Типы отопительных систем, центральное и автономное отопления для квартир и частного дома

Двухтрубная система отопления.

Главным достоинством ДСО является то, что ко всем ПО теплоноситель приходит одинаково горячим. Это позволяет не увеличивать количество секций на «дальних» радиаторах. То есть происходит наиболее эффективное использование отопительных приборов. Наличие двух отдельных труб для подачи и «обратки» делает монтаж такой системы более дорогим. Для такого рода систем возможна как верхняя так и нижняя разводка труб и горизонтальная или вертикальная прокладка трубопроводов.

Кроме того, ДСО могут отличаться по направлению потока теплоносителя:

• Тупиковые системы — вода в подающей и обратной трубе течет в разные стороны.
• Проточные системы — вода в подающей и обратной трубе течет в одну сторону.

Рисунок из книги «Отопление и водоснабжение загородного дома» Смирнова Л.Н.

Применять двухтрубную систему можно для домов любой площади, но больше всего она годится для больших коттеджей. Её применение позволит менять расход отдельных радиаторов, не влияя при этом на все остальные. То есть, можно будет применять различные комнатные термостаты, что позволит создать комфортные условия для всех жильцов.

Паровое отопление

Паровое отопление — одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного или воздушного отопления, теплоносителем является водяной пар. Иногда в быту водяное отопление зданий неправильно называют «паровым», хотя в жилых и общественных зданиях применение парового отопления сейчас запрещено строительными нормами и правилами.

Особенностью парового отопления является комбинированная отдача тепла рабочим телом (паром), которое не только снижает свою температуру, но и конденсируется на внутренних стенках отопительных приборов. Удельная теплота парообразования (конденсации), которая выделяется при этом, составляет около 2300 кДж/кг, тогда как остывание пара на 50 °C дает только 100 кДж/кг.

Источником тепла в системе парового отопления может служить отопительный паровой котёл, отбор пара из паровой турбины или редукционно-охладительная установка (РОУ), снижающая давление и температуру пара энергетических котлов до безопасных для потребителя параметров. Также источником вырабатываемой тепловой энергии с паром могут служить утилизационные установки, устанавливаемые, например, на металлургических предприятиях. Отопительными приборами являются радиаторы отопления, конвекторы, оребрённые или гладкие трубы. Образовавшийся в отопительных приборах конденсат возвращается к источнику тепла самотёком (в замкнутых системах) или подаётся насосом (в разомкнутых системах). Давление пара в системе может быть ниже атмосферного (т. н. вакуум-паровые системы) или выше атмосферного (до 6 атм). Температура пара не должна превышать 130 °С. Изменение температуры в помещениях производится регулированием расхода пара, а если это невозможно – периодическим прекращением подачи пара. В преддверии морозов иногда приходится заранее прогревать здание, чтобы использовать его тепловую инерцию (т. н. «перетоп»).

Преимущества и недостатки

Преимуществами парового отопления являются:

1. Небольшие размеры и меньшая стоимость отопительных приборов.
2. Малая инерционность и быстрый прогрев системы.
3. Отсутствие потерь тепла в теплообменниках.

Недостатками парового отопления являются:

1. Высокая температура на поверхности отопительных приборов.
2. Невозможность плавного регулирования температуры помещений.
3. Шум при заполнении системы паром.
4. Сложности монтажа отводов к работающей системе.

Из-за невысокой стоимости паровое отопление широко применялось в первой половине XX века. В настоящее время паровое отопление может применяться как при централизованном, так и при автономном теплоснабжении в производственных помещениях, в лестничных клетках и вестибюлях, в тепловых пунктах и пешеходных переходах. Целесообразно использовать такие системы на предприятиях, где пар так или иначе применяется для производственных нужд.

Виды парового отопления

При паровом отоплении в приборах выделяется теплота фазового превращения в результате конденсации пара. Конденсат удаляется из приборов и возвращается в паровые котлы.

Системы парового отопления по способу возвращения конденсата в паровые котлы разделяются на замкнутые с самотечным возвращением конденсата рис а) и разомкнутые с перекачкой конденсата насосами. рис б)

В замкнутой системе конденсат непрерывно поступает в котлы под действием разности давления, выраженного столбом конденсата высотой h (см. рис. а) и давления пара в котлах. Поэтому отопительные приборы должны находиться достаточно высоко над паросборниками котлов (в зависимости от давления пара в них).

В разомкнутой системе парового отопления конденсат из отопительных приборов непрерывно поступает в конденсатный бак и по мере накопления периодически перекачивается конденсатным насосом в котлы на тепловой станции. У такой системы расположение бака должно обеспечивать стекание конденсата из нижнего отопительного прибора в бак, а давление пара в котлах преодолевается давлением насоса.

В зависимости от давления пара системы парового отопления подразделяются на субатмосферные, вакуум-паровые, низкого и высокого давления (табл. 1.)

Схема «Ленинградка»

«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома.  Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах  необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.

Достоинствами этой схемы являются:

• экономный расход материалов;
• легкий монтаж;
• длительная надёжная эксплуатация;
• возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.

Ленинградка» не лишена существенных недостатков:

• невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
• горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
• большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.

Автономная система отопления: разновидности

Автономное отопление с использованием газа на сегодня, пожалуй, самое распространенное в России. Ведь и газ, сам по себе, это пока еще довольно дешевое топливо. А принцип работы таких систем очень прост, и заключается он в следующем. Монтируется газовый котел, к которому при помощи труб присоединяются радиаторы отопления. Котел нагревает воду или другой теплоноситель, который естественным путем или принудительно (с использованием циркуляционного насоса поступает) в батареи, которые и отдают тепло в помещениях.

Для стабильной работы всей системы понадобиться также расширительный бачок, запорная арматура, а также датчики температуры и устройства ее контроля. Кстати, такой обогрев может не только обеспечивать вас дешевым теплом, но и дешевой горячей вод круглый год. Экономия на данном ресурсе также может быть двукратная. Надо лишь приобрести сразу двухконтурный газовый котел.

Двухконтурные газовые котлы

Итак, преимуществами такой системы являются:

• экономия на тепле по сравнению с централизованным обогревом в несколько раз;
• удобство – котел можно включать и выключать, когда вам нужно, и контролировать температуру в системе;
• к такой системе можно подключить теплые полы; и вообще ее несложно комбинировать с другим обогревом, например, электрическим;
• можно использовать трубы и радиаторы, какие вам нравятся; то есть, избавиться от старых и громоздких батарей, и поставить, например, современные, скрытые под панелями.

Однако имеются и свои минусы такого автономного обогрева:

• газовые котлы надо проверять и обслуживать ежегодно;
• при поломке нагревательного устройства его ремонт может обойтись вам в копеечку;
• за системой отопления вам придется следить самостоятельно – проверять, не текут ли трубы, равномерно ли прогреваются радиаторы, нет ли в них завоздушивания, стабильно и работает циркуляционный насос и так далее.

Однако все это только звучит страшно. При грамотном монтаже, который производят профессионалы, при покупке качественных элементов, о работе такой системы обычно можно не беспокоиться и проверять ее только раз в год – непосредственно перед началом отопительного сезона. Но зато, какая экономия каждый год на тепле и горячей воде!

Обогрев при помощи электроэнергии, конечно, не такой экономный, но более безопасный и даже удобный, потому что вам не придется добиваться разрешения на монтаж газового котла в своей квартире. А потому в последние годы электрические котлы становятся все более и более популярными.

Понять, почему довольно легко, ведь самих вариантов такого отопления гораздо больше. Так, здесь вообще можно не «городить» целые системы труб, а установить нагревательные элементы непосредственно в радиаторы. А есть еще электрические теплые полы, специальные радиаторы с большим КПД, конвекторы, инфракрасное излучение и так далее и тому подобное.

Но не все понимают, что даже такой обогрев эффективней централизованного, хотя на самом деле и здесь экономия – двукратная, при использовании современных приборов и грамотном монтаже всей системы. Для сравнения перечислим ниже преимущества и недостатки автономного обогрева электричеством. Итак, плюсы:

• большой выбор устройств и их возможностей;
• не требуется проводить в дом или в квартиру газ, либо покупать жидкое или твердое топливо, свет же в любом жилище быть уже должен;
• питаться система может, в том числе, и от альтернативных источников энергии;
• заметная экономия по сравнению с централизованным отоплением;
• безопасность – вы не отравитесь газом или продуктами сгорания любого другого топлива.

Отрицательные моменты:

при монтаже важно использовать мощные провода, и ваша проводка должна их выдерживать; то есть потребуется отдельная линия;
при отключении электричества вы лишитесь и тепла.

Устройство автономной отопительной системы коттеджа

Во многих поселках устройство автономной системы — единственно возможный вариант устройства отопления. Но даже если в населенном пункте уже имеется центральное отопление, многие домовладельцы останавливаются на устройстве автономной системы.

1. полная независимость и автономность — нет необходимости запрашивать разрешение на подключение и выполнять его;
2. возможность без труда и в самое короткое время запустить отопление в любое время, оперативно отреагировав на изменения погоды;
3. возможность поддерживать наиболее оптимальный температурный режим в коттедже;
4. свободный выбор энергоносителей и, как следствие, возможность сэкономить на отоплении;
5. легкая перестройка системы — при желании можно без труда сменить оборудование, рассчитывая на большую мощность или на другой энергоноситель.

Присущи автономной системе отопления загородного дома и некоторые недостатки. Один из них — необходимость ежедневного обслуживания. Котел на твердом топливе нуждается в загрузке дров и угля, в очистке от золы, а это требует времени.

Кроме того, при эксплуатации системы нужно позаботиться о соблюдении мер противопожарной безопасности, следить за исправностью печей и дымоходов, выполнять требования по размещению отопительных приборов. Есть и другие недостатки:

1. необходимость в заготовке топлива и зависимость от поставщиков;
2. нужда в отведении помещения или места на участке для хранения топлива;
3. устранение неполадок выполняется за свой счет.

Выбор типа автономного отопления

Существует несколько систем автономного отопления в зависимости от применяемого энергоносителя:

• на твердом топливе — дрова, уголь, паллеты, топливные брикеты;
• газовое отопление;
• электрическое отопление;
• системы на жидком топливе.

Иногда используют альтернативные виды автономного отопления. Самая интересная и перспективная система основана на использовании солнечного излучения. В специальных солнечных коллекторах под действием солнца нагревается вода или иной теплоноситель и подается в систему. Понятно, что применимы такие системы только в южных районах России с большим количеством солнечных дней в году.

Еще одна альтернативная система, которой можно отопить дом — теплонасос. Он использует энергию земли. Требует значительных капиталовложений, зато эксплуатация теплонасоса полностью бесплатна.

Большинство домовладельцев сходятся во мнении, что традиционное газовое отопление целесообразно устраивать там, где уже есть магистральный газ. Такие системы работают в автоматическом режиме и недороги в эксплуатации. Напротив, использование привозного газа стоит несколько дороже.

Очень удобно электрическое отопление. Тем более, что электрические радиаторы сегодня стоят недорого и легко устанавливаются в нужном месте и нужном количестве. Однако отопление от электричества является очень дорогим в эксплуатации — если учитывать тарифы на электроэнергию.

Еще один вариант автономного отопления — котлы на твердом топливе. Такие установки наиболее распространены в удаленных селах и поселках, либо поблизости от мест добычи угля. Твердотопливные котлы недороги в эксплуатации, довольно эффективны, и дают хороший результат. Однако считается, что они менее экологичны и могут загрязнять воздух в доме.

Какое отопление лучше: критерии оценки

Каждый человек может вложить в понятие «эффективное отопление частного дома» свое собственное значение, поэтому универсальной формулы выбора подходящей системы не существует. Но всегда находятся общие критерии, по которым можно определить наиболее оптимальный вариант «в целом».

К современным отопительным системам применяются следующие требования:

1. Правильное соотношение цены и качества. Под качеством в данном случае подразумевается высокий КПД, т.е. система должна обеспечивать здание необходимым количеством тепла, причем затраты на него должны сводиться к минимуму.
2. Наличие максимума автоматизации. Современная система отопления должна требовать минимального вмешательства при эксплуатации. Как показывает практика, большинство домовладельцев предпочитают один раз настроить систему и больше к ней не подходить. Качественные современные отопительные системы для частных домов позволяют это сделать.
3. Надежность. Система должна быть максимально надежной, чтобы не пришлось обновлять ее элементы каждые полгода. К тому же, изначальная стоимость конструкции должна быть как можно ниже: мало кто согласится пользоваться системой, стоимость которой можно сравнить со стоимостью самого здания.
4. Простота монтажа. Установка всей системы должна быть простой и требовать минимума затрат. В некоторых случаях для монтажа требуются специфические инструменты, которые в долгосрочной перспективе могут оказаться бесполезными.

Достоинства и недостатки

Централизованная отопительная система обладает как достоинствами, так недостатками.

Среди достоинств выделяют:

• надёжность и качество обслуживания за счёт постоянного контроля работы системы техническими службами;
• сравнительно недорогое топливо;
• экологичное оборудование;
• простота в использовании.

Что касается недостатков, то они таковы:

• перепады давления в отопительной системе;
• зависимость графика работы от сезонов года;
• дорогостоящее оборудование;
• отсутствие возможности самостоятельно регулировать температуру на отопительных приборах;
• колоссальные потери тепла в ходе его транспортировки по трубам и узлам.

Газовое отопление — основной вариант обогрева любого дома

Городские квартиры, особенно в новостройках, сегодня в основном имеют автономное газовое отопление. Уходит в прошлое централизованное горячее водоснабжение и батареи, которые начинают нагреваться только в отопительный сезон. Организация обогрева многоквартирных домов с помощью газа наиболее практичный и технологичный способ обеспечить теплом значительные жилые площади, создать условия для индивидуального использования отопительных приборов большим числом потребителей.

Другие виды отопления используемые в доме, являются нецелесообразными для использования в доме с большим количеством квартир и во многих случаях небезопасными с точки зрения технологичности и пожарной безопасности.

Магистральный газопровод, как правило, явление в городах и населенных пунктах распространенное. В данной ситуации вопрос с выбором топлива для обогрева многоквартирных домов не стоит. Все другие варианты в подобной ситуации даже не рассматриваются. Единственная возможность, которую можно использовать в подобных случаях, установка электрических обогревательных приборов в качестве вспомогательного варианта.

*Газовое отопление идеально подходит для эксплуатации в городских высотках, удобен этот вид отопления и для частного сектора. Здесь важен тот факт, что домашний газовый котел всегда можно настроить на необходимый режим работы, создавая в жилом помещении оптимальную температуру. Эксплуатация автономного газового отопления может осуществляться в режиме ежедневного проживания, создавая комфортную температуру внутри жилого дома. При необходимости всегда можно уменьшить потребления газа и снизить температуру в квартире, если вы отсутствуете или покидаете свое жилье на продолжительное время.

Для загородного дома, в отсутствие централизованной подачи газа не стоит сбрасывать со счетов саму идею газового отопления. Установив на своем участке газовое хранилище – газгольдер, вы сумеете себя обеспечить достаточным количеством голубого топлива на весь холодный период.

С таким источником топлива вы получите:

• полную автономность своей системы отопления;
• экологичный источник тепла и горячей воды в доме;
• высокую эффективность автономной системы отопления в холодный период.

Топить котел газом – это всегда наиболее чистый вариант отопления. К преимуществам подобной системы можно отнести чистый выхлоп, установку и монтаж небольших, компактных котлов и дымоходов. Сегодня имеются уже готовые схемы монтажа автономного газового отопления с использованием газгольдера, проверенные с инженерно-технической точки зрения, соответствующие СНиП и другим нормативным документам.

В большинстве случаев выбор в пользу газа объясняется традиционным желанием домовладельцев оградить себя от лишних хлопот и забот с эксплуатацией системы отопления в дальнейшем. Возможность установить газгольдер или наличие магистрального газопровода только способствует принятию решения в пользу газового отопления. Однако отсутствие газа в свободном доступе, заставляет искать другие источники энергии, ориентироваться на другие виды автономного отопления в частном или загородном доме.

Преимущества и минусы независимого отопления

Чтобы понять, какое отопление лучше и нужно ли отказываться от центрального теплоснабжения в пользу автономного, необходимо определить преимущества и недостатки отдельного варианта:

Преимущества:

• значительная экономия. Как отмечают сами владельцы, которые перешли на автономное газовое отопление, затраты на обогрев жилья уменьшаются в 7 раз;
• полная независимость от сроков начала и конца отопительного сезона;
• возможность самостоятельно контролировать температуру. Некоторые устройства позволяют задать необходимый режим, при котором уровень обогрева меняется в течение определенного времени. К примеру, когда все члены семьи на работе или учебе, температура снижается на несколько градусов, а вечером снова увеличивается. Это позволяет еще больше сэкономить;
• бесперебойная подача горячей воды;
• самостоятельный выбор радиаторов. Для индивидуальной системы подходят любые батареи, так как здесь не наблюдается вероятности гидроударов.

Минусы:

• высокая цена устройства;
• зависимость современных моделей котлов от электропитания;
• потребность в установке нового отопительного устройства;
• во многих ситуациях – необходимость в установке подходящего вытяжного канала.

Схема отопления

В централизованном теплоснабжении используется однотрубная схема, которая уступает по эффективности двухтрубной. Однотрубная система применяется только для небольшого количества радиаторов в ситуации, где нужно сэкономить.

Оптимальный выбор для индивидуального обогрева – двухтрубная схема. Она имеет такие преимущества:

• использование труб и фитингов меньшего диаметра;
• высокая стабильность давления в системе;
• возможность монтажа автоматических регуляторов протока на всех батареях, которые будут работать без ущерба для нагрева других радиаторов;
• независимое подключение каждой греющей секции, позволяющее снимать его для обслуживания или получения доступа к нише во время ремонта.

Преимущества и недостатки автономного отопления газом

Газовые котлы с точки зрения экономии и эффективности на сегодняшний день являются самыми выгодными отопительными приборами. Сравнивания работу газового котла с аналогичным по мощности электрическим обогревательным прибором, первый вариант выглядит предпочтительнее. После установки автономной отопительной системы на газе, вложенные средства окупаются уже на 2-3 год эксплуатации.

Автономный газовый теплогенерирующий котел по своим техническим характеристикам способен решать целый комплекс задач на бытовом уровне. Котел не только быстро и эффективно обеспечит внутри дома необходимую температуру, но и обеспечивает для бытовых целей ГВС. По многим параметрам отопительный котел на природном газе лучше всего подходит для автономного обогрева частных домов.

Рассмотрим подробнее преимущества, которыми обладает нагревательная техника на природном газе:

• природный газ имеет один из самых высоких коэффициентов теплоотдачи;
• невысокая инерционность газовых котлов обеспечивает быстрый нагрев теплоносителя;
• доступность и дешевизна природного газа;
• теплогенерирующее оборудование, снабженное автоматикой, способно работать без присутствия человека;
• различные конструкции и виды газовых котлов способны эффективно отапливать, как небольшие жилые помещения, так и крупные по площади объекты;
• газ, в отличие от мазута, масла, дров или угля, является экологически чистым видом топлива;
• современные модели имеют высокую степень надежности и рассчитаны на длительные сроки эксплуатации.

Список можно продолжить, если перейти на цифры и расчеты, однако есть в газовых котлах и некоторые минусы, которые скорее можно назвать тонкостями эксплуатации и особенностями конструкции.

Монтаж газового котла и всей системы отопления в доме выполняется только специалистами, имеющими соответствующую квалификацию. Установке котельного оборудования предшествует длительная процедура получения разрешения на автономное газовое отопление.

Система газового отопления выдвигает к владельцам частных домов особые требования, соблюдение и выполнение которых является гарантией эффективной работы отопительного оборудования и безопасности жилого объекта.

Системы отопления

Системы отопления и их виды. Каким бы ни было здание, большим или маленьким, чтобы в нем было уютно и тепло круглый год, необходимо надежное и удобное отопление. С развитием строительства в последние годы, наряду с поиском архитектурно – планировочных решений строений, на первый план выходят требования по обеспечению комфорта находящихся в них людей.

Одной из основных задач в этой области прежде всего являются системы отопления, отвечающие современным требованиям.

Под современными требованиями подразумевается:

1. Высокая эффективность системы.
2. Экономичность.
3. Возможность автоматического регулирования и создания максимально комфортных условий проживания.
4. Возможность получения необходимого количества горячей воды.

Отопительные системы разрешают одну из задач по созданию искусственного климата в помещениях. Они служат для поддержания заданной температуры воздуха во внутренних помещениях зданий в холодное время года.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, паровое, и другие. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

Определения однотрубных и двухтрубных систем.

• Однотрубная — (сокращенно ОСО) это система, в которой все приборы отопления (радиаторы, конвекторы и так далее сокращенно обозначим их ПО) соединяются с котлом последовательно при помощи одной трубы.
• Двухтрубная — (сокращенно ДСО) это система, в которой к каждому ПО подводится две трубы. По одной из них теплоноситель подается от котла в ПО (она называется подача), а по другой остывший теплоноситель отводится обратно к котлу (она называется «обратка»).

Для полноты описания добавим еще два определения. Согласно этим определениям есть деление по принципу прокладки подводящей магистрали:

• С верхней разводкой — горячий теплоноситель сначала подается от котла в самую верхнюю точку системы, а оттуда теплоноситель подается к ПО.
• С нижней разводкой — горячий теплоноситель сначала отводится горизонтально от котла, а потом поднимается вверх по стоякам к ПО.

Альтернативные системы отопления

Системы этого типа базируются на использовании природных возобновляемых ресурсов:

1. Солнечная энергия;
2. Геотермальные источники тепла;
3. Сила ветра.

Использование солнечной энергии актуально для южных широт – южнее 50 северной широты. Реализуется работа гелиоустановок двумя способами:

1. Выработка электрической энергии фотоэлектрическими преобразователями солнечных панелей;
2. Непосредственный нагрев жидкого теплоносителя в панелях коллекторного типа.

Хранение и расходование накопленных объемов энергии производится с помощью электрических и тепловых аккумуляторов.

Работа тепловых насосов реализуется в сборе тепла из геотермальных источников – почвы, воды, воздуха. Принцип работы устройства основан на свойствах хладагентов, кипящих при низкой температуре.

Наружные сети из полимерных труб погружаются в котлованы (грунт), водоемы и скважины (вода), используют тепло воздуха (при положительной температуре). Агрегат теплового насоса преобразует полученное из сторонних источников низкотемпературное тепло до более высокого потенциала и передает его в систему отопления.

Ветровые электрические генераторы вырабатывают электроэнергию, используя силу ветра. Накопленный запас концентрируется в аккумуляторах.

К месту установки ветрогенераторов существую технические условия по расположению относительно других объектов. Чаще всего для их размещения требуется земельный участок с большой площадью и неплотной застройкой.

Использование альтернативных источников отопления в нашей стране не развито, так как оборудование обладает очень высокой стоимостью. К тому же мощности установок не всегда могут дать требуемое количество тепла и используются чаще в качестве дополнительных источников обогрева.