Типы отопительных систем

Автономные системы отопления подразделяются на водяные (жидкостные), воздушные и прямого электрического обогрева.

В водяных системах жидкий теплоноситель (антифриз или вода) нагревается отопительным котлом, затем, проходя по системе трубопроводов и радиаторов, отдает тепло.

В воздушных системах отопления в качестве теплоносителя используется воздух, подаваемый после подогрева отопительным котлом в отапливаемые помещения по воздуховодам. Воздушные системы отопления наиболее распространены США и Канаде.

Прямой электрический обогрев — нагрев помещения происходит без промежуточного теплоносителя, а электрическая энергия непосредственно преобразуется в тепловую.

Наиболее распространенные в России водяные системы отопления. Поэтому именно о таких системах расскажем в этой статье более подробно.

Автономные системы водяного отопления


Системы водяного отопления бывают с принудительной и естественной циркуляцией. В системе с принудительной циркуляцией теплоноситель перемещается с помощью циркуляционного насоса. Достоинствами такой системы являются: комфорт (есть возможность регулировать и поддерживать заданную температуру в каждой комнате), небольшой диаметр труб, меньшая разница температур выходящей из котла нагретой воды и возвращающейся в котел остывшей (увеличивает срок службы котла). Единственный минус таких систем — насос требует наличия электричества.

В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Циркуляцию в ней обеспечивает гравитационная сила, вызванная неоднородностью среды (градиентами температуры и плотности). Для такой системы требуются трубы большого диаметра и она очень тяжело поддается регулированию. Главный недостаток гравитационной циркуляции — низкий КПД системы отопления, а как следствие повышенный расход топлива.

Кроме того, системы отопления могут быть открытого и закрытого типа. В первом случае для компенсации расширения теплоносителя (воды или антифриза) в системе отопления используется открытый расширительный бак. Во втором — применяется закрытый мембранный бак.

В открытой системе расширительный бак должен устанавливаться в наивысшей точке системы. В закрытой — размещать мембранный бак наверху нет никакой необходимости. Система с закрытым мембранным баком имеет массу преимуществ по сравнению с открытой. Вот основные:

1) бак можно расположить там же, где и котел, то есть, нет необходимости тянуть трубу на чердак, 2) нет контакта воды и воздуха, а, следовательно, и возможности растворения в воде дополнительного кислорода (что продлевает срок «жизни» радиаторам и котлу), 3) возможность создать дополнительное давление даже в верхней точке системы отопления, что уменьшает риск образования воздушных пробок в верхних радиаторах.

Существует два основных способа разводки — однотрубная и двухтрубная. При двухтрубной к каждому радиатору подведено две трубы — «прямая» и «обратная». Эта разводка позволяет иметь одинаковую температуру теплоносителя на входе во все приборы. Двухтрубная разводка может быть двух типов:

а) с параллельным подключением радиаторов,

б) лучевая (коллекторная), когда от коллектора «лучами» к каждому отопительному прибору подводятся две трубы — прямая и обратная. Недостаток лучевой системы — большие затраты труб. Достоинство — легкая регулировка отопительных приборов и балансировка системы.

При однотрубной разводке теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому, при этом остывая. Таким образом, последний радиатор в цепочке может быть значительно холоднее первого. Практически по всем параметрам двухтрубная система лучше. Единственное достоинство однотрубной — более низкая стоимость.

В качестве топлива для отопления дома может использоваться газ (природный магистральный или реже сжиженный баллонный), жидкое (в первую очередь дизельное) или твердое топливо (уголь, дерево, кокс и др. ) или электроэнергия.

Чем заполнить традиционную жидкостную систему отопления? В качестве теплоносителя для систем отопления может использоваться либо вода, либо специальный антифриз (низкозамерзающий теплоноситель).

Выбор теплоносителя

Определить тип теплоносителя надо на самом раннем этапе, т. к. от того чем будет заполнена система антифризом или водой зависит мощность отопительных приборов (радиаторов, конвекторов), мощность насоса, возможность применения различных материалов для создания системы отопления. Если нет опасности размораживания системы отопления вследствие прекращения работы котла (из-за перебоев в подаче электроэнергии, из-за падения давления газа или по другим причинам) то в таком случае оптимальный теплоноситель — это вода.

Вода имеет прекрасные теплофизические свойства, она экологически и токсикологически безопасна. Но далеко не все догадываются, что и у воды есть недостатки. Среди них высокая коррозионная активность по отношению к металлам и склонность к выпадению солей и продуктов коррозии на поверхности оборудования из металла. К сожалению, даже те, кто догадывается о существующих проблемах, практически не принимает мер для их решения. При этом существуют эффективные методы борьбы с коррозией в системах отопления. Один из них — добавление в воду присадок-ингибиторов, которые снижают ее коррозионную агрессивность и уменьшают солеобразование. В результате применения таких присадок коррозионная активность воды может быть снижена во много раз! Таким простым и недорогим способом можно значительно продлить «жизнь» своей отопительной системы.

Далее рассмотрим ситуацию, когда размораживание системы возможно. В этом случае стоит изучить вариант с применением антифриза (низкозамерзающей жидкости). Особо хочется подчеркнуть, что это должен быть не автомобильный тосол, трансформаторное масло или этиловый спирт, а антифриз, специально разработанный для систем отопления. Надо помнить, что антифриз должен быть пожаробезопасным и не содержать в своем составе добавок недопустимых к применению в жилых помещениях.

На российском рынке представлены различные антифризы для систем отопления. Они могут отличаться по веществу, на основе которого они изготовлены (этиленгликоль или пропиленгликоль), по набору специальных присадок, по температуре, при которой они кристаллизуются, естественно по стоимости и т. д.

Большинство продающихся антифризов изготовлено на основе этиленгликоля. Этиленгликоль — токсичное вещество, попадание которого на кожу или тем более в организм человека крайне не желательно. Кроме того, вредны и его испарения.

Поэтому применение антифриза на основе этиленгликоля особенно нежелательно в двухконткрных котлах, когда возможен подмес теплоносителя из контура отопления в контур водоснабжения, а также в открытых системах отопления (с открытым расширительным баком), где возможно испарение теплоносителя.

Более безопасен для человека низкозамерзающий теплоноситель, который изготовлен на основе пропиленгликоля. При этом пропиленгликоль может быть пищевым и техническим. Наиболее экологически безопасен антифриз на основе пищевого пропиленгликоля.

Важно помнить, что серьезное отрицательное воздействие на антифриз может оказать слишком высокая температура, возникающая при ненормальном функционировании системы отопления. При перегреве теплоносителя свыше +107 С, происходит термическое разложение этиленгликоля и антикоррозионных присадок. Для того, чтобы избежать этого эффекта надо обеспечить надлежащую циркуляцию теплоносителя в системе отопления.

Выше упоминалось о том, что от выбора теплоносителя зависят параметры различных элементов системы отопления. Как это связано? Вот ответ на этот вопрос.

Теплоемкость и теплопроводность антифриза ниже, чем у воды, следовательно, при проектировании системы отопления с антифризом, радиаторы следует выбирать несколько мощнее.

Вязкость антифриза выше, чем у воды, т. е. его сложнее заставить двигаться по системе отопления, поэтому нужно использовать более мощные циркуляционные насосы.

При заполнении антифризом системы отопления, смонтированной из оцинкованных труб, надо иметь в виду, что это может привести к химическим изменениям, образованию металлизированной взвеси и труднорастворимым осадкам.

Если говорить о продолжительности службы антифриза, то обычно производители обещают, что антикоррозионные свойства антифриза рассчитаны на 5 лет непрерывной работы или 10 отопительных сезонов.

На российском рынке представлены различные антифризы для систем отопления. Они могут отличаться по веществу, на основе которого они изготовлены (этиленгликоль, пропиленгликоль и др. ), по набору специальных присадок, по температуре, при которой они кристаллизуются, естественно по стоимости и т. д. Из наиболее известных отечественных производителей антифризов можно назвать: ООО «Гелена Химавто» (производит антифриз «Теплый дом»), ООО «Гелис-инт» (производит антифриз «Dixis»), ООО «Спектропласт» (производит антифриз «ХНТ» и ингибиторы коррозии для воды «СПВ»), ООО «ТЭКС» (производит антифриз «Hot Blood») и др.

Обеспечение горячего водоснабжения (ГВС)

Для приготовления горячей воды в загородном доме можно использовать отопительный котел, а также накопительные или проточные водонагреватели.

Варианты подготовки горячей воды с помощью водонагревателей подробно рассмотрены в статье «Водонагреватели в вопросах и ответах». Здесь же мы подробнее остановимся на обеспечении ГВС с использованием отопительного котла.

Для нагрева воды с помощью отопительного котла могут использоваться следующие варианты: это может быть двухконтурный котел*или одноконтурный котел с подключенным к нему бойлером косвенного нагрева**.

  • Двухконтурным называется котел, обеспечивающий не только отопление (первый контур), но и горячее водоснабжение ( второй контур).

** Бойлерами косвенного нагрева называются те, в которых вода нагревается от теплоносителя котла. Существуют и комбинированные бойлеры, в которых вода может нагреваться и от котла, и от встроенного в них электрического ТЭНа.

Рассмотрим подробнее каждый из этих вариантов.

Для начала скажем, что двухконтурные котлы могут быть как с проточным теплообменником ГВС (грубо говоря, как в газовой колонке), так и со встроенным бойлером. Первый вариант наиболее компактный (чаще настенный) и вполне приемлем для домов с небольшим или средним расходом горячей воды. Естественно, что потребности в горячей воде очень индивидуальны. Кто-то за счастье считает наличие одного душа на даче, а другому потребуется, например, пять душей и несколько джакузи. Вариант с двухконтурным котлом в первую очередь для тех, кто планирует использовать одновременно только один душ и рукомойник, максимум два душа.

Для дома с одной душевой кабиной может хватить двухконтурного настенного газового котла мощностью 24-30 кВт. Если же в вашем доме планируется одновременно использовать два душа, то стоит обратить внимание на модели мощностью примерно 40 кВт. Кроме компактности, к достоинствам настенных газовых котлов можно отнести и относительно невысокую стоимость — примерно 1000 евро (а нередко и ниже).

К недостаткам двухконтурных котлов с проточным теплообменником можно отнести то, что при использовании жесткой воды может достаточно быстро зарастать теплообменник, которому потребуется промывка.

Менее страшна жесткая вода вариантам с использованием бойлера. Его придется очищать от накипи гораздо реже, чем проточный теплообменник. Кроме того, встроенный бойлер позволяет запасти 45-60 литров (в зависимости от модели) горячей воды постоянно готовых к использованию, с помощью которых, например, можно быстро наполнить ванну.

Из недостатков варианта со встроенным бойлером можно назвать большие (ударение на первом слоге) габариты и вес, а так же незначительное увеличение расхода газа, для поддержания воды в бойлере постоянно нагретой. К тому же и стоимость такого котла несколько выше (порядка 1300 евро).

Если же в вашем доме много точек водоразбора, то без мощного котла и и подключенного к нему бойлера косвенного нагрева большого объема не обойтись. Стоит отметить, что емкость бойлера может составляет несколько сотен, а иногда даже 1000 литров. Обычно такие варианты легко удовлетворяют потребности самых привередливых любителей принять ванну или погрузиться в джакузи.

По материалам сайта: http://teplograd.by