Двухтрубная система с нижней разводкой
Далее мы будем рассматривать двухтрубные системы, отличающиеся тем, что они обеспечивают равномерное распределение тепла даже по самым большим домовладениям с множеством комнат. Именно двухтрубная система используется для обогрева многоэтажных домов, в которых очень много квартир и нежилых помещений – здесь такая схема работает великолепно. Мы же будем рассматривать схемы для частных домов.
Двухтрубная система отопления с нижней разводкой.
Двухтрубная система отопления состоит из подающей и обратной труб. Между ними устанавливаются радиаторы – вход радиатора подключается к подающей трубе, а выход – к обратной. Что это дает?
- Равномерное распределение тепла по помещениям.
- Возможность регулировки температуры в помещениях путем полного или частичного перекрывания отдельных радиаторов.
- Возможность обогрева многоэтажных частных домов.
Существуют две основные разновидности двухтрубных систем – с нижней и верхней разводкой. Для начала мы рассмотрим двухтрубную систему с нижней разводкой.
Нижняя разводка используется во многих частных домах, так как позволяет сделать отопление менее видимым. Подающая и обратные трубы проходят здесь рядом друг с другом, под батареями или даже в полах. Удаление воздуха осуществляется через специальные краны Маевского. Схемы отопления в частном доме из полипропилена чаще всего предусматривают именно такую разводку.
Достоинства и недостатки двухтрубной системы с нижней разводкой
При монтаже отопления с нижней разводкой мы можем спрятать трубы в полу.
Давайте посмотрим, какими положительными чертами обладают двухтрубные системы с нижней разводкой.
- Возможность маскировки труб.
- Возможность использования радиаторов с нижним подключением – это несколько упрощает монтаж.
- Минимизируются тепловые потери.
Возможность хотя бы частично сделать отопление менее видимым привлекает многих людей. В случае с нижней разводкой мы получаем две параллельные трубы, идущие вровень с полом. При желании их можно завести под полы, предусмотрев эту возможность еще на этапе проектирования системы отопления и разработки проекта строительства частного дома.
Что касается недостатков, то они заключаются в необходимости регулярного ручного удаления воздуха и необходимости использования циркуляционного насоса.
Особенности монтажа двухтрубной системы с нижней разводкой
Пластиковый крепеж для труб отопления разного диаметра.
Для того чтобы смонтировать систему отопления по данной схеме, необходимо проложить по дому подающую и обратную трубы. Для этих целей в продаже есть специальный пластиковый крепеж. Если используются радиаторы с боковым подключением, делаем отвод от подающей трубы к верхнему боковому отверстию, а забираем теплоноситель через нижнее боковое отверстие, направляя его в обратную трубу. Рядом с каждым радиатором ставим спускники воздуха. Котел в такой схеме устанавливается в самой нижней точке.
Такая схема чаще всего делается замкнутой, с использованием герметичного расширительного бака. Давление в системе создается с помощью циркуляционного насоса. Если нужно обогреть двухэтажный частный дом, прокладываем трубы на верхнем и нижнем этажах, после чего создаем параллельное подключение обоих этажей к отопительному котлу.
Что такое геотермальная энергия?
Геотермальная энергия — результат солнечного излучения. Она накапливается в земле. Этим низкопотенциальным теплом можно отапливать жилые здания. В качестве источника такой энергии можно использовать:
- природные и технические водоемы;
- бросовое тепло;
- геотермальные зонды.
Как видим, геотермальное отопление дома использует природное тепло планеты.
Первые системы такого вида начали применяться в 70-х годах прошлого столетия. Сейчас они распространены в Западной Европе, США, Канаде. К примеру, в Швеции тепло Балтийского моря применяют для обогрева многоквартирных домов. Геотермальную энергетику в нашей стране рассматривают в качестве нетрадиционной. Тепло земного шара принято считать альтернативным источником.
Как получить тепло в дом из земли
Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов.
Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным, потребуется решить следующие проблемы:
- Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.
- Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.
- Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.
Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.
Применение радиаторов
Первоначально в качестве низкотемпературных рассматривались только так называемые панельные системы отопления, наиболее распространенными представителями которых являются системы теплых полов. Для них характерна значительная поверхность теплообмена, что позволяет при небольшой температуре теплоносителя обеспечивать качественный обогрев.
Сегодня развитие технологий производства способствовало тому, что появилась возможность использовать для низкотемпературного отопления и радиаторы. При этом батареи должны отвечать повышенным требованиям энергоэффективности:
- высокая теплопроводность металла;
- значительная площадь поверхности теплообмена;
- максимальная конвективная составляющая.
Так, применение алюминиевых радиаторов модели Ogint Delta Plus при создании низкотемпературных систем дает важное преимущество по сравнению с теплыми полами. Оптимальные показатели экономии и комфорта обеспечиваются в тех случаях, когда система отопления быстро реагирует на изменения наружной температуры (при ее повышении температура теплоносителя уменьшается, а при снижении — увеличивается)
Современная автоматика, применяемая на котельном оборудовании, дает для этого все возможности. Минус теплых полов заключается в их инерционности. Радиаторные же системы способны реагировать на изменение внешних условий практически моментально.
Отопительные приборы
Отопительные приборы делятся на 4 группы:
- приборы с равными по площади поверхностями, как со стороны теплоносителя, так и со стороны воздуха. Такой тип приборов известен всем – это традиционные секционные радиаторы;
- устройства конвекционного типа, в которых площадь поверхности, соприкасающейся с воздухом, намного больше поверхности со стороны теплоносителя. В этих приборах излучение тепла носит второстепенный характер;
- пластинчатые воздухонагреватели с побудительным воздушным потоком;
- устройства панельного типа – напольные, потолочные или стеновые. В этой линейке отопительных панелей, к примеру, можно отметить чешские панельные стальные радиаторы Korado под названием Radik, выпускаемые в двух исполнениях – с боковым подключением (Klasik), и с нижним со встроенным термостатическим вентилем (VK). Панельные стальные радиаторы предлагает также компания Kermi (Германия).
Рис. 5. Панельный стальной радиатор Korado
К отопительным приборам низкотемпературных систем можно отнести различного рода секционные и панельные нагреватели, отопительные конвекторы, калориферы и отопительные панели.
Теплоаккумуляторы
Эти устройства необходимы в бивалентных системах низкотемпературного отопления, в которых используется энергия из возобновляемых источников или сбросная теплота. Теплоаккумуляторы могут быть жидко- или твердозаполненными, использующие теплоемкость заполнителя для накопления теплоты.
Широкое распространение все больше получают устройства, в которых тепло выделяется в момент фазовых превращений. В них теплота накапливается в процессе плавления вещества или тогда, когда кристаллическая его структура претерпевает определенные изменения.
Также эффективно работают термохимические теплоаккумуляторы, принцип работы которых основан на накапливании теплоты в результате химических реакций, происходящих с выделением тепла.
Аккумуляторы тепла могут подключаться к системе отопления как по зависимой схеме, так и по независимой, когда в них аккумулируется тепло от внесистемного теплоносителя.
Тепловые аккумуляторы могут быть также грунтовыми, скальными и даже подземные озера могут использоваться в качестве накопителя тепла.
Грунтовые тепловые аккумуляторы получают при размещении регистров, изготовленных из труб, с шагом полтора–два метра. Скальные теплоаккумуляторы обустраивают путем бурения вертикальных или наклонных скважин в скальных породах на глубину от 10 до 50 м, куда и закачивается теплоноситель. Использование подземных озер в качестве теплоаккумуляторов возможно в случае размещения в нижних слоях воды труб с закаченным в них теплоносителем. Отбор тепла осуществляется из труб, размещенных в верхних слоях подземных озер.
Преимущества и недостатки системы
Прежде чем собственник решит инвестировать средства в геотермальное отопление дома под ключ цена которого зависит от многих критериев, он должен знать все плюсы и минусы. Они довольно обширны и не ограничиваются лишь большими первоначальными вложениями и отличной отдачей в работе оборудования в перспективе.
Положительные моменты
Если не брать в расчет огромные финансовые затраты, необходимые для проведения земляных работ и покупки насоса, то геотермальная энергия может дать отличные дивиденды. По сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, геотермальная энергия имеет весомые преимущества – она использует относительно постоянный источник энергии. Это означает, что она не зависит от ветра, солнца, температуры за окном и может работать в режиме 365/24/7 независимо от времени года и прочих внешних условий.
Для геотермальной системы характерен простой и понятный принцип работы. Геотермальное отопление дома при этом является выбором людей, проявляющих заботу об экологии, ведь в процессе эксплуатации побочные выбросы минимальны, а тепло вырабатывается из возобновляемых источников энергии.
Высокая эффективность в сочетании с низкими эксплуатационными расходами позволяет геотермальной системе занять лидирующие позиции в рейтинге альтернативных источников энергии. При этом оборудование, необходимое для функционирования системы имеет малые габариты и отнимает незначительное количество полезного пространства. Так, насос на отопление занимает столько же места, сколько и традиционный газовый котел.
Кроме того, срок службы геотермального теплового насоса достаточно велик – он составляет минимум два десятка лет, при этом трубы, используемые для оборудования теплообменника под землей, имеют еще более солидную гарантию. Производители обещают, что они надежно прослужат в системе отопления до пятидесяти лет. Также стоит добавить, что делая своими руками геотермальное отопление собственник может рассчитывать на бесшумную работу всех компонентов системы, их долговечность и функциональность. Если в доме нет газа, то наша статья «Как организовать отопление загородного дома без газа?» будет полезной.
Критика геотермальной системы
Среди характеристик геотермальных систем встречаются и негативные моменты. Специалисты отмечают, что монтаж геотермальных систем отопления подходит далеко не для всех домов. В частности, дома, расположенные на скалистых участках не могут быть оборудованы геотермальными энергоблоками. Еще одним минусом является то, что насос для отопления в частном доме купить могут далеко не все, ведь прибор отличается от аналогов очень высоким ценником.
Реалии таковы, что на сегодняшний день позволить себе использование экологичного геотермального отопления могут лишь состоятельные люди, бюджет которых рассчитан на огромные капиталовложения в обустройство дома.
Подбор насоса для системы отопления должен проводить грамотный специалист после проведения ряда тепловых, гидравлических и геодезических расчетов.
Установка системы сопровождается масштабными и дорогостоящими работами, поэтому собственнику в процессе монтажа трубопроводов придется постоянно увеличивать статьи затрат и быть готовым к непредвиденным расходам. Непосредственная установка оборудования предполагает работу целой команды профессионалов, имеющих достаточный уровень квалификации для реализации столь сложного и ответственного проекта.
Паровое отопление
Этот тип отопления характеризуется использованием в качестве теплоносителя «насыщенного» пара, что приводит к необходимости обеспечить соответствующий сбор конденсата. И если в системе отопления присутствует один отопительный прибор, что не создает проблем, то при увеличении их количества конденсат отводить становится все труднее и труднее. Решение этой проблемы нашлось в использовании в качестве теплоносителя «холодного» пара. Его роль в современных системах низкотемпературного парового отопления играет, в частности, хладон-114 – негорючее, неядовитое, без запаха и химически устойчивое неорганическое соединение.
Система на «холодном» паре работает за счет использования тепла, выделяемого при конденсации насыщенных паров, которое и нагревает приборы отопления. Конденсатопроводы работают в «мокром» режиме, что обусловлено подпором конденсата. Конденсатоотводчики в этом случае не нужны – конденсат самотеком возвращается в испаритель. Подпиточный насос также не требуется. И паропроводы, и конденсатопроводы монтируются как горизонтально, так и вертикально. Причем совершенно необязательно соблюдать уклон. В случае вертикального монтажа подающий паропровод может размещаться как сверху, так и снизу.
Регулировка системы, работающей на «холодном» паре, осуществляется воздействием на давление пара и его температуру, для чего систему рассчитывают на давление, соответствующее максимально возможной температуре пара.
В качестве отопительных приборов в системе низкотемпературного парового отопления обычно используются секционные радиаторы и конвекторные панели. Для регулировки теплоотдачи каждый прибор отопления снабжают мембранным клапаном.
Расчет оптимальной температуры отопительного прибора
Самое важное — наиболее комфортная температура для человеческого существования +37°C. При выборе радиатора вам нужно рассчитать, хватит ли тепловой мощности прибора для обогрева помещения
Для этого есть специальная формула:
При выборе радиатора вам нужно рассчитать, хватит ли тепловой мощности прибора для обогрева помещения. Для этого есть специальная формула:
S * h*41:42,
- где S – площадь помещения;
- h – высота комнаты;
- 41 – минимальная мощность на 1 куб м S;
- 42 – номинальная теплопроводность одной секции по паспорту.
Когда вы используете радиатор для поддержания необходимой температуры воздуха в помещении, у вас два варианта: можно задействовать маленькие радиаторы и повысить температуру воды в них (высокотемпературное отопление) или же установить большой радиатор, но при этом будет не такая высокая температура поверхности (низкотемпературное отопление).
При высокотемпературном отоплении радиаторы очень горячие и можно получить ожог, если дотронуться до него. Кроме того, при высокой температуре радиатора может начаться разложение пыли, осевшей на нем, которая потом будет вдыхаться людьми.
При использовании низкотемпературного отопления приборы чуть теплые, но в помещении все равно тепло. Вдобавок, этот способ более экономичен и безопасен.
Чугунные радиаторы
Средняя отдача тепла у отдельной секции радиатора из данного материала составляет от 130 до 170 Вт, из-за толстых стенок и большой массы прибора. Потому требуется много времени на прогревание помещения. Хотя в этом есть и обратный плюс — большая инерция обеспечивает долгое сохранение тепла в радиаторе после выключения котла.
Температура теплоносителя в нем составляет 85-90 °C
Алюминиевые радиаторы
Данный материал легкий, легко нагревающийся и с хорошей теплоотдачей от 170 до 210 ват/секцию. Однако подвергается негативному воздействию других металлов и может быть установлен не в каждой системе.
Рабочая температура теплоносителя в системе отопления с данным радиатором составляет 70°C
Стальные радиаторы
Материал обладает ещё меньшей теплопроводностью. Но за счет увеличения площади поверхности перегородками и ребрами, греет все равно хорошо. Отдача тепла от 270 Вт — 6,7 кВт. Однако это мощность всего радиатора, а не отдельного его сегмента. Конечная температура зависит от габаритов обогревателя и количества ребер и пластинок в его конструкции.
Рабочая температура теплоносителя в системе отопления с данным радиатором так же составляет 70°C
Итак, какой же лучше?
Вероятно, выгоднее получится установка оборудования с комбинацией свойств алюминиевой и стальной батареи — биметаллический радиатор. Он обойдется вам дороже, но и срок работы будет дольше.
Преимущество таких приборов очевидно: если алюминий выдерживает температуру теплоносителя в системе отопления только до 110°С, то биметалл до 130°С.
Отдача тепла наоборот, хуже, чем у алюминиевых, но лучше, чем у других радиаторов: от 150 до 190 Вт.
Монтаж потолочного отопления
Капиллярные маты можно монтировать непосредственно на нижние поверхности монолитных потолков. Установка потолочного отопления крепится к железобетонному перекрытию, его можно спрятать в штукатурке такой же толщины, как если бы на нем были только электрические провода. Капиллярные маты можно крепить к железобетонному потолку напрямую, без дополнительной теплоизоляции, если над ним находится жилая комната.
Большим преимуществом капиллярных матов является то, что их без проблем можно установить на чердаке, как на скатной крыше, так и на уровне воротника. На скатах кровли капиллярные маты следует отделить от её утеплителя пароизоляцией с отражающим слоем или тонкой светоотражающей пленкой.
После установки отдельных модулей нагрева подающий и обратный трубопроводы последовательно соединяются между собой и подключаются к нагревательному устройству (в случае теплового насоса – также к охлаждающему устройству).
Система потолочного отопления на чердаке встраивается гипсокартоном так же, как и в случае другого типа отопления на чердаке. Капиллярные маты, используемые для потолочных систем отопления, также могут быть установлены на стены, на потолки и полы вместо традиционных нагревательных кабелей с большого диаметра.
Давление, скорость воды и температура обратки в системе отопления
В основном, требования, предъявляемые к системам отопления, подразумевают разделять специфику работы отопления на два типа:
- независимая, здесь источник теплоэнергии размещен непосредственно в помещении – используют в индивидуальном доме или в многоэтажных зданиях элитного типа;
- зависимая, где к обогревательному комплексу подключена сеть трубопроводов – применяют в большинстве домов городского массива и поселках городского типа.
По специфике циркуляции теплового носителя преимущественно используют воду, где скорость воды в системе отопления напрямую влияет на температуру в радиаторах. Подразделяют циркуляцию на естественную (по принципу гравитации) и принудительную (система отопления с помощью насоса). По распределению принято различать систему отопления с нижней и верхней трубной разводкой.
Температура
Невзирая на богатый выбор предоставляемых систем отопления, варианты подачи тепла и обратки достаточно малочисленны. Также должна быть установлена по правилам максимальная температура в системе отопления во избежание дальнейших неисправностей.
Радиаторы к системе отопления подключают одним из трех способов: нижним, боковым или диагональным.
Также нижнее подключение еще называют по-разному: «ленинградка», седельное. По такой схеме обратка и подвод устанавливаются в нижней части батареи. В большинстве случаев ее применяют, когда трубы проложены под плинтусом либо под поверхностью пола. Температура обратки в системе отопления не должна отличаться от температуры подвода.
Скорость воды
Если секций немного, теплоотдача будет крайне неэффективной по сравнению с другими схемами – скорость воды в системе отопления снижается, что приводит к теплопотерям.
Боковое отопление является самым популярным типом подключения радиаторных батарей к отоплению. Подачу воды в качестве теплового носителя осуществляют в верхней части, а обратка подключается снизу, чтобы температура обратки в системе отопления считалась равнозначной.
Преимущества и недостатки
Геотермальная энергия, запасы которой настолько велики, что лишь 1%, скрытый в земной коре общей глубиной в10 км может обеспечить объём в 500 раз, превышающий все мировые запасы нефти и газа.Выделяют четыре основных типа геотермальной энергии:
- Это тепло земли из небольших глубин, используемое тепловыми насосами.
- Энергия горячего пара, воды в земной коре, используемая в настоящее время для производства электроэнергии.
- Тепло, идущее с глубоких слоев без наличия воды и энергия магмы, накапливаемая в вулканических зонах.
- Использование этого удивительного дара природы определяется только существующим уровнем техники, возможностями технологии и экономическим расчётом.
Современные конструкции геотермальных отопительных систем имеют как положительные, так и отрицательные моменты.
Основным отрицательным моментом является стоимость. Но это только кажется в начальный момент. Все затраты окупаются по различным данным за 4, 5 лет. Это связано с тем фактом, что современные модели тепловых насосов используют для своей работы гораздо меньше энергии, чем любые другие системы отопления. При потреблении 1 кВт электроэнергии их отдача составляет 5 кВт.
Положительные моменты:
- Они не сжигают топливо и не производят вредные выбросы различных соединений в окружающую среду.
- Минимальные затраты на обслуживание с высоким значением КПД.
- Экологическая безопасность.
- Надёжные свойства пожарной безопасности системы.
Воздушные системы
Использование этого типа систем (рис. 2) довольно ограничено. На это оказывают влияние несколько факторов. Во-первых, достаточно низкая степень теплообмена между воздухом и теплопроизводящим устройством или теплообменником. Во-вторых, по гигиеническим соображениям. Воздушные потоки переносят пыль, а воздушные каналы и теплообменные устройства создают хорошие условия для развития нежелательных бактерий и микроорганизмов, и требуют специальной защиты. И, в-третьих, такие системы очень материалоемкие, а, значит, имеют высокую стоимость.
Рис. 2. Воздушная система отопления
Но, несмотря на это, воздушные системы низкотемпературного отопления можно использовать в следующих случаях:
- если необходимо обеспечить централизованный обогрев при низкой скорости движения воздуха в каналах. Такой способ подходит для обогрева небольших домов и коттеджей с помощью плинтусного воздуховода;
- если требуется обеспечить центральный подогрев с высокой скоростью воздуха в каналах – система высокого давления. В этом случае требуется специальное воздухораспределительное оборудование, обеспечивающее равномерное поступление воздуха во все помещения и обладающее шумопоглощающими свойствами. Регулировка этой системы осуществляется двумя способами: первичным – на теплообменнике, и вторичным – количеством приточного теплого воздуха;
- если нужен локальный подогрев нескольких помещений или одного большого. Такие системы знакомы каждому по большим магазинам – используются и воздушные завесы на входе в помещения, и дополнительные воздуховоды с теплым воздухом в необходимых местах.
Особенности низкотемпературного отопления зданий
Также необходимо следить, чтобы в каждом помещении дома был свой замкнутый цикл воды: это поможет индивидуально в каждой комнате регулировать температуру. Ведь, например, температура в спальной комнате должна быть ниже, чем в других комнатах. Летом низкотемпературные системы отопления можно использовать и для охлаждения: достаточно пропускать по трубам холодную воду.
Как правило, отопление устанавливается в самых холодных стенах. Также нужно заранее продумать, какая стена будет отапливаться, ведь такую стену тогда меблировать не целесообразно. И последнее – необходимо помнить, что трубы во время нагревания будут расширяться, поэтому необходимо подобрать соответствующую штукатурку и другие материалы.
