Типы систем отопления: обзор традиционных и инновационных способов обогрева

В современных разработках отопительных систем инженеры делают упор на такие факторы:

• лёгкость монтажных работ;
• компактность системы;
• высокая эффективность (КПД);
• невысокая стоимость;
• обеспечение хороших показателей влажности внутри помещения;
• низкая стоимость 1 калории тепла;
• использование безвредных материалов;
• высокая безопасность при работе оборудования при максимальных нагрузках.

Именно в этих направлениях продвигаются все новые разработки, которые появляются на энергетическом рынке. У каждой системы существуют свои преимущества и недостатки, поэтому конкретный тип отопления подбирается исходя из площади дома, утепления пола, стен и потолка, сезонности отопления, назначения помещения (жилое, рабочее, дача и т.д.).

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

Традиционные отопительные элементы на современном этапе

Инновационные материалы для обустройства теплоснабжения прочно вошли в современную жизнь, однако иногда их использование является совершенно необязательным, так как оборудовать отопления в частном доме можно и при помощи традиционных и привычных всем элементов, изготовленных, однако, в соответствии с последними разработками.

Задачи новых методик

Современные отопительные системы для частного дома призваны решать сразу несколько ключевых задач одновременно:

• снижение расхода невозобновляемых энергоресурсов;
• повышение эффективности действующих установок;
• привлечение в большей мере возобновляемых энерготехнологий;
• снижение нагрузки на экологию;
• обеспечение эффективного отопления и работы всех участвующих в этом процессе систем и пр.

При этом внедряемые новые системы и технологии не должны ухудшать комфорт пользователя, а в эксплуатации обязаны быть максимально простыми.

В некоторых случаях разработчики объединяют все имеющиеся в доме новации в единую систему с комплексным названием «умный дом». Такое решение повышает автоматизацию и также способствует достижению цели.

Твердотопливные технологии

Наиболее распространенные системы, использующие каменный уголь либо торфяные брикеты вряд ли можно назвать новыми. Однако, производители данного оборудования модернизируют свои установки и повышают эффективность их работы. В связи с этим снижается уровень выбросов, и топливо отдает максимальное количество калорий.

Конструкция пиролизного котла

Отопительные системы для частного дома с твердотопливными котлами активно эксплуатируют газогенераторные процессы. Позитивным решением в данной области является применение пиролизного газа для обогрева помещения. Топливо фактически тлеет, а не горит во время эксплуатации, при этом происходит более полное сгорание его.

Пиролизные установки выдают больший коэффициент полезного действия по сравнению с традиционными твердотопливными котлами. Сперва сгорает само топливо, после горит пиролизный газ, выдавая на-гора более 90%.

Разновидности жидкого топлива

Принцип работы жидкотопливного котла

В районах, где к актуальным типам топлива относят различные жидкие углеводороды, например, отработку, дизтопливо или сжиженный природный газ, монтируют котлы последнего поколения. Новые технологии в отоплении этих частных домов существенного сохранения топлива пока не приносят.

Наиболее продвинутое оборудование для жидкотопливных котлов повышает экологическую составляющую данного процесса, снижаются выбросы, обеспечивается более полное сгорание жидкости, минимизируются неприятные запахи за счет повышения герметизации установки.

Реализовать снижение расхода в полной мере пока не удается. Однако, во многих случаях, когда необходимо получить автономную систему за относительно небольшую сумму, то этим котлам нет равных среди аналогов.

Отдельно стоит отметить эффективность работы котлов на сжиженном газе. Конечно, по сравнению с централизованной газовой магистралью этот метод не является более дешевым, но в целом он экономичнее электрического или твердотопливного отопления.

Газовые системы

Разработки, повышающие эффективность газовых систем подходят к пику своих возможностей. Отопление дома по новым технологиям с помощью газа производители решают с помощью конденсационных моделей. В таких аппаратах КПД стремительно приближается к 100%.

Также происходит внедрение аппаратуры с использованием сжиженного газа. В этой ситуации необходимо обновить форсунки, чтобы сопло имело соответствующий диаметр.

Электроустановки

В мире современное отопление частного дома активно использует возможности электричества. Хотя недостатком является относительно высокая стоимость, но при постоянном повышении энергоэффективности данный вопрос также решается.

К новинкам в данной сфере относятся:

• пленочные обогреватели;
• инфракрасные модули обогрева;
• системы электрических теплых полов.

Пока эти виды используются в качестве вспомогательных систем, снижающих нагрузку на основной теплогенератор.

Применение тепловых насосов

Схема геотермального отопления

Использование современной отопительной системы для частных домов в скандинавских странах ассоциируется часто с преобразованием энергии земли или воздуха в тепловую энергию для своего жилья. Внедрение данного типа установок известно еще с 80-х годов прошлого века. За это время успело смениться не одно поколение оборудования.

Мощностные характеристики тепловых насосов постоянно растут, а по своей популярности, например, в Швеции по данной схеме происходит обогрев каждых трех из четырех строений. Кроме этого, на законодательном уровне в некоторых европейских странах подрядчиков принуждают закладывать в смету монтаж данных установок.

Срок окупаемости такого проекта в среднем составляет 7-9 лет в зависимости от объема потребляемых ресурсов и площади дома. Но с учетом того, что полностью отсутствуют затраты на топливо, такой способ является самым рациональным и экологически чистым. Боле того, если во дворе частного дома или поблизости есть водоем, затраты на установку и запуск теплового насоса сокращаются еще на 30%.

Применение энергии солнца

Принцип работы солнечного коллектора

Современные системы отопления, применяемые для бытовых нужд, используют энергию солнца. Получаемые порции света от самой близкой к нам звезды перерабатываются на тепловую энергию посредством двух популярных типов аппаратов:

• тепловые коллекторы;
• солнечные панели.

Между ними есть небольшая разница в эксплуатационных характеристиках и сложности конструкции. Применять для промышленного обогрева их пока не удается за счет высокой стоимости, но для обеспечения горячей водой или электричеством в масштабах дома они являются вполне уместными. Их монтаж проводится на открытой площадке или на крыше здания, где отсутствуют препятствия для солнечных лучей.

Конвекционные технологии

Использование тепловых панелей завоевывает своих поклонников. Преимуществами их эксплуатации являются следующие особенности:

• простота и комфорт в эксплуатации;
• сниженное потребление электроэнергии;
• высокая функциональность;
• эстетичная внешность.

Рабочий элемент для прогрева квадратного метра площади тратит около 0,05 кВт, в отличие от традиционных источников, которым нужно 0,1 кВт для такой же поверхности.

Тыльная сторона панели покрыта теплоаккомулирующим слоем, что позволяет набирать ей температуру в 900С и выше, а затем легко отдавать полученную энергию. В процессе работы используется эффект конвекции. За счет максимальной безопасности и надежности такие модули можно безболезненно использовать даже в детских учреждениях.

Пленочные системы

В качестве современных систем отопления частных домов используют ПЛЭН-системы. Лучистые электронагреватели относятся к эффективным энергосберегающим технологиям. Они часто способны с высокой долей замещения являться альтернативными источниками тепла в помещениях.

Рабочий элемент фиксируется на пленку, которая является термостойкой. Крепление данного обогрева осуществляется в области потолка. Целостная конструкция легко монтируется и подключается к электросети. За счет фолгированного экрана происходит рассеивание тепла в пространстве.

Снижение потерь

Кроме применения всего нового в отоплении частного дома, необходимо снижать потери тепла. Для этого используют термоизоляционные материалы, не позволяющие «отапливать улицу». Это снижает расход топлива для обогрева, повышая эффективность теплогенерирующих установок.

В качестве основных теплоизоляционных материалов используют пеноплекс, пенопласт, экструдированный пенополистирол и минеральную вату. Какой из этих способов выбрать, зависит только от финансовых возможностей и поверхности утепления. Но при этом имейте в виду, что только в крайних случаях допускается утепление дома изнутри, в основном все работы по сохранению тепла проводятся снаружи.

ВИДЕО: ТОП-10 ошибок по утеплению домов

Какие виды отопления бывают?

Ниже приведены виды отопления, которые наиболее распространены в настоящее время.

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.

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.

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

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.

Газовое

Это обогрев дома с использованием энергии от сжигания газа. Устройство, в котором сгорает газ, называется газовым котлом.

Преимущества:

• Возможность автоматической работы — дом будет обогреваться без ежедневных трат времени на очистку печи.
• Относительная доступность — газ дешевле электричества.

Недостатки:

• Для подключения требуется газовое снабжение.
• Для установки газового котла нужно отдельное помещение.
• Необходимы периодические проверки системы для обнаружения возможных утечек газа.

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.

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.

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.

Котел для парового отопления.

Солнечное отопление — новые технологии

Еще одно направление, относительно новое в отоплении частного дома – это использование солнечной энергии. В данном случае владельцы загородной недвижимости могут использовать специальные коллекторы или фотоэлектрические панели, солнечные нагреватели. Последние устройства имеют низкую энергоэффективность (КПД не превышает 20%), что явилось причиной их непопулярности. Более востребованы батареи коллекторного типа.

Функционирующая от энергии солнца отопительная система состоит из следующих элементов:

• коллектор – конструкция из ряда трубок, которые соединены с резервуаром, наполненным теплоносителем. Коллекторные устройства подразделяются на воздушные, вакуумные или плоские;
• контур – по нему теплоноситель поступает в систему и там происходит забор тепла для обогрева;
• тепловой аккумулятор – представляет собой водяной бак, в котором энергия преобразуется;
• насос (не всегда) – данный прибор обеспечивает принудительную циркуляцию носителя тепла по контуру с целью обеспечения более эффективного энергообмена.

Эффективное применение солнечных коллекторов

Для использования этой технологии с высокой эффективностью потребуется соблюдать некоторые рекомендации:

1. Солнечное отопление использовать в качестве основного можно только в тех регионах, где на протяжении месяца бывает около 20 солнечных дней. В противном случае потребуется установить резервную отопительную систему.
2. Размещать коллекторы нужно на максимально доступной высоте так, чтобы на них падало как можно больше солнечных лучей, а их поток был равномерным на протяжении светового дня.
3. Трубы для соединения коллекторов с теплообменником необходимо изолировать, чтобы минимизировать энергопотери.

Когда проектируется отопительная система для частного дома, помимо традиционных вариантов, желательно учесть все инновационное и новое в отопительных системах, появившееся в последнее время.

Тепло из земных недр и водоемов

Геотермальные установки. Новые технологии отопления частного дома в настоящее время позволяют не только экономно расходовать источники тепловой энергии, но и обеспечивать производство электроэнергии. Затем полученное электричество направлять на всевозможные нужды такие, как освещение здание, работа нагревательного котла в водяной отопительной конструкции.

Одним из способов выработки энергии является применение геотермальных установок. Они функционируют аналогично тепловому насосу и получают тепло из грунта вне пределов частного дома.
Когда создается такое отопление — новые технологии предполагают использование следующей конструкции геотермальной системы:

• в частном доме монтируют специальный тепловой насос, перекачивающий теплоноситель;
• за пределами строения в подготовленную шахту опускают теплообменник, который называется грунтовым зондом. По нему к тепловому насосу поступают грунтовые воды;
• такой теплоноситель, проходя насос, передает ему часть тепла, расходуемую на обогрев дома.

Самые эффективные и производительные геотермальные системы, в основе которых находятся современные технологии отопления частного дома, используют вместо грунтовых вод антифриз, заливаемый в резервуар, расположенный на глубине (детальнее: «Современные системы отопления частного дома — выбираем вариант отопительной системы из доступных»).

Отопительные системы, созданные с применением теплового насоса, отличаются значительной эффективностью, поскольку на 1 кВт затрачиваемой энергии они способны вырабатывать 4 — 6 кВт. Новые технологии в отоплении на основе геотермальных установок не предполагают использование твердого или жидкого топлива. В результате их функционирования в природную среду не выделяются тяжелые металлы или токсины.

Обустройство геотермальной теплоснабжающей конструкции обходится в значительную сумму, доступную для небольшого количества потребителей. Следует отметить, что монтаж такой системы своими силами вряд ли возможен. Несмотря на наличие подробной инструкции от производителей, основную сложность представляет строительство шахты, где будет находиться теплообменник. Разумным решением станет обращение за услугами к профессионалам.

Гидротермальные установки. Новые технологии отопления загородного дома позволяют обходиться и без того, чтобы бурить глубокую шахту. Это становится возможным только в том случае, когда поблизости располагается водоем, не промерзающий до самого дна даже в морозную погоду. На нем сооружают гидротермальную установку, извлекающую тепловую энергию непосредственно с придонного водяного слоя.
Ее конструкционное решение аналогично геотермальной системе:

• в доме устанавливают тепловой насос, помогающий циркулировать теплоносителю по трубам;
• на дно водоема помещают зонд-теплообменник, предназначенный для забора тепла.

Эффективность функционирования гидротермальной установки зависит от протяженности зонда. Если монтаж осуществлен правильно, с каждого погонного метра теплообменника получается около 40Вт. Таким образом, для отопления среднего размера загородного дома будет достаточно системы протяженностью от 200 до 300 метров.

Инновационные системы отопления

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

• инфракрасные полы;
• тепловые насосы;
• солнечные коллекторы.

Промышленные отопительные системы

Промышленное отопление требует использования мощного теплового оборудования и расходов большого количества энергоносителя.

Поэтому в промышленном обогреве помещений остро стоит вопрос энергосбережения.

В промышленной организации для обогрева производственных площадей обязательно используются автоматические клапаны, регулирующие устройства.

Обогрев промышленных трубопроводов

Обогрев промышленных трубопроводов используется в нефтехимической, химической, газовой, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности. К нагревательному кабелю предъявляются специальные требования по обеспечению безопасности для работы на таких объектах. Нагревательный кабель и все комплектующие системы обогрева должны быть сертифицированы на применение их во взрывоопасных зонах.

Кроме того, достаточно большое количество трубопроводов в нефтехимической и химической промышленности подвергаются термообработке для очистки внутренней стенки от отложений смол и парафинов (очистка перегретым паром). В связи с этим, к нагревательному кабелю, устанавливаемому на данные трубопроводы, дополнительно предъявляется требование по максимальной температуре внешнего воздействия.

Диаметр, длина и материал промышленного трубопровода может быть любым и для каждого конкретного случая применяется свой нагревательный кабель. Для того чтобы правильно подобрать удельную мощность и температурный класс нагревательного кабеля необходимо иметь полную информацию об объекте.

Обогрев трубопроводов большой протяженности

Для трубопроводов большой протяженности на первый план выходит задача минимизации количества точек подключения питания, т.к. для данного вида объектов существенно увеличивается стоимость распределительной сети. К нагревательному кабелю предъявляется требование обеспечения максимально возможной его длины. В связи с этим использование саморегулирующегося и резистивного кабеля ограничено длиной трубопровода до 1км. Это связано с увеличением количества соединительных коробок и силового кабеля для подвода питания к этим коробкам. Для трубопроводов протяженностью более 1км применяется обогрев на основе трехжильного нагревательного кабеля постоянной мощности или СКИН-эффекте.

Обогрев трубопроводов малого диаметра и протяженности

Данный вид трубопроводов обычно имеет диаметр 15-50мм и длину до 40-50м. Перекачиваемая жидкость – вода. Нагревательный кабель используется для защиты от замерзания в осенне-зимний период. Применяется низкотемпературный кабель как для наружной установки на трубу, так и для установки внутри трубы. Удельная мощность кабеля обычно составляет 10-30Вт/м и зависит от условий эксплуатации трубопровода и типа используемой теплоизоляции.

Бесплатный расчет проекта

Обогрев водопроводов

Для обогрева водопроводных труб диаметром от 50 до 200мм, которые служат для транспортирования воды транзитом и подачи ее в распределительную сеть для потребителей, используется низкотемпературный и среднетемпературный нагревательный кабель мощностью 30-60Вт/м. Назначение обогрева – защита от замерзания в холодное время года. Монтаж кабеля осуществляется снаружи трубопровода, кабель может укладываться параллельно трубе в одну или несколько ниток в зависимости от тепловых потерь трубы или намоткой по спирали с определенным шагом укладки.

Бесплатный расчет проекта

Обогрев трубопроводов с горячей водой

Данный вид обогрева применяется в случае останова движения воды по трубе, возникающего по необходимости, при ремонтных работах или аварийных ситуациях на трубопроводе. В данном случае кабельный обогрев используется для защиты трубопровода от замерзания в период останова прокачивания воды. К нагревательному кабелю предъявляются требования по максимальной температуре внешнего воздействия в выключенном состоянии до +90..+99С, которую может достичь горячая вода. Удельная мощность кабеля зависит от диаметра трубопровода и условий эксплуатации и определяется теплотехническим расчетом.

Другим направлением использование нагревательного кабеля является поддержание требуемой температуры воды в системах горячего водоснабжения. Для этих целей используется среднетемпературный (или высокотемпературный) нагревательный кабель, имеющий максимальную рабочую температуру +110С и выше.

Обогрев канализационных трубопроводов

Назначение системы обогрева канализации – защита от замерзания для беспрепятственного прохождения сточных вод. Особенность обогрева данного вида трубопроводов – наличие агрессивной среды, поэтому для нагревательного кабеля предъявляются повышенные требования к его наружной оболочке, она должна быть стойкой к химически активным веществам. В данном сегменте часто используется нагревательный кабель во фторполимерной оболочке. Монтаж греющего кабеля осуществляется как снаружи, так и внутри трубопровода, но более предпочтительным, если есть возможность, является именно наружный монтаж кабеля. Удельная мощность кабеля обычно составляет 25-40Вт/м.

Назначение

Основное назначение обогрева трубопроводов — поддержание необходимой температуры транспортируемого продукта. Теплоизоляция предотвращает часть теплопотерь с поверхности трубопровода, но не обеспечивает защиту продукта от замерзания в холодное время года, а тем более не решает проблему поддержания необходимой технологической температуры. Обогрев трубопроводов в настоящее время осуществляется преимущественно нагревательным кабелем (резистивным, саморегулирующимся, кабелем с минеральной изоляцией), который пришел на смену обогреву паром.

Обогрев промышленных трубопроводов осуществляется в условиях воздействия химически агрессивных сред или потенциально взрывоопасных зонах. Поэтому к нагревательному кабелю предъявляются повышенные требования: кислотоустойчивая оболочка, обязательное наличие заземления, возможность работы во взрывоопасных зонах.

Задачи обогрева

1. Поддержание технологической температуры – разогрев объекта до температуры, требуемой в технологическом процессе и дальнейшее поддержание этой температуры.
2. Защита от замерзания – тепловыделение греющего кабеля обеспечивает поддержание положительной температуры стенки трубопровода и тем самым препятствует замерзанию жидкости внутри трубопровода.
3. Стартовый разогрев – разогрев технологической жидкости до температуры, при которой возможно ее перекачивание без изменения вязкости.
4. Компенсация теплопотерь – использование греющего кабеля предотвращает понижение температуры жидкости до недопустимых значений при понижении температуры окружающей среды.

Тепловой насос – современный отопительной прибор

Механизм, который сегодня эксплуатироваться во многих частных постройках – тепловой насос. Отопительные системы, оборудованные этим устройством, отличаются высокой экономичностью даже в сравнении с вышеописанными инфракрасными приборами и конструкциями теплых полов. Объясняется это тем, что электричество, потребляемое насосом, используется не для создания тепловой энергии, а для ее передачи к нагревательным приборам от совершенно другого источника.

По принципу работы такой насос во многом напоминает стандартный холодильник с той лишь разницей, что его функционирование направлено в обратную сторону, но есть не на охлаждение, а на обогрев.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что использование современных отопительных приборов в частных домах позволяет значительно снизить расход энергии и сэкономить существенную часть финансовых средств. Важно лишь уделить внимание качественному монтажу этих изделий, поэтому при возникновении трудностей с их подключением и эксплуатацией всегда можно обратиться к квалифицированным специалистам, имеющим в наличии различные фото отопительных устройств и подробные видео, упрощающие все монтажные работы.

Открытая система отопления — схемы и варианты открытого типа

Возможность использования воды в качестве теплоносителя позволило человечеству изобрести эффективный обогрев своих жилищ. Открытая система отопления — классический вариант, который до сих пор пользуется популярностью, благодаря простому принципу функционирования и минимальному количеству необходимых устройств.

Как выглядит система открытого типа на практике

Что такое открытая система отопления и как она работает

Возможно, Вас заинтересует информация-навесной котел

Перед тем как приступать к обустройству системы открытого отопления и прокладке коммуникаций, следует узнать, как установить теплосчётчики на отопление, что это за схема и как она работает. Потому начнем с базового определения. Открытой системой отопления называется схема с негерметичным расширительным баком. В её магистралях циркуляция теплоносителя осуществляется, как правило, естественным путем, без применения насосов и других приборов, потребляющих электроэнергию.

Открытая система отопления: 1. Котел отопления; 2. Циркуляционный насос; 3. Приборы отопления; 4. Дифференциальный клапан; 5. Запорные задвижки; 6. Расширительный бак

Происходит это следующим образом: нагревательный котел, сжигая твердое топливо или газ, производит тепловую энергию. Она, в свою очередь, передается теплоносителю, в роли которого выступает в данном случае обычная вода. Жидкость нагревается, расширяется и под высоким давлением устремляется в подающую магистраль системы отопления. Затем вода по трубам, расположенным под небольшим уклоном, проходит через радиаторы отопления и отдает им свою тепловую энергию. Она же, в свою очередь, и отапливает помещение. Как установить котел газовый двухконтурный настенный, Вы можете прочитать в нашей статье.

Открытая водяная система теплоснабжения

Пройдя через батареи, теплоноситель поступает в отводящую магистраль, также известную как «обратка». Там вода охлаждается, ее плотность увеличивается. Между подающей и отводящей линиями возникает разность давления – в первой оно больше, во второй меньше. За счет этого и создается циркуляция – горячая жидкость «продавливает» холодную. А та, возвращаясь в котел, за счет сжигаемого топлива вновь нагревается. Цикл замыкается и повторяется.

Возможно, Вас заинтересует информация о том, как правильно установить насос на отопление

На подающей линии открытой системы отопления, помимо радиаторов, располагается негерметичный расширительный бак. Как правило, он полностью либо частично не имеет крышки. При необходимости в нем располагаются «излишки» воды, расширяющейся при повышении температуры. Наличие расширительного бака предотвращает прорывы и аварии в отопительной системе. Кроме того, через него из магистрали уходит воздух, попавший туда тем или иным путем.

Схема, демонстрирующая устройство открытой системы отопления

Важно! Свое название открытая система отопления получила именно из-за наличия негерметичного (проще говоря, открытого) расширительного бака.

Автономные системы отопления

Вода, которой заполнены котел, трубы и радиаторы, при нагревании расширяется. Давление внутри резко повышается. Если не предусмотреть возможность удаления добавочного объема воды, то произойдет разрыв системы. Компенсация изменений объемов воды при изменении температуры происходит в расширительных сосудах. С ростом температуры, избыток воды, перемещается в расширительный сосуд. С уменьшением температуры система дополняется водой из расширительного сосуда.

• Открытая система постоянно соединена с атмосферой через открытый расширительный сосуд. Сосуд выполняется в виде прямоугольного или круглого бака. Форма значения не имеет. Важно чтобы он имел достаточную емкость, чтобы вместить дополнительный объем воды, образующийся от температурного расширения циркуляционной воды. Расширительный сосуд размещается в самой высокой части системы отопления. С системой отопления сосуд соединен трубой, которую называют стояк. Стояк присоединяется в нижней части бака – к днищу или боковой стенке. В верхней части расширительного бака присоединяется сливная труба. Она выводится в канализацию или на улицу за пределы здания. Сливная труба нужна на случай переполнения бака. Она же и обеспечивает постоянное соединение бака и системы отопления с атмосферой. Если система заполняется водой вручную ведрами, бак дополнительно оборудуется крышкой или люком. Если емкость бака выбрана правильно, то уровень воды в баке проверяется перед включением отопления. Давление воды в «открытой системе» равно атмосферному давлению, и не меняется при изменении температуры воды, которая циркулирует в системе. Устройство безопасности от повышения давления не требуется.
• Закрытая система изолирована от атмосферы. Расширительный сосуд герметичный. Форма сосуда выбрана так, чтобы он выдерживал наибольшее давление при минимальной толщине стенок. Внутри сосуда находится резиновая мембрана, которая разделяет его на две части. Одна часть заполнена воздухом, другая часть присоединяется к системе отопления. Расширительный сосуд может быть установлен в любой точке системы. При увеличении температуры воды избыток поступает в расширительный сосуд. Воздух или газ в другой половине мембраны сжимается. При снижении температуры, давление в системе уменьшается, вода из расширительного сосуда под действием сжатого воздуха вытесняется из расширительного сосуда в систему. В закрытой системе давление выше, чем в открытой системе и постоянно меняется в зависимости от температуры циркулирующей воды. Кроме того закрытая система обязательно оборудуется предохранительным клапаном на случай опасного повышения давления и устройством для выпуска воздуха.

Открытая система отопления

Централизованное теплоснабжение

Вода при центральном отоплении нагревается в центральной котельной или ТЭЦ. Здесь же и происходит компенсация расширения воды с изменением температуры. Далее горячая вода нагнетается циркуляционным насосом в тепловую сеть. Дома подключаются к тепловой сети двумя трубопроводами – прямым и обратным. Войдя в дом по прямому трубопроводу, вода разделяется по двум направлениям – на отопление и на горячее водоснабжение.

• Открытая система. Вода идет непосредственно к кранам горячей воды, и сбрасывается в канализацию после использования. «Открытая система» проще закрытой, но в центральных котельных и ТЭЦ приходится выполнять дополнительную обработку воды – очистку и удаление воздуха. Для жильцов эта вода стоит дороже водопроводной, а качество ее ниже.
• Закрытая система. Вода проходит через бойлер, отдавая тепло на нагрев водопроводной воды, соединяется с обратной водой отопления и возвращается в тепловую сеть. Нагретая водопроводная вода поступает в краны горячей воды. Закрытая система из-за применения теплообменников сложнее открытой, но зато водопроводная вода не подвергается дополнительной обработке, а только нагревается.

Закрытая система отопления

Термины «открытая система» или «закрытая система» применяются не ко всей системе центрального отопления города или поселка, а к каждому дому в отдельности. В одной системе центрального отопления возможно подключение домов и с «открытой системой» и с «закрытой системой». Постепенно открытые системы должны дополняться теплообменниками и превращаться в закрытые системы.

Требования к монтажу и эксплуатации

Обустраивая теплоснабжение дома, требуется принять во внимание, что открытая отопительная система имеет ряд особенностей:

• Котел (твердотопливный, газовый, жидкотопливный) должен располагаться в нижней точке магистрали, а расширительный бак – в самой верхней.
• Удобнее всего разместить расширительный резервуар на утепленном чердаке, если крыша холодная – теплоизолируют саму емкость и магистрали.
• Чем меньше поворотов и соединительных элементов в магистрали – тем эффективнее движется теплоноситель при естественной циркуляции.
• Скорость движения теплоносителя в гравитационной системе не превышает 0,3 м/с, поэтому важно следить за температурой жидкости в котле, не допускать ее перегрева и кипения – это повредит трубам магистрали и приборам отопления.
• Перед наступлением холодов воду из неиспользуемой отопительной системы сливают, чтобы трубы и рубашка котла не лопнули при перемерзании жидкости.
• В расширительный бак регулярно требуется добавлять воду, так как она со временем испаряется, а недостаток теплоносителя приведет к формированию воздушных пробок и остановке системы. Можно организовать узел подпитки или заливать вручную из ведра – это проще в небольшом индивидуальном доме.
• Открытая система отопления диктует использования воды в качестве теплоносителя. Это связано с тем, что антифриз относится к токсичным веществам, и его испарения из открытого бака вредны для человека. Кроме того, его придется регулярно подливать, увеличивая затраты на отопление. Если отоплением предполагается пользоваться нерегулярно, но хочется избежать хлопот с постоянным сливом жидкости из контура, допускается залить антифриз, но в этом случае расширительный бак снабжают крышкой с небольшим отверстием, чтобы снизить скорость испарения незамерзайки.
• Ключевой этап обустройства отопления гравитационного типа – проектирование, поскольку важно правильно выполнить расчет сечения труб и уклон трубопровода. Соответствующие нормы указаны в СНиП -85. Протяженность контура должна составлять не более 30 метров, на горизонтальных участках магистрали трубы монтируют с уклоном не менее 2-3 мм на метр длины.

Котел должен быть расположен ниже самого низкого радиатора

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса. Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

Естественная циркуляция в отоплении

В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

Если пренебречь установкой вертикального транзитного стояка, то высока вероятность, что теплоноситель, поступающий от котла, не будет развивать достаточную скорость

Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк. Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

Возможности самотечной схемы:

• Подключение к теплым полам. На водяной контур, ведущий к полу, монтируется циркуляционный насос. Остальная система функционирует в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит отапливаться.
• Работа с бойлером. Нагревательный прибор монтируется вверху системы – немного ниже расширительного бака.

Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

Принудительная система с насосом

С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы сооружают как открытого, так и закрытого типа. В открытых контурах расширительный бачок устанавливается в наивысшей точке системы. Присутствие насоса позволяет увеличить трубопровод между отопительным котлом и батареями, как по высоте, так и по протяженности (+)

Важные моменты организации принудительной системы:

• Схема со встроенным насосом энергозависима. Чтобы обогрев помещения не прекращался при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасе.
• Насос устанавливается перед входом в котел на обратной трубе. Расстояние до котла – 1,5 м.
• При установке насоса учитывается направление движения воды.

На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

На подающем трубопроводе надо установить обратный клапан. Элемент размещается сразу после котла и предотвращает рециркуляцию теплоносителя при работе насоса

Плюсы и минусы

Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:

• производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
• проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
• работа системы не зависит от наличия протечек: здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.

Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:

• надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
• нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.

Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.

Варианты разводки трубопровода в системе

От схемы расположения отопительных приборов и соединяющих труб зависит эффективность, экономичность и эстетичность системы теплоснабжения. Выбор разводки определяется исходя из конструктивных особенностей и площади дома.

Специфика однотрубной и двухтрубной схем

Нагретая вода поступает к радиаторам и обратно в котел разными способами. В одноконтурной системе теплоноситель подается через одну магистраль большого диаметра. Трубопровод проходит через все радиаторы.

Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

• минимальный расход материалов;
• простота монтажа;
• ограниченное количество труб внутри жилого помещения.

Основной недостаток схемы с одной трубой, выполняющей обязанности подачи и обратки, заключается в неравномерном прогреве радиаторов отопления. Интенсивность нагрева и теплоотдача батарей падает по мере их отдаленности от котла.

При длинной цепочке разводки и большом количестве радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» приборы отопления рекомендуется устанавливаться в комнатах северной стороны, детских и спальнях

Двухтрубная схема отопления уверенно отвоевывает позиции. Радиаторы соединяют обратный и подающий трубопровод. Между батареями и источником тепла образуются локальные кольца.

Основные плюсы системы:

• все отопительные приборы равномерно разогреваются;
• возможность регулировки нагрева каждого радиатора отдельно;
• надежность эксплуатации схемы.

Двухконтурная система требует больших вложений и трудозатрат. Выполнить монтаж двух веток коммуникаций по строительным конструкциям будет сложнее.

Двухтрубная система легко балансируется, обеспечивая подачу теплоносителя одинаковой температуры во все приборы отопления. Комнаты помещения прогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

Зависимо от места размещения магистрали, подающей горячий теплоноситель, различают верхнюю и нижнюю подводку.

В открытых системах отопления с верхней разводкой нет необходимости в использовании устройств для отвода воздуха. Излишки его сбрасываются через сообщающуюся с атмосферой поверхность расширительного бачка (+)

При верхней разводке теплая вода поднимается по главному стояку и через разводящие трубопроводы передается в радиаторы. Устройство такой системы отопления целесообразно в одно- и двухэтажных коттеджах и частных домах.

Достаточно практична система теплоснабжения с нижней разводкой. Подающая труба размещается внизу, рядом с обраткой. Движение теплоносителя в направлении снизу вверх. Вода, пройдя через радиаторы, по обратному трубопроводу направляется в нагревательный котел. Батареи оборудуются кранами Маевского для удаления воздуха из магистрали.

В системах отопления с нижней разводкой возникает необходимость в использовании устройств для отвода воздуха, простейшим из которых является кран Маевского

Вертикальные и горизонтальные стояки

По типу положения магистральных стояков различают вертикальные и горизонтальные способы разводки трубопровода. В первом варианте радиаторы всех этажей подключаются к вертикально расположенным стоякам.

Вертикальную разводку используют при обустройстве домов в два, три и более этажа с чердачным помещением, в пределах которого можно проложить и утеплить трубопровод (+)

Особенности «вертикальных» систем:

• отсутствие воздушных пробок;
• подходит для теплоснабжения высотных построек;
• поэтажное подключение к стояку;
• сложности установки квартирных теплосчетчиков в многоэтажных домах.

Горизонтальная разводка предусматривает подключение радиаторов одного этажа к единому стояку. Преимущество схемы – для устройства используется меньше труб, стоимость установки ниже.

Горизонтальные стояки, как правило, применяются в одно- и двухэтажных помещениях. Обустройство системы актуально в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без простенков

Можно ли самостоятельно смонтировать открытое отопление?

С монтажом открытой системы отопления не нужно обладать сверхспособностями, важно внимательно изучить такой вопрос, как схема работ. Первым делом, установите котел. Разместить его можно на полу или же подвесить для экономии места. Мощность котла выбирайте в зависимости от того, какую площадь помещения планируете отопить.

Вторым этапом станет распределение и установка радиаторов. Рассчитайте их количество, исходя из площади комнаты. Один радиатор способен отопить до 1 кв.м. жилой площади. Не хотите радиатор, закрепите трубу диаметром 10 см. Ее можно пустить по всему дому и вернуть обратно к котлу. Для более лучшей циркуляции воды, закрепите трубу под наклоном. Что касается бака, его можно установить на обратке недалеко от котла.

Установка радиаторов отопления

Есть еще один вариант монтажа открытого отопления. Открытое отопление можно разместить вертикально, при этом бак устанавливают на чердаке. Чтобы бак не пострадал от перепада температур, позаботьтесь о его утеплении.

Особое внимание уделите расчетам объемов расширительного бака. При неправильном расчете вы рискуете взрывом. Бак разорвет от действия повышенного давления.

Поговорим о подборе частей для открытого отопления:

• Котел лучше разместить в отдельной постройке. При этом к нему в свободном доступе должен поступать воздух. На полу постелите материал, который не вспыхнет при пожаре. Для этого лучше полы просто забетонировать. Измерьте площадь помещения. Исходя из этих расчетов, вы сможете рассчитать необходимую мощность котла. Котел сможет работать как на газу, так и на дровах.
• Радиаторы лучше выбрать стальные. Монтаж их осуществляется таким образом, чтобы они были размещены от стены на расстоянии 5 см. Радиаторы можно монтировать под подоконниками. В таком случае они защитят комнату от внешнего холода, играя роль завесы. От пола отступите не менее 40 см. Чтобы обогреть комнату площадью в 15 кв.м. вам нужно установить радиатор не менее 100 см.

• Трубы. По старинке использовали медные трубы. Однако они себя не оправдали. Медные трубы дорогостоящие и быстро ржавеют. Оптимальным вариантом станет выбор в пользу пластиковых труб. Их диаметр не менее 32 мм. Рассчитывайте длину труб, учитывая, что они выходят из верхней части радиатора и замыкают ее с нижней частью. Монтаж труб производят по наружной части стены. Нет необходимости монтировать их в стену. Соединить трубы между собой можно при помощи отводов. Также трубами не забудьте соединить воедино котел, расширительный бак и радиаторы.
• Расширительный бак. Расширительный бак разместите на чердаке помещения или недалеко от котла. Расширительный бак не должен превышать 5% от объема всей системы отопления в целом. Чтобы отопить дом в один этаж, вам лучше выбрать бак на 8 литров. Для того чтобы не ошибиться, купите бак на 15 литров.

Обустройство гравитационной магистрали отопления

Разработку проекта самотечной системы лучше доверить специалистам-теплотехникам. В документе указывается вид отопления, способ подключения радиаторов и циркуляции теплоносителя, рекомендуемые параметры оборудования, количество радиаторов и метраж трубопровода.

Расчет системы теплоснабжения

Необходимо определить гидравлические характеристики системы, которые в дальнейшем помогут правильно выбрать оптимальный диаметр трубопровода.

В естественной системе отопления котел рекомендуется монтировать в подвале или цокольном помещении. Это позволяет увеличить длину транзитного стояка

Для расчета значения циркуляционного напора (Рц) необходимо иметь следующие данные:

1. Дистанцию от центра котла отопления до центра радиатора (h). Чем больше расстояние между этими приборами, тем стабильней циркуляция.
2. Давление остывшей (Ро) и нагретой (Pr) воды.

Циркуляционное давление зависит только от разницы температуры теплоносителя. Точные показатели можно узнать из табличных данных.

Чем больше разница температур теплоносителя, тем давление в магистрали выше. Поэтому важно позаботится о «входящей» температуре жидкости

На ширину сечения трубопровода оказывает влияние тип материала. Диаметр стальной трубы должен составлять не меньше 50 мм. После разветвления, сечение магистрали сужается на один размер. Обратка, наоборот, компонуется с последующим расширением.

Особое внимание уделяется объему расширительного бака. Величина резервуара не должна быть меньше 5% общего объема теплоносителя в системе. Несоблюдение требования приведет к сливу воды из системы или порыву труб.

Подбор основных комплектующих

Для открытой системы лучше подобрать котел, работающий на твердом топливе или мазуте. Установка электрокотлов и газового оборудования запрещена. В магистрали иногда образуются воздушные пробки – это может привести к аварийной ситуации.

Мощность нагревателя определяется исходя из расчета – 1 кВт энергии тепла на 10 кв.м дома. В зависимости от качества утепления помещения к полученному значению добавляется 10-30%.

Котел размещается в отдельном помещении, оснащенном принудительной циркуляцией воздуха. Оборудование устанавливается на пожароустойчивый материал или забетонированный пол

Расширительный бак для отопительной системы гравитационного типа должен быть из стали. Полимерные материалы применять крайне нежелательно. Для отопления небольшого одноэтажного дома подойдет резервуар на 8-15 литров.

Самый простой вариант открытого расширительного бака представляет собой емкость произвольной формы с отверстием для отвода воздуха и пополнения теплоносителя, а также патрубком перелива

По этому принципу делают самодельные расширительные бачки из любых емкостей, объем которых равен 4 — 10 % от общего объема теплоносителя

Открытые расширительные бачки устанавливаются в наивысшей точке системы. Если располагаются в пределах неотапливаемого чердака, конструкцию следует утеплить

Подающая теплоноситель труба может быть ввернута или вварена в любом месте. Важно выбрать для ввода наиболее низкую точку в бачке

Для обустройства трубопровода используют трубы из следующих материалов:

1. Стальные. Отличаются высокой теплопроводностью и стойкостью к высокому давлению. Недостаток – сложность монтажа и необходимость задействования сварочного оборудования.
2. Полипропиленовые. Основные плюсы: устойчивость к температурным колебаниям, прочность, герметичность и простота монтажа. Срок службы – 25 лет.
3. Металлопластиковые. Материал не поддается коррозии, предупреждает засорение контура. Недостатки магистрали: ограниченный срок эксплуатации (до 15 лет) и высокая стоимость.
4. Медные. Трубы с максимальной теплоотдачей и стойкостью к высоким температурам – до +500°С. Главный минус – дороговизна материала.

Радиаторы в открытом контуре теплоснабжения должны быть сделаны из металлов высокой прочности. Наиболее распространены стальные модели. Они имеют оптимальное соотношение основных параметров: внешний вид, цена и тепловая мощность.

Стальные радиаторы благодаря тонким стенкам, небольшому весу и высокой степени теплоотдачи сравнивают с конвекторами. Оборудование быстро прогревает помещения, за счет ускоренного движения воздуха

Этапы монтажа открытой системы

Весь процесс организации гравитационной системы отопления можно разбить на несколько этапов:

1. Монтаж котла. Оборудование фиксируется на напольной поверхности или подвешивается на стене. Выбор метода зависит от габаритов котла.
2. Разводка трубопровода согласно выбранной схеме и разработанному проекту. Важно соблюдать рекомендованный угол уклона трубного контура.
3. Установка радиаторов отопления и подключение их к системе.
4. Монтаж расширительного бака и его утепление.
5. Соединение всех элементов, проверка герметичности стыков и стартовый запуск системы.

После котла, на подающей трубе, желательно установить температурный датчик для контроля эффективности работы системы теплоснабжения.

Монтаж отопительной системы надо осуществлять в теплое время года. Обустройство магистрали и ввод в эксплуатацию займет около одной недели

Открытая система отопления – монтаж

Теперь, когда все расчеты завершены, а все необходимое оборудование подобрано, приступим к монтажу открытой системы отопления.

Шаг 1. Приобретите нагревательный котел, радиаторы, расширительный бак, трубы и запорную арматуру.

Важно! Трубы и фитинги желательно приобретать с запасом 10-20% от достаточного количества – так в случае порчи материала не возникнет необходимости прерывать работы ради поездки в строительный магазин.

Шаг 2. Доставьте их к дому.

Возможно, Вас заинтересует информация-установка радиаторов отопления

Шаг 3. Проверьте приобретенные материалы и оборудование – все ли на месте, нет ли среди них брака или поломанных изделий.

Шаг 4. Обустройте котельную – смонтируйте вентиляцию, если ее раньше не было, отделайте пол и стены негорючим материалом, например, кафельной плиткой. Помещение должно находиться в самой низкой точке отопительной системы — на первом этаже или в подвале (кроме тех случаев, когда будет устанавливаться газовый котел).

Набор оборудования автономной котельной частного дома

Газовая котельная в частном доме — схема

Совет! Желательно, чтобы котельная была снабжена отдельной входной дверью – так в случае инцидента пожарные смогут быстро проникнуть в помещение и потушить пламя.

Шаг 5. Произведите монтаж нагревательного котла. При этом особое внимание уделите тому, чтобы оборудование было выровнено по горизонтали и вертикали. Котел, стоящий криво, может быстро выйти из строя.

Установка газового котла

Шаг 6. Сделайте обвязку отопительного котла – подключите магистрали отопительной системы, обеспечьте подачу топлива.

Пример котла после установки и обвязки в отдельном помещении. Обратите внимание на отделку пола и потолка – она выполнена из плитки. Также можно заметить, что сам котел установлен на подиум

Шаг 7. Определите место, где будет располагаться расширительный бак. Проведите от котла до этой точки разгонный коллектор. Диаметр труб, используемых для него, должен быть больше, чем для остальных магистралей открытой системы отопления – так будут достигнуты оптимальные показатели давления теплоносителя.

Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией

Шаг 8. Произведите разводку остальных труб для открытой отопительной системы. Прокладываемые магистрали должны иметь уклон 0,005% — 0,01% (от 0,5 до 1 м на 100 м трубы). Также желательно, чтобы подающая и обратная линии имели минимальное количество поворотов и соединений. Для открытой системы отопления предпочтительнее использовать полипропиленовые трубы с армированием – обычные стальные изделия при подобной схеме будут сравнительно быстро разрушаться из-за коррозии.

Соединение труб — инструкция

Шаг 9. Установите в заранее определенных местах в доме радиаторы отопления. Батареи должны размещаться таким образом, чтобы между их задней частью и стеной оставалось около 3-5 см, между верхом и подоконником 10 см, а между низом и полом 10-15 см. При такой установке отопительных приборов потокам горячего воздуха, идущим от радиатора во внутреннее пространство комнаты, ничего не будет мешать.

Способы подключения радиаторов отопления

Соединение радиаторов отопления

Шаг 10. На чердаке или просто в самой высшей точке системы отопления установите расширительный бак. Не забудьте о врезке крана для слива теплоносителя в канализацию и о переливном клапане.

Открытый расширительный бак, установленный на чердаке. В этом случае для системы отопления использованы медные трубы – самые дорогие и при этом наиболее эффективные

Важно! Некоторые домовладельцы советуют налить в расширительный бак небольшое количество масла – пленка на поверхности замедлит испарение теплоносителя из отопительной системы.

Шаг 11. Место, где установлен расширительный бак, обшейте теплоизоляционными материалами, чтобы зимой теплоноситель в нем не замерз.

Утепление расширительного бака под кровлей — еще один возможный вариант

Шаг 12. Произведите монтаж запорной арматуры.

Радиатор с байпасом и запорной арматурой

Шаг 13. Проверьте все соединения на надежность. Если в монтаже системы отопления выявлены какие-либо неполадки – немедленно исправьте их.

Все соединения должны быть герметичными

Шаг 14. Сделайте пробный пуск системы. Определите, все ли ее составляющие части работают так, как должны.

Возможно, Вас заинтересует информация —котельная в частном доме

На этом процесс монтажа открытой системы отопления своими руками можно считать успешно завершенным. Теперь вам остается только следить за состоянием оборудования и регулярно подливать в расширительный бак теплоноситель по мере испарения. Что такое расчет теплоносителя в системе отопления- калькулятор, Вы можете прочитать в нашей статье.

Открытая система отопления своими руками

Схема, демонстрирующая устройство открытой системы отопления

Открытая система отопления с расширительным баком, подключенным к обратной линии

С учетом простоты и ограничения по площади, открытая система отопления становится неплохим вариантом для небольших загородных построек – дачных домиков и одноэтажного жилья в частном секторе

Соотношение площади окон к площади пола и соответствующее значение К3

Снизить потери тепла в доме и, следовательно, необходимую для его отопления мощность можно путем теплоизоляции стен, крыши, перекрытий и окон

Виды радиаторов отопления

Виды отопительных радиаторов и их характеристики

Объем теплоносителя в одном метре трубы

Схема расширительного бака открытого типа

Пример котла после установки и обвязки в отдельном помещении. Обратите внимание на отделку пола и потолка – она выполнена из плитки. Также можно заметить, что сам котел установлен на подиум

Подключение радиатора в частном доме к открытой двухтрубной системе отопления диагональным способом

Открытый расширительный бак, установленный на чердаке. В этом случае для системы отопления использованы медные трубы – самые дорогие и при этом наиболее эффективные

Открытая система отопления: 1. Котел отопления; 2. Циркуляционный насос; 3. Приборы отопления; 4. Дифференциальный клапан; 5. Запорные задвижки; 6. Расширительный бак

Открытая водяная система теплоснабжения

У открытой системы отопления много преимуществ

Открытый расширительный бак для отопления

Набор оборудования автономной котельной частного дома

Газовая котельная в частном доме — схема

Установка газового котла

Соединение труб — инструкция

Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией

Способы подключения радиаторов отопления

Соединение радиаторов отопления

Утепление расширительного бака под кровлей — еще один возможный вариант

Радиатор с байпасом и запорной арматурой

Все соединения должны быть герметичными

Кол-во блоков: 13 | Общее кол-во символов: 33434
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:

Подготовка системы к отопительному сезону

Если вы жилец многоквартирного дома с центральной подачей теплоносителя, то подготовка к отопительному сезону проводится обслуживающей организацией. Вас это не должно заботить, единственное, что потребуется сделать – проверить, нет ли воздуха в батареях. Это нужно делать, когда включать отопление. Если же у вас автономная система обогрева, то все заботы по подготовке к зиме ложатся на ваши плечи.

План подготовки к отопительному сезону

Чтобы перед началом отопительного сезона провести комплексную проверку и ничего не забыть, нужно составить поэтапный план. В учреждениях, которые обслуживают центральные сети, есть определенный регламент, подкрепленный СНИПами. Работы по подготовке сопровождаются множественными актами и разрешениями. К счастью, владельцы частных домов и квартир с автономным отоплением не должны проходить такую сложную процедуру.

Достаточно просто проверить следующие аспекты:

• теплопотери помещения;
• наличие/отсутствие грязи в контуре;
• есть ли неисправное оборудование или утечки;
• проверка системы на наличие воздушных пробок;
• чистый ли дымоход.

Можно использовать этот план подготовки к отопительному сезону как образец. К сожалению, многие пользователи вообще никак не готовятся к зиме. Мы же рекомендуем проводить эту операцию каждую осень или хотя бы раз в два года, но не реже. От этого зависит не только эффективность отопления, а и ваша безопасность.

Минимизируем теплопотери перед отопительным сезоном

Проверить дом на наличие теплопотерь можно посредством тепловизора – это прибор, который показывает картинку в инфракрасном спектре. В идеале проверку нужно делать зимой, а устранять теплопотери уже перед тем, когда начинается отопительный сезон.

Снимок дома в инфракрасном спектре.

В идеале на экране тепловизора дом должен быть синего цвета – это значит, что снаружи он холодный, соответственно, тепло не покидает помещение. Все места, где выходит тепло, будут обозначены красным или желтым цветом. Чем ярче и насыщеннее цвет, тем выше теплопотери. Основные места утечки тепла – это окна и двери. Поэтому замена или хотя бы герметизация окон и дверей выполняется в первую очередь.

После того как все щели были устранены, заменены окна и утеплены двери можно переходить к теплоизоляции ограждающих конструкций:

• стены;
• пол;
• потолок;
• фундамент.

Отечественный утеплитель Изовер по отзывам не хуже зарубежных аналогов.

О том, как утеплить стекловатой стены мы рассказывали в одной из наших статей.

Когда заканчивается отопительный сезон утеплитель продолжает работать. Только теперь он не пропускает тепло с улицы в помещение, поэтому летом в таком доме прохладнее. Сегодня очень популярны энергоэффективные дома.

Очистка системы отопления перед отопительным сезоном

Первое, что нужно сделать – это промыть систему отопления изнутри. Этот этап подготовки к отопительному сезону очень важен. Внутри на трубах и батареях оседает накипь и другие загрязнения. Вследствие этого толщина стенок увеличивается, а теплопроводность уменьшается. Соответственно, контур обогрева начинает хуже работать, расходы на энергоноситель растут.

Вариантов промывки много, но самая популярная среди владельцев автономных систем отопления химическая очистка. Метод не подразумевает использования специального дорогостоящего оборудования. Нужен только бустер для промывки, который легко можно сделать своими руками. Принцип промывки заключается в том, что по контуру прогоняется кислотный раствор в течение нескольких часов.

Кислота разъедает не только накипь, а и ржавчину, иногда может повредить паранитовые или резиновые прокладки. Бывает, что после очистки химическим методом появляются утечки. Это хорошо, так как слабые места были выявлены еще до начала отопительного сезона и есть достаточно времени на ремонт.

Помимо очистки системы изнутри, также требуется уход за наружной поверхностью труб и батарей.

Вы наверняка могли видеть как контуры со стальных труб и с чугунными батареями красят поверх старого слоя. Со временем металл обрастает таким слоем краски, что в значительно степени снижается теплопроводность.

Замена теплоносителя перед отопительным сезоном

Следующий этап подготовки системы отопления к отопительному сезону – это замена теплоносителя. Если после промывки системы отопления не было выявлено утечек и неисправных элементов, то контур можно заполнить теплоносителем и он уже готов к работе. Менять жидкость в системе отопления нужно, даже если не проводилась очистка. Специалисты рекомендуют заливать в контур дистиллированную воду или незамерзающую жидкость.

Если у вас двухконтурный котел — не используйте антифриз.

У незамерзайки есть свой ресурс службы, после которого жидкость начинает распадаться на составляющие. Самый опасный компонент при этом соляная кислота. Получается если не менять незамерзайку, то по контуру будет циркулировать кислота, которая быстро разрушит все элементы системы. Ресурс незамерзающей жидкости указан на упаковке.

Заполнить систему отопления можно:

• используя насос для опрессовки;
• посредством подпитки из водопровода;
• вконтур с естественной циркуляцией можно залить теплоноситель даже ведром.

Если в теплоносителе минимальное содержание железа, а РН близкий к оптимальному, то оборудование (котел, насос, радиаторы) прослужит гораздо дольше. Требования к качеству теплоносителя указываются в паспорте изделия.

Опрессовка отопления перед отопительным сезоном

Обязательным этапом подготовки котельной к отопительному сезону является проверка работоспособности запорной и регулирующей арматуры, измерительного оборудования (манометры), электрической сети, всех энергозависимых элементов. Если после промывки были выявлены неисправности, то их тоже следует устранить.

Ручной насос для опрессовки.

После всех ремонтных работ в закрытых системах отопления обязательно нужно проводить опрессовку. Опрессовка – это проверка контура на герметичность под давлением, в полтора раза выше рабочего. Есть мастера, которые в автономную систему перед введением в эксплуатацию загоняют 15 атмосфер и держат сутки. Мы не рекомендуем так делать по следующим причинам:

• контур от такой нагрузки становится слабее, вероятность аварии возрастает;
• нет смысла так повышать проверочное давление, так как рабочее составляет всего 2,5 атмосферы;
• в процессе проверки можно повредить оборудование.

Чтобы проверить автономную систему на герметичность достаточно закачать в нее 7 атмосфер и следить за показаниями манометра в течение получаса или часа. Если за это время давление осталось на прежнем уровне, значит, контур можно запускать в эксплуатацию. При первом включении нужно будет стравить воздух при помощи кранов Маевского, установленных в торцах батарей.

Чистка дымохода

Дымоход – это одна из важнейших частей отопительной системы. Почти все пожары происходят из-за того, что хозяева неправильно установили дымоход или не должным образом обслуживали его. Какой бы котел вы ни использовали, все равно к окончанию отопительного сезона на стенках дымохода будет сажа, а в конденсатосборнике соберется конденсат.

Сверхтонкая жидкая керамическая теплоизоляция по отзывам подходит только для утепления металлоконструкций.

Экологичная пробковая теплоизоляция используется для внутренних работ.

Какие опасности это несет:

• условный проход уменьшается, соответственно, тяга становится хуже. Есть риск образования обратной тяги;
• конденсат содержит высокую концентрацию кислоты, которая разъедает металл.

Кроме очистки, также нужно проверить целостность дымохода, состояние утеплителя. В случае необходимости следует устранить все неисправности, так как сделать это в отопительный период будет проблематично.

Источник http://akak7.ru/tipy-sistem-otopleniya-obzor-tradicionnyx-i-innovacionnyx-sposobov-obogreva.html

Источник http://kachestvolife.club/otoplenie/otkrytaya-sistema-otopleniya-osobennosti-funkcionirovaniya

Источник http://utepleniedoma.com/otoplenie/podgotovka-k-otopitelnomu-sezonu

Источник