З настанням осінньо-зимового періоду на вулиці помітно холоднішає і в приміщеннях теж знижується температура. Створення комфортних для людини умов у будівлі стає одним з найважливіших завдань. Вибір оптимальної системи опалення – непросте рішення, тому в нашій статті ми розглянемо, які на цей момент існують варіанти, обговоримо їхні переваги та недоліки, а також розберемо, на що слід звернути увагу під час вибору відповідної системи.
Система опалення: що це таке і які в неї завдання
Опалення є найважливішою комунікацією в будівлях житлового фонду, комерційних установах і більшості промислових будівель. Це штучний спосіб обігріву приміщень. Система опалення являє собою комплекс обладнання, що виробляє, переносить і розподіляє теплову енергію. Основне завдання такої системи – забезпечити комфортну температуру з метою:
- Створення сприятливих умов для мешканців, працівників або відвідувачів.
- Збереження внутрішнього оздоблення приміщень і меблів.
- Правильного зберігання сировини, матеріалів або готової продукції.
Будівлі служать своєрідним захистом від навколишнього середовища. Попри закриту конструкцію, у разі зниження температури на вулиці, тепло все одно виходить зі споруди. Розберемося, через що в холодний сезон у приміщеннях також стає прохолодно.
Основні причини тепловтрат у приміщеннях
Тепловтрати в будівлі – це кількість теплової енергії, яку віддає будова за різниці температур усередині й на вулиці. Причиною таких втрат є теплові мости (ділянки з низьким термічним опором), що виникають на стиках різних будівельних матеріалів, у зоні вікон і дверей, балконних плит, фундаменту, покрівлі, димоходів і вентканалів. Крім підвищеної теплопровідності в зазначених місцях, погіршити ситуацію може неякісна або неправильно обрана теплоізоляція. Система опалення допомагає компенсувати тепловтрати, щоби підтримувати температуру на прийнятному рівні.
Як правильно зробити опалення – фактори, які потрібно враховувати при організації системи
Опалення має бути ефективним, не витратним в експлуатації, простим у використанні й по можливості екологічним. Під час вибору та проєктування системи опалення необхідно враховувати цілий ряд чинників.
Клімат у регіоні
Географічні умови (середньодобова температура в холодну пору року, тривалість опалювального сезону та інші) головним чином визначають тип системи опалення. Для м'якого клімату може бути достатньо теплої підлоги в поєднанні з конвекторами, тоді як для суворих погодних умов раціональніше вибрати опалення котлом або тепловим насосом.
Особливості споруди
Інформація про площу будинку, наявність тепловтрат, кількість поверхів, кімнат тощо допоможе визначитися з потужністю системи, кількістю опалювальних приладів і їх розміщенням. Якщо, наприклад, говорити про електричні конвектори, за нашими спостереженнями та загальноприйнятими розрахунками, для квартири (перший поверх, висота стель 2,7 м, площа 35 кв.м, з гарною теплоізоляцією) вистачить 2 приладів по 1,7 кВт. Для будинку на 150 кв.м знадобиться не менше 11 таких обігрівачів, а за наявності панорамних вікон або мансарди варто підбирати потужніші пристрої.
Фінансові можливості
Необхідно враховувати не тільки капітальні вкладення на монтаж, а й те, у скільки виллється експлуатація надалі з урахуванням вартості палива і витрат на обслуговування системи опалення. Наприклад, встановлення теплового насоса – не з бюджетних, але ККД у нього один з найвищих. Електричні системи досить прості в монтажі та керуванні, практично не потребують сервісу, але можуть виявитися нерентабельними через тенденцію до підвищення тарифів. Обігрів газом зазвичай більш економічний, але вимагає наявності газопроводу поруч. Дров'яне опалення обходиться недорого при зведенні та закупівлі палива, але вимагає фізичних зусиль при завантаженні деревини.
Бажаний функціонал
Якщо для вас понад усе комфорт і безпека, згідно з нашим досвідом, варто віддати перевагу автоматизованим системам – з програматорами й термостатами, погодозалежним регулюванням температури, дистанційним керуванням або інтеграцією з системами розумного будинку. Більшість сучасних систем пропонують аналогічні функції. Крім зручності, вони допоможуть раціональніше споживати теплову енергію.
Види опалювальних систем – докладніше про кожен
Виробництво тепла для обігріву приміщень засноване на фізико-хімічних процесах:
- реакції горіння (отримання теплової енергії з палива при спалюванні газу, нафтопродуктів, твердих порід);
- перетворенні електрики в теплову енергію шляхом роботи ТЕНів;
- отримання тепла альтернативним способом (від сонячних променів, ґрунту тощо).
Нині в тих, хто вирішив встановити систему опалення, є з чого вибирати. Комунікації можна класифікувати за такими критеріями:
- Джерело тепла і радіус дії.
- Тип теплоносія.
- Спосіб циркуляції теплоносія в системі.
- Спосіб теплопередачі.
- Вид палива.
Розберемо кожну з груп і поговоримо про них докладніше з урахуванням наших експертних знань і спостережень, отриманих на практиці.
Центральні та місцеві системи опалення
Відштовхуватися будемо від основного поділу теплопостачання на дві групи:
- централізоване;
- децентралізоване (автономне та індивідуальне).
Найпоширенішим у містах, особливо в мікрорайонах із багатоквартирними будинками, є централізоване опалення (Київ не є винятком). Тепло від ТЕЦ подається магістралями в районні пункти, де через теплообмінник для опалення регулюється за температурою і розводиться трубопроводами в будинки та установи. Такий спосіб не вимагає від користувача часу і сил на підготовку будинку до опалювального сезону, а також нема потреби організовувати у себе на території місце для зберігання пального і стежити за його подачею в топку. Мінус системи в тому, що запускає її керуюча компанія, тому ввімкнути або вимкнути опалення самостійно не вийде. Оплата послуг здійснюється згідно з показаннями загальнобудинкового лічильника або нараховується за встановленим тарифом, виходячи з площі приміщення.
Децентралізоване опалення, як показує наш досвід, популярне серед жителів приватного сектору або власників будівель, які відмовилися від послуг місцевих ресурсних організацій.
Тут можливі два варіанти:
- Автономна система, що передбачає наявність власних котлів, які генерують тепло безпосередньо в будівлі (як дахова котельня) або в сусідньому приміщенні. У більшості випадків, як паливо використовується природний газ. Теплоносій від котла поширюється по квартирах трубами. Вигідна ця система тим, що мешканці будинку, житлового комплексу або установи вирішують самостійно питання обігріву, коли вмикають опалення на своїх об'єктах. Ще з переваг – нижчий тиск, ніж у централізованій системі, тому вибір опалювальних приладів не обмежується показником у 10 бар.
- Індивідуальне теплопостачання, за якого обладнання для опалення розташовується безпосередньо у квартирі або будинку. Принцип його роботи аналогічний автономним системам, тільки керування делеговано безпосередньому власнику обладнання. Встановивши на котел автоматику або оснастивши радіатори опалення термоголовками, регулювання температури та інших параметрів згідно з особистими уподобаннями не становитиме труднощів. Тиск в індивідуальній мережі мінімальний. Скільки коштує опалення такого типу? Собівартість формуватиметься з початкових вкладень на монтаж, а надалі – цінами на паливо і витратами на обслуговування системи.
З чого складаються опалювальні системи – основні конструктивні елементи
Як ми вже говорили вище, завдання опалювальної системи – нагріти теплоносій, доставити його до об'єкта споживання і рівномірно розподілити по цільових зонах для обігріву. Схема центрального опалення хоч і масштабна, але на наш погляд досить проста:
- ключовим елементом є теплогенератор, який виробляє тепло і передає його теплоносію. У разі централізованої системи – це ТЕЦ або районна котельня, а в автономному опаленні цю функцію виконує котел;
- транспортування теплоносія кінцевому споживачеві здійснюється теплопроводом. У централізованій системі це завдання виконують магістральні, квартальні та внутрішньобудинкові мережі. В автономній системі тепло від котла відводиться локальним трубопроводом;
- фінішним елементом центрального опалення є радіатори, тобто теплоприймачі, встановлені в приміщеннях. Вони передають тепло від теплоносія повітрю.
Крім центрального опалення, яке комплексно нагріває всі кімнати в будівлі, зустрічається також місцеве опалення. Таке рішення використовується для забезпечення теплом певних зон у приміщенні. Найчастіше в цих цілях застосовують прилади для обігріву, а в приватних будівлях – пічне опалення (каміни, буржуйки, булер'яни). У ньому роль теплового генератора виконує топкова камера, теплопроводу – димохід, а опалювальних приладів – стінки печей.
Особливості систем опалення за способом теплопередачі
За способом передачі тепла від нагрівальних приладів у приміщення системи опалення бувають:
- Променисті – шляхом ІЧ-променів від опалювального приладу нагрівається не повітря, а безпосередньо об'єкти в приміщенні, які надалі також беруть участь у теплообміні. Такі системи характеризуються високою швидкістю нагріву, вони найбільш ефективні для опалення комерційних і промислових об'єктів – спортзалів, басейнів, залів очікування, складів. У домашніх масштабах використовуються довгохвильові інфрачервоні панелі та обігрівачі.
- Конвективні – тепло передається завдяки перемішуванню гарячих і холодних повітряних мас (нагрівається повітря від корпусу опалювальних приладів, наприклад, конвекторів, радіаторів, рушникосушок тощо).
- Конвективно-променисті – поєднують властивості обох типів опалення, як приклад можна навести теплу підлогу.
Системи опалення з різними теплоносіями
Для передачі теплової енергії, в системі можуть використовуватися різні типи середовищ. Вони мають добре акумулювати тепло, бути чутливими до зміни температури й не чинити шкідливого впливу на навколишнє середовище. Перерахованим вимогам найвищою мірою відповідають певні рідини та гази. Звідси випливає ще одна класифікація опалення:
- водяне;
- повітряне;
- парове.
Деякі системи можна комбінувати між собою, щоб підвищити ефективність обігріву. Найпоширеніші варіанти – парове/водяне, водяне/повітряне, парове/повітряне опалення.
Водяне опалення
У водяних системах циркулюють рідини – вода або антифриз на її основі. Це найпоширеніший і найбезпечніший спосіб опалення, оскільки поверхня приладів через фізичні властивості середовища прогрівається не вище 80 °C. Відповідно відсутній ризик опіків, а також пригорання пилу. Вода в таких системах гріється від котла (твердопаливного, електричного, рідинного або газового) і подається трубами до радіаторів, регістрів або теплої підлоги, які прогрівають приміщення.
Рух рідини в таких системах можливий двома способами:
- Природним.
- Примусовим.
Для маленьких одноповерхових приміщень підходить варіант із природною циркуляцією. В такому випадку труби для опалення розташовують під невеликим ухилом, щоб вода переміщалася самопливом через різну густину водних мас. У будівлях зі значною площею встановлюють насоси, щоб створити натиск для руху рідини. Такі системи мають високий ККД, оскільки швидкість руху води збільшується і нагрівання відбувається набагато швидше, але при цьому витрачається додаткова електроенергія.
Розглянемо ще одну особливість. Як відомо, під час нагрівання вода розширюється. Якщо в системі опалення не передбачити додаткове місце, де її надлишки можуть тимчасово зберігатися, існує ризик пориву трубопроводу. Щоб компенсувати збільшення рідини в об'ємі й уникнути стрибків тиску, в системах опалення встановлюють розширювальні баки:
- якщо вода циркулює природним способом, ємність обирають із кришкою для відведення повітря і можливістю видаляти надлишок води через трубку. Таке опалення називається відкритим. Через контакт з повітрям, контур схильний до корозії, а сам теплоносій схильний до випаровування, тому воду в таку систему необхідно постійно доливати;
- якщо циркуляція рідини відбувається під дією насоса, знадобиться герметичний розширювальний бак і така система вважатиметься закритою.
Поговоримо про способи розведення водяного опалення, тобто про розташування радіаторів і труб між ними. Від цього залежить ефективність та естетичність системи. Щоб визначитися з відповідною схемою, необхідно враховувати планування і площу приміщення, розташування і кількість батарей, параметри труб. Проводити опалення можна за двома схемами:
- В однотрубних системах батареї опалення підключаються послідовно. Таким чином, гаряча вода з котла проходить через одну батарею і надходить у наступну, тобто спочатку нагрівається перший радіатор, потім другий і так далі. У підсумку контур повертається до котла і замикається, утворюючи кільце.
- У двотрубних системах використовуються дві магістралі, а батареї опалення під'єднані паралельно. Нагріта рідина від котла рухається по подавальному контуру і рівномірно заповнює батареї. При цьому вже охолоджене середовище для повторного нагрівання відводиться окремим контуром (обраткою).
Схема з двома трубами застосовується у великих промислових будівлях і багатоповерхівках. У приватних будинках і приміщеннях до 150 квадратів перевага надається однотрубній системі, вона доволі проста в монтажі, має нижчу собівартість, а також має естетичніший вигляд через спрощену конструкцію.
Розведення може бути горизонтальним і вертикальним. Перший спосіб практикується в одно- і двоповерхових будівлях, батареї підключаються до єдиного стояка. Другий тип застосовують для будівель у два і більше поверхи, радіатори підключаються поетапно до вертикальних стояків, які в основі об'єднані спільною трубою. Подача теплоносія може здійснюватися:
- зверху, коли трубопровід проведено через горище або в стельовому перекритті. Теплоносій подається вгору і звідти розподіляється по батареях;
- знизу, коли магістраль проходить у підвалі або закладена в стяжці. Відповідно, і гаряча вода надходить до приладів опалення знизу.
Переваги: низька витрата, висока тепломісткість і можливість передавати тепло на великі відстані, рухливість, рівномірний прогрів приміщення, безшумна робота системи, не пересушується повітря.
Недоліки: ризик замерзання в трубах під час відключення обігріву в зимовий період, ризик повітряних пробок після зливу води з системи, масивні радіатори.
Повітряне опалення
Цей тип теплопостачання ідеальний в умовах м'якого клімату. Якщо говорити про принципи дії повітряного опалення, то всі вони засновані на передаванні теплоти в приміщення за допомогою нагрітого повітря. Системи бувають двох типів:
- Локальні.
- Канальні.
Локальні. Устаткування ставлять безпосередньо в опалювальній зоні, тому нагрівається порівняно невеликий простір навколо самих приладів. Повітряні маси отримують тепло від стінок теплообмінного пристрою (дров'яної печі, теплової гармати та інших) або від відкритого вогню у камінах (вогнеповітряне опалення).
Канальні. Таке опалення підходить для великих і високих приміщень виробничого та комерційного призначення. Заснована система на комплексі пристроїв і каналів для подачі та розподілу повітря, яке нагрівається електроагрегатами. Теплі маси, потрапляючи в приміщення під дією вентиляторів (наприклад таких, як фанкойл для опалення), змішуються з холоднішими й віддають їм енергію, необхідну для компенсування теплових втрат.
Переваги: економічність, можливість комбінувати опалення з іншими системами, висока швидкість прогріву приміщення. Для канальної системи – можливість зонального регулювання температури, естетичний вигляд, оскільки повітропроводи заховані в стінах, низький ризик корозії трубопроводів, можливість поєднати опалювальний контур із системою вентиляції.
Недоліки: за відключення системи повітря швидко охолоджується, для канальної – залежність від електрики, необхідність додаткових фільтрів для очищення повітря.
Парове опалення
У цій системі трубами циркулює насичена пара, температура якої становить не менше 130 °C. Теплоносій генерується спеціальним котлом, що спалює газ, рідке або тверде паливо. Парове опалення ідеальне для промислових приміщень, іноді може використовуватися в будинках із сезонним проживанням. Наголошуємо, що через високий тиск і температуру, розподільча мережа має бути виготовлена з товстостінних металевих труб (сталь, мідь) з мінімальною кількістю зварних швів. За нашими спостереженнями, як опалювальні прилади найнадійніше використовувати регістри опалення та труби з ребрами.
Переваги: висока тепловіддача, швидке нагрівання, перенесення тепла на великі відстані, хороша переносність заморозків.
Недоліки: ризик опіків і пересушування повітря через високу температуру на поверхні приладів, складне регулювання температури, шум через конденсаційні процеси в трубопроводах.
Класифікація систем опалення за типом палива
Розділити системи опалення можна за типом палива, яке вони використовують. Це:
- тверде паливо;
- рідке паливо;
- газ;
- електрика.
Газове опалення – комфорт понад усе
Серед багатьох способів опалення будинку природний газ не найдешевший, але його цінують за зручність. Явні плюси – в екологічності та мінімальному обслуговуванні газових котлів у процесі експлуатації, а також у швидкому налаштуванні температури шляхом модуляції полум'я. Не позбавлене газове опалення і недоліків. По-перше, не скрізь є доступ до газових магістралей, по-друге, наскільки стабільно воно працюватиме, залежить від постачальника послуг. Також для спорудження системи обов'язкове отримання дозвільної та проєктної документації.
Доступне та надійне твердопаливне опалення
Опалення на основі твердопаливних котлів варто розглянути, якщо вам потрібен варіант, який характеризується порівняно невисокими експлуатаційними витратами й може працювати на різних видах палива. Для отримання тепла може спалюватися деревина, вугілля, брикети, пелети. Такий спосіб опалення не екологічний через викид продуктів горіння в навколишнє середовище і вимагає активної участі власника, оскільки потрібно постійно підкладати сировину в топкову камеру і чистити золу після кожного циклу згоряння. Підвищити ККД системи можна, доповнивши її теплоакумулятором. Агрегат дає змогу скоротити кількість завантажень: він накопичує тепло під час роботи котла, а коли паливо прогорить, почне віддавати його в систему.
Опалення котлами на рідкому паливі
Хоча рідиннопаливні котли є зручним і теплоефективним рішенням, вони не так поширені, оскільки їх експлуатація пов'язана з трудомістким обслуговуванням і чималими витратами. Ціни на паливо (солярка, гас, мазут), з урахуванням їх витрат, зазвичай перевищують вартість вугілля або газу. Котел і пальник необхідно регулярно чистити, адже під час згоряння палива на них інтенсивно накопичується сажа та інші забруднювальні речовини. Крім того, необхідно регулярно перевіряти стан паливного фільтра.
Електроопалення – екологічність і простота встановлення
Одним із найкомфортніших способів опалення заміських будинків або дач є електрична система. Вона пропонує мінімум обслуговування, не потребує заготівлі палива і регулярного нагляду. Основні недоліки системи полягають у високих витратах на оплату рахунків і залежність від електромережі. Перехід на альтернативні джерела (наприклад, сонячні електростанції) дає змогу отримати стабільну систему зі скороченням витрат на опалення в перспективі.
Організувати електричний обігрів можна за допомогою таких пристроїв і приладів:
- Електрокотли – на їхній основі облаштовують центральні загальнобудинкові системи з трубопроводів і радіаторів. Прилади зазвичай випускають невеликих розмірів, тому їх можна встановити де завгодно, в окремій котельні з димоходом і вентиляцією нема потреби.
- Електроконвертори, електрорадіатори, інфрачервоні обігрівачі, керамічні панелі – працюють по принципу конвекції й теплового випромінювання, обігрівають місцевість локально. Усе, що потрібно для такого опалення – це розрахувати необхідну кількість приладів і підібрати їхню потужність. Таких пристроїв на ринку величезний вибір і, за нашими спостереженнями, проблем з підбором відповідного варіанту не виникає.
- Теплі підлоги – кабельні та плівкові системи охоче використовуються як додатковий обігрів у приміщеннях різного призначення, але найчастіше – у котеджах і квартирах. Їх можна розмістити не тільки під підлоговим покриттям, а й на стінах і навіть стелі для швидкого і рівномірного опалення. За правильного підбору потужності, систему можна використовувати як основне джерело тепла.
- Тепловентилятори, теплові завіси – часто використовуються для обігріву складських, виробничих, торгових приміщень, а також вони підійдуть тим, хто думає, як опалити теплицю і ферму. Їхня перевага в простому встановленні та швидкому нагріванні.
Як опалювати приміщення екологічно? Альтернативні способи опалення
Наші спостереження показують, що в умовах стрімкого зростання тарифів на паливо та електрику, а також з метою домогтися енергетичної незалежності від постачальників, бізнес і приватні користувачі активніше переходять від традиційних до альтернативних джерел опалення. Обговоримо популярні способи.
Теплові насоси
Тепловий насос вважається повністю екологічним методом, він отримує енергію від поновлюваних джерел (землі, води або повітря) і передає її в систему опалення. У перспективі експлуатаційні витрати на обігрів тепловими насосами будуть мінімальні, але на спорудження і проєктування систем опалення будуть потрібні високі капіталовкладення. Ціна залежить від типу і потужності насоса, а також від опалювальної площі. Теплові насоси, як правило, не потребують особливого догляду, але доведеться регулярно перевіряти повітряні фільтри та чистити теплообмінники.
Сонячні системи опалення
Останніми роками особливої популярності набуло будівництво власних геліосистем. Фотоелектричні панелі перетворюють сонячне світло на електроенергію, яка може використовуватися для живлення ТЕНів в опалювальних приладах. Колектори своєю чергою перетворюють сонячне світло на теплову енергію, яка надалі подається в систему опалення.
Вітрова генерація
Вітрогенератори залежно від типу перетворюють енергію повітряних потоків або на електрику, від якої можуть живитися опалювачі, або на теплову енергію для системи опалення та нагріву води. Установки представлені побутовими та промисловими варіантами, їх рекомендовано використовувати в комплексі з іншими способами опалення.
Вибір правильних аксесуарів системи опалення і самої робочої системи загалом – рішення, що вимагає ретельного розгляду доступних способів. Сподіваємося, наша стаття допоможе визначитися з найефективнішим варіантом і забезпечить теплом ваш будинок на довгі роки.
