В наше время устройство системы отопления представляет собой задачу достаточно сложную.
Стоимость энергоносителей любого вида постоянно увеличивается, домовладельцу приходится тщательно продумывать и просчитывать самые разные варианты.
Цель добиться приемлемого комфорта при минимальной эксплуатационной стоимости.
В этой статье мы рассмотрим виды систем отопления частного дома и проанализируем их слабые и сильные стороны.
Виды отопительных систем
Рассмотрим современные системы отопления частных домов.
Устройство радиаторной системы с жидкостным теплоносителем
Эта система является наиболее популярной, так как позволяет использовать всего один теплогенератор для обогрева любой площади. Применяется в 3-х исполнениях:
- однотрубная: радиаторы подключены последовательно,
- двухтрубная: радиаторы подключены параллельно между магистралями подачи и обратки,
- коллекторная: все радиаторы запитаны от центрального распределителя – коллектора.
«Теплый пол»
За счет применения теплоносителя с низкой температурой теплопотери в сравнении с радиаторной системой сокращаются в 1,4 – 1,7 раза, однако из-за большого гидравлического сопротивления «теплый пол» не может работать без циркуляционного насоса.
Если в электросети часто происходят сбои, подогрев пола лучше устраивать в нежилых помещениях – прихожих, коридорах и пр.
Электрообогрев из-за удобства эксплуатации и высокой эффективности был бы идеальным видом отопления, если бы не дороговизна электроэнергии.
Преимущества и недостатки схем отопления
Наименее затратной является однотрубная схема водяного отопления, и в этом состоит ее единственное достоинство. Недостатков гораздо больше:
- Тепло распределяется по радиаторам неравномерно.
- Для обслуживания и ремонта одного прибора приходится отключать весь контур.
- Отсутствует возможность независимо регулировать температуру на каждом радиаторе.
Оптимальной по соотношению стоимости и практичности является двухтрубная схема, в которой возможна автономная регулировка температуры на каждом радиаторе. Правда, она требует точного расчета, иначе в контуре могут образоваться «мертвые» зоны, в которых теплоноситель циркулирует плохо или вообще не движется.
Схемы двухтрубных систем отопления
Если же домовладельца не смущают значительные расходы, лучше установить коллекторную систему отопления. Понадобится больше труб, зато ремонт любого участка можно будет выполнить без отключения остальных. При этом появляется возможность регулировать теплоотдачу каждого радиатора из одной точки.
В системе отопления частного дома тепловой насос играет ту же роль, что и котел, только работает он не на топливе. Тепловой насос для отопления дома: принцип работы и примеры расчета. Стоит ли отдавать предпочтение данной системе?
Какие бывают виды дровяных печей для отопления дома, читайте тут.
Если вы хотите перейти на альтернативные источники отопления, рассмотрите вариант солнечной системы. Здесь https://4air.ru/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/solnechnye-batarei-dlya-doma.html вы узнаете, как выбрать солнечные батареи, как их установить и в чем достоинства и недостатки такой системы.
Автономная или центральная система?
Централизованная система отопления имеет лишь одно достоинство: пользователю не придется заниматься ее обслуживанием и покупать дорогостоящее оборудование. В остальном же она только проигрывает:
- Помимо полезной работы пользователю приходится оплачивать магистральные теплопотери. Правда, сегодня принято устанавливать счетчики тепла, но при расчете тарифов эти самые теплопотери все равно учитываются.
- В централизованной системе часто случаются скачки давления и гидроудары.
Из-за значительных масштабов в теплоносителе таких систем всегда содержится большое количество твердых примесей.
Автономная система отопления и водоснабжения в частном доме
Газовые котлы
По соотношению цены и энергоемкости газ является самым выгодным топливом, поэтому газовые котлы распространены сегодня в наибольшей степени.
Наибольший КПД имеют котлы с конденсационной камерой. Эти агрегаты «умеют» использовать тепло содержащегося в выхлопе водяного пара, в то время как котлы обычного исполнения просто выбрасывают его в трубу.
Наиболее безопасными и удобными являются котлы с закрытой камерой сгорания. Такая топка полностью изолирована от помещения, а воздух для нее поступает по специальным каналам в дымоходе. Агрегаты этого типа приходится оснащать вентиляторами, поэтому их еще называют турбированными.
Отопление дома газовым котлом
Согласно закону, первый запуск газового котла следует осуществлять в присутствии сотрудника газового хозяйства, который должен проконтролировать правильность установки и подключения агрегата.
Электрические
В качестве основного теплогенератора не используются – в этом случае вместо водяного отопления проще установить в комнатах по конвектору. По принципу действия электрокотлы делятся на такие разновидности:
- ТЭНовые: нагрев воды осуществляется установленным в теплообменнике ТЭНом – заполненной кварцевым песком трубкой из стали или меди, внутри которой находится нихромовый спиральный нагреватель. ТЭНы иногда перегорают и могут покрываться накипью, но зато эти котлы являются самыми дешевыми.
- Индукционные: нагрев теплоносителя осуществляют бесконтактным способом – за счет электромагнитной индукции. Отказоустойчивы, быстро выводят систему на рабочий режим и не боятся накипи. Однако, обходятся в 2,5 – 4 раза дороже ТЭНовых.
- Электродные: в теплообменнике имеются электроды, которые пропускают через рабочую среду электрический ток. Этим и вызывается ее нагрев. Стоят электродные котлы дешевле ТЭНовых, к тому же они не боятся запуска «в сухую»: без рабочей среды ток проходить не будет, так что перегрев исключен. Недостатки: могут работать только с теплоносителями определенного солевого состава и требуют частой замены электродов, которые имеют свойство растворяться.
Общим достоинством электрокотлов является то, что их КПД при любой мощности остается максимальным. У котлов, сжигающих тот или иной вид топлива, при эксплуатации на мощности ниже 90% номинальной КПД резко падает.
Кроме того, электрокотлы позволяют эксплуатировать систему в низкотемпературном режиме: в отличие от газовых, твердо- и жидкотопливных агрегатов, в них не образуется кислотный конденсат при температуре обратки ниже 50 градусов.
Хотя электрическое отопление считается нецелесообразным, электрокотлы все же имеют определенный спрос. Котел электрический двухконтурный: особенности выбора оборудования.
Устройство нагревательного бойлера разберем в этой теме. Типы конструкций и принцип работы.
Жидкотопливные
Достоинством жидкотопливных котлов является возможность легкого превращения в газовый и обратно путем простой замены горелки.
Таким образом, при перебоях с газоснабжением систему одним движением руки можно перевести в полностью автономный режим.
При этом подачу жидкого топлива достаточно просто автоматизировать, чего нельзя сказать о дровах, сланце или угле.
Следует, правда учитывать, что солярка и другие виды топлива для такого оборудования стоят довольно дорого, а образующиеся продукты сгорания весьма вредны для человека и природы.
Твердотопливные котлы
Современный твердотопливный котел – далеко не просто «буржуйка» с водяной рубашкой. Инженеры разработали различные способы, позволяющие сжигать древесину, уголь и им подобные энергоносители более эффективно.
Самая «продвинутая» разновидность – газогенераторный или пиролизный котел. Древесное топливо закладывается в прогретую до высокой температуры герметичную камеру, где по причине недостатка кислорода оно не сгорает сразу, а тлеет. При этом начинает выделяться так называемый древесный газ, являющийся горючим. Через форсунку он подается во вторую камеру, для его окончательного дожига.
Схема отопления частного дома твердотопливным котлом
Другой вариант – котлы с верхним горением. Суть состоит в том, что топливная закладка поджигается сверху, а не снизу, как в обычном котле, за счет чего она сгорает гораздо дольше. Длительность работы котла на одной закладке также удается продлить благодаря ограниченной подаче воздуха точно в зону горения.
Для обычных котлов также существуют решения, позволяющие обойтись без частой подгрузки топлива. Рядом устанавливается шнековый питатель с бункером, куда можно загрузить солидную порцию мелкофракционного топлива – опилки, древесные гранулы (пеллеты) или угольную крошку.
Альтернативные способы отопления
Нетрадиционные источники энергии все еще не могут полностью заменить традиционные, но их применение положительно повлияет на себестоимость основного отопления.
Человечество использует энергетические дары природы:
- солнце,
- ветер,
- тепло грунта или водоема.
Солнечные коллекторы
Самый простой способ получить дармовое тепло, к тому же не требующий затрат энергии. Коллектор представляет собой выставленный на солнце радиатор, который трубами соединен с теплоаккумулятором (большая бочка с водой).
В системе циркулирует теплоноситель, который нагревается в радиаторе, а затем отдает полученное тепло теплоаккумулятору. Последний посредством теплообменника греет рабочую среду для системы отопления.
Самыми эффективными являются вакуумные коллекторы, в которых трубки радиатора помещены в колбы с откачанным воздухом (теплоноситель как бы находится в термосе).
Ветрогенераторы
Использовать энергию ветра напрямую для отопления нельзя, сначала ее приходится преобразовывать в электрическую. Для этого нужны такие устройства:
- ветрогенератор (для производства 4 кВт энергии понадобится 10-метровая крыльчатка),
- аккумулятор,
- инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.
Слабое место системы – аккумулятор: стоит дорого, менять его приходится часто.
Тепловой насос
Устройство, полностью аналогичное тем, которые работают в холодильниках и кондиционерах, позволяет «выкачать» тепловую энергию из низкопотенциальных источников – грунта или воды с температурой +5 +7 градусов.
Система требует электроснабжения, но за каждый кВт потраченной электроэнергии удается получить от 3 до 5 кВт тепла.
Принцип работы теплового насоса
Недостатком является дороговизна системы: достаточно велика стоимость самого теплового насоса. Да и на сооружение контура-теплообменника в траншее или скважине придется потратить солидную сумму: конструкция отличается большими размерами.