Современные отопительные системы – новые и традиционные способы обогрева

Выбор типа отопления зависит от финансовых возможностей хозяина дома. Горожане с доходом выше среднего больше интересуются современными системами отопления и новейшими энергосберегающими приборами. У малообеспеченных сельчан другая цель: экономно отапливать квартиру или частный дом с минимальными затратами на установку.

Обе группы домовладельцев объединяет одно — они хотят оплачивать меньшие счета за коммунальные услуги. Есть два варианта решения этой проблемы: использование новых технологий или отказ / ограничение потребления дорогих энергоносителей.

Высокотехнологичные решения

Жилое и промышленное отопление достаточно консервативно, и сложно придумать что-то новое, кардинально отличное от традиционных вариантов. Поэтому современные принципы отопления остаются прежними — передача тепла от источника через водную систему или прямое воздушное отопление.

Как правило, нововведения в теплотехнике касаются отопительных приборов. Производители стремятся повысить эффективность твердотопливных котлов и газовых котлов и предлагают множество альтернатив:

• тепловые насосы;
• солнечные панели;
• Электрический пол и панельное отопление с инфракрасной пленкой.

Вот так наружные блоки тепловых насосов воздух-воздух выглядят как наружные блоки сплит-систем

Тепловые сети в загородных и многоквартирных домах (новостройках) претерпели изменения за последние 10 лет. Появились новейшие решения в области автоматизации, безопасности и дистанционного управления отоплением. Рассмотрим эти технологии по порядку.

Сводка. За последние 10 лет в системах отопления мало что изменилось. В квартирах до сих пор используются четыре типа водонагревателей: чугунные, алюминиевые, стальные и биметаллические. Похожая картина наблюдается в электрическом отоплении с конвекторами, тепловентиляторами и инфракрасными обогревателями.

Традиционные тепловые установки

Котлы, работающие на различном топливе и потребляющие электроэнергию, постоянно совершенствуются. Модернизируются и традиционные системы воздушного отопления, которые до 20 лет назад использовались только на промышленных объектах. В качестве новинок мы можем четко обозначить следующие элементы:

• газовые конденсационные котлы;
• автоматические теплогенераторы на пеллетах и ​​каменном угле;
• системы воздушного отопления с рекуперацией тепла — рекуператоры.

Газовый конденсационный котел (слева) и автоматический пеллетный котел (справа)

Внимание. Кажется, что предложение классических электронагревателей пополнилось новинками, такими как микротермические и кварцевые модели. Эти устройства нельзя назвать инновационными, поскольку их принцип действия и эффективность идентичны таковым у инфракрасных обогревателей.

Давайте посмотрим, как повышается КПД котельного оборудования:

1. В оптимальном режиме работы конденсационный котел использует скрытую теплоту сгорания природного газа с КПД до 96%. В нормальных условиях при горении образуется вода, которая испаряется и выходит в верхнюю часть дымохода. Цилиндрический теплообменник нашего устройства заставляет пар конденсироваться и отдавать тепло образующегося пара.
2. Автоматическая подача твердого топлива в горелку увеличивает эффективность сгорания угля и пеллет до 86%. Точная дозировка топлива и количество воздуха, выдуваемого вентилятором, имеют решающее значение. Примечание: теплообменная часть котла мало чем отличается от аналогов для прямого сжигания дров.
3. Теплообменник рекуператора может нагревать подаваемый воздух, забирая тепло потока дымовых газов. На практике возможна передача 50 … 70%, оставшиеся 30 … 50% отапливаются ТЭЦ.

Характерной особенностью классического рекуператора поперечного потока является его энергетическая независимость и абсолютная изоляция отработанного воздуха от приточного. С другой стороны, для перемещения воздуха необходимы вентиляторы, которые потребляют электроэнергию.

Лучшие отопительные приборы стоят больших денег. Конденсаторные теплогенераторы на 40-80% дороже обычных газовых теплогенераторов, а стоимость одной ретортной горелки на пеллетах превышает цену простого цепного котла. Однако с течением времени котлы становятся все популярнее, с каждым годом они становятся дешевле и доступнее.

Оборудование для альтернативного отопления

Выше мы перечислили нетрадиционные источники тепла, теперь раскроем секреты их эффективности:

Тепловые насосы (ТН), используя принцип работы кондиционера, передают энергию внутрь жилых домов. Устройство извлекает низкопотенциальное тепло из земли, воды или воздуха. Соотношение потребляемой электроэнергии к передаваемому теплу составляет 1: 3 для воздушного оборудования и 1: 5 для геотермального оборудования.

Уличные солнечные коллекторы нагревают воду напрямую или с помощью вещества, содержащегося в прозрачных вакуумных трубках. Энергия почти бесплатна, но непостоянна — солнечные системы сильно теряют эффективность ночью и зимой.

Солнечные коллекторы не в состоянии отапливать дом самостоятельно, поэтому они подают энергию в буферную емкость или косвенный нагреватель.

Тонкая полимерная пленка с греющим углеродным слоем напрямую не экономит электроэнергию. Однако при установке под напольное покрытие (потолок, стены) на всю поверхность помещения позволяет снизить затраты на электрообогрев за счет низкой температуры нагрева.

В целях разъяснения. Существуют обогреватели различных типов, которые либо нагревают воздух в помещении напрямую, либо теплоноситель, который подается в обогреватели. Наилучшая эффективность — это современная геотермальная установка, извлекающая энергию из земли. На каждый киловатт электроэнергии вырабатывается 4-5 кВт тепла.

Из-за высокой стоимости устройств и установок эти методы отопления дома реализуются немногими пользователями. Исключение составляет инфракрасная пленка, доступная благодаря невысокой цене и простоте монтажа.

Тепловые насосы постепенно дешевеют — некоторые компании уже предлагают цифровые лампы по разумной цене, например, 300 у.е. на 1 кВт тепловой мощности с установкой (сверление считается отдельно). При желании можно самостоятельно собрать геотермальный тепловой насос из старой сплит-системы.

Отопительные сети

Водные системы не намерены отказываться от положения воздушного отопления и прямого электрического отопления, оставаясь наиболее распространенным методом передачи тепла в помещения. Представляем 3 системы отопления, постепенно заменяющие классическую двухтрубную замкнутую систему:

• Радиаторная сеть подключается коллекторным (радиальным) способом;
• контуры теплого пола;
• Панельное отопление — так называемое теплые стены.

Пример распределения излучения по грелкам от гребенки

Внимание. Только радиационный цикл в принципе следует считать современным. Отопление полов и стен было описано в советских руководствах по отоплению и вентиляции, но стало популярным в середине 21 века.

Суть разводки коллекторов — это скрытая, прямая разводка проводки к каждому радиатору отдельно. Регулировка производится на гребенке, где все трубы соединяются и прячутся в полу, за обшивкой потолка или закрепляются в стенах. Схема позволяет максимально автоматизировать процесс отопления, а температуру в каждой комнате можно регулировать отдельно.

Проектирование контуров теплого пола в одноэтажном доме

Преимущества теплого пола (сокращенно — ТН) домовладельцам хорошо известны — комфортный обогрев нижней зоны помещения низкотемпературным теплоносителем (30-50 ° С), а значит, экономия топлива 10-30 %. Существенный недостаток — инерционность (длительный нагрев и охлаждение бетонного монолита).

Ссылка. В ванных комнатах с небольшой площадью и коридорах лучше устраивать электрические теплые полы, где нагревательным элементом является резистивный кабель или сама фольга. Причина в более низких затратах на установку.

Панельное отопление похоже на теплый пол, с той разницей, что труба крепится к стене и заделывается штукатуркой. При подключении к тепловому насосу или чиллеру настенный контур может охлаждать комнату летом. Подробнее об этом современном варианте отопления можно прочитать в видео.

Средства автоматизации и арматура безопасности

В современных системах отопления используются следующие устройства автоматики:

1. Термостатические регуляторы подключаются к газовым и электрическим котлам, оснащенным электронными мозгами. Регистрируя температуру воздуха, устройство контролирует нагрев / нагрев радиатора и, таким образом, поддерживает микроклимат в доме. Следуя настройкам пользователя, регулятор изменяет температуру в зависимости от присутствия людей в разное время суток.
2. Термостатическая головка радиатора + термостатические клапаны ограничивают поток теплоносителя через радиаторы, предотвращая нагрев помещения выше заданной температуры.
   
3. Термостатические клапаны RTL регулируют поток теплоносителя в контурах TP, который направляется через обратный поток системы отопления.
4. Смесительные узлы на основе двух- и трехходовых клапанов ограничивают температуру теплоносителя в любой последовательности — контуры теплого пола, глухие отводы с радиаторами, в малом циркуляционном кольце твердотопливного котла.
5. Система зонального регулирования состоит из электронного блока, комнатных терморегуляторов и приводов, установленных на вентилях коллектора. Контроллер регулирует поток воды в контурах и автоматически поддерживает различные температуры в помещении, установленные пользователем.
6. Дистанционное управление отоплением по каналу GSM или через Интернет. Электронный блок, такой как Xital, подключен к котлу и обменивается информацией с мобильным телефоном домовладельца. Последний всегда видит состояние радиатора и температуру в доме, а также может удаленно отдавать различные команды.
   

Сводка. В последние годы появились приложения для смартфонов, которые общаются с котлом в режиме реального времени через Интернет.

Мы считаем, что термопредохранительные клапаны, используемые в закрытых системах с котлами СТ, являются настоящей инновацией в области безопасности отопления. В отличие от обычных предохранительных клапанов, эти устройства реагируют на чрезмерно высокую температуру воды и в случае закипания быстро охлаждают кожух котла.

Принцип работы следующий: клапан сливает кипяток в канализацию через одно соединение, а через другое соединение подает в бак котла холодную воду из сети. Вероятность взрыва в твердотопливном котле сведена к нулю.

Варианты бюджетного отопления

В сельской и отдаленной местности системы отопления в частных домах устанавливают с учетом следующих сдерживающих факторов:

• В случае отключения электроэнергии все новшества и технологические решения превращаются в груду бесполезного мусора, после отключения электроэнергии в помещении становится холодно;
• Часто приходится рассматривать отопление без газа, потому что подключение к электросети слишком дорого или технически невозможно;
• цена сжиженного газа и соответствующих приборов не позволяет собственнику с небольшим доходом самостоятельно устроить отопление;
• ограниченный бюджет.

Внимание. Если гаснет свет или падение напряжения постоянно, нет смысла покупать источник бесперебойного питания или электрогенератор. Первому может не хватить груза, второй без помощи хозяина не двинется. Результат: вы приходите с работы и попадаете в холодный дом.

В таких условиях современной считается энергонезависимая система отопления, реализованная двумя способами:

1. Самотечная разводка устанавливается из труб увеличенного диаметра с соблюдением уклонов на горизонтальных участках, как это сделано выше по периметру двухэтажного дома. Нагрев теплоносителя осуществляется циркуляционным водонагревателем или бойлером, не требующим электроэнергии.
2. Есть кирпичная печь с выходом в 3 или 4 комнаты. На небольшом дачном участке можно использовать металлическую или чугунную дровяную печь.

Небольшую печь с бойлером можно построить своими руками

Источником тепла может служить стоячий газовый котел с энергонезависимым блоком управления типов «Житомир», «Лемакс», АОГВ и подобные. Если на месте установки нет газа, можно установить твердотопливный теплогенератор прямого сжигания, управляемый цепным регулятором.

В советское время, когда поселки массово газифицировали, домовладельцы тщетно уничтожали кирпичные печи, которые занимали место на полу. Сейчас мы имеем дело с противоположной тенденцией — плиты строят заново или строят заново.

Многие современные строители предпочитают встраивать в проект хороший кирпичный радиатор, не подверженный влиянию внешних факторов. Однако, если старая печь в вашем доме все еще цела, перестройте ее, как показано на видео:

Заключение

В нашем понимании современная система отопления — это эффективный способ обогрева дома, адаптированный к сегодняшним условиям. Нет смысла вкладывать деньги и настраивать автоматику, которая будет отключаться от сетевого напряжения, и покупать одни устройства (агрегаты, источники бесперебойного питания) для работы других (насосы, контроллеры, исполнительные механизмы). Быть экономически выгодным.