Современные системы отопления: водяное, солнечное, теплый

Какие конкретно современные системы отопления частного дома употребляются у нас? Чем они привлекательны на фоне классических решений? Имеется ли у применяемых схем сколь-нибудь большие недочёты? Как они экономичны? Попытаемся ответить на эти вопросы.

Не слишком похоже на привычную схему отопления, верно?

Классические и новые методы

Давайте сходу отделим одно от другого. Классические схемы водяного отопления сейчас остаются наиболее востребованными.

Обстоятельств тому пара:

  • Низкая стоимость газа и дров.

Уточним: наиболее недорогим видом горючего был и остается магистральный газ. Не обращая внимания на обилие рекламных заявлений, каждые новейшие технологии в отоплении помещения обойдутся дороже газового котла в плане эксплуатационных затрат.

  • Дешевизна оборудования.
  • Громадный количество практических навыков и информации у профильных экспертов как раз в области простого водяного отопления. Дабы массово предлагать на отечественном рынке что-то новое, необходимо располагать исчерпывающей информацией о недостатках и достоинствах решения. Как раз с этим подчас появляются неприятности.

Чуть дальше мы узнаем, как смогут смотреться классические системы отопления частного дома из современных комплектующих. В противовес им нам предстоит познакомиться с вправду новыми разработками, в буквальном смысле переворачивающими представления об отоплении помещения.

Привычные нам чугунные батареи остались далеко в прошлом.

Водяное отопление

Итак, как изменилось современное отопление загородного дома в рамках привычной схемы с теплоносителем и конвекционными отопительными устройствами?

Источники тепла

Сначала — мало неспециализированных замечаний. Вот приблизительная цена киловатт-часа тепла для различных способов его получения.

Источник тепла Цена 1 КВт*ч, рубли
Сжигание магистрального газа 0,7
Сжигание дров 1,2
Сжигание угля 1,3
Сжигание пеллет (гранулированных опилок) 1,5
Сжигание газа из газгольдера 1,9
Сжигание газа из баллонов 2,9
Сжигание ДТ 3,4
Прямой нагрев электроэнергией 3,8

Наровне с экономичностью, но, необходимо принимать в расчет удобство эксплуатации того либо иного типа оборудования.

И вот по этому показателю наша табель о рангах выглядит совсем в противном случае:

  1. Электрооборудование не требует обслуживания, работает без участия человека неограниченное время и разрешает применять такие элементы, как термостаты, программируемый режим нагрева, управление по GSM и т.д.
Электрокотел не требует внимания владельца.
  1. Газовые котлы с электророзжигом функциональностью не уступают электрическим, но требуют отвода продуктов сгорания, а при работе от баллонов и газгольдера — еще и их периодической заправки.
  2. Соляровые отопительные установки владеют той же функциональностью, но больше шумят и требуют наличия объемного бака для хранения горючего.
  3. Пеллетные котлы с системами автоматической подачи должны обслуживаться не реже раза в неделю: бункеру требуется загрузка, а зольнику — чистка.
  4. Наконец, аутсайдеры — твердотопливные (угольные и дровяные) котлы. Загрузка горючего требуется им раз в пара часов; попытка расширить периодичность ограничением тепловой мощности (закрытым поддувалом) ведет к катастрофическому падению КПД из-за неполного сгорания при ограниченном притоке кислорода.

А сейчас — перечень новинок, показавшихся в данной области за последние десятилетия.

К электрокотлам на ТЭНах добавились индукционные и электродные:

  • Индукционные применяют нагрев помещенного в диэлектрическую и диамагнитную трубу ферромагнитного сердечника возбуждаемыми катушкой индуктивности вихревыми токами. Сердечник передает нагрев проточной воде. Преимущество решения — фактически неограниченный ресурс: в нем нет изнашивающихся либо деградирующих со временем элементов.
  • Электродный котел, наоборот, требует периодической контроля и замены электродов солевого состава воды. Его преимущества — абсолютная безопасность и компактность при разгерметизации контура: в случае если вода покинет корпус, между электродами просто-напросто прекратит течь ток.
Снимок позволяет оценить размеры электродного котла.

Любопытно: продавцы довольно часто позиционируют эти виды котлов как экономичные. Это первостатейная неправда: КПД любого прибора прямого нагрева равен 100%, что прямо вытекает из закона сохранения энергии. Может изменяться только соотношение тепла, рассеиваемого в воздухе и передаваемого теплоносителю, но все оно в любом случае употребляется для обогрева помещения.

не меньше любопытны так именуемые конденсационные газовые котлы. Они снабжают более полную утилизацию теплоты сгорания газа, конденсируя на отдельном теплообменнике продукты сгорания. Отличие в КПД с классическими решениями достигает 10 — 11%.

Модернизации твердотопливных котов предсказуемо нацелены на увеличение длительности их автономной работы.

  • Газогенераторы, либо пиролизные котлы разбивают сгорание горючего на два отдельных этапа. Сначала оно тлеет при ограниченном доступе воздуха; после этого угарный газ и летучие углеводороды дожигаются в дополнительной камере. Такая схема разрешает закладывать горючее не более двух раз в день и ликвидирует падение КПД при ограниченной мощности.
Схема работы пиролизного котла.
  • Котлы верхнего горения также применяют пиролиз; но наряду с этим процесс тления горючего переносится в верхнюю часть топки, что разрешает существенно расширить ее количество. Зола уносится восходящим потоком продуктов сгорания. Автономность лучших образцов котлов верхнего горения литовской компании Stropuva достигает 31 часа.

Радиаторы

Кое-какие современные отопительные устройства значительно отличаются своей эффективностью от привычных чугунных батарей.

Теплопроводность алюминия разрешает снабдить алюминиевые секционные радиаторы развитым оребрением, тем самым при маленьком внутреннем объеме обеспечив теплоотдачу более 200 ватт на секцию.

Еще выше теплоотдача бронзово-алюминиевых конвекторов: в них алюминиевые пластины оребрения напрессованы на бронзовые трубки с теплоносителем.

Медно-алюминиевый внутрипольный конвектор.

Справка: теплопроводность меди практически в два раза выше теплопроводности алюминия и в четыре раза — стали.

Наконец, расширить теплоотдачу оказывает помощь еще одна несложная модификация отопительных устройств: они снабжаются тихоходными вентиляторами, продувающими через оребрение поток воздуха. При жажде такую модернизацию несложно выполнить своими руками, снабдив простой вентилятор понижающим обороты диммером.

Разводка

И в данной области сейчас показалась пара занимательных новинок.

  • Полипропиленовые трубы при достаточной для исключительной системы долговечности и автономной прочности весьма недороги и легко монтируются низкотемпературной пайкой посредством простенького паяльника. В большинстве случаев, на отоплении помещения употребляется армированная алюминиевой фольгой труба. Армирование не столько увеличивает прочность на разрыв, сколько сокращает высокое тепловое расширение полимера.
  • не меньше любопытны трубы из сшитого полиэтилена — прочного, замечательно переносящего большие температуры и очень эластичного. Он используется при коллекторной разводке отопительных устройств с укладкой подводок в стяжку.
Эластичность материала позволяет поставлять его в бухтах.

Теплоаккумулятор

Современная система отопления часто оснащается теплоаккумулятором — массивной теплоизолированной емкостью, разрешающей накопить много тепловой энергии и расходовать ее на поддержание температуры радиаторов.

Для чего это необходимо?

Приведем несколько примеров:

  1. Теплоаккумулятор разрешает уменьшить количество растопок твердотопливного котла в течении 24 часов. Скажем, при средней потребляемой радиаторами мощности в 3 КВт 24-киловаттный котел растапливается один раз в день и работает в течение трех часов на номинальной мощности (что, кстати, разрешит избежать падения КПД). Все другое время нагревшаяся вода циркулирует между отопительными приборами и баком.
  2. При применении электрокотла любого типа наличие в схеме теплоаккумулятора разрешит пользоваться ночным тарифом на электричество, который в несколько раз ниже дневного.
Аккумулятор тепла в подвале коттеджа.

Новые схемы

Как уже говорилось, все вышеперечисленные решения являются ту либо иную степень модернизации в далеком прошлом известного водяного отопления. А как выглядят по-настоящему новейшие технологии отопления дома?

Солнечные коллекторы

Несложный коллектор представляет собой покрашенный в черный цвет герметичный бак. Цель его установки в полной мере очевидна: нагревшись на солнце, вода может употребляться для хозяйственных потребностей. Но несложная схема сохраняет работоспособность лишь летом — зимой количество теплопотерь за счет конвекции будет в полной мере сопоставимо с тем, что бак приобретает от солнца.

В современных коллекторах эта неприятность решена легко и изящно:

  • Затемненные трубки с теплоносителем помещены в вакуумные колбы, исключающие яркий контакт с атмосферным воздухом.
  • Эффективность прибора дополнительно возрастает особенным покрытием, талантливым утилизировать до 94% инфракрасного излучения.

В большинстве случаев, батарея коллекторов монтируется в общем контуре с теплоаккумулятором, талантливым накапливать полученное днем тепло и применять его для обогрева ночью либо в пасмурную погоду. Увы, солнечное тепло неспособно обеспечить дом бесплатным отоплением кроме того в теплых и солнечных регионах страны; но снизить затраты на обогрев на 25 — 30% благодаря его утилизации в полной мере реально.

Схема отопления с солнечными коллекторами.

Теплый пол

Основной недочёт любой конвекционной системы отопления с настенными либо напольными отопительными устройствами — неравномерное распределение температур в отапливаемом помещении. Формирующийся над прибором восходящий поток действенно нагревает воздушное пространство под потолком, а вот пол остается относительно холодным.

В следствии обладатель дома сталкивается с очевидными негативными последствиями:

  • При средней температуре воздуха в помещении, скажем, в 25С под потолком в полной мере возможно 35, а на уровне пола 15. В это же время человек, простите за невольный каламбур, тяготеет как раз к полу. Думается, читатель не отыщет в памяти среди своих привычных ни одного оригинала, проводящего свободное время на потолке.
  • Чем больше дельта температур по обе стороны ограждающей конструкции дома, тем больше тепла рассеивается через нее. Нагрев воздуха под потолком свидетельствует еще и резкое повышение утечки тепла через верхнее перекрытие.

Современные схемы отопления с теплым полом отличаются от конвекционных тем, что в нагревательный элемент преобразовывается вся поверхность пола.

Нагрев может обеспечиваться:

  1. Прокладкой в стяжке пола трубы с циркулирующим теплоносителем.
  2. Укладкой В том же направлении греющего электрического кабеля.
  3. Монтажом под чистовое покрытие пленочных нагревателей.

Рабочая температура теплых полов образовывает от 20 до 35-40 градусов. Средняя мощность — 30-60 ватт на квадратный метр. Экономия достигается как раз за счет более рационального распределения тепла: наиболее горячей в помещении будет территория над полом.

Распределение температур при конвекционном отоплении и в случае теплого пола.

Инфракрасное отопление

Не забывайте свои ощущения у зимнего костра? Не обращая внимания на окружающий вас мороз, субъективно вы ощущаете себя в комфорте и тепле. Обстоятельство — перенос тепла между вашими кожей и пламенем и одеждой за счет инфракрасного (теплового) излучения.

ИК-нагреватели применяют этот эффект: благодаря маленькой площади они отдают воздуху при ярком контакте относительно мало тепла. Главное его количество передается излучением.

Что в следствии?

  • Вся облучаемая прибором поверхность преобразовывается в аналог теплого пола: она начинает нагревать соприкасающийся с ней воздушное пространство. Тем самым опять-таки обеспечивается заметная экономия тепла (в первую очередь при потолочном монтаже излучателей) за счет рационального распределения температур.

Кстати: в зону действия прибора не рекомендуется помещать мебель из натурального дерева. Инструкция связана с его нестойкостью к нагреву: древесина рассыхается и трескается.

  • По причине того, что кожа человека в зоне действия излучателя также нагревается, комфортная температура в помещении смещается на пара градусов вниз. Уже при +15 в помещении субъективно тепло. В это же время, чем ниже температура в доме, тем меньше затраты на отопление.
Потолочная инфракрасная панель.

Тепловые насосы

В случае если последние две схемы подразумевают экономию за счет более действенного распределения тепла, то современное отопление частного дома тепловым насосом является подходом к проблеме иначе.

В этом случае энергия тратится не на выработку тепла, а на его транспортировку от низкопотенциальных источников. Несложнее говоря, тепловой насос отбирает тепловую энергию у холодной среды и отдает ее теплому воздуху в доме.

Схема работы насоса в общем повторяет устройство простого холодильника:

  1. Газообразный хладагент сжимается компрессором, переходя в жидкую фазу и нагреваясь.
  2. После этого он проходит через теплообменник, где отдает избыточное тепло.
  3. Пройдя расширительный клапан, в котором диаметр автострады быстро возрастает, хладагент возвращается в газообразное состояние. Наряду с этим его температура быстро падает. Недостаток теплоты возмещается через второй теплообменник за счет окружающей его среды.
Принципиальная схема прибора.

Что возможно источником низкопотенциального тепла?

  • Грунт. Грунтовые теплообменники смогут погружаться в скважины либо укладываться ниже уровня промерзания горизонтально. Тепловые насосы, работающие по схемам «грунт-вода» либо «грунт-воздух», наиболее производительны, но требуют сложного и дорогостоящего монтажа теплообменников.
Укладка горизонтального грунтового теплообменника.
  • Вода. Это возможно незамерзающий водоем либо пара скважин, одна из которых употребляется для извлечения грунтовых вод, а вторая — для дренажа.
  • Воздушное пространство. Современные отопительные системы, работающие по схемам «воздух-вода» и «воздух-воздух», наиболее недороги и относительно несложны в монтаже. Но их эффективность снижается с уменьшением температуры окружающего воздуха; нижний порог работоспособности находится на уровне -25 — — 30С.
Воздушный тепловой насос.

Как экономичны тепловые насосы? Их главный параметр — C.O.P. (coefficient of performance, соотношение произведенной тепловой и израсходованной электрической мощности) достигает 3-5, что приближает их по затратам к магистральному газу совершает все другие источники тепла неконкурентоспособными.

Быть может, читателю окажется нужным личный опыт автора. В качестве источника тепла он применяет бытовой тепловой насос «воздух-воздух» (он же — инверторный кондиционер). Место действия — Крым, Севастополь.

Вот краткий отчет результатов отопления одного этажа дома за последнюю зиму.

Параметр Значение
Отапливаемая площадь 75 м2
Тепловая мощность кондиционеров 2х9000BTU (2х3,2 КВт)
Среднемесячная температура +2
Температура в помещении +22
Расход электричества за месяц 800 КВт*ч
На фото - внешний вид одного из используемых устройств. COP прибора достигает значения 4,95.

Заключение

Сохраняем надежду, что наше знакомство с современными отопительными системами будет познавательным и окажет помощь читателю в выборе решения для собственного дома. Дополнительную данные предложит прикрепленное к статье видео. Удач!

Добавить комментарий