При этом помещение можно нагреть за минимальное количество времени.
Инфракрасные приборы являются безопасными как для человека, так и для окружающей среды. Они не выделяют никаких вредных веществ. Несмотря на все достоинства, ИК-устройства имеют два основных недостатка:
- Высокая стоимость прибора.
- Большое потребление электроэнергии.
Конечно же, если говорить о работе одной или двух таких установок – проблем не возникнет. Но при рассмотрении ситуации со стороны обогрева крупного дома – дорого, как покупка, так и использование.
Газовые конвекторы
Газовые конвекторы представляют собой приборы, которые обогревают воздух при помощи сгорания соответствующего энергоносителя. При этом все продукты, получающиеся в результате реакции, выходят наружу посредством дымохода. Такие системы могут работать, как на газе в баллонах, так и на трубопроводном.
Принцип действия прост: теплые слои воздуха поднимаются вверх, когда холодные опускаются и потом нагреваются. Для удобства такие системы дополнительно комплектуются термостатом и принудительной конвекцией. Подобные установки идеально подходят для домов, где нет центрального газопровода.
Важно! Не стоит экономить на монтаже подобных систем, так как в случае неправильного подсоединения есть большая вероятность отравления газами.
Геотермальная установка
Одним из основных представителей новых технологий в отоплении малых и крупных частных домов являются геотермальные установки. Их работа основана на принципе теплового насоса, который обеспечивает прием энергии из земли, находящейся за пределами дома. Система устроена следующим образом:
- В специально отведенном помещении устанавливается специальное оборудование, которое осуществляет трансформацию низкопотенциального тепла грунта и перекачку теплоносителя для системы отопления.
- За пределами дома в специальной шахте располагается грунтовой зонд – он же теплообменник. Забирая тепло грунта или геотермальных источников, он греет теплоноситель, который направляется в помещение с основным оборудованием. Для предотвращения опасности замерзания в наружном контуре используется не вода, а антифриз.
- В контуре теплового насоса циркулирует хладоагент, который легко меняет свое агрегатное состояние. Фреон (или аналогичное вещество), сжимаясь под действием компрессора, конденсируется и отдает тепло внутреннему теплоносителю системы отопления. В дросселе давление снова падает, хладоагент испаряется благодаря теплу от грунта, и цикл повторяется.
Подобные системы отопления считаются одними из самых эффективных. Они потребляют энергию только на работу компрессора и насосов для перекачки теплоносителя. Они могут вырабатывать от 2,5 до 6 кВт тепла на 1 кВт затраченной электроэнергии. Во время работы установка не выделяет никаких токсинов, угрожающих здоровью человека или окружающей среде.
Но вместе с тем подобное оборудование является недешевым. Так, например, базовый набор обойдется хозяину дома примерно в 4 тысячи долларов. При этом стоимость самых эффективных моделей доходит до 13.
Также важно учитывать, что вряд ли удастся произвести установку такой системы своими силами. При этом главной проблемой считается создание подходящей шахты для теплообменника. Ее бурение – процесс весьма трудоемкий и требует специальной квалификации. Именно поэтому лучше обратиться к специалистам, которым тоже придется заплатить. При использовании горизонтальной раскладки змеевика котлован можно выкопать и своими силами, но для ощутимого эффекта от работы установки потребуется значительная площадь территории.
Гидротермальная установка
Для получения природной энергии для отопления можно также обойтись и без сильного углубления в землю. Правда для этого необходимо расположение дома рядом с водоемом, который не промерзает до дна никогда.
Именно в этом месте можно установить гидротермальное оборудование, которое способно забирать тепло из воды. Такая система имеет несложный принцип работы, схожий с геотермальной:
- В здании размещается тепловой насос
- В водоем (лучше всего на дно) устанавливается зонд, забирающихй энергию.
Важно! Когда начинается отопительный сезон, соответствующий зонд должен находиться на дне, так как именно в этом месте вода не промерзает. Для этого на каждый погонный метр крепится груз, тяжестью не менее 1 килограмма.
Эффективность работы системы напрямую зависит от длины подводного зонда. В случае правильной установки можно добиться эффекта в 40 Вт всего от 1 метра. В результате для дома вполне будет достаточно использовать теплообменник длиной в 300 метров. При этом он укладывается компактно и занимает минимальную площадь.
Если говорить о стоимости, подобные системы обойдутся немного дешевле, чем геотермальные, так как нет необходимости углубляться в землю. Кроме того, они не требуют специального отведения территории.
Солнечные коллекторы
Еще одним сравнительно новым средством отопления можно назвать солнечные батареи. Для получения энергии используются специальные панели и коллекторы. При этом последние применяются гораздо чаще, так как имеют КПД выше и больше подходят для систем отопления..
Эффективной считается система, установленная в месте, где в год бывает не меньше 200 солнечных дней. Чтобы заранее предотвратить теплопотери, нужно качественно изолировать все соединяющие трубы.
Для отопления домов сегодня используется все больше различных источников энергии. Каждый из них имеет свои положительные и отрицательные стороны. Многие люди стараются переходить на использование современных систем, которые позволяют экономить ресурсы, не загрязнять окружающую среду, а также обезопасить свое здоровье.
Выбор способа обогрева зависит от финансовых возможностей домовладельца. Горожан с достатком выше среднего больше интересуют современные системы отопления и новейшее энергосберегающее оборудование. Сельские жители с невысокими доходами ставят задачу иначе: экономно обогреть квартиру либо частный дом, понеся минимальные затраты на монтаж.
Обе группы домовладельцев объединяет вполне понятное желание – меньше платить за коммуналку. Вариантов решения проблемы тоже два: пользоваться новыми технологиями или уходить / уменьшать потребление дорогостоящих энергоносителей.
Высокотехнологичные решения
Обогрев жилых и производственных помещений – сфера довольно консервативная, здесь сложно изобрести что-то новое, кардинально отличающееся от традиционных вариантов. Поэтому современные принципы отопления остаются прежними – перенос тепла от источника водяной системой либо прямой нагрев воздуха.
Как правило, инновации в отоплении затрагивают теплосиловое оборудование. Производители стремятся повысить КПД твердотопливных и газовых котлов, а также предлагают разнообразные альтернативные варианты:
- тепловые насосы;
- солнечные коллекторы;
- напольный и панельный электрический обогрев с помощью инфракрасной пленки.
За последние 10 лет видоизменились тепловые сети загородных и многоквартирных домов (новостроек). Появились новейшие средства автоматизации, безопасности и дистанционного управления обогревом. Рассмотрим применяемые технологии по порядку.
Справка. За прошедший 10-летний период очень мало изменились отопительные приборы. В квартирах по-прежнему используется 4 типа водяных радиаторов – чугунные, алюминиевые, стальные и . Аналогичная картина наблюдается в сфере электрообогрева, где применяются конвекторы, тепловентиляторы и приборы инфракрасного отопления.
Традиционные тепловые установки
Котлы, сжигающие различное топливо и использующие электричество, постоянно совершенствуются. Модернизируются и традиционные установки воздушного отопления, которые 20 лет назад встречались лишь в производственных зданиях. Мы однозначно относим к новинкам следующее оборудование:
- котлы газовые конденсационные;
- автоматические теплогенераторы на пеллетах и каменном угле;
- установки нагрева воздуха с регенерацией теплоты – рекуператоры.
Газовый конденсационный (слева) и пеллетный автоматический котел (справа)
Примечание. Казалось бы, ассортимент классических электрообогревателей тоже дополнился новыми изделиями, например, и модели. Эти приборы нельзя назвать инновационными, поскольку их принцип действия и КПД идентичен инфракрасным обогревателям.
Разберемся, за счет чего повышена эффективность котельного оборудования:
- В оптимальном режиме работы конденсационный котел использует скрытую теплоту сгорания природного газа, КПД достигает 96%. В обычных условиях при сжигании образуется вода, которая испаряется и улетает в дымоход. Цилиндрический теплообменник нашего агрегата заставляет пар сконденсироваться и отнять обратно теплоту парообразования.
- Автоматическая подача твердого топлива в горелку позволяет увеличить КПД сжигания угля и пеллет до 86%. Решающую роль играет четкая дозировка горючего и объема воздуха, нагнетаемого вентилятором. Заметьте: теплообменная часть котла мало отличается от дровяных «собратьев» прямого горения.
- Теплообменник рекуператора умеет подогревать приточный воздух, отнимая теплоту вытяжного потока. На практике удается передать 50…70%, остальные 30…50 процентов догревает отопительная установка.
Особенность классического рекуператора с перекрестными воздушными потоками – энергонезависимость и абсолютная изоляция . С другой стороны, для перемещения воздуха нужны вентиляторы, потребляющие электричество.
Самое лучшее теплосиловое оборудование стоит больших денег. Конденсационные теплогенераторы дороже обычных газовых на 40-80%, а стоимость 1 ретортной пеллетной горелки превышает цену простого котла с цепочкой. Но с течением времени и по мере распространения котельные установки дешевеют, становясь доступнее с каждым годом.
Оборудование для альтернативного отопления
Выше мы привели список нетрадиционных источников тепла, теперь раскроем секреты их эффективности:
- Тепловые насосы (ТН), используя , переносят энергию внутрь жилых помещений. Агрегат отнимает низкопотенциальное тепло грунта, воды либо воздуха. Соотношение потребленного электричества к перенесенной тепловой энергии составляет 1: 3 у воздушных и 1: 5 у геотермальных установок.
Способы отбора теплоты геотермальным ТН - Расположенные на открытом участке солнечные коллекторы греют воду напрямую либо посредством вещества, заключенного внутри прозрачных вакуумных трубок. Энергия достается практически даром, но с перебоями – ночью и в зимний период гелиосистемы сильно теряют эффективность.
Солнечные коллекторы не могут отапливать дом самостоятельно, поэтому отдают энергию в буферную емкость или бойлер косвенного нагрева - Тонкая полимерная пленка с нагревательным углеродным слоем не экономит электричество напрямую. Но будучи заложена под напольное покрытие (потолок, стены) по всей площади комнаты, она позволяет уменьшить затраты на электроотопление за счет невысокой температуры нагрева.
Уточнение. Тепловые агрегаты различных типов греют непосредственно воздух комнат или теплоноситель, направляемый к приборам отопления. Самая лучшая по эффективности – современная геотермальная установка, добывающая энергию земли. На каждый затраченный киловатт электричества она приносит 4-5 кВт теплоты.
Из-за высокой стоимости оборудования и монтажа перечисленные способы отопления дома реализуются немногими пользователями. Исключение – инфракрасная пленка, доступная благодаря низкой цене и простоте укладки.
Постепенно дешевеют и тепловые насосы – некоторые фирмы уже показывают удобоваримые цифры, например, 300 у. е. за 1 кВт отопительной мощности вместе с монтажом (бурение скважин считается отдельно). При большом желании грунтовый ТН можно , используя старую сплит-систему.
Отопительные сети
Водяные системы не собираются сдавать позиции воздушному отоплению и прямому электрическому нагреву, оставаясь наиболее распространенным методом передачи тепла в помещения. Выделим 3 схемы отопления, постепенно вытесняющие классическую двухтрубную систему закрытого типа:
- радиаторная сеть, подключенная коллекторным (лучевым) способом;
- контуры напольного отопления;
- панельный обогрев - так называемые теплые стены.
Пример лучевой разводки к батареям от гребенки
Примечание. По-хорошему, только лучевую схему следует считать современной. Греющие полы и стены описаны еще в советских учебниках по отоплению и вентиляции, но широкую популярность обрели в середине 2000-х годов.
Суть коллекторной разводки заключается в скрытой прямой прокладке труб к каждой батарее индивидуально. Регулировка производится на гребенке, куда подсоединяются все трубопроводы, спрятанные в полу, за подшивкой потолков либо замурованы в стенах. Схема позволяет максимально автоматизировать работу отопления и управлять температурой каждой комнаты отдельно.
Проект греющих напольных контуров одноэтажного здания
Преимущества теплых полов (сокращенно – ТП) хорошо известны домовладельцам – комфортный обогрев нижней зоны помещений теплоносителем низкой температуры (30-50 °С), отсюда экономия топлива 10-30%. Существенный недостаток – инерционность (длительный прогрев и остывание бетонного монолита).
Справка. В санузлах и коридорах малой площади лучше устраивать электрические теплые полы, где нагревательным элементом служит резистивный кабель или та же пленка. Причина – меньшие затраты на монтаж.
Панельный обогрев – это аналог теплого пола, только труба крепится к стене и заделывается штукатуркой. При подключении к тепловому насосу либо чиллеру настенный контур может охлаждать комнату в летний период. Подробнее о современном варианте отопления смотрите на видео.
Средства автоматизации и арматура безопасности
В современных системах отопления применяются следующие устройства автоматики:
- Терморегуляторы–программаторы подключаются к газовым и электрокотлам, снабженным электронными «мозгами». Фиксируя температуру воздуха, прибор управляет горением/нагревом отопителя и таким образом поддерживает микроклимат в доме. Следуя установкам пользователя, регулятор меняет температуру в зависимости от присутствия людей в разное время суток.
- Радиаторные термоголовки + термостатические вентили ограничивают проток теплоносителя через батареи, не позволяя нагревать помещение выше заданной температуры.
- Термоголовки RTL управляют расходом теплоносителя в петлях ТП, ориентируясь по нагреву обратного потока.
- Смесительные узлы на базе двух– и трехходовых клапанов ограничивают температуру теплоносителя в любой магистрали – греющих напольных контурах, тупиковых ветвях с радиаторами, в малом кольце циркуляции твердотопливного котла.
- Система зонального контроля включает электронный блок, комнатные терморегуляторы и сервоприводы, установленные на вентилях распределительного коллектора. Контроллер регулирует расход воды в контурах и автоматически поддерживает в помещениях разную температуру, задаваемую пользователем.
- Дистанционное управление обогревом через GSM-канал либо интернет. К котлу подключается электронный блок, например, «Кситал», обменивающийся информацией с сотовым телефоном домовладельца. Последний всегда видит состояние отопителя, температуру в доме и может дистанционно отдавать различные команды.
Справка. В последние годы появились приложения для смартфона, взаимодействующие с котлом в режиме реального времени через интернет.
Настоящей новинкой в сфере безопасности отопления мы считаем клапаны теплового сброса, применяемые в закрытых системах с ТТ-котлами. В отличие от обычных предохранительных клапанов, срабатывающих по давлению, реагируют на превышение температуры воды и быстро охлаждают рубашку котла в случае закипания.
Принцип следующий: через один патрубок клапан сбрасывает кипяток в канализацию, а по второму подает в котловой бак холодную воду из водопровода. Вероятность взрыва твердотопливного котла сводится к нулю.
Варианты бюджетного отопления
В сельской местности и отдаленных регионах отопительные системы частных домов монтируются с учетом усложняющих факторов:
- при перебоях с подачей электроэнергии любые инновации и технологичные решения превращаются в груду бесполезного хлама, после отключения света помещения остывают;
- нередко приходится рассматривать варианты обогрева без газа, поскольку подключение к магистрали слишком дорогое либо невозможно технически;
- цена сжиженного газа и соответствующего оборудования не позволяет хозяину с небольшими доходами устроить автономное отопление;
- ограниченный бюджет.
Замечание. Если отключения света или перепады напряжения наблюдаются постоянно, покупать блок бесперебойного питания либо электрогенератор бессмысленно. У первого может не хватить заряда, второй без помощи хозяина не запустится. Результат: вы приходите с работы и попадаете в холодный дом.
В подобных условиях современной считается энергонезависимая схема обогрева, реализуемая 2 способами:
- Монтируется самотечная разводка из труб увеличенного диаметра с соблюдением уклонов на горизонтальных участках, как сделано выше на схеме двухэтажного дома. Теплоноситель нагревает печка с водяным контуром или котел, не нуждающийся в электричестве.
- кирпичная печь с выходом в 3-4 комнаты. В небольшом дачном домике ставится металлическая либо чугунная печка на дровах.
Небольшую плиту с баком-котлом можно сложить своими руками
Источником тепла может выступать напольный газовый котел с энергонезависимой автоматикой типа « », «Лемакс», АОГВ и тому подобные. Если газ на участке отсутствует, можно установить твердотопливный теплогенератор прямого горения, управляемый цепным регулятором тяги.
Во времена СССР, когда населенные пункты массово газифицировались, владельцы жилых домов разрушали кирпичные печки, напрасно занимающие площадь. Теперь наблюдается обратная тенденция – печи восстанавливаются либо выкладываются с нуля.
Многие современные застройщики предпочитают заложить в проект добротный отопитель из кирпича и не зависеть от внешних факторов. Если же старая печка в доме сохранилась, восстановите ее, как показано в видеосюжете:
Заключение
Современная система отопления в нашем понимании – это эффективный способ обогрева, соответствующий нынешним условиям. Нет смысла вкладывать средства и городить автоматику, которая отключится вместе с сетевым напряжением, покупать одни аппараты (генераторы, бесперебойники), чтобы работали другие (насосы, контроллеры, приводы). Исповедуйте принцип экономической целесообразности.
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:
- воздушные;
- водяные;
- паровые;
- электрические;
- комбинированные (смешанные).
Нагревательные приборы системы отопления бывают:
- конвективные;
- лучистые;
- комбинированные (конвективно-лучистые).
Схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией
В качестве источника тепла могут использоваться:
- уголь;
- дрова;
- электричество;
- брикеты – торфяные или дровяные;
- энергия солнца или других альтернативных источников.
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.
Схема устройства воздушного отопления в частном доме
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.
Воздушное отопление с дополнительными приборами
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:
- однотрубные,
- двухтрубные,
- бифилярные (двухтопочные).
По способу разводки различают:
- верхнюю;
- нижнюю;
- вертикальную;
- горизонтальную системы отопления.
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.
Схема двухтрубного водяного отопления загородного дома
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.
Закрытая система отопления дома
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.
Котел для парового отопления
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.
Схема традиционного и электрического отопления зданий
Инновационные системы отопления
Отдельно следует упомянуть об инновационных системах отопления, приобретающих все большую популярность. Наиболее распространены:
- инфракрасные полы;
- тепловые насосы;
- солнечные коллекторы.
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%.
Инфракрасные карбоновые маты удобны, надежны, экономичны, просты в монтаже
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.
Принцип работы теплового насоса
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.
Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева
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.
Солнечный коллектор в системе горячего водоснабжения и отопления дома Сравнение систем отопления показывает, что не существует идеального способа обогрева
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.
Видео: виды систем отопления
Считается, что каждый человек должен сделать в жизни минимум три важные вещи: родить сына, посадить дерево и построить дом.
Дом – это основная мечта почти любого человека и вторая человеческая потребность, следующая сразу за потребностью в пище. Но как только у вас появляется дом, сразу же встаёт вопрос о его отоплении, поскольку температура за бортом изменяется в широких пределах и 7-8 месяцев в году она явно ниже желаемых пределов. А человек ощущает себя комфортно в сравнительно узком диапазоне температур 20…25⁰С, поэтому зимой и в межсезонье дом следует обогревать. И казалось бы вот оно – долгожданное лето, и тут незадача: нам слишком жарко. Дом приходится охлаждать, чтобы снова получить вожделенные 20…25⁰С, а для этого мы используем кондиционер. Как же кондиционер работает? Он создает холод или действует как-то иначе? На самом деле, он не создает холод! Он забирает тепло из воздуха внутри дома, тем самым делая его холоднее, и переносит это тепло на улицу в наружный блок и там выбрасывает в окружающее пространство. Обидно, но это тепло пропадает даром.
И что же мы имеем?
Нам нужно поддерживать доме комфортный диапазон температур, а для этого мы используем 2 типа устройств. Одно из них служит для увеличения тепла в доме и называется отопительной установкой (системой отопления), а второе – для уменьшения тепла в доме и называется кондиционер. К этой мысли нас приучили с детства: отопления для тепла, кондиционер для прохлады : И ТОЧКА!
Какие же виды отопления мы рассматриваем? Любая отопительная установка работает на одном принципе: создает источник повышенной температуры внутри дома, передает полученное тепло теплоносителю (воде, антифризу, воздуху), который и разносит тепло по дому. Конечная задача – согреть воздух в помещении, а пребывание человека в этом теплом воздухе и создает ощущение комфорта. Практически, все источники повышенной температуры работают за счет сжигание того или иного вида топлива (за исключением электрических приборов обогрева, которые довольно дороги в эксплуатации). Надо ли спрашивать какой из видов топлива является мечтой любого домовладельца? Конечно, это магистральный газ, считающийся, почему-то, самым малозатратным по ежемесячным платежам. Именно, с помощью этой идеи-фикс, которая по-сути, является ловушкой, из нас делают послушных потребителей. Эксплуатируя наше естественное желание построить дом для своей семьи и сделать его комфортным для самых близких и любимых людей, власти, чиновники, олигархи – все те кто распоряжается краном с «национальным достоянием», забирают у нас самое главное: НАШУ СВОБОДУ. У нас в стране полно земли для строительства, но почему-то она недоступна. У нас в стране добывается огромное количество нефти и газа, но где эта доля общенародной собственности? Проблема жилья и проблема отопления – вот два главных рычага давления на людей. Без сомненья, их можно решить в кратчайшие сроки, но как тогда нами манипулировать? Пока мы покупаем газ и другие углеводороды в нашей стране ничего не изменится. Это выгодно только нефтегазовым воротилам и, сросшейся с ними, власти, но не нам с вами. Мы знаем только одну страну, где природные богатства работают на благо населения: Это Объединённые Арабские Эмираты. Там дешевый бензин и при рождении каждого гражданина на его счет поступает кругленькая сумма. На благо каждого местного араба трудится 7 приезжих трудовых мигрантов, для которых эта страна никогда не станет родной: стать гражданином можно только по рождению и происхождению. Куда деваются доходы от газа и нефти в нашей стране вы все прекрасно видите.
В странах, где власть и капитал не развращены льющимся с неба дождем нефте-газо-долларов давно уже развиваются и достигли хорошего уровня АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ. И даже там, где есть нефть и газ(например, в Норвегии), люди и даже власти понимают, что запасы полезных ископаемых конечны. И момент, когда они иссякнут – не за горами. Почему бы не взять на вооружение передовой опыт, в частности, стран Скандинавии, где более 10-ти лет назад начали успешно внедряться Воздушные Тепловые Насосы для отопления. Ведь их климат так похож на наш и даже более суровый. Какие же выгоды сулит нам применение этих чудо-машин и что нам это дает? Но обо все по порядку.
Начнем с того, что тепловой насос генерирует тепловую энергию без использования процесса горения, а значит там не используется топливо. Ещё, это значит, что цены на это самое топливо (газ, солярка, мазут, пелеты, дрова) отныне перестают нас волновать. Это наша энергетическая независимость! Естественное следствие из этого -Пожаробезопасность данной системы отопления и одно из его очевидных преимуществ!
Следующий важный момент. Мы говорили о том, что нас приучили к мысли что для обогрева жилья в холодное время надо использовать одно устройство, а для охлаждения в жару – другое. А нельзя ли иметь одно устройство, одну климатическую систему для обогрева и охлаждения. Так сказать, «HEAD and SHOULDERS», ДВА в ОДНОМ? Оказывается, можно! По сути, Тепловой насос является «ТЕПЛОВОЙ МАШИНОЙ» (или Холодильной Машиной), а Отопления и Кондиционирование – это два режима её работы. Конечно же, Воздушный тепловой насос является технически сложным устройством. Для того что забирать тепло из морозного воздуха (до -25 ⁰С) пришлось преодолеть много технических сложностей, и этот процесс не останавливается. В ближайшие годы будет освоена эффективная работа этих устройств до наружных температур -30…-35⁰С. Но даже сегодняшние устройства, работающие до -25⁰С, эффективны как отопительные приборы. Учитывая, что ежемесячные платежи при использовании теплового насоса уже сегодня сравнимы с оплатой за магистральный газ, и тот факт, что срок службы воздушных тепловых насосов составляет более 20 лет – они заслуживают серьезного рассмотрения в качестве кандидата на роль системы отопления – кондиционирования.
Тепловой насос является автономной системой, работающей без участия человека. Мы задаем желаемую комфортную температуру в доме, скажем +23⁰С, и встроенная инверторная система управления теплового насоса будет плавно менять его производительность, поддерживая с высокой точностью заданную температуру в помещении. Для работы компрессора и системы управления требуется только электроэнергия и наружный воздух естественной температуры.
Поскольку тепловой насос не создает тепло, а тратит электроэнергию лишь на процесс его переноса из окружающего воздуха, то на выходе тепла получается в разы больше, чем если бы электричество было потрачено на прямой нагрев электронагревателями. Этот выигрыш, равный отношению полученного тепловой энергии к потраченной электрической, называется COP (Coefficient Of Performance). COP зависит от разницы наружной и внутренней температур (а при постоянной внутренней – только от наружной) и составляет для температур нашего региона от 2-х до 5-ти. В среднем за сезон он составляет три. То есть, в среднем, за сезон вы получаете в три раза больше тепловой энергии, чем потрачено электрической. А это и дает ежемесячные платежи, сравнимые с магистральным газом.
Ещё одним важным преимуществом является тот факт, что установка такой отопительной системы не требует согласования ни с пожарными службами, ни со службами БТИ и всякими прочими, призванными почему-то осложнять нашу жизнь даже в нашем собственном доме! А это, наверное, и есть движение в сторону свободы и независимости личности! Те, кто сегодня сделал это шаг, установив, как и большинство граждан Скандинавии, Воздушные Тепловые Насосы в качестве системы отопления, чувствуют себя гораздо комфортнее, так как ими уже не так просто манипулировать. Сама мысль, что тебе наплевать на то какие сейчас цены на газ и т.п., дорогого стоит. И мы готовы всячески этому способствовать. Независимость от быта порождает свободу в умах, а не это ли самая большая ценность для человека: говорить и мыслить СВОБОДНО!
Воздушные тепловые насосы - это :
-простой монтаж, нет необходимости в строительных работах
-установка возможна в течение одного дня
-возможно установить в уже построенных домах
-автоматическое регулирование температуры в период отсутствия домовладельца, экономичный режим поддержания температуры в доме +10⁰С. Автоматический перезапуск и восстановление работы после сбоя электропитания
-возможно кондиционирование (охлаждение) помещений в летний период;
-
низкие ежемесячные расходы
-стоимость оборудования и установки существенно ниже чем для других типов отопления
-безопасность и длительный срок службы
-широкий выбор моделей ведущих японских производителей
Цена на отопление постоянно растет и многие владельцы частного жилья задумываются об использовании каких-либо альтернативных источников обогрева. Благодаря множеству разработок в данной области, есть возможность использовать для отопления природные ресурсы или различные современные технологичные способы.
Какая альтернативная отопительная система лучше? Для ответа на этот вопрос нужно сначала разобраться в особенностях того или иного способа и в их рентабельности.
Виды альтернативных отопительных систем
На смену давно ставшим привычными газовому и электрическому устройствам отопления, сегодня применяются различные альтернативные технологичные методы. Рассмотрим эти четыре типа:
- гидротермальные (энергия воды);
- геотермальные (энергия земли);
- солнечные (энергия лучей солнца);
- и инфракрасные.
Каждый из них стоит рассмотреть более подробно с их плюсами и минусами.
Гидротермальное отопление
Как понятно из названия, основа метода - применение природной воды, из которой и будет извлекаться нужное количество тепловой энергии. А если рядом с вашим домом располагается естественный водоем (озеро или речка), то этот процесс заметно упрощается. Но, во многих случаях, все же будет необходимо бурить на участке скважину, чтобы добраться до грунтовой воды.
Как действует метод? Для установки системы необходимы три важных составляющих:
- специальный геотермальный насос
- внешний контур;
- разводка внутри помещения.
Для внешнего контура, под землей, на глубине залегания грунтовых вод, прокладывается конструкция из труб, глубина залегания которых - ниже уровня промерзания земли. Действует установка таким образом: тепло воды поступает на теплоноситель внешнего контура и, с помощью специального насоса, отправляется в теплообменник. Затем происходит передача тепла к внутренней разводке.
Если же в доступной близости имеется природный водоем, то все эти сложности установки можно исключить. Тогда теплообменник просто опускается в воду и подключается к системе отопления. Важно: водоем при этом должен быть по площади не меньше 200 м2.
Главные достоинства подобного метода
Данную конструкцию выгодно отличает ряд преимуществ:
- универсальность, так как система может функционировать как подающая тепло и как обеспечивающая охлаждение;
- экономия электроэнергии, которой питается насос, потребляя всего 1 кВт в час;
- пожаробезопасность, так как нет нужды в процессе горения;
- достаточно высокий КПД: из 1 кВт электрической энергии на выходе получается 5 кВт тепла;
- простые условия эксплуатации и отсутствие необходимости постоянного технического обслуживания.
К минусам относятся лишь большая цена геотермального насоса, а также дорогостоящий монтаж оборудования. К примеру, если площадь вашего дома равна 100 м2, а потребляемая мощность - 5 кВт*ч, то установка такой системы отопления будет стоить 440 тысяч рублей. Сумма представлена из расчета, что дом находится на расстоянии 50 метров от природного водоема, в который нужно будет погрузить теплообменник.
Геотермальное отопление
Принцип действия этой системы похож на описанный выше, только в качестве источника тепла используется не вода, а земля. Укладка оборудования здесь имеет свои особенности. Она может быть осуществлена горизонтально, или, в связи с некоторыми сложностями монтажа - вертикально. Чтобы проложить трубы вертикально, нужно будет пробурить скважину на достаточно большую глубину. Но и горизонтальная укладка имеет отрицательные нюансы. Такие как: большая территория для размещения контура и невозможность посадки в местах его расположения растений, так как коллектор будет постоянно охлаждать и губить их корневую систему.
И в том и в другом случае тепло будет браться прямо из почвы, рядом со строением. Насос, перекачивающий теплоноситель, ставят в доме, а теплообменник помещают недалеко от него.
Преимущества геотермального отопления
К плюсам применения такого способа относятся:
- неисчерпаемость такого источника энергии, как земля;
- автономность работы установки;
- пожаробезопасность;
- малое потребление электроэнергии;
- отсутствие необходимости доставки и хранения топлива;
- очень долгий срок использования системы.
К недостаткам, опять же, относится высокая цена. Для жилища размером в 100 м2 она будет равна около 600 тысячам рублей.
Солнечные коллекторы (гелиосистема)
Самый простой способ сегодня - использование доступной энергии солнца, путем преобразования его лучей в требуемую тепловую энергию, с малыми потерями при этом.
Как устроена подобная система? Ее основным элементом выступает особое устройство - солнечный коллектор. Оно состоит из трубок, ведущих к резервуару, в котором находится теплоноситель. Такой коллектор может быть разных типов: вакуумный, воздушный или плоский. Помимо него, установка включает еще ряд составляющих:
- Теплообменник
- Солнечные коллекторы
- Накопительный резервуар
- Трубопровод
- Расширительный бак.
Как это работает? Нагретый теплоноситель находится в накопительном баке. Жидкость берется из его верхней части и подается в приборы отопления. После того, как она проходит весь отопительный контур, она остывает и снова сливается в бак.
Расширительный бак используется для того, чтобы предотвратить расширение теплоносителя и образование воздушной пробки в трубах. Располагается он в самой высокой точке всей установки.
Солнечные коллекторы обычно ставятся под углом в 40 градусов, чтобы подобный уклон обеспечивал оптимальную эффективность работы теплоносителя. Все трубы, для сведения к минимуму теплопотерь, нужно тщательно изолировать.
Плюсы и минусы способа
К основным его преимуществам относятся:
- эффективность;
- продолжительность службы (более 20 лет);
- достаточно простое обслуживание;
- отсутствие зависимости от пониженной температуры окружающей среды.
Тем не менее, чаще всего, подобная система применяется в качестве дополнительного теплового источника. Так как, в самое холодное время года ее может быть недостаточно. Кроме того, если на небе облачность, то дом тоже не будет достаточно прогреваться.
Современные технологии дают возможность соединять несколько видов отопления. Например, совмещать работу солнечных батарей с инфракрасным излучением. И снова, недостатком метода становится его высокая цена. Чтобы отапливать солнечной энергией дом, площадью в 100 м2, придется потратить на монтаж батареи около 900 000 рублей.
Инфракрасный способ отопления
Метод очень прост и основан на применении особых свойств инфракрасных лучей. Даже небольшой поток таких лучей способен нагревать предметы, которые затем и нагревают воздух внутри помещения.
Особенности способа
Инфракрасное излучение способно исходить от ряда нескольких отдельных элементов или от целых поверхностей. Предварительно следует произвести правильные расчёты нужного числа приборов.
Излучатели бывают переносные и стационарные. Стационарные монтируются на стене или потолке, в том месте, где будет производится нагрев. Переносные приборы можно перемещать по дому, а также применять вне помещения. Излучение может исходить и от поверхности, для чего нужен монтаж особой пленки, которую размещают под облицовкой потолка или стен. Подобная технология на сегодняшний день является инновационной в данной сфере.
Преимущества и недостатки
Применение инфракрасных излучателей также имеет хорошие и плохие стороны. К его плюсам относят:
- достаточно быстрый обогрев всего помещения;
- экономию на электроэнергии;
- возможность перемещать прибор в любое другое место;
- автоматическая регулировка;
- возможность использования данного источника тепла под открытым небом;
- доступная стоимость оборудования.
Здесь цена на систему гораздо более лояльна. Покупка и монтаж излучателей для дома, размером в 100 м2, обойдется всего в 30 тысяч рублей, если речь идет о переносных вариантах. Если же необходим пленочный метод отопления, то цена на него будет от 160000 рублей и выше.
К минусам этой системы отопления можно отнести нюансы расположения приборов: они должны находится выше 1,5 метра над уровнем пола, чтобы не повредить напольное покрытие. Кроме того, слишком долгая работа излучателя без перерыва, может привести к его сильному перегреву.
