Отопление жилого помещения. Основные системы отопления.

Выбираете подходящую систему отопления для вашего дома? Познакомьтесь с обзором наиболее популярных их разновидностей. Прочитав данную статью, вы узнаете, какие у них есть преимущества и недостатки, отличительные особенности. Это поможет вам разобраться в существующим сегодня на рынке предложении.

Водяное отопление

Представляет собой замкнутую систему труб и радиаторов, по которой циркулирует нагретая в котле или ином источнике тепла вода. Помимо вышеуказанных элементов может включать в себя:

• расширительный бак. Нужен для отвода излишков расширяемой при нагреве воды и компенсации гидроударов;
• циркуляционный насос. Требуется для обеспечения нормальной циркуляции воды. Без него радиаторы в удалённых комнатах могут быть холоднее, чем в ближних;
• манометр. Используется для контроля за величиной давления в трубах;
• воздухоотводчик. С его помощью стравливается образовавшийся в системе воздух, который часто является причиной посторонних шумов и ухудшения циркуляции.

Виды водяных систем

В зависимости от способа подключения нагревательных элементов они подразделяются на:

• однотрубные. Отопительные приборы здесь подключаются последовательно. Для компенсации потерь тепла на отдалённых участках используются радиаторы с большей поверхностью теплоотдачи.
• двухтрубные. Отопительные приборы подключаются параллельно, что позволяет существенно снизить тепловые потери.

Виды используемых котлов

Для нагрева воды в зависимости от предпочтений хозяев дома и текущих условий могут использоваться следующие разновидности котлов:

1. Твердотопливный. Для работы требуется уголь, дрова, пеллеты, торф или древесные брикеты. КПД зависит от конструктивных особенностей и качества используемого топлива. Подойдёт для жилищ, расположенных на удалении от развитой инфраструктуры – не требуется даже наличие электричества. Среди недостатков необходимость обустройства помещения для хранения топлива и постоянного подкладывания в топку его новой порции.
2. Газовый. Наиболее подходящий вариант для жилищ, подключенных к центральному газопроводу. Этот вид топлива экономичен, а КПД котла очень высок. Его недостатком является сложность установки, требующая обращения в газовую службу.
3. Электрический. Прост в установке, эффективен, не требует наличия места для топлива, но высокие затраты на электроэнергию нивелируют все его достоинства.

Все котлы подразделяются на одноконтурные и двухконтурные. Первые могут использоваться только для обогрева, вторыми можно обеспечивать дом горячим водоснабжением.

Для расчёта мощности необходимо учесть высоту потолков, наличие и количество больших окон, уровень теплоизоляции помещений. Ориентировочный показатель – 1 кВт мощности котла на 10 м². Он может отличаться в зависимости от вышеуказанных факторов.

Воздушное отопление

Является одним из самых старых способов обогрева жилища. Первые подобные системы стали появляться ещё перед наступлением нашей эры. Для передачи тепла здесь не используется промежуточный теплоноситель. Источник тепла нагревает сам воздух, который затем распространяется по дому через систему вентиляции.

Достоинства

• отсутствие резких температурных перепадов в помещениях по причине независимости от место расположения радиаторов;
• нет нужды в монтаже конструкции, предназначенной для циркуляции теплоносителя;
• экономичность и безопасность;
• более быстрый и эффективный теплообмен;
• высокий КПД, достигающий 90%;
• возможность сэкономить до четверти тепловой энергии при установке программируемых термостатов.

Недостатки

• при отключении обогревателя помещения довольно быстро охлаждаются, так как воздух обладает маленькой теплопроводностью;
• полноценная работа требует наличия вентиляторов, обеспечивающих нормальную циркуляцию тёплого воздуха;
• на полу и потолке температура может значительно отличаться. Разница иногда достигает 15 С°;
• при отсутствии в вентиляционной системе очистительных фильтров в воздух может попасть пыль;

Особенности

Идеально, когда воздушное отопление проектируется и устанавливается на этапе возведения здания. В этом случае можно тщательнее продумать конструкцию и избежать лишних переделок.

Во время эксплуатации систему необходимо регулярно чистить. Если этого не делать, может нарушиться нормальная циркуляция и даже исчезнуть тяга, в результате чего дом останется без обогрева.

Электрическое отопление

Самый простой в эксплуатации и надёжный способ обогрева дома. Для его организации могут использоваться следующие приборы:

• электрокамины. Выполняют чаще роль декоративного элемента. Непригодны для обогрева больших площадей;
• конвекторы. Легки в установке, могут быть перенесены в другое место при необходимости, но неравномерно прогревают помещение;
• системы тёплого пола. Наиболее эффективны, но требуют тщательного планирования комнаты с учётом расположения мебели, так как она может повредить кабели;

Принцип действия

Основан на способности проводников повышать свою температуру при прохождении через них электрического тока. Они в свою очередь нагревают находящийся рядом воздух, который затем расширяется и поднимается, заполняя помещение. Для получения максимального количества тепловой энергии без нарушения эксплуатационных характеристик изделия используют элементы, содержащие в себе:

• токопроводящую нить большого сопротивления;
• тефлоновую изоляцию, изготовленную из термостойкого ПВХ-пластита.

В случае с тёплым полом важно, чтобы в ходе эксплуатации выделение тепла от проводящих жил и его отвод в нагреваемую поверхность были сбалансированы. Пол должен иметь однородную структуру, способную обеспечить равномерные нагрузки любого типа.

Отличительные особенности

Несомненным преимуществом такой системы помимо удобства является возможность максимально точной настройки уровня температуры в комнате. Это достигается благодаря электронной системе контроля, содержащей панель управления и термодатчик. Последний постоянно следит за температурой и по достижении заданного уровня отключает нагревательный элемент.

Недостаток электрического отопления – высокие затраты на электроэнергию, потянуть которые сможет далеко не каждый хозяин. Сейчас оно используется преимущественно как резервное в случаях поломок или отключения основной системы.

Инфракрасное отопление

Появилось на рынке относительно недавно, но уже успело обрести популярность благодаря высокой эффективности и низким затратам на электроэнергию. Представляет собой разновидность тёплых полов, устанавливаемых на стяжку. В качестве нагревательного элемента используется графит или карбон. При проходе через них электрического тока излучаются инфракрасные волны, которые нагревают расположенные в помещении объекты, а те в свою очередь – воздух.

Степень обогрева легко регулируется благодаря следующему свойству рабочего элемента – его частицы отталкиваются друг от друга при перегреве, повышается сопротивление, снижая тем самым температуру. При включении инфракрасные полы потребляют мощность чуть более 100 Ватт на 1 погонный метр, после разогрева – 87 Ватт.

Отличительные особенности

Инфракрасные системы отопления имеют следующие преимущества:

• не боятся влаги, что позволяет использовать их даже под открытым небом;
• могут устанавливаться в любых типах помещений, в том числе на животноводческих фермах, различных складах, в гаражах и подсобках;
• нагревают комнату за считанные минуты, причём тепло держится ещё продолжительное время после выключения;
• не издают неприятного запаха и шумов при работе;
• безопасны для домашних животных и людей. Инфракрасное тепло по природе близко к солнечному, а значит максимально комфортно и безвредно.

Не лишена эта отопительная система и недостатков. Среди них:

• точечное воздействие инфракрасных лучей. Если неправильно спроектировать и уложить пол, в одной комнате могут появиться зоны, где слишком тепло или наоборот, слишком холодно;
• лучи прогревают предметы, а не воздух. Если в помещении присутствует пластмасса, она может начать немного пахнуть;
• довольно дорогостоящее оборудование;
• чтобы отопление было эффективным, требуется установка отражающих экранов.

КПД системы при соблюдении всех требований может достигать 95%.

Отопление с помощью тепловых насосов

Используют в своей работе энергию тепла из окружающей среды. Принцип действия основан на физических законах: при переходе газа в жидкое состояние тепло выделяется, а когда жидкость испаряется – наоборот, поглощается. Фреон закипает при 3 С°, при этом переходит в газообразное состояние, а температура начинает увеличиваться.

Как работает

Конструкция данной системы включает три контура:

1. Внешний. Укладывается в грунт или водоём. По нему циркулирует фреон, нагреваясь от окружающей среды примерно до +8 С°.
2. Контур теплового насоса. Сюда жидкость попадает из внешнего контура. Она закипает, преобразуется в газ и уходит в компрессор, где под воздействием поршня сжимается в среднем до 26 атм. Из-за этого температура растёт до +80 С°.
3. Внутренний. Представляет собой систему отопления дома. Сюда из компрессора поступает газ и нагревает теплоноситель, циркулирующий по внутренним помещениям. При этом допускаются потери тепла, не превышающие 15 С°, что несущественно.

Остывающий газ вновь переходит в жидкое состояние и возвращается через второй контур во внешний.

Плюсы и минусы

Преимуществами теплового насоса считаются:

• отсутствие вредных выбросов и хлоруглеродов, несущих опасность для озонового слоя планеты;
• низкие затраты электроэнергии при высокой теплоотдаче. Потреблённые 1 кВт электричества дают 3-4 кВт энергии тепла;
• возможность использовать систему как для обогрева зимой, так и для охлаждения летом;
• доступность в районах практически с любой инфраструктурой. Если дом не подключён к газопроводу, а с дровами и углём возиться не хочется, тепловой насос – идеальное решение.

Недостатками являются высокая цена оборудования и сложность монтажа.

Отопление с помощью солнечного коллектора

Данное решение – неиссякаемый источник бесплатной энергии, не выделяющий вредных веществ, а значит экологически чистый. Эти коллекторы называют ещё гелиосистемами. Они накапливают в себе энергию солнца, которая используется затем для нагрева воды. Таким образом вы можете обеспечить себя горячей водой и теплом на долгие десятилетия.

Устройство и принцип действия

Если говорить в общих чертах, устройство солнечного коллектора представляет собой чёрные пластины из металла, которые помещены в стеклянный или пластиковый корпус. Чаще всего его монтируют на крыше здания. Под пластинами расположены трубы, по которым циркулирует теплоноситель – антифриз, вода или масло. Чем больше энергии ему передаётся, тем эффективность выше.

В периоды, когда из-за снижения солнечной активности КПД установки снижается, автоматически запускаются специально предусмотренные для этого электрические нагреватели. Здесь кроется главный недостаток этой системы отопления – зависимость работы от погодных условий.

Разновидности

Приведённая выше схема работы упрощена. Конечно, гелиосистемы устроены сложнее. В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие их виды:

1. Плоские высокоселективные. Являются самыми распространёнными. Дешевле других видов, но характеризуются большими потерями тепла. Основные составляющие – стеклянное покрытие, теплоизоляция, стальные или алюминиевые рамы и плоскостной поглотитель. Последний представляет собой лист металла, покрытый чёрной краской, никелем или напылением оксида титана. Поглотитель соединён с трубами. Он аккумулирует солнечную энергию, преобразует её в тепловую и передаёт теплоносителю. КПД таких устройств не превышает 50%.
2. Воздушные. Здесь с помощью коллектора нагревается воздух. Его циркуляция может быть естественной или принудительной с помощью вентиляторов. Тепловые потери гораздо меньше, что повышает их эффективность. Недостатки: невозможность использования для обеспечения дома горячей водой, затраты электроэнергии на работу вентиляторов, плохая интеграция с традиционными системами отопления.
3. Вакуумные трубчатые. По конструкции схожи со стеклянной колбой термоса. Две ёмкости из термоустойчивого стекла, одна из которых помещена в другую, изолированы вакуумом. Делятся в свою очередь на сезонные и внесезонные. В первых нагревается непосредственно теплоноситель, а во вторых – термотрубка. Характеризуются меньшими потерями тепла, КПД выше на 30% по сравнению с плоскими. Недостаток – высокая стоимость.

Срок службы

Качественные изделия от добросовестных производителей служат 15-30 лет. Продукция азиатских компаний дешевле, но менее надёжна. Товары европейского происхождения, в особенности от немецких разработчиков, зачастую служат дольше указанного срока.

Подведение итогов

Как видите, любой вид отопительной системы имеет свои преимущества и недостатки. Одни более дороги в установке, но экономичны в плане эксплуатации. Другие просты и эффективны, но требуют больших затрат на электроэнергию. Установка мощного дорогостоящего оборудования не имеет смысла в доме, посещаемом лишь периодически. Если у вас присутствует подключение к газопроводной магистрали, нет необходимости покупать электрический котёл или устанавливать солнечный коллектор.

Чтобы выбрать подходящую именно вам систему, учтите индивидуальные особенности вашего жилища, наличие подходящей инфраструктуры, продолжительность проживания. В этом случае она будет максимально соответствовать вашим требованиям и возможностям.