Развитие технологий значительным образом влияет на способы отопления зданий и помещений. Достаточно посетить любую выставку, посвященную отоплению, водоснабжению и системам обогрева, чтобы убедиться в стремительном прогрессе. Появляются принципиально новое оборудование и новые производители, кроме того, уже зарекомендовавшие себя бренды вводят новые типы оборудования для отопления частных домов, зданий помещений. Чтобы разобраться в актуальных тенденциях и выбрать себе самый эффективный способ отопления своего жилища, мы предлагаем изучить нашу статью. Здесь мы раскроем не только проверенные и надежные схемы отопления, но и порекомендуем кое-что новое и перспективное.
Улучшаем характеристики действующей системы отопления
Даже те здания, что были построены несколько лет назад, могут иметь в два раза большие потери тепла. Ведь стандарт изоляции стен или крыши полностью изменился, равно как и изоляция окон, в то время как современные котлы имеют значительно более высокую эффективность, чем старые устройства. Это относится не только к газовым котлам, но и к очень большим изменениям в этой группе, вызванным доминированием конденсационных котлов в настоящее время.
Вопреки внешнему виду, в случае твердотопливных котлов разница в КПД и качестве сжигания еще больше. Старые, примитивные конструкции - это совершенно иной мир, чем современные модели 5 класса, а реальная эффективность старых отопительных систем резко снижается в результате катастрофического выбора устройств со значительно завышенной выходной мощностью. К сожалению, в случае твердого топлива это резко снижает эффективность сжигания, но значительно увеличивает выбросы пыли и других загрязняющих веществ. То есть, источники смога, с которым недавно так боролись.
Именно улучшение энергетических стандартов в этих уже существующих домах является самой большой проблемой, а не ужесточение требований к новым. 40% односемейных домов вообще не имеют изоляции наружных стен. Важно помнить, что дом без изоляции потребует в 3-4 раза больше топлива и тепла, чем дом, построенный в соответствии с современными стандартами. В этой ситуации его отопление всегда будет дорогостоящим, даже если мы используем очень дешевое топливо. И замена самого котла, хоть и поможет немного, но здесь не сильно изменится.
Поэтому, прежде чем думать о замене источника тепла (котла) или переходе на другое топливо, давайте сначала тщательно подумаем, стоит ли инвестировать в теплоизоляцию здания. В противном случае, эффект траты средств объективно не очень хороший, современный котел может нас очень разочаровать.
То же самое относится и к тем, кто строит новые дома. Думая о том, что и как нагревать, мы должны начать с проверки того, какие потери тепла должны быть покрыты. Может получиться так, что если мы инвестируем в снижение потерь тепла, благодаря хорошей изоляции всех перегородок и вентиляции рекуператором, наиболее экономически целесообразным решением будет использование, например, электрического котла или теплового насоса с малой мощностью. Помните, что общее мнение о том, что некоторые виды отопления, например, электричество, очень дороги, может не соответствовать реальности в энергоэффективном доме.
Котлы отопления - нюансы использования
Одной из самых популярных способов отопления в частных домах и хозяйственных помещениях является, безусловно, котельные системы отопления. Эта технология проверена десятилетиями, конструкция котлов постоянна улучшалась и достигла к настоящему моменту своего совершенства. КПД сгорания топлива популярных газовых котлов, например, составляет 90-95% и приближается к 100%. К тому же газ в нашей стране в основном доступен массовому потребителю. А до кого заветную трубу не проложили наши газовики, довольствуется твердотопливным отоплением. Сырье для него, кстати сказать, также доступно по цене и логистике.
Однако, даже если мы купим котел с максимальной эффективностью, отопление дома с очень большими потерями тепла обойдется дорого. Поэтому термодернизацию следует рассматривать как сложную задачу. Не каждый источник топлива и тепла (котел, тепловой насос) будет хорошим выбором в конкретном доме и участке земли. Может получиться, что у нас не так много времени, чтобы найти достаточно большую отдельную котельную, необходимую для установки твердотопливного котла. И все же не будем забывать, что место все равно будет нуждаться в резервуаре горячей воды, нужно будет также найти место для хранения топлива.
В случае твердотопливных электроприборов котельная должна быть не только просторная, но и оснащена выходом непосредственно наружу. Благодаря этому мы можем без проблем доставлять топливо и избавляться от пепла, не разбрасывая грязь по дому. В здании, недалеко от котла, это может быть небольшая, удобная поставка угля на 2 дня, но для правильной подачи топлива потребуется как минимум несколько кубометров, которые нам нужно обеспечить в подвале, в отдельной части гаража, подсобного помещения или даже под навесом. Уголь и окатыши являются наименее проблемными среди твердого топлива, поскольку из-за их высокой теплотворной способности занимают относительно мало места. Их можно хранить в мешках, а топливо в питателе котла можно пополнять раз в несколько дней.
Гораздо сложнее хранить большое количество дров на участке. Лучший способ - это иметь большой сарай. В таких условиях древесина будет лучше сохнуть и в то же время будет защищена от дождя и снега. Больше всего места занимает топливо низкой плотности, такое как солома, стружка и стружка. Сжигание их уже является специфическим решением, потенциально очень дешевым, но требующим большого фермерского здания в качестве склада.
При использовании котла сжиженного углеводородного газа необходим резервуар на участке. Он может быть закопан в землю, хотя и гораздо более популярно надземное расположение. И хотя такой резервуар не является украшением участка, мы обычно не можем спрятать его где-то за домом, потому что он должен быть доступен через заправочный бак. Чаще всего выбирают наземные баки.
Хранение топлива не требуется при использовании газопроводного газового котла, электрического котла или теплового насоса. Важно то, что нам не обязательно нужна отдельная комната (котельная) для этих устройств. Существуют даже модели тепловых насосов, предназначенные для установки вне здания.
Проблема, которую обычно недооценивают - это удобство эксплуатации системы отопления и усилия, которые члены домохозяйства должны будут приложить в нее. А что если наш котел объективно очень хорош и экономичен в эксплуатации, а если у нас нет сил переносить топливо, и чистить его? Через несколько сезонов мы заменим его чем-нибудь необслуживаемым, запомнив предыдущее отопление как кошмар.
Обслуживание только твердотопливных котлов должно осуществляться на постоянной основе. При условии, что автоматические с питателем поглощают несравнимо меньше, чем те, которые заряжаются. Некоторые даже имеют функцию автоматической подзарядки. Однако даже с ними это будет невозможно без доставки топлива и уборки каждые несколько дней.
Тепловые насосы
Очень перспективная технология, пользующаяся популярность в последнее 10-летие особенно среди любителей автономного и независимого ни от кого отопления. Вкратце, принцип работы теплового насоса основан на использовании разности температур воздуха, воды, земли и хладогента в системе. Благодаря грамотной конструкции система обладает огромным КПД, позволяя отапливать дом при минимальном расходе энергии.
Тепловой насос - это источник энергии для получения горячей воды в доме, и для отопления. Также в летнее время он служит как кондиционер. Основным отличием теплового насоса от источников получения тепла газовых, дизельных генераторов и электрических котлов является получение тепла из окружающей среды.
Существуют четыре вида тепловых насосов в зависимости от того, как они извлекают тепло из окружающей среды:
- Насос «грунт - вода». Такая система извлекает тепло из грунта и передает его по трубам для отопления; температура верхних слоев грунта всегда положительная. Такая система работает круглый год;
- Насос «вода-вода». Тепло достается из незамерзающих водоемов: река, море. Вода из скважин по трубам с помощью насосов подается в дом, а остывшая вода сбрасывается обратно в водоем или бассейн через другую скважину;
- Прибор «воздух - вода». Окружающий воздух будет источником тепла. Насос из наружного слоя воздуха всасывает тепло в систему и передает в систему отопления. Насос может работать и при минусовых температурах, но эффективность работы тогда снижается;
- Насос «воздух- воздух». Тепло из окружающей среды передается в систему, которая заполнена хладагентом, циркулирующим в замкнутой системе.
Преимущества способа отопления тепловыми насосами:
- Экономия электрической энергии. Прибор использует электрическую энергию на порядок эффективнее, чем газовые и электрические котлы. Низкое потребление энергии достигается за счет высокого коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую;
- Тепловой насос является более экологически чистым прибором, чем газовый или электрический котел;
- Безопасность в пользовании. Он безопасен в эксплуатации от пожаров и взрывов. Не используется топливо, не используется открытый огонь, газовые смеси. Взрываться просто нечему. Ни одна деталь не нагревается до высокой температуры, способной вызвать воспламенение. Исправный насос не вызывает пожар;
- Универсальный прибор. Используется для нагрева воды и как кондиционер;
- Надежность. Вся нагреваемая вода находится в замкнутой системе;
- Срок службы больший, по сравнению со сроком службы газовых или электрических котлов. Срок службы может составить до 30 лет. Только периодически заменять износившиеся детали.
Установка теплового насоса – это реальный способ сэкономить на отоплении. Такие приборы все больше приобретают популярность для частных домов и дач. Единственное, что при строительстве дома сразу надо учитывать расходы на приобретение и установки прибора.
Часто применяют тепловой насос с горизонтальными коллекторами. Но здесь вам нужно иметь свободную площадь в несколько сотен метров, потому что над коллекторами ничего нельзя построить и даже нельзя посадить большие растения (деревья и кустарники). На многих участках земли такое обустройство большого газона или луга является абсолютно нереалистичным. К счастью, другие типы насосов, например, с вертикальными отверстиями, занимают мало места, а воздушные насосы не нуждаются в этом вообще.
Выбор радиаторов отопления
Тепло должно не только вырабатываться, но и передаваться в жилые помещения. Радиаторы здесь по-прежнему пользуются наибольшей популярностью и, если учесть все используемые дома - они имеют огромное преимущество.
В настоящее время радиаторы выпускаются во многих исполнениях. Типичные типы стальных панелей являются наиболее распространенными. Они излучают тепло как тепловым излучением, так и конвекцией, т.е. движением нагретого воздуха. Они доступны в большом количестве исполнений - одно- и многопластинчатых (до 3-х), с очень разными пропорциями. Они могут быть низкими и длинными или, наоборот, высокими и узкими. Традиционный белый или цветной, привлекательный.
Панельный радиатор
По-прежнему популярны радиаторы классической формы. Секционные радиаторы из алюминия и чугуна недавно вернулись в строй. Последние являются абсолютной классикой, но теперь они также доступны в совершенно новых формах и цветах. Их основная особенность состоит в том, что они состоят из небольших сегментов, которые могут быть объединены в принципе с любой длиной комплекта и, таким образом, достичь желаемой мощности. Они идеально подходят для открытых систем (с открытыми расширительными баками), где вообще не следует использовать стальные панельные радиаторы.
Конвекторы отопления, с другой стороны, представляют собой легкие конструкции с очень высокой тепловой мощностью и минимальным объемом воды. Они нагреваются и охлаждаются быстрее всех типов обогревателей, что дает очень хорошие возможности для управления количеством тепла, передаваемого в помещения. По этой причине они лучше всего работают в сотрудничестве с источниками тепла, которые также могут быстро менять свою мощность, такими как газовые котлы. Однако их специальные исполнения, оснащенные очень бесшумными вентиляторами, заставляющими воздух двигаться, могут хорошо работать даже с тепловыми насосами или с низкотемпературными устройствами.
Внутрипольные конвекторы
Даже самые современные и красивые радиаторы отопления могут испортить интерьер, визуально утяжелить его. При наличии панорамных окон их просто негде устанавливать, а перенос не всегда возможен, так как меняется тепловой контур квартиры или дома. В этих случаях целесообразна установка внутрипольного конвектора. Использование такого типа системы является идеальным решением в стеклянных помещениях, требующих динамического управления отоплением. Такие модели могут быть отделаны металлической или деревянной решеткой радиатора - все зависит от вкуса и богатства бумажника.
Внутрипольные (траншейные) конвекторы сочетают в себе преимущества напольного и радиаторного отопления. Они устанавливаются в специально подготовленных напольных каналах таким образом, чтобы не занимать места на стенах и не ограничивать пространство. Обычно они устанавливаются на краях помещений с наибольшими потерями тепла. Они имеют гораздо более высокую температуру, чем напольное отопление и являются конвекционными нагревателями. В результате над траншейным конвектором создается "завеса" из теплого воздуха, отделяющая холодные окна от остальной части помещения.
Конструкция
Внутрипольный конвектор — это фактически скрытая батарея, встраиваемый в пол прибор, служащий источником тепла в помещении. Довольно простое устройство помогает понять принцип его работы. Конструкция данного устройства состоит из:
- Короб — чаще всего выполнен из оцинкованной или нержавеющей стали, защищает конвектор от механических повреждений, загрязнений;
- Нагревательный элемент — в зависимости от типа прибора это может быть медная трубка U-образной формы с циркулирующей по ней водой или ТЭН из стали, керамики, меди;
- Вентилятор — с ним конвектор может нагревать воздух до 90% эффективнее;
- Решетка — роликовая или линейная, обеспечивает циркуляцию воздуха, защищает внутренние элементы прибора от повреждений и загрязнений;
- Встроенные датчики — позволяют поддерживать определенную температуру нагревательного элемента, отключать прибор при превышении заданного значения, менять скорость вращения вентилятора.
Обратите внимание! Водяной внутрипольный конвектор подключают к централизованной системе водоснабжения, электрический — к электросети.
Внутрипольный конвектор может использоваться как основной, так и вспомогательный источник тепла. В первом случае он традиционно монтируется в области окна, препятствуя его запотеванию, во-втором — в качестве тепловой завесы перед дверью на балкон или террасу, в зимнем саду.
Встроить конвектор можно в бетонный или деревянный пол, в подоконник и даже под дверной порожек. Для этого нужна ниша, минимум на 20 мм превышающая габариты прибора со всех сторон.
Достоинства и недостатки
Достоинства такой «скрытой батареи»:
- Удобна в эксплуатации;
- Не нуждается в дополнительном декоре;
- Не занимает жилое пространство комнаты;
- Безопасна для детей и животных;
- Равномерно распределяет тепло.
К недостаткам можно отнести регулярную чистку решетки, немного шумную работу вентиляторов, необходимость согласования монтажа конвектора, сложность установки.
Главные правила выбора внутрипольного прибора: чем больше его высота, тем выше теплоотдача; оптимальная длина — не менее 70% от ширины окна, ширина — не менее 25 см. Грамотный выбор и установка внутрипольного конвектора обеспечивают долгий срок его безопасной и удобной эксплуатации.
Виды поверхностного отопления помещений
Основное виды поверхностного отопления - водяное и электрическое отопление. Термин "поверхностное отопление" широко не известен и не используется. С другой стороны, все имеют представление о напольном отоплении. Половое отопление - это разновидность поверхностного отопления - тепло передается на всю поверхность пола. И хотя это, безусловно, самое популярное решение, потолочные и настенные версии также успешно используются.
Основное виды поверхностного отопления - водяное и электрическое. Термин "поверхностное отопление" широко не известен и не используется. С другой стороны, все имеют представление о напольном отоплении. Половое отопление - это разновидность поверхностного отопления - тепло передается на всю поверхность пола. И хотя это, безусловно, самое популярное решение, потолочные и настенные версии также успешно используются.
Полы на водной основе
Водяной вариант теплых полов всегда состоит из трубок, по которым течет вода, нагретая бойлером или тепловым насосом. Они могут быть встроены в слой стяжки (стяжка пола) или покрыты гипсоволоконными или цементно-волокнистыми панелями, т.е. так называемой сухой стяжкой. Разница важна. Классическая конструкция с жидкой стяжкой, толщиной не менее 6,5 см, хорошо подходит для новых зданий, где ее конструкция непосредственно предусмотрена проектом. В конце концов, он тяжелый и трубы будут постоянно соединены со структурой пола.
Вопреки внешнему виду, такая система требует тщательного планирования. Теплопроизводительность зависит от температуры воды в трубах, расстояния между ними и типа отделки пола. Если что-то не так, то улучшить это невозможно. Обычно предполагается, что трубы будут служить в течение всего срока службы здания.
Системы с сухой стяжкой, как более тонкой, так и значительно легче, используются в основном в отремонтированных домах. Если, например, невозможно загрузить пол толстым слоем стяжки. Но они никогда не пользовались большой популярностью, просто стоят намного дороже, чем обычная стяжка.
Общей особенностью всех систем водоснабжения является возможность замены источника тепла, типа котла или теплового насоса. При условии, что котлы на твердом топливе должны питать систему пола через систему смешивания (обычно с термостатическим клапаном), так как температура питательной воды не должна превышать 55°C (за исключением специальных растворов). В противном случае температура пола может превысить рекомендуемые по состоянию здоровья значения, а стяжка может быть повреждена.
Электрический теплый пол
Системы водяного отопления пола, особенно в отремонтированных зданиях, зачастую уступают такому виду отопления как электрический теплый пол. Принцип действия здесь совершенно иной. Электрический ток протекает через специально сконструированные резистивные элементы (обычно греющие кабели), которые сопровождаются выделением тепла. Система, в которой происходит прямое преобразование одной формы энергии (электричества) в другую (тепла). Насосов, распределителей, клапанов нет, потому что они ни для чего не нужны.
Большим преимуществом электрических версий является простота их конструкции и, как следствие, надежность. В мире есть установки такого типа, которые работают уже несколько десятков лет. Кроме физических повреждений нагревательных элементов, например, при сверлении в полу, здесь нечего портить. Кроме того, это решение полностью независимо от системы водяного отопления. Не вмешиваясь в это, мы даже можем добавить напольное отопление в ванной комнате. Отсюда и популярность электрических теплых полов, особенно в модернизированных домах.
Электрическое отопление пола доступно в трех существенно различных вариантах:
- В виде кабелей, встроенных в стяжку;
- В виде нагревательных матов или тонких проводов, уложенных непосредственно под полом (плитка, гранит);
- Как нагревательные пленки (инфракрасный теплый пол), укладываемые непосредственно под ламинат, ковролин, линолеум.
Только первый вариант требует наличия дома на этапе строительства, или значительного повышения уровня этажа. Такой пол может быть даже специально утолщен (например, до 10 см) и служить очень дешевым и вместительным теплоаккумулятором.
С другой стороны, маты или пленки не поднимают уровень пола и могут укладываться когда пол уже залит. Это идеальное решение, если вы хотите иметь теплый пол на небольшой площади (ванная комната, вестибюль). Стоит знать, что этот вид напольного отопления дает заметное тепло быстро, потому что мы нагреваем не столько массу, сколько тонкую керамическую плитку. Так что, если вы их начнете, войдя в ванную комнату - через четверть часа, заканчивая душем, у вас будет теплый пол.
Системы контроля и регулирования отопления
Хороший котел и профессионально спроектированные радиаторы или напольные покрытия еще не являются гарантией успеха. Нагрев должен соответствующим образом контролироваться. Что это значит? На самом деле, речь идет о том, чтобы дом был таким теплым, каким вы хотите его видеть и таким, а также о том, чтобы ваши отопительные приборы работали с максимальной эффективностью и экономичностью. Другими словами, речь идет о полном контроле за функционированием системы отопления. В этом есть несколько аспектов.
Гидравлическое управление - это настройка расхода воды через отдельные радиаторы или отопительные контуры, таким образом, чтобы все они нагревались до заданной температуры. Типичным симптомом плохого регулирования расхода является то, что радиаторы, расположенные рядом с котлом, горячие даже при минимальном открытии клапанов, а остальные - только летом, даже если они полностью отвинчены. В существующей системе компенсация расхода достигается путем закрытия некоторых клапанов и выбора правильных настроек циркуляционного насоса.
Однако лучше всего, если разработчик системы задумается о гидравлическом регулировании, потому что у него большие возможности в эксплуатации - он может, например, изменять длину и диаметр труб в отдельных частях системы, выбирать различные радиаторы и клапаны с меньшим или большим сопротивлением потоку. В этом случае после завершения всего процесса необходимы лишь незначительные корректировки.
Необходимым дополнением к контроллеру котла является использование соответствующей автоматизации помещения или погодных условий. Сам контроллер должен, в принципе, следить за тем, чтобы процесс сжигания протекал правильно, а температура воды в котле поддерживалась на заданном уровне. С другой стороны, именно правильный регулятор температуры решает, нужно ли отопление в доме или нет - и именно он посылает правильные сигналы котлу - эффект может заключаться в его включении или выключении или изменении температуры подготовленной воды.
В то же время комнатный контроллер реагирует на изменения температуры в самом доме, а регулятор погоды - на изменения температуры снаружи здания. Поэтому разница является фундаментальной. Невозможно однозначно определить, какой из них будет лучше, не зная конкретного случая. При наличии в доме быстро прогревающих и охлаждающих настенных радиаторов, система управления помещением позволит поддерживать постоянную, заданную температуру. Установка будет реагировать, например, на кратковременное повышение температуры в результате инсоляции, и радиаторы будут работать только тогда, когда это необходимо.
Регуляторы теплого пола
Регулирование климата внутри имеет преимущество перед управлением помещениями, когда центральное отопление характеризуется большой инерционностью. Это относится к напольному отоплению, поскольку пол нагревается и медленно охлаждается. Для того чтобы эффект включения или выключения отопления ощущался, требуется более длительный период времени. Контроллер погоды отключает отопление, как только температура наружного воздуха повышается, хотя внутри дома нет никакой разницы. При понижении наружной температуры обогрев включается заранее, чтобы у пола было время прогреться.
Недостатком контроля погоды является то, что он не учитывает многие факторы, действующие в самом здании - тепловыделение от солнца или вызванные работой различных устройств, интенсивность вентиляции (даже более половины всех потерь тепла!) и так далее. Поэтому также строятся системы автоматизации, учитывающие измерение температуры наружного и внутреннего воздуха.
Программируемое и удаленное управление системой отопления
То, как отопительная система взаимодействует с пользователем, определяет, насколько комфортным, по нашему мнению, будет отопление. В этом случае программирование по часам и дням недели будет отличным решением. Для большинства из нас идеально подходит ситуация, когда единственное, что нам нужно сделать, это определить, какую температуру и когда мы хотим иметь дома. Это может быть, например, понижение температуры в середине дня, когда здание пусто, или повышение температуры после обеда, когда мы вернемся с работы. В то же время, когда, например, мы возвращаемся в 18.00, автоматическая система управления должна сама решить, нужно ли начинать отопление раньше - нас интересует только эффект.
Хорошо, если мы сможем подключиться к нашей установке удаленно и изменить эти настройки (потому что сегодня мы вернемся раньше), например, отправив SMS или запустив соответствующее приложение по телефону. Такой удаленный доступ также является проблемой безопасности - например, когда специальный детектор обнаруживает утечку газа и панель управления отправляет нам соответствующее уведомление. Таким образом, мы можем быть проинформированы, допустим, о выходе из строя котла. Мы будем благодарны, например, когда мы находимся в зимней поездке, потому что оповещенные будут реагировать, избегая серьезных потерь, вызванных, например, замерзанием труб. Поэтому мы должны спросить у проектировщиков и подрядчиков о возможности интеграции различных установок.
Какой способ отопления выбрать?
Выбирая способ отопления частного дома, иного здания или помещения, следует учитывать массу факторов. Во-первых, надо учесть теплопотери здания и, в случае необходимости, утеплить его как следует. Это позволит максимально эффективно отапливать данное здание в будущем.
Далее, нужно остановиться на выборе отопительного оборудования. Если в вашей местности проведен газ, то скорее всего, газовый котел будет оптимальным решением. В противном случае, можно установить твердотопливный аналог. Самым продвинутым и заботящимся об экологии собственникам, можно посоветовать перспективные возобновляемые источники отопления – тепловые насосы. Несмотря на дороговизну, будущее именно за такими способами отопления.
Когда встает вопрос о выборе способа передачи тепла всему зданию, то внутрипольные конвекторы, а также водяной или электрический теплый пол будут одними из самых эффективных способов. Это объясняется большей эффективностью данного обогрева по сравнению с радиаторами, устанавливаемыми на стену. Кроме этого, электрические теплые полы выгодно устанавливать в домах до 200 м2, а свыше этой площади - водяные полы.
Ну, и напоследок, напоминаем о необходимости рационального выбора систем управления для вашего отопительного оборудования. Программируемые или работающие через смартфон контроллеры позволят максимально эффективно управлять отоплением и расходовать топливо на его поддержание.
