С наступлением осенне-зимнего периода на улице заметно холодает и в помещениях тоже снижается температура. Создание комфортных для человека условий в здании становится одной из важнейших задач. Выбор оптимальной системы отопления – непростое решение, поэтому в нашей статье мы рассмотрим, какие на данный момент существуют варианты, обсудим их преимущества и недостатки, а также разберем, на что следует обратить внимание при выборе подходящей системы.
Система отопления: что это такое и какие у нее задачи
Отопление является важнейшей коммуникацией в зданиях жилого фонда, коммерческих учреждениях и большинстве промышленных построек. Это искусственный способ обогрева помещений. Система отопления представляет собой комплекс оборудования, которое производит, переносит и распределяет тепловую энергию. Основная задача такой системы – обеспечить комфортную температуру с целью:
- Создания благоприятных условий для домочадцев, работников или посетителей.
- Сохранности внутренней отделки помещений и мебели.
- Правильного хранения сырья, материалов или готовой продукции.
Здания служат своеобразной защитой от окружающей среды. Несмотря на закрытую конструкцию, при понижении температуры на улице, тепло все равно улетучивается из сооружения. Разберемся, из-за чего в холодный сезон в помещениях также становится прохладно.
Основные причины теплопотерь в помещениях
Теплопотери в здании – это количество тепловой энергии, которое отдает строение при разности температур внутри и на улице. Причиной таких потерь являются тепловые мосты (участки с низким термическим сопротивлением), возникающие на стыках различных строительных материалов, в зоне окон и дверей, балконных плит, фундамента, кровли, дымоходов и вентканалов. Кроме повышенной теплопроводности в указанных местах, усугубить ситуацию может некачественная или неправильно выбранная теплоизоляция. Система отопления помогает компенсировать теплопотери, чтобы поддерживать температуру на приемлемом уровне.
Как правильно сделать отопление – факторы, которые нужно учитывать при организации системы
Отопление должно быть эффективным, не затратным в эксплуатации, простым в использовании и по возможности экологичным. При выборе и проектировании системы отопления необходимо учитывать целый список факторов.
Климат в регионе
Географические условия (среднесуточная температура в холодное время года, продолжительность отопительного сезона и другие) главным образом определяют тип системы отопления. Для мягкого климата может быть достаточно теплого пола в сочетании с конвекторами, тогда как для суровых погодных условий рациональнее выбрать отопление при помощи котла или теплового насоса.
Особенности постройки
Информация о площади дома, наличии теплопотерь, количестве этажей, комнат и т.д. поможет определиться с мощностью системы, количеством отопительных приборов и их размещением. Если, к примеру, говорить об электрических конвекторах, по нашим наблюдениям и общепринятым расчетам для квартиры (первый этаж, высота потолков 2,7 м, площадь 35 кв.м., с хорошей теплоизоляцией) хватит 2 приборов по 1,7 кВт. Для дома на 150 кв.м. понадобится не менее 11 таких обогревателей, а при наличии панорамных окон или мансарды стоит подбирать устройства помощнее.
Финансовые возможности
Необходимо учитывать не только капитальные вложения на монтаж, но и то, во сколько выльется эксплуатация в дальнейшем с учетом стоимости топлива и затрат на обслуживание системы отопления. Например, установка теплового насоса – не из бюджетных, но КПД у них один из самых высоких. Электрические системы довольно просты в монтаже и управлении, практически не нуждаются в сервисе, но могут оказаться нерентабельными из-за тенденции к повышению тарифов. Обогрев газом обычно более экономичный, но требует наличия газопровода рядом. Дровяное отопление обходится недорого при возведении и закупке топлива, но требует физических усилий при загрузке древесины.
Предпочтения по функционалу
Если для вас превыше всего комфорт и безопасность, согласно нашему опыту стоит отдать предпочтение автоматизированным системам – с программаторами и термостатами, погодозависимым регулированием температуры, дистанционным управлением или интеграцией с системами умного дома. Большинство современных систем предлагают аналогичные функции. Кроме удобства, они помогут рациональнее потреблять тепловую энергию.
Виды отопительных систем – подробнее о каждом
Производство тепла для обогрева помещений основано на физико-химических процессах:
- реакции горения (получение тепловой энергии из топлива при спаливании газа, нефтепродуктов, твердых пород);
- преобразовании электричества в тепловую энергию за счет работы ТЭНов;
- получении тепла альтернативным способом (от солнечных лучей, грунта и т.д.).
В настоящее время у тех, кто решил установить систему отопления, есть из чего выбирать. Коммуникации можно классифицировать по следующим критериям:
- Источник тепла и радиус действия.
- Тип теплоносителя.
- Способ циркуляции теплоносителя в системе.
- Способ теплопередачи.
- Вид топлива.
Разберем каждую из групп и поговорим о них подробнее с учетом наших экспертных знаний и наблюдений, полученных на практике.
Центральные и местные системы отопления
Отталкиваться будем от основного разделения теплоснабжения на две группы:
- централизованное;
- децентрализованное (автономное и индивидуальное).
Наиболее распространенным в городах, особенно в микрорайонах с многоквартирными домами, является централизованное отопление (Киев не является исключением). Тепло от ТЭЦ подается по магистралям в районные пункты, где через теплообменник для отопления регулируется по температуре и разводится по трубопроводам в дома и учреждения. Такой способ не требует от пользователя времени и сил на подготовку дома к отопительному сезону, а также нет необходимости организовывать у себя на территории место для хранения горючего и следить за его подачей в топку. Минус системы в том, что запускает ее управляющая компания, поэтому включить или выключить отопление самостоятельно не получится. Оплата за услугу производится согласно показаниям общедомового счетчика или насчитывается по установленному тарифу, исходя из площади помещения.
Децентрализованное отопление, как показывает наш опыт, популярно среди жителей частного сектора или владельцев зданий, которые отказались от услуг местных ресурсных организаций.
Тут возможно два варианта:
- Автономная система, подразумевающая наличие собственных котлов, которые генерируют тепло непосредственно в здании (как крышная котельня) или в близстоящем помещении. В большинстве случаев, в качестве топлива используется природный газ. Теплоноситель от котла распространяется по квартирам с помощью труб. Выгодна данная система тем, что жильцы дома, жилого комплекса или учреждения решают самостоятельно вопрос обогрева, когда включают отопление на своих объектах. Еще из преимуществ – более низкое давление, чем в централизованной системе, поэтому выбор отопительных приборов не ограничивается показателем в 10 бар.
- Индивидуальное теплоснабжение, при котором оборудование для отопления располагается непосредственно в квартире или доме. Принцип его работы аналогичен автономным системам, только управление делегировано непосредственному владельцу оборудования. Установив на котел автоматику или оснастив радиаторы отопления термоголовками, регулировка температуры и других параметров согласно личным предпочтениям не составит труда. Давление в индивидуальной сети минимально. Сколько стоит отопление такого типа? Себестоимость будет формироваться из первоначальных вложений на монтаж, а в дальнейшем – ценами на топливо и расходами на обслуживание системы.
Из чего состоят отопительные системы – основные конструктивные элементы
Как мы уже говорили выше, задача отопительной системы – нагреть теплоноситель, доставить его к объекту потребления и равномерно распределить по целевым зонам для обогрева. Схема центрального отопления хоть и масштабна, но на наш взгляд довольно проста:
- ключевым элементом является теплогенератор, который вырабатывает тепло и передает его теплоносителю. В случае централизованной системы – это ТЭЦ или районная котельная, а в автономном отоплении данную функцию выполняет котел;
- транспортировка теплоносителя конечному потребителю осуществляется по теплопроводу. В централизованной системе эту задачу выполняют магистральные, квартальные и внутридомовые сети. В автономной системе тепло от котла отводится по локальному трубопроводу;
- финишным элементом центрального отопления являются радиаторы, то есть теплоприемники, установленные в помещениях. Они передают тепло от теплоносителя воздуху.
Помимо центрального отопления, комплексно нагревающего все комнаты в здании, встречается также местное отопление. Такое решение используется для обеспечения теплом определенных зон в помещении. Чаще всего в этих целях применяют приборы для обогрева, а в частных постройках – печное отопление (камины, буржуйки, булерьяны). В нем роль теплового генератора выполняет топочная камера, теплопровода – дымоход, а отопительных приборов – стенки печей.
Особенности систем отопления по способу теплопередачи
По способу передачи тепла от нагревательных приборов в помещение системы отопления бывают:
- Лучистые – за счет ИК-лучей от отопительного прибора нагревается не воздух, а непосредственно объекты в помещении, которые в дальнейшем также участвуют в теплообмене. Такие системы характеризуются высокой скоростью нагрева, они наиболее эффективны для отопления коммерческих и промышленных объектов – спортзалов, бассейнов, залов ожидания, складов. В домашних масштабах используются длинноволновые инфракрасные панели и обогреватели.
- Конвективные – тепло передается за счет перемешивания горячих и холодных воздушных масс (нагревается воздух от корпуса отопительных приборов, к примеру, конвекторов, радиаторов, полотенцесушителей и т.д.).
- Конвективно-лучистые – сочетают свойства обоих типов отопления, в качестве примера можно привести теплые полы.
Системы отопления с разными теплоносителями
Для передачи тепловой энергии, в системе могут использоваться разные типы сред. Они должны хорошо аккумулировать тепло, быть чувствительными к изменению температуры и не оказывать вредное влияние на окружающую среду. Перечисленным требованиям в наивысшей степени отвечают определенные жидкости и газы. Отсюда выплывает еще одна классификация отопления:
- водяное;
- воздушное;
- паровое.
Некоторые системы можно комбинировать между собой, чтобы повысить эффективность обогрева. Самые распространенные варианты – паровое/водяное, водяное/воздушное, паровое/воздушное отопление.
Водяное отопление
В водяных системах циркулируют жидкости – вода или антифриз на ее основе. Это самый распространенный и безопасный способ отопления, поскольку поверхность отопительных приборов из-за физических свойств среды прогревается не выше 80 °С. Соответственно отсутствует риск ожогов, а также пригорания пыли. Вода в таких системах греется от котла (твердотопливного, электрического, жидкостного или газового) и подается по трубам к радиаторам, регистрам или теплому полу, которые прогревают помещение.
Движение жидкости в таких системах возможно двумя способами:
- Естественным.
- Принудительным.
Для маленьких одноэтажных помещений подходит вариант с природной циркуляцией. В данном случае трубы для отопления располагают под небольшим уклоном, чтобы вода перемещалась самотеком из-за разной плотности водных масс. В зданиях с внушительной площадью устанавливают насосы, чтобы создать напор для движения жидкости. Такие системы имеют высокий КПД, поскольку скорость движения воды увеличивается и нагрев происходит гораздо быстрее, но при этом расходуется дополнительная электроэнергия.
Рассмотрим еще одну особенность. Как известно, при нагревании вода расширяется. Если в системе отопления не предусмотреть дополнительное место, где ее излишки могут временно сохраняться, существует риск порыва трубопровода. Чтобы компенсировать увеличение жидкости в объеме и избежать скачков давления, в системах отопления устанавливают расширительные баки:
- если вода циркулирует естественным способом, емкость выбирают с крышкой для отведения воздуха и возможностью удалять избыток воды через трубку. Такое отопление называется открытым. Из-за контакта с воздухом, контур подвержен коррозии, а сам теплоноситель склонен к испарению, поэтому воду в такую систему необходимо постоянно доливать;
- если циркуляция жидкости происходит при участии насоса, понадобится герметичный расширительный бак и такая система будет считаться закрытой.
Поговорим о способах разводки водяного отопления, то есть о расположении радиаторов и труб между ними. От этого зависит эффективность и эстетичность системы. Чтобы определиться с подходящей схемой, необходимо учитывать планировку и площадь помещения, расположение и количество батарей, параметры труб. Проводить отопление можно по двум схемам:
- В однотрубных системах батареи отопления подключаются последовательно. Таким образом, горячая вода из котла проходит через одну батарею и поступает в следующую, то есть сначала нагревается первый радиатор, затем второй и так далее. В итоге контур возвращается к котлу и замыкается, образуя кольцо.
- В двухтрубных системах используются две магистрали, а батареи отопления подключены параллельно. Нагретая жидкость от котла двигается по подающему контуру и равномерно заполняет батареи. При этом уже охлажденная среда для повторного нагревания отводится по отдельному контуру (обратке).
Схема с двумя трубами применяется в больших промышленных зданиях и многоэтажках. В частных домах и помещения до 150 квадратов преимущественна однотрубная система, она довольно проста в монтаже, имеет более низкую себестоимость, а также эстетичнее смотрится из-за упрощенной конструкции.
Разводка может быть горизонтальной и вертикальной. Первый способ практикуется в одно- и двухэтажных зданиях, батареи подключаются к единому стояку. Второй тип применим для построек в два и более этажа, радиаторы подключаются поэтажно к вертикальным стоякам, которые в основании объединены общей трубой. Подача теплоносителя может осуществляться:
- сверху, когда трубопровод проведен через чердак или в потолочном перекрытии. Теплоноситель подается вверх и оттуда распределяется по батареям;
- снизу, когда магистраль проходит в подвале или заложена в стяжке. Соответственно, и горячая вода поступает к приборам отопления снизу.
Преимущества: низкий расход, высокая теплоемкость и возможность передавать тепло на большие расстояния, подвижность, равномерный прогрев помещения, бесшумная работа системы, не пересушивается воздух.
Недостатки: риск замерзания в трубах при отключении отопителя в зимний период, риск воздушных пробок после слива воды с системы, массивные радиаторы.
Воздушное отопление
Данный тип теплоснабжения идеален в условиях мягкого климата. Если говорить о принципах действия воздушного отопления, то все они основаны на передаче теплоты в помещение посредством нагретого воздуха. Системы бывают двух типов:
- Локальные.
- Канальные.
Локальные. Оборудование ставят непосредственно в отапливаемой зоне, поэтому нагревается сравнительно небольшое пространство вокруг самих приборов. Воздушные массы получают тепло от стенок теплообменного устройства (дровяной печи, тепловой пушки и других) либо от открытого огня в каминах (огневоздушное отопление).
Канальные. Такое отопление подходит для больших и высоких помещений производственного и коммерческого назначения. Основана система на комплексе устройств и каналов для подачи и распределения воздуха, который нагревается электроагрегатами. Теплые массы, попадая в помещение под действием вентиляторов (к примеру таких, как фанкойл для отопления), смешиваются с более холодными и отдают им энергию, необходимую для восполнения тепловых потерь.
Преимущества: экономичность, возможность комбинировать отопление с другими системами, высокая скорость прогрева помещения. Для канальной системы – возможность зональной регулировки температуры, эстетичный вид, поскольку воздуховоды спрятаны в стенах, низкий риск коррозии трубопроводов, возможность совместить отопительный контур с системой вентиляции.
Недостатки: при отключении системы воздух быстро охлаждается, для канальной – зависимость от электричества, необходимы дополнительные фильтры для очистки воздуха.
Паровое отопление
В данной системе по трубам циркулирует насыщенный пар, температура которого составляет не менее 130 °С. Теплоноситель генерируется специальным котлом, сжигающим газ, жидкое или твердое топливо. Паровое отопление идеально для промышленных помещений, иногда может использоваться в домах с сезонным проживанием. Акцентируем внимание, что из-за высокого давления и температуры, распределительная сеть должна быть изготовлена из толстостенных металлических труб (сталь, медь) с минимальным количеством сварных швов. По нашим наблюдениям в качестве отопительных приборов надежнее всего использовать регистры отопления и трубы с оребрением.
Преимущества: высокая теплоотдача, быстрый нагрев, перенос тепла на большие расстояния, хорошая переносимость заморозков.
Недостатки: риск ожогов и пересушивания воздуха из-за высокой температуры на поверхности приборов, сложная регулировка температуры, шум из-за конденсационных процессов в трубопроводах.
Классификация систем отопления по типу топлива
Разделить системы отопления можно по типу топлива, которое они используют. Это:
- твердое топливо;
- жидкое топливо;
- газ;
- электричество.
Газовое отопление – комфорт превыше всего
Среди многих способов отопления дома природный газ не самый дешевый, но его ценят за удобство. Явные плюсы – в экологичности и минимальном обслуживании газовых котлов в процессе эксплуатации, а также в быстрой настройке температуры путем модуляции пламени. Не лишено газовое отопление и недостатков. Во-первых, не везде есть доступ к газовым магистралям, во-вторых, насколько стабильно оно будет работать, зависит от поставщика услуг. Также для сооружения системы обязательно получение разрешительной и проектной документации.
Доступное и надежное твердотопливное отопление
Отопление на основе твердотопливных котлов стоит рассмотреть, если вам нужен вариант, который характеризуется сравнительно невысокими эксплуатационными расходами и может работать на различных видах топлива. Для получения тепла может сжигаться древесина, уголь, брикеты, пеллеты. Такой способ отопления не экологичен из-за выброса продуктов горения в окружающую среду и требует активного участия собственника, так как нужно постоянно подкладывать сырье в топочную и чистить золу после каждого цикла сгорания. Повысить КПД системы можно, дополнив ее теплоаккумулятором. Агрегат позволяет сократить количество загрузок: он накапливает тепло во время работы котла, а когда топливо прогорит, начнет отдавать его в систему.
Отопление котлами на жидком топливе
Хотя жидкотопливные котлы являются удобным и теплоэффективным решением, они не так сильно распространены, поскольку их эксплуатация связана с трудоемким обслуживанием и немалыми затратами. Цены на топливо (солярка, керосин, мазут), с учетом их расхода, обычно превышают стоимость угля или газа. Котел и горелку необходимо регулярно чистить, ведь при сгорании топлива на них интенсивно накапливается сажа и другие загрязняющие вещества. Кроме того необходимо регулярно проверять состояние топливного фильтра.
Электроотопление – экологичность и простота установки
Одним из самых комфортных способов отопления загородных домов или дач является электрическая система. Она предлагает минимум обслуживания, не нуждается в заготовке топлива и регулярном присматривании. Основные недостатки системы заключаются в высоких затратах на оплату счетов и зависимость от электросети. Переход на альтернативные источники (например, солнечные электростанции) позволяет получить стабильно работающую систему с сокращением расходов на отопление в перспективе.
Организовать электрический обогрев можно с помощью таких устройств и приборов:
- Электрокотлы – на их основе обустраивают центральные общедомовые системы из трубопроводов и радиаторов. Приборы обычно выпускают небольших размеров, поэтому их можно установить где угодно, в отдельной топочной с дымоходом и вентиляцией нет необходимости.
- Электроконверторы, электрорадиаторы, инфракрасные обогреватели, керамические панели – работают на основании конвекции и теплового излучения, обогревают местность локально. Все, что нужно для такого отопления – это рассчитать необходимое количество приборов и подобрать их мощность. Таких устройств на рынке огромный выбор и по нашим наблюдениям проблем с подбором подходящего варианта не возникает.
- Теплые полы – кабельные и пленочные системы охотно используются как дополнительный обогрев в помещениях разного назначения, но чаще всего – в коттеджах и квартирах. Их можно разместить не только под напольным покрытием, но и на стенах и даже потолке для более быстрого и равномерного отопления. При правильном подборе мощности, систему можно использовать как основной источник тепла.
- Тепловентиляторы, тепловые завесы – часто используются для обогрева складских, производственных, торговых помещений, а также подойдут тем, кто думает, как отопить теплицу и ферму. Их преимущество в простой установке и быстром нагревании.
Как отапливать помещение экологично? Альтернативные способы отопления
Наши наблюдения показывают, что в условиях стремительного роста тарифов на топливо и электричество, а также с целью добиться энергетической независимости от поставщиков, бизнес и частные пользователи активнее переходят от традиционных на альтернативные источники отопления. Обсудим популярные способы.
Тепловые насосы
Тепловой насос считается полностью экологическим методом, он получает энергию от возобновляемых источников (земли, воды или воздуха) и передает в систему отопления. В перспективе эксплуатационные расходы на обогрев тепловыми насосами будут минимальны, но на сооружение и проектирование систем отопления потребуются высокие капиталовложения. Цена зависит от типа и мощности насоса, а также от отапливаемой площади. Тепловые насосы, как правило, не нуждаются в особом уходе, но придется регулярно проверять воздушные фильтры и чистить теплообменники.
Солнечные системы отопления
В последние годы особую популярность приобрело строительство собственных гелиосистем. Фотоэлектрические панели преобразуют солнечный свет в электроэнергию, которая может использоваться для питания ТЭНов в отопительных приборах. Коллекторы в свою очередь преобразуют солнечный свет в тепловую энергию, которая в дальнейшем подается в систему отопления.
Ветровая генерация
Ветрогенераторы в зависимости от типа преобразуют энергию воздушных потоков либо в электричество, от которого могут питаться отопители, либо в тепловую энергию для системы отопления и нагрева воды. Установки представлены бытовыми и промышленными вариантами, их рекомендовано использовать в комплексе с другими способами отопления.
Выбор правильных аксессуаров системы отопления и самой рабочей системы в целом – решение, требующее тщательного рассмотрения доступных способов. Надеемся, наша статья поможет определиться с наиболее эффективным вариантом и обеспечит теплом ваш дом на долгие годы.
