Виды отопительных систем и их характеристики

Частный загородный дом постоянного или временного проживания без подключения к централизованным магистралям ставит перед владельцем несколько основных задач – подача тепла, воды, организация канализации. Перед тем как формировать сеть теплоподачи в доме, хозяину требуется узнать все виды систем отопления, подобрать оптимальный вариант для строения. Рассмотрим типы сетей, их характеристики и особенности, виды топлива и стоимость обустройства магистрали автономного типа.

Разновидности современных сетей отопления

Система отопления – это комплексная конструкция, куда входят приборы для прогрева помещения. В зависимости от вида сети, в нее входят нагреватель (котел), трубопроводы, радиаторы. Теплоносителем выступает жидкость – вода, масло, антифриз, также пар, воздух или продукты сгорания топлива.

По типу теплоносителя различаются виды систем отопления зданий:

• водяные;
• паровые;
• воздушные;
• электрические;
• смешанные с комбинацией нескольких субстанций.

По нагревательным приборам различаются конвективные и лучистые сети, но могут также быть комбинированными, где лучевое отопление сочетается с конвективным. Энергоносителями выступают твердые виды топлива – дрова, уголь, пеллеты, брикеты. При наличии газовой магистрали – газ, альтернативные источники в виде солнечной энергии и пр.

Системы отопления нового типа

Инновационные сети – группа, куда входят инфракрасные полы, солнечные коллекторы, тепловые насосы. Пока системы мало востребованы из-за значительных разовых затрат на обустройство. Однако просты, дешевы в обслуживании и эффективны в эксплуатации.

Солнечные коллекторы

Установки предназначены для накопления тепловой энергии солнечных лучей и использовании ее для прогрева теплоносителя – воды, антифриза или масла. Конструкция дополняется электронагревателями в качестве вспомогательного источника тепла при снижении КПД коллекторов.

Различается два типа приборов:

1. Плоские. Оснащены теплоизолированным абсорбером с прозрачным покрытием. Максимальный прогрев теплоносителя до +200 С.
2. Вакуумные. Также имеют покрытие, но многослойное и запечатанное в герметичные коллекторы, где поддерживается полный вакуум. Такая конструкция позволяет прогревать теплоноситель до +300 С.

Плюсы коллекторов – потенциально высокий КПД, малая масса и простота монтажа. Но есть важный минус – при показателях температуры от -15 С работоспособность приборов падает. Также солнечные коллекторы не рекомендуются для установки в зонах с малым количеством солнечных дней.

Инфракрасные напольные нагреватели

Теплые полы с ИК-нагревателями считаются одной из самых последних новинок, но отличаются эффективностью и экономичностью. Принцип работы простой – в плиты установлены нагревательные элементы из карбона или графита, которые при подключении в сеть питания начинают излучать тепловую волну. Они прогревают пол, затем передают тепло предметам, за счет чего оптимальная температура держится намного дольше.

На заметку! ИК полы укладывают в стяжку или на плиточный клей под финишную отделку. Карбоновые маты – это саморегулирующееся покрытие, не боящееся надавливаний. Полосы можно укладывать под ножки тяжелой мебели.

Система «умных полов» оснащена способностью регулировать температуру за счет особого свойства нагревателей – при повышении нагрева пространство между частицами увеличивается, возрастает сопротивление, температура прогревания снижается.

Важно! Энергозатраты на 1 п. м. полов при включении до 116 Вт, после достижения температуры прогрева до 87 Вт. Автоматическая система контроля (терморегуляторы) уменьшают затраты до 30%.

Тепловой насос

Приборы используют для прогрева теплоносителя источники низкопотенциальной энергии – это вода, воздух, земля. Насос тепловой (ТН) отбирает энергию из окружающей среды, передает в систему отопления для нагрева, также работает на охлаждение.

Различаются насосы по виду циклов:

• Открытый. Забирает воду из потока воды, передает в обогревательную магистраль для отбора тепла, затем возвращает носитель к точке забора.
• Закрытый. По контуру, уложенному в водоем, циркулирует теплоноситель, забирающий тепло у воды. Также закрытый ТН работает с воздухом, землей.

Достоинство применения ТН – полная автономность сети, что удобно при отсутствии центральных магистралей. Минус – большие начальные вложения.

Совет! При выборе ТН в качестве основного отопления дома постоянного проживания затраты окупаются через 8-10 лет. Срок эксплуатации деталей до 30 лет, всей магистрали до 100 и более лет.

Отопление паром

К достоинствам сетей с отоплением паром относят:

• недорогую стоимость магистрали и приборов;
• сниженную инерционность;
• небольшие габариты элементов системы;
• высокую теплоотдачу;
• отсутствие потерь тепла.

Минусы тоже есть: сложный монтаж и прогрев теплоносителя более +100 С, что повышает риск получения ожогов.

Важно! СНиП 2.04.05-1 запрещает применение парового отопления в жилых домах.

Сети не отличаются простотой регулировки интенсивности подачи тепла, потому применяются только в промышленных объектах, где пар требуется для обеспечения производственных нужд.

Отопление нагретым воздухом

Воздушный тип отопительной системы применяется для домов малой площади – до 100 м2, причем все элементы сети закладываются в проект возводимого объекта или формируются при реконструкции здания. В готовом помещении прокладка воздуховодов сопряжена с большими сложностями.

Источником тепла являются газовая горелка, нагревательный котел, ТЭН. Система работает на прогрев и вентиляцию, нагреваемый воздух вымещается свежими потоками, благодаря чему обеспечивается постоянный обмен среды. Поток воздуха подается через заборную решетку, нагревается в теплообменнике и транспортируется по воздуховодам, откуда выходит в помещение.

Для регулировки интенсивности нагрева применяются термостаты, которыми задается определенный режим в зависимости от климатических изменений и периода времени. Например, хозяин выставляет низкий уровень нагрева днем, пока никого нет дома, повышенный – вечером.

На заметку! Для формирования системы кондиционирования применяются охладители. Поток воздуха проходит через устройства, по воздуховоду поступает в помещение и охлаждает его. Если нет нужды в прогреве и охлаждении, сеть работает как вентиляция.

Преимущества воздушного отопления:

1. Подача теплого воздуха осуществляется без промежуточных приборов – радиаторов, труб. За счет этого экономия топлива достигает 15%.
2. При консервации сети не придется спускать теплоноситель. Для запуска системы в работу достаточно включить нагреватель.
3. При правильной технологии монтажа и установке терморегуляторов, сеть быстро реагирует на изменения климата и оперативно прогревает помещения.
4. Установка фильтровального оборудования помогает снизить количество болезнетворных бактерий – воздух в дом поступает уже очищенный.

Минус в высокой цене оборудования и формирования сети и пересушивании воздуха в помещении. Что касается стоимости, то она окупится при эксплуатации. Проблему сухого воздуха решает увлажнитель.

Совет! Чтобы снизить расходы на обслуживание, рекомендуется установить рекуператор – прибор для забора остаточной тепловой энергии. Таким образом на прогрев теплоносителя будет уходить меньше топлива.

Отопление электрическими приборами

Если выбираются простые варианты отопления, стоит рассмотреть применение электроприборов. При наличии двухтарифного счетчика и системы контроля, регулировки нагрева приборы могут быть выгодными в качестве основного источника тепла. Также электросистема подойдет для небольших строений сезонного проживания.

В качестве вспомогательных нагревателей используются тепловентиляторы, обогреватели масляные или инфракрасные. Основные источники нагрева – электрокамины, котлы, силовые напольные кабели для прокладки в стяжку.

Все виды оборудования имеют ограничения и особенности:

• прогревание конвекторами не отличается равномерностью;
• камины подходят для помещений небольшой площади;
• электрокотлы дорогие в обслуживании;
• теплые полы выкладывают с учетом размещения мебели, чтобы не повредить кабель.

Важно! Вспомогательные приборы электрического вида обеспечивают локальное отопление. При этом они просты по конструкции, практичны в эксплуатации и доступны для транспортировки. Выпускаются с разной мощностью и регулировкой нагрева.

Водяное отопление

Водяные контуры отопления являются герметичными системами, в качестве теплоносителя применяется жидкость – вода или антифриз. Принцип работы такой – теплоноситель прогревается от источника тепла, транспортируется по трубам в радиаторы отопления и возвращается в котел.

В централизованных магистралях температура прогрева регулируется на общем тепловом пункте, в автономной сети – вручную или автоматически. Для автоматической регулировки устанавливаются специальные термостаты, для ручной краны.

Виды систем водяного отопления

Сети классифицируются по ряду признаков:

1. По присоединению к нагревателям могут быть однотрубные, двухтрубные и бифилярные магистрали. Последние еще называются двухпоточными.
2. Разводка может быть верхней, нижней, вертикальной или горизонтальной.

В однотрубных сетях радиаторы подключаются последовательно, от крайней батареи отходит трубопровод обратной подачи воды. Такой вариант подключения снижает эффективность работы последней батареи, поскольку вода туда поступает уже охлажденная. Чтобы повысить теплоотдачу, добавляется количество секций или применяются приборы с большей теплоотдачей.

Двухтрубные сети не имеют такого недостатка, батареи подключаются параллельно, то есть к каждому прибору подходит труба подачи и обратки, что позволяет поддерживать оптимальный прогрев и регулировать интенсивность тепла на отдельных радиаторах.

На заметку! Бифилярная система характеризуется последовательным соединением приборов, но условия подачи тепла как в двухтрубных сетях. Батареи в бифилярную сеть устанавливают стальные или чугунные.

Достоинства и недостатки водяной сети отопления

Водяные типы отопления имеют массу преимуществ:

• Монтаж сети собственными руками. При соблюдении технологии и этапов выкладки с работой справится начинающий мастер. Но только при условии, что сеть не отличается большим количеством разветвлений, формируется в строении не более 2 этажей. В противном случае расчеты и монтаж следует поручить специалистам.
• Установка любого котла нагрева. Подойдут отопительные приборы на газе, твердом и жидком топливе, электричестве.

Важно! Газовое оборудование монтируют после получения разрешения и только услугами специалистов.

• Сеть с водяным теплоносителем может работать по принципу самотека, без применения насоса. Это гравитационная система отопления, в которой применяют трубопроводы большего сечения, укладывают трубы с уклоном в сторону обратной циркуляции.
• Подходит для обогрева помещений любой площади. Водяной контур обустраивают любой протяженности, с наличием ответвлений. Основное требование – подбор котла достаточной мощности для прогрева теплоносителя.
• Котлы с водяным отоплением работают на прогрев теплоносителя и раздачу ГВС.

Также есть и минусы – требовательность к чистоте теплоносителя, замерзание системы при отсутствии эксплуатации в зимнее время или недостаточном утеплении открытых участков трубопровода. Но эти недостатки легко устраняются, поэтому плюсов намного больше.

Важно! Различается зависимая и независимая система отопления. Первая работает при наличии электрического тока, который запускает в работу циркуляционный насос, приборы контроля и управления, вторая – простейшая схема с твердотопливным котлом, самотечной циркуляцией.

Выбирая варианты отопления и тип котлов, надо сделать много расчетов, определить длину трубопровода, количество радиаторов, посчитать мощность оборудования по формуле на 10 м2 площади 1 кВт тепла. Формула показывает средние значения, для домов с плохим утеплением, большими окнами или высокими потолками к итоговому результату добавляется до 50%.

Какую систему отопления выбрать для частного дома

При выборе какая система отопления лучше, в расчет принимаются все условия:

1. Площадь дома. Для больших строений электрическое отопление станет самой затратной частью бюджета. Чтобы прогреть значительные пространства, лучше продумать вариант с воздуховодами или водяными контурами – это позволит сэкономить на энергоносителях.
2. Доступность энергоносителя. В зонах с подведенной газовой магистралью вариант отопления на газе лучше прочих. При отсутствии централизованных сетей подойдет твердотопливный котел на дровах, брикетах, угле.
3. Затраты на формирование сети. Для домов постоянного проживания в зоне без центральных магистралей подойдут системы с тепловыми насосами. При дополнительном оснащении строения гелиосистемами, ветряками достигается 100% автономность, водяной контур обеспечит тепло и горячую воду для бытовых целей.
4. Техника монтажа. Если выбирается горизонтальная система отопления в одноэтажном строении, затраты на укладку не будут высокими, а для формирования двухтрубной сети в строениях более 2 этажей расходы увеличатся. Пригодятся услуги специалиста. Также без мастера не обойтись при установке газового котла

Учитывают затраты на топливо, обслуживание сети, наличие зоны установки котла. Перед покупкой оборудования проводится расчет расхода топлива, для чего потребуются показатели продолжительности отопительного сезона, площадь помещения и требования потребителей к количеству тепла.