Что такое система отопления
Система отопления: что это такое?
Основными среди теплозатрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях являются затраты на отопление. Это объясняется условиями эксплуатации зданий в холодный период времени, когда теплопотери через ограждающие конструкции зданий значительно превышают внутренние тепловыделения.
Система отопления (далее СО) – это совокупность конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепла в помещения, с целью поддержания в них заданного значения температуры внутреннего воздуха.
Основными элементами системы отопления являются:
В зависимости от взаимного расположения источника и потребителя тепла СО подразделяются на:
В зависимости от вида теплоносителя различают следующие типы системы отопления:
Недостатки систем газового отопления:
Использование в качестве теплоносителя высокотемпературных продуктов сгорания топлива ограничено отопительными печами, газовыми калориферами и другими местными отопительными установками, что обусловлено ухудшением состояния воздушной среды при непосредственном попадании газов в помещение. Удаление продуктов сгорания наружу по каналам усложняет систему и понижает ее КПД.
При использовании в качестве теплоносителя пара появляется возможность быстрого нагревания помещений, т.к. пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью.
Недостатки систем парового отопления:
Вследствие этих недостатков, система парового отопления не допускается к применению в жилых, общественных и административно-бытовых зданиях, а также в производственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха. Паровое отопление допускается применять только при соответствующем технико-экономическом обосновании (например, при избытке пара, используемого в технологическом процессе производства).
Таким образом, при строительстве загородного дома целесообразно рассматривать водяное или воздушное отопление.
Достоинства водяных систем отопления
Вода представляет собой практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Использование воды в качестве теплоносителя в системе отопления обеспечивает:
Достоинства воздушных систем отопления
Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно малой теплоемкостью, плотностью и вязкостью. При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение и равномерность температуры воздуха в помещениях, совмещать отопление с вентиляцией воздуха, а также избежать установки отопительных приборов.
По способу создания циркуляции теплоносителя в водяных и воздушных системах отопления различают системы:
Разновидности устройства системы отопления: особенности эксплуатации без потерь тепла
Вы просматриваете раздел Компоненты системы, расположенный в большом разделе Отопление.
Система отопления представляет собой совокупность приборов, трубопроводов, регулирующей арматуры и технических деталей, которые предназначены для выработки и переноса тепловой энергии в отапливаемое помещение частного дома.
Отопительные системы классифицируют по источникам энергии, типам и особенностям движения теплоносителей, применяемому оборудованию, схемам монтажа.
Особенности устройства систем отопления: как работает технология?
Типы отопительных систем:
У каждой из систем есть собственные плюсы и минусы. При выборе следует ориентироваться на личные потребности, цели, приоритеты. Владельцы частных домов чаще всего обустраивают водяное отопление. Это рациональное решение, позволяющее создать комфортные условия проживания с минимальными затратами.
Популярные источники тепла
В качестве источников энергии используют:
Фото 1. Укладка инфракрасного теплого пола, работающего на электроэнергии, в помещении частного дома.
Важно! При всех достоинствах источников энергии сложно найти альтернативу газовому отоплению. Такие системы дёшевы в эксплуатации и окупаются примерно за 5 лет. В качестве отопительного оборудования устанавливают котлы, радиаторы.
Виды систем отопления
Для того чтобы в холодный зимний период обеспечить в жилом помещении необходимые условия для проживания, нужна система, которая помогала бы поддерживать нужный температурный режим. Система отопления является наиболее удачным инженерным решением данной проблемы. Отопительная система поможет поддерживать в доме комфортные условия на протяжении всего холодного периода, но следует знать, какие бывают системы отопления в современности.
Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, водяные теплые полы, и другие. Несомненно, важным вопросом является выбор вида системы отопления для своего жилища. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.
Водяное отопление
Среди всей классификации систем отопления наибольшей популярностью пользуется водяное отопление. Технические преимущества такого отопления были выявлены в результате многолетней практики.
Несомненно, на вопрос, какие виды отопления бывают, именно водяное отопление первым приходит на ум. Водяное отопление обладает такими преимуществами, как:
Главным компонентом системы водяного отопления является котел. Такое устройство необходимо для того чтобы нагревать воду. Вода является в таком виде отопления теплоносителем. Она циркулирует по трубам замкнутого типа, а потом тепло передается в различные отопительные компоненты, а от них уже обогревается все помещение.
Наиболее простым вариантом является циркуляция естественного типа. Такая циркуляция достигается благодаря тому, что в контуре наблюдается разное давление. Однако такая циркуляция может быть и принудительного характера. Для подобной циркуляции водяные варианты отопления должны быть оснащены одним или несколькими насосами.
После того, как теплоноситель проходит по всему контуру отопления, он полностью охлаждается и возвращается назад в котел. Здесь он снова нагревается и, таким образом, снова позволяет отопительным приборам выделять тепло.
Классификация систем водяного отопления
Водяной тип отопления может различаться по таким критериям, как:
Наибольшую популярность обретает система отопления, где циркуляция воды происходит посредством насоса. Отопление с циркуляцией воды естественного плана в последнее время применяется крайне редко.
В насосной отопительной системе нагрев теплоносителя может иметь место и благодаря водогрейной котельной, или термо воды, которая поступает из ТЭЦ. В отопительной системе вода может нагреваться даже посредством пара.
Прямоточное соединение используют тогда, когда допустима в системе подача воды с очень высокой температурой. Такая система будет стоить не так дорого, расход металла будет несколько меньше.
Минусом прямоточного присоединения считается зависимость теплового режима от «обезличенной» температуры теплоносителя в подающем тепловоде наружного типа.
Воздушное отопление
Такие виды отопления различных помещений считаются одними из самых старых. Впервые подобную систему применяли еще до нашей эры. На сегодняшний день такая отопительная система получила широкое распространение – как в общественных помещениях, так и производственных.
Популярностью для обогрева зданий также пользуется нагретый воздух. При рециркуляции такой воздух может подаваться в помещение, где происходит процесс смешивания с внутренним воздухом и, таким образом, воздух охлаждается до температуры помещения и снова нагревается.
Воздушное отопление может быть местного характера, в случае если в здании нет центральной приточной вентиляции, или же если поступающее количество воздуха меньше, чем необходимо.
В системах воздушного отопления нагревание воздуха происходит за счет калориферов. Первичный отопитель для таких компонентов является горячий пар или вода. Для того чтобы прогреть воздух в помещении, можно использовать и другие приборы для отопления или любые источники тепла.
Местное воздушное отопление
При вопросе, какое бывает отопление, местное отопление часто приравнивается только к производственным помещениям. Приборы местного отопления используются для таких помещений, которые используются лишь в определенные периоды, в помещениях вспомогательного характера, в помещениях, которые сообщаются с наружными воздушными потоками.
Главными приборами системы местного отопления являются вентилятор и нагревательный прибор. Для воздушного отопления могут применяться такие устройства и приборы, как: воздушно-отопительные устройства, тепловые вентиляторы или тепловые пушки. Такие приборы работают на принципе воздушной рециркуляции.
Центральное воздушное отопление
Центральное воздушное отопление делается в помещениях любого плана, если здание располагает центральной системой вентиляции. Такие типы систем отопления можно организовать по трем различным схемам: с прямоточной рециркуляцией, с частичной или полной рециркуляцией. Полная рециркуляция воздуха может использоваться, в основном, в нерабочие часы для дежурных видов отопления, или для того чтобы обогреть помещение перед началом рабочего дня.
Однако отопление по такой схеме может иметь место, если оно не противоречит никаким правилам противопожарной безопасности или основным требованиям гигиены. Для такой отопительной схемы должна быть использована система приточной вентиляции, но воздух будет забираться не с улицы, а с тех помещений, которые отапливаются. В центральной воздушной отопительной системе применяются такие конструктивные виды приборов отопления, как: радиаторы, вентилятор, фильтры, воздуховоды и другие приборы.
Воздушные занавесы
Холодный воздух может поступать в большом количестве с улицы, если в доме слишком часто открываются входные двери. Если не предпринять ничего для того чтобы ограничить количество холодного воздуха, который проникает в помещение, или не обогревать его, то он может негативно сказаться на температурном режиме, который должен соответствовать норме. Чтобы предотвратить данную проблему, можно в открытом дверном проеме создать воздушный занавес.
Во входах зданий жилого или офисного плана можно установить низкорослый воздушно-тепловой занавес.
Ограничить количество поступающего холодного воздуха снаружи здания имеет место благодаря конструктивным изменением входа в помещение.
Все большей популярностью в последнее время пользуются воздушно-тепловые занавесы компактного типа. Самыми эффективными занавесами считаются занавесы «щиберующего» вида. Такие занавесы создают струйную воздушную преграду, которая защитит открытый дверной проем от проникновения холодных воздушных потоков. Как показывает сравнение видов отопления, такой занавес позволяет сократить потери тепла почти в два раза.
Электрическое отопление
Нагрев помещения имеет место благодаря распределению воздуха, проходящего через приборную панель без того, чтобы нагревалась ее лицевая сторона. Это полностью обезопасит от различных ожогов и предотвратит любое возгорание.
Посредством электрических конвекторов можно обогреть любой тип помещения, даже если у вас имеется всего один источник энергии, такой как электричество.
Такие виды систем отопления зданий не требуют больших затрат для установки или ремонта, к тому же, могут обеспечить максимальный комфорт. Электрический конвектор можно просто поставить в определенное место и подключить его к питанию сети. Делая выбор системы отопления, можно обратить внимание на данный тип – довольно эффективный.
Принцип действия
Холодный воздух, который находится в нижней части здания, проходит через нагревательный компонент конвектора. Затем его объем увеличивается и он уходит вверх через выходные решетки. Обогревательный эффект имеет место и благодаря дополнительному излучению тепла с передней стороны панели электрического конвектора.
Уровень комфорта и экономичность такой обогревательной системы достигается благодаря тому, что в электрических конвекторах применяется электронная система, которая помогает поддерживать определенную температуру. Нужно всего-навсего установить необходимый температурный показатель и датчик, который установлен в нижней области панели начнет через заданный период времени определять температуру воздуха, который проникает в помещение. Датчик подаст сигнал на термостат, который в свою очередь подключит или наоборот выключит обогревательный элемент. Посредством такой системы для поддержания определенной температуры, которая даст возможность соединить электрические конвекторы в разных помещениях, для того чтобы обогреть целое здание.
Какая система лучше
Конечно же, вопрос какая система отопления лучше является нецелесообразным, так как та или иная система является эффективной в определенных условиях. Сравнение систем отопления следует производить, учитывая все их плюсы и минусы, ориентируясь на условия установки и собственные возможности.
Рассмотрев, какие системы отопления существуют, можно сделать для себя определенные выводы. Но в целом, лучшим вариантом станет посоветоваться с профессионалами.
Отопление
Отопле́ние — обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям заказчика.
Система отопления — комплекс устройств, выполняющих функцию отопления — котлы отопительные, сетевые насосы, устройства автоматического поддержания температуры в помещениях, радиаторы отопления и другие.
Отопительный прибор — устройство, предназначенное для передачи теплоты от теплоносителя к воздуху и ограждающим конструкциям отапливаемого помещения;
Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию в сравнении с «классическими» — это не процесс наладки перед пуском, с последующей работой в постоянном гидравлическом режиме — это системы с постоянно изменяющимся тепловым и гидравлическим режимами в процессе эксплуатации, что соответственно требует автоматизации систем для отслеживания этих изменений и реагирования на них.
К примеру, изменение теплового режима зависит от способности терморегулятора изменять расход тепловой энергии на нагревательные приборы в системе отопления путем изменения гидравлического режима, что вызывает цепную реакцию других систем (либо терморегуляторов, что может вызвать как разрегулировку системы, так и выход из строя циркуляционного насоса, либо перегрузку системы электроснабжения).
Также, изменилась классификация систем отопления. Во всяком случае, представляется логичным введение новых признаков систем, отличающих системы с терморегулирующим оборудованием от классических.
Содержание
Виды отопления
Системы отопления
Классификация
Системы отопления можно разделить:
Прим.: все эти признаки системы, в реальности, как правило, смешиваются — например, водяная система с нижней разводкой, тупиковая, с изменяемой гидравликой, с нагревательными приборами — конвекторами, электрическая — прямого действия и воздушная или водяная системы отопления.
История и эволюция систем отопления
Огневоздушное отопление
Огневоздушное — означает, что нагрев теплоносителя (воздуха) осуществляется с помощью огня.
Первой огневоздушной, да и вовсе — первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.
В Древнем Риме в I веке до н. э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла получать «чистую» теплоту, без контакта человека с продуктами сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго ещё после потухания огня отдавал теплоту помещению. Гипокауст описывается Марком Витрувием Поллионом в трактате «Об архитектуре». Схожая система, ондоль, появившаяся предположительно в I в. до н. э. — VII в. н. э., используется до сих пор в Корее. Аналогичная система обогреваемого пола известна и в северных районах Китая, где она известна как «дикан» (буквально, пол-кан. Впрочем, более распространённый тип китайского кана обогревал лишь широкую лежанку, где люди спали, сидели, сушили вещи и т.д.
К этому времени в Европе система гипокауста была практически утрачена (за исключением Испании, где изменённая версия, называемая «глорией», существовала до начала XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой «русской системой», произвело небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячего и холодного.
Российский инженер и архитектор Н. А. Львов в 1795 году издал первую оригинальную русскую работу по отоплению, свою книгу «Русская пиростатика». В издании Львов резкой критикой отозвался на модное увлечение иностранными фигурными печами, которые были крайне неэффективны, а также представил изобретённые им усовершенствования отопительных установок, а также основы конструирования и расчёты систем огневоздушного отопления.
В это время всё больше распространялись многоэтажные здания, поэтому появляется тенденция к централизованному отоплению. Тут и пригодится «русская система», выполняемая раньше в основном для двухэтажных зданий. Тут же, в 1799 году Николай Львов опубликовал свою вторую книгу, «Русская пиростатика, или употребленiе испытанныхъ каминовъ и печей», где есть раздел «О духовыхъ печахъ верхнiя или соседственные комнаты нагревающiхъ». Там он предложил конструкцию наподобие калорифера, но малоэффективную.
Водяное отопление
В 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.
В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора П. Г. Соболевского. В 1875 году появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.
Паровое отопление
Грядущий XIX век дал широкое распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин. Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати.
В 1802 году в Российской империи впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая таким способом.
Как сделать отопление в частном доме
И экономить на оплате счетов
В 2017 году я построил загородный дом для круглогодичного проживания.
Когда рабочие заканчивали внешнюю отделку, нужно было иметь план коммуникаций. У меня его не было — я сделал только примерную схему расположения радиаторов. Остальное решил поручить специалистам, поскольку опыта в вопросах отопления у меня не было.
Мне повезло с бригадой: они рассказали про особенности работы отопления в частном доме и помогли спланировать отопление и другие коммуникации. Некоторые важные моменты они предусмотрели без моего напоминания. Например, заранее продумали разводку труб и место для будущего газового котла.
Я расскажу о своем опыте обустройства отопления в доме. Но каждый случай индивидуален, и мои советы подойдут не всем. В этой статье базовая информация об отоплении, немного теории глазами простого обывателя и личный опыт.
Что представляет собой отопление дома
До строительства дома любые коммуникации казались мне сложными и непонятными. Но в частном доме я сам отвечаю за работу котельной, поэтому решил во всем разобраться.
Главный принцип работы системы отопления: запасенная энергия преобразуется в тепло с помощью теплоносителя — вещества, которое накапливает тепло, — передается по трубам и через устройства отдачи тепла, например радиаторы, нагревает пространство.
Я описал принцип работы централизованной системы, которая отвечает за обогрев нескольких помещений. Еще бывают локальные системы, например камин, печь или тепловая пушка. Они обогревают не весь дом, а пространство, в котором установлены. Такие системы используются редко — обычно в домах с сезонным проживанием. Поэтому в статье я буду говорить о централизованной системе.
Системы отопления могут быть закрытого типа, то есть с использованием насоса для циркуляции теплоносителя, и открытого типа — без насоса, только за счет гравитации. Системы открытого типа имеют ограниченное применение и ряд особенностей в установке, поэтому здесь речь пойдет о системах закрытого типа.
Элементы системы отопления
Система отопления состоит из компонентов. Наиболее важные такие.
Теплогенераторы — преобразователи энергии в тепло. Это, например, котел, который использует газ, электричество или жидкое топливо, чтобы вырабатывать тепло. Бывают и другие виды топлива — я уже рассказывал об этом в статье про выбор котла.
В системе отопления может быть один котел или несколько. Например, газовый котел установлен как основной, а электрокотел — как резервный, на случай временного отключения газа.
Как и отопительные системы, расширительные баки бывают открытые — чаще для открытых систем, и закрытые — герметичные, для систем с принудительной циркуляцией. Я рассказываю про закрытые.
Радиаторы — их еще называют батареями — это один из видов отопительных приборов, через которые тепловая энергия из теплоносителя попадает в отапливаемое помещение. Кроме радиаторов, эту функцию могут выполнять тепловые панели, конвекторы и другие приборы. Они бывают настенными и напольными, реже — потолочными.
Трубы переносят теплоноситель с энергией по системе отопления от генератора к отопительным приборам, а затем — уже охлажденный теплоноситель обратно для повторного нагрева.
Трубы бывают из разных материалов — от привычных стальных и пластиковых (полипропиленовых) до медных и металлопластиковых. Они отличаются параметрами: стоимостью, долговечностью, надежностью соединений, максимальным давлением, простотой установки — у каждого материала свои плюсы и минусы. Подобрать оптимальный вариант для вашей системы под конкретные задачи и бюджет поможет специалист.
Мы выбрали металлопластиковые трубы — они примерно в два раза дороже обычных пластиковых, но служат дольше, лучше держат тепло и почти не деформируются при нагревании.
Теплоноситель — это вещество с высокой теплоемкостью, то есть способностью накапливать тепловую энергию. С его помощью в централизованных системах тепло переносится от теплогенератора к отопительным приборам, например радиаторам. Простыми словами, это то, что внутри ваших труб. Разберем это подробнее в следующем разделе.
Запорная арматура — вспомогательные устройства, которые регулируют поток жидкости или газа в системах для сохранения герметичности.
Запорная арматура в отопительных системах — это чаще всего вентили, или краны, которые установлены на приборах системы отопления. Одна из целей использования запорной арматуры в системах отопления — не допустить попадания воздуха и сохранить герметичность.
Способы отопления частного дома
Системы отопления отличаются теплоносителем и принципом работы.
Водяное отопление — наиболее распространенный вариант, который используется в квартирах и загородных домах. В таких системах вода используется как теплоноситель. Когда вы слышите в батареях звук льющейся воды в начале отопительного сезона — это нагретый теплоноситель подается к отопительным приборам.
Электрическое отопление можно использовать в помещениях, которые не были оборудованы обогревателями. Для нагрева комнаты достаточно установить электрический конвектор и подключить его к сети. Конвектор сам генерирует тепло, поэтому при таком способе отопления не требуется прокладка труб.
Воздушное отопление — это обогрев помещений воздухом, который нагревается с помощью горячего пара или воды, а затем подается в помещение. Пример центрального воздушного отопления — система вентиляции в офисном центре, которая используется для поддержания комфортной температуры зимой во всем здании.
Паровое отопление использует горячий водяной пар в качестве теплоносителя. Применяется на производственных предприятиях, где пар уже используется для производства.
По принципу работы разделяют локальное и центральное отопление.
Локальное отопление — это обогрев собственного жилья. При оборудовании своей котельной вы сами отвечаете за ее работоспособность, запускаете когда хотите и выбираете желаемую температуру. Чем больше топите, тем больше потратите денег.
Центральное отопление предоставляется централизованно, например для всех квартир в многоквартирном доме. Вы оплачиваете услуги отопления по фиксированными нормативам, а управляющая компания отвечает за оборудование котельной и отопление дома в холодное время.
В отличие от локального отопления, уже не получится выбрать, когда и какую температуру установить в радиаторах — это делается централизованно. Если открыть форточку в квартире, когда зимой станет очень жарко, за ваш счет будут греть улицу. Если установите терморегулятор на батареях для регулировки температуры, счет за услуги ЖКХ от этого не изменится, если в доме не установлен общедомовой прибор учета тепла — ОПУ. Кроме общедомового, на каждый стояк отопления нужен еще индивидуальный прибор учета тепла — ИПУ, иначе ваша экономия будет разделена на все квартиры дома.
Теплые полы — еще один вариант отопления: нагревательные элементы устанавливаются под напольным покрытием и нагревают его. Для нагрева могут использоваться как электрические маты, так и водяное отопление.
Схемы систем отопления с жидкостным теплоносителем
Наиболее часто в отоплении используется именно жидкий теплоноситель. Жидкость по трубам может двигаться принудительно, то есть с помощью насоса, или самотеком — по законам физики без дополнительного воздействия.
С самотечной циркуляцией жидкость движется по трубам под давлением горячей воды. Дополнительный насос не требуется, но у системы есть ряд особенностей установки. Котел устанавливают в самой нижней части системы отопления — он нагревает теплоноситель и толкает его наверх. Из верхней точки системы, где устанавливают расширительный бак, нагретая жидкость движется вниз к радиаторам отопления, а от радиаторов — обратно в котел. Чтобы жидкость могла двигаться сама, трубы в самотечной системе прокладывают под углом.
С принудительной циркуляцией жидкость движется под давлением, которое создает насос. В такой системе нет ограничений на угол наклона труб, расположение расширительного бака и радиаторов, но нужен насос. Если насос не работает, котел не сможет передать тепло к радиаторам через нагретую жидкость.
Большинство современных домов — многоквартирных и частных — оборудованы системой принудительной циркуляции, далее будем говорить именно про нее.
Способы разводки
Способ разводки системы отопления — это принцип расположения отопительных приборов и соединяющих их труб.
Однотрубная схема подразумевает одну трубу, которая идет от теплогенератора — котла, проходит через все отопительные приборы и возвращается к котлу. Такой вариант позволяет сэкономить на прокладке труб.
Но при такой схеме вода после прохождения каждого следующего прибора будет холоднее. Поэтому при прогреве радиаторы, установленные ближе к котлу, нагреваются быстрее, а расположенные в самом конце цепи — перед тем, как вода вернется в котел для нагрева, — будут холоднее.
Если в однотрубной схеме у радиаторов не предусмотрен байпас — обходной маршрут для теплоносителя, — отключать такой радиатор нельзя: система отопления перестанет работать. Например, если одно из помещений не нужно отапливать, отключить или уменьшить поток тепла только для этой комнаты не получится.
Двухтрубная схема учитывает эти недостатки, поэтому к каждому отопительному прибору подведены две трубы: по одной нагретый теплоноситель поступает, по другой — уходит остывшим обратно к теплогенератору. Так прогрев всех помещений происходит равномерно.
Установка двухтрубной схемы дороже из-за большего расхода материалов для теплопровода, но позволяет настроить температуру индивидуально для каждого помещения.
Схема «Ленинградка» — это разновидность однотрубной схемы с установкой байпаса на радиаторы отопления. Система будет эффективна для отопления небольших домов и дач. «Ленинградка» делает прогрев помещений более равномерным, но полностью проблему не решает.
При лучевой схеме все отопительные приборы подключаются к центральному узлу — распределительному коллектору. Коллектор распределяет входной поток теплоносителя на несколько контуров, независимых друг от друга, а затем соединяет обратные охлажденные потоки от каждого контура в один. Такие контуры могут быть оснащены регуляторами, которые позволят оптимально настроить поток тепла в каждый контур отдельно.
Что выбрать для вашего дома под конкретные требования — подскажет специалист после обследования помещений. Для моего дома рекомендовали использовать лучевую схему отдельно на первом и втором этажах. Так я смог установить термостаты на все радиаторы и легко выбирать разную температуру для каждой комнаты.
Расчет системы отопления
В статье про выбор котла мы уже сравнивали разные виды топлива по стоимости и рассчитывали минимальную мощность котла по площади дома. Но затраты на установку и эксплуатацию зависят не только от размеров отапливаемого помещения.
От чего зависит стоимость отопления, легко понять, если рассматривать дом как теплый периметр, через который уходит тепло. Внешние стены дома, крыша и пол пропускают часть тепловой энергии, которая вырабатывается внутри. Тепло может уходить через щели в стенах, плохо настроенные окна и через сами стены, крышу и пол, если они плохо утеплены. Чем меньше таких источников потери тепла, тем меньше мощности нужно для отопления дома. Проще говоря, система отопления должна успевать вырабатывать тепло быстрее, чем это тепло уходит за периметр дома.
Калькулятор для расчета системы отопления может дать только примерную усредненную оценку мощности системы отопления со стандартными коэффициентами, которые закладываются в формулу и не могут гарантировать точности вычислений. Фактические теплопотери зависят от технологии строительства, конкретных материалов, качества выполненных работ и многих других параметров.
Я попробовал посчитать теплопотери в одном из таких калькуляторов. Для примера я проверил только стены — окна, пол и крышу нужно считать отдельно. Для самого простого расчета нужно выбрать город для определения температуры зимой по справочнику, желаемую температуру внутри, материал и толщину стен.
При расчете я указал, что дом в Московской области и хочу +22 °C зимой. Мой дом из бревна диаметром 300 мм, то есть толщина стены в разных местах меняется. Поэтому при расчете указал 250 мм.
Калькулятор не ошибся, он просто посчитал все по данным из справочников. Хоть я и указал, что у меня стены из сосны, бревно может отличаться и по-разному проводить тепло.
Расход тепла на вентиляцию — еще один источник теплопотерь. При оборудовании отопления нужно также проектировать и монтировать систему вентиляции, которая обеспечит приток свежего воздуха снаружи дома. Но в обмен на свежий воздух дом отдает уже нагретый, то есть охлаждается. Для расчета таких теплопотерь есть нормы, которые вычисляются по справочным таблицам. Это тоже лучше доверить специалисту.
Монтаж системы отопления
Строительство любого дома должно начинаться с проектов — архитектурного и инженерных систем. Если есть дизайн-проект — отлично, но все проекты должны переплетаться друг с другом, чтобы из-за технических особенностей оборудования не пришлось что-то менять в момент установки.
Лучше сделать полноценный проект в проектной организации и доверить организацию котельной подрядчику
Результат работы хорошего проектировщика — расчет теплопотерь, план расстановки приборов согласно теплопотерям, спецификация на конкретные материалы и оборудование, а также способ установки.
Кроме того, проектировщик учитывает наличие или перспективу подключения дома к воде, газу, электричеству, а также способ подключения и особенности, например выделенную электрическую мощность и источник водоснабжения. Это все влияет на возможные способы отопления и выбор составляющих отопительной системы.
Но у многих заказчиков нет проекта даже по окончании строительства дома. В этом случае можно составить план расстановки отопительных и сантехнических приборов вместе с проектировщиком на стройплощадке. Грамотный подрядчик может рассчитать теплопотери дома и самостоятельно разработать проект инженерных систем.
Когда получите проект инженерных систем, можно выбирать подрядчика. На основании данных из проекта подрядчик составляет смету на работы и материалы. Имея такую смету, вы можете сравнивать подрядчиков по стоимости работ и оборудования.
Инженерный проект не должен быть номинальным, то есть должен включать полный перечень оборудования и материалов, которые нужны для проекта, способ прокладки труб и установки оборудования. Лучше уделить время и внимательно отнестись к качеству работы проектировщика. Например, если вы принимаете проект, где приборы отопления расставлены схематично, — это деньги на ветер. На практике может оказаться, что к указанному в проекте месту для радиатора нельзя подвести трубу под полом и придется жертвовать внешним видом комнаты. Или в проекте не указано, как нужно устанавливать радиаторы — вешать на стены или крепить к полу, — значит, это будет решать подрядчик, а сам проект, на который вы уже потратили деньги, можно выкинуть.
Хороший проект учитывает материал дома. У каждого материала есть нюансы с точки зрения систем отопления и водоснабжения, что, в свою очередь, сказывается на выборе материалов для этих систем. Если задачи экономить нет, можно купить сразу качественные универсальные материалы, которые могут применяться в разных домах.
Всегда разговаривайте с подрядчиком и задавайте вопросы по проекту. Глубоко вникать не нужно, но консультироваться на интересующую вас тему будет полезно. Хорошим подрядчикам интересно погружать клиента в процесс и особенности монтажа, чтобы он знал принципы работы систем и как их нужно обслуживать.
К подключению котла тоже лучше привлечь подрядчика. Котельная — это сердце инженерных систем дома. Если неправильно настроить ее работу, рискуете оказаться зимой в холоде. И здесь опять важно правильно подобрать материалы в зависимости от конкретной ситуации. Для подключения котла и бойлера в котельной лучше использовать металл: медь или сталь — оцинкованную или нержавеющую. Полипропилен и сшитый полиэтилен — не лучшие материалы. Когда при установке котельной используются трубы Rehau — это не смертельно, но при аварийной ситуации трубы из сшитого полиэтилена вздуваются и может образоваться протечка, которая нанесет урон оборудованию котельной и испортит ремонт.
Более качественный материал для подключения отопительных приборов в котельных может бить по кошельку, но при правильном использовании таких материалов инженерная система может прослужить 50 лет.
Если к дому не подключен газ и возникает желание сэкономить на электричестве, установив твердотопливный котел, обдумайте это решение. Кроме повышенной пожароопасности, придется смириться с дополнительными тратами при установке котла: пол и стены вокруг котла должны быть из негорючих материалов, а еще потребуется установка дымохода. Единовременные затраты при установке твердотопливных котлов значительно выше, чем у электрических. Дома с таким отоплением дороже страховать, а банки неохотно берут их в залог.
Монтаж труб и способ прокладки диктуются различными техническими условиями и конструкцией дома. Существуют разные способы прокладки труб: скрыто, то есть внутри пола или потолка, или открыто. Способ, которым будут монтироваться трубы, зависит от вас как от заказчика: если в проекте заложены медные трубы, они красиво смотрятся с открытой установкой.
Универсальных рекомендаций по монтажу труб нет, потому что все дома разные и у каждого человека свои пожелания. Например, в деревянном доме нужно учитывать усадку дома. Стояки должны быть правильно смонтированы, чтобы не сломались при усадке стен.
Трубы, по которым теплоноситель передается к отопительным приборам, могут быть из разных материалов. Они имеют разные коэффициенты температурного расширения — труба удлиняется при нагревании. Проектировщик или подрядчик должны знать об этом коэффициенте и учитывать его при монтаже отопления. В бетонном полу расширение труб компенсировать легче, а в деревянном доме — сложнее. К примеру, в деревянном доме трубы к отопительным приборам могут прокладываться во внутрилаговом пространстве, поэтому используются трубы с наименьшим коэффициентом расширения.
Монтаж радиаторов и способ их установки также зависит от особенностей дома. В зависимости от материала пола, стен, подоконника — его высоты или отсутствия, — чаще всего выбирают настенные или напольные радиаторы. Настенные радиаторы более мощные, но иногда можно обойтись только внутрипольными.
Распространенные ошибки при монтаже отопительной системы
Ошибки допускают все — и те, кто заказывает систему, и те, кто ее монтирует. Мой подрядчик поделился со мной полезными советами и интересными историями из практики.
Не экономьте на проекте и заказывайте его в проверенной компании. Частая ошибка — некачественный проект или его отсутствие. Тогда ответственность ложится на монтажников, которые не всегда обладают достаточными знаниями, чтобы правильно спроектировать систему. Если не знать нюансов, распознать таких недобросовестных или неграмотных исполнителей не получится. В результате появляются ошибки, которые сказываются на работе систем.
Если во время работ по проекту выявились неточности или ошибки, проектная организация должна бесплатно устранить недочеты — это должно быть указано в договоре. Поэтому, когда заключаете договор, прочитайте его внимательно и найдите этот пункт.
Выбирайте грамотного подрядчика. Проверяйте его компетентность: не стесняйтесь разговаривать с ним и задавать любые вопросы, погружайтесь в детали и нюансы, просите ответ на любой интересующий вопрос. Если у него есть специализированный монтажный инструмент, это может говорить о более высокой квалификации. Если монтажник пришел с газовым ключом, шуруповертом, дрелью и утюгом для полипропилена, возможно, вы ошиблись с выбором.
Не гонитесь за подозрительной дешевизной. На строительных рынках и в онлайн-магазинах все еще встречаются подделки дорогих качественных брендов. Такие материалы могут не прослужить и года. Например, у одного заказчика протек санузел на втором этаже: затопил весь первый этаж дома, повредил отделку и оборудование. Проблема была в дешевой китайской прокладке под душевой кабиной, которую разъели химические средства для чистки.
Соберите заранее информацию о подведенных коммуникациях. Например, если вода в скважине с высоким содержанием железа, нужно заранее задуматься о системе очистки. Ржавчина не только влияет на эстетичный вид сантехники, но и может вывести из строя котел. Лучше заранее проверить воду на наличие примесей, а электрическую сеть — на скачки напряжения.
Погружайтесь в процесс установки системы. Обо всех особенностях установки должны думать проектировщики и монтажники, но вы, как заказчик, тоже должны знать устройство системы, как ее обслуживать, а если что-то непонятно — задавать вопросы исполнителю. У системы отопления есть сезонное обслуживание, его периодичность — минимум раз в год перед отопительным сезоном. Лучше не эксплуатировать дом с системой отопления, если не знаете, как действовать в аварийных ситуациях или как обслуживать. Это может повлечь за собой дополнительные траты.
Что можно сделать на этапе строительства
Не все ошибки, связанные с обустройством отопления дома, можно быстро и недорого исправить после завершения строительства. Некоторые простые, но важные особенности лучше проверить во время строительства. Расскажу, что сделал я и как это помогло сделать дом теплее.
Мне попалась хорошая бригада рабочих, которые прокладывали коммуникации, в том числе отопление. Бригадир несколько раз приезжал на стройку перед началом работ по прокладке коммуникаций и давал рекомендации, где и как лучше обогревать комнату.
Стеклопакеты. Большая часть тепла уходит через окна. Даже если окно правильно установлено и закрыто, стекло снаружи остывает, а вместе с ним охлаждается и внутренняя сторона окна. Чем больше окно, тем больше тепла будет уходить.
Теплоотдачу уменьшает воздух между стеклами, а не сами стекла. Поэтому для уменьшения теплопотерь не делают стекло толще, а устанавливают многокамерные окна. Однокамерное окно — это два стекла и пространство между ними, воздушная камера. Если добавить еще одно стекло, получится две камеры — двухкамерный стеклопакет из трех стекол. Такие окна медленнее выпускают тепло из нагретого помещения, они тяжелее и дороже.
Бывают и трехкамерные стеклопакеты — это четыре стекла, но в России их устанавливают редко. Они еще дороже и тяжелее двухкамерных.
Если при строительстве дома в проекте заложили расстояние 200 мм, не надо укладывать туда утеплитель толщиной 400 мм в спрессованном виде — так пол не станет в два раза теплее. Тут работает примерно такой же принцип, как и с двухкамерными окнами.
Если дом стоит на сваях, а не на монолитном фундаменте, свободно гуляющий под домом ветер не сделает пол на первом этаже теплее. Цоколь дома на свайном фундаменте уже утеплял один из наших авторов. Лучше утеплить сразу — будете ходить по теплому полу и сэкономите на отоплении.
Если порядок материалов кровельного пирога будет неправильный, утеплитель будет намокать из-за влаги с улицы или из-за конденсата от теплого помещения. А любая влага в таких конструкциях — это будущий грибок.
Теплый пол — система отопления, расположенная под полом. В отличие от радиатора, теплый пол будет равномерно прогревать помещение по всей площади.
Мы подключили теплый пол к системе водяного отопления. Сверху положили керамическую плитку — самый простой и удобный в использовании материал для теплого пола, по нашему мнению.
Расстановка радиаторов. Отопительные приборы нужно устанавливать в каждом отдельном помещении. Радиаторы также рекомендовали установить под каждым окном во всю ширину окна. По нашему проекту окна в гостиной были большими — почти 2 × 2 метра — мы хотели больше света, понимая, что больше заплатим за отопление. Поэтому подоконник получился очень низкий, но даже под него нашелся радиатор подходящего размера.
Чтобы компенсировать невысокий радиатор, мне предложили установить более крупный с запасом под окном с другой стороны комнаты. В той же комнате была двустворчатая дверь на веранду. Вместо радиатора под ней в полу установили напольный конвектор. Он получился не таким мощным, как радиаторы, но нам хватает.
Как спроектировать систему отопления
Детали лучше подскажет специалист. Но есть и общие рекомендации, о которых я узнал от строителей. О них расскажу ниже.
Спроектировать систему мне помог руководитель монтажной бригады. На этапе строительства мы встретились на стройке. Бригадир осмотрел дом, спросил, когда планируется подведение газа, и обошел вместе со мной оба этажа. Я рассказал, где и какие планируются помещения, окна, двери, а он спроектировал схему отопления.
На следующий день я получил письмо по электронной почте с коммерческим предложением. Я смог изучить весь список оборудования, проверить производителей и цены на других сайтах.
Моя система отопления работает уже третий год. Радиатор установлен под каждым окном, кроме котельной и кухни, — там работает теплый пол. В ванной установлен и теплый пол, и радиатор под окном — чтобы точно не замерзли. Всего получилось 11 радиаторов. Перед дверью на веранду в полу установлен конвектор. За нагрев воды отвечает электрический котел, который планирую заменить на газовый, когда подключу газ. Дополнительно установлен насос рециркуляции на контуре с горячей водой — так вода всегда будет горячей, даже если ее долго не включали, — и насос для теплых полов.
Пока никаких серьезных вмешательств со стороны монтажников не потребовалось. Один раз надолго отключили электричество, вода в контуре отопления остыла, давление в системе упало и котел упорно не хотел работать, выдавая ошибку. Оказалось, что при монтаже системы эту ситуацию предусмотрели. По телефону мне быстро объяснили, как подать воду в систему отопления, чтобы вернуть давление. Нужно было перевести индикатор на котле в режим давления, открыть специальный кран и дождаться, пока давление не поднимется до нужного значения. На этом примере я еще раз убедился, как важно доверять подобные проекты профессионалам.
Пока я не решил только один вопрос: в трубах с горячей водой периодически начал скапливаться воздух. Это началось после установки системы очистки воды, в составе которой есть аэрационная колонна. Она насыщает воду кислородом, чтобы очистить ее от железа. Сепаратор воздуха после системы очистки установлен, и с холодной водой такой проблемы нет. А горячая вода почему-то иногда «фыркает», хотя это та же самая холодная вода, нагретая котлом. Попробую рассказать об этом в следующей статье про систему очистки воды. Если знаете причину — напишите в комментариях.
Как утеплить дом и сэкономить на отоплении
Я внимательно следил за процессом строительства дома и не экономил на утеплении. Строители установили двухкамерные утепленные окна, а под полом и крышей положили утеплитель с запасом. Но первая зима все равно была холодной.
Это личный опыт автора
У меня нет диплома строителя. Это мой первый построенный дом. Советы и рекомендации подойдут не всем, я делюсь личным опытом, чтобы читатели не совершали таких же ошибок. Расскажу обо всем своими словами, где-то могу ошибиться. Если знаете, как сделать лучше или найдете ошибку, — пишите в комментариях.
Утепление стен. Иногда толщины стен не хватает для удержания тепла внутри дома, поэтому стены снаружи дополнительно обшивают утеплителем.
У меня дом из оцилиндрованного бруса — тут немного другая ситуация. Деревянные дома несколько лет усаживаются — бревна высыхают, немного деформируются, а некоторые щели становятся больше. Для таких случаев есть специальный герметик для наружных работ по дереву. Им заполняют стыки между бревнами и крупные трещины на случай, если они будут увеличиваться. Под герметик укладывают пластичный уплотнительный жгут, который деформируется вместе с герметиком при высыхании дерева, сохраняя щель закрытой.
Провести обследование тепловизором. Той холодной зимой я не мог просто ждать наступления весны и купил тепловизор — это устройство для измерения температуры. От бесконтактного термометра он отличается тем, что измеряет температуру не в одной точке, а сразу в нескольких — в выбранной зоне. Данные об измерениях выводятся графически для удобства: чем холоднее в точке, тем цвет темнее.
Так тепловизор показывал щель рядом с потолком. Сам я вряд ли нашел бы ее
Мой тепловизор не был профессиональным, но его хватило, чтобы найти холодные места в доме. Если не уверены в своих силах или не хотите покупать, закажите такую работу у профессионалов, как сделал автор этой статьи.
Щели в окнах и дверях. Температура стекол оказалась выше, чем я думал. Разница температур со стеной оказалась около одного-двух градусов. Но стыки некоторых окон с рамами, особенно в углах, были холоднее. Щели не были крупными, из них не дуло, но ощущался холодный воздух. Здесь я использовал герметик для деревянных окон, чтобы он плотно прилегал к деревянному подоконнику. Если знаете решение лучше — напишите в комментариях.
Входная дверь оказалась теплой и герметичной, а вот часть двери на веранду тепловизор подсветил холодным цветом. Оказалось, что дверь немного деформировалась: образовалась щель между створкой и дверной рамой. Я не стал выяснять, брак это или следствие неправильной установки, и менять дверь, а ограничился заменой уплотнителя в этом месте на более толстый.
Щели в полу и потолке. Самой холодной оказалась прихожая. Сначала я подумал, что из-за отсутствия радиаторов теплый пол не справляется с прогревом. Но входная дверь была теплая, и мы ее нечасто открывали, пол тоже был теплый, а комната — почти всегда холодная.
При обследовании тепловизором нашлось холодное пятно, которое при ближайшем рассмотрении оказалось сквозной щелью. Она была в самом дальнем углу потолка на высоте примерно четыре метра, поэтому раньше я ее не замечал. Когда забрался по лестнице, я даже увидел свет с улицы. Не знаю, как строители пропустили этот угол. Сейчас прихожая снова теплая.
Еще тепловизор показал холодный стык пола со стеной. Я удивился, потому что эта стена не была внешней, а граничила с соседней комнатой. Открутив шуруповертом плинтус и сняв крайнюю доску пола, я увидел, что под изоляцией в утеплителе есть дыра — через нее дул холодный воздух и охлаждал край пола рядом со стеной. Было похоже, что этот лаз сделал мелкий грызун. Я восстановил слой утеплителя и изоляции, больше нас никто не беспокоил, и пол был теплым.
Что еще можно сделать
Установить термостаты. Это приборы, которые подключаются к радиаторам отопления и регулируют подачу теплоносителя в зависимости от температуры в комнате. Для этого на термостате есть датчик температуры помещения и регулировка желаемой температуры. Вы сможете установить в разных помещениях разную температуру и сэкономить на отоплении.
Пока комната холодная, термостат открывает подачу теплоносителя. Чем холоднее, тем интенсивнее к радиатору подается тепло и тем быстрее он нагревает помещение. По мере нагрева термостат снижает интенсивность. Когда комната нагреется до установленной температуры, термостат перекроет подачу теплоносителя или снизит ее до минимума — так не придется платить лишнего за отопление.
При установке термостатов есть одна тонкость. Если установить термостаты на все радиаторы в доме, тогда в какой-то момент в теплое время года все термостаты могут перекрыть подачу тепла в радиаторы, то есть циркуляция тепла во всем доме остановится. При этом, если насос постоянно перекачивает теплоноситель от котла, он через некоторое время выйдет из строя. Чтобы не допустить ситуации, когда насос не может перекачивать тепло, минимум на один радиатор термостат не устанавливают. На этом радиаторе мощность устанавливают на максимум и не выключают. Тогда даже если все термостаты в теплое время перекроют подачу теплоносителя, насос сможет прокачивать тепло через оставшийся открытый радиатор.
Перевести окна в зимний режим. Фурнитура современных пластиковых окон позволяет не только отрегулировать створку окна по горизонтали и вертикали, но и настроить плотность примыкания окна к раме. В зимнем режиме окно прилегает к раме плотнее, а в летнем режиме остается небольшой зазор.
Режим окна меняют, чтобы дать уплотнителю и фурнитуре «отдохнуть». В зимнем режиме он сжимается плотнее, обеспечивая лучшую герметичность и защищая от мороза. Поэтому с наступлением весны окна переводят в летний режим, уменьшая степень прижима створки к раме — так уплотнитель дольше сохранит свои изоляционные свойства, а фурнитура не износится из-за повышенной нагрузки. А перед наступлением морозов — обратно в зимний, чтобы внутри дома было теплее.
Если не перевести окна в зимний режим, то зимой будет холодно, а если после зимы не перевести в летний, уплотнитель быстрее износится и окна будут хуже удерживать тепло.
Считаем финансы
Затраты. При строительстве дома я потратил около 300 тысяч рублей на оборудование для отопления и еще около 150 тысяч отдал за работу.
После завершения строительства дома на дополнительное утепление я потратил 187 300 Р :
я потратил на дополнительное утепление дома после завершения строительства
Экономия. Последняя зима была теплой и пасмурной, но это скорее увеличило мои траты, а не уменьшило — об этом я уже рассказал. За четыре самых холодных месяца без утепления я оплатил счетов за электричество на 60 тысяч рублей, с утеплением за те же четыре месяца следующего года — около 35 тысяч, то есть чуть меньше 9 тысяч в месяц.
По моим подсчетам после подключения газа общая стоимость эксплуатации загородного дома, включая стоимость обслуживания оборудования, приблизится к стоимости ЖКУ небольшой квартиры. Об этом постараюсь подробно рассказать в отдельной статье.