Системи опалення - види та класифікація. Види систем опалення приватного будинку. Від перевірених старих, до досконалих нових Опалювальні системи які види є

Основними серед тепловитрат на комунально-побутові потреби у будинках є витрати на опалення. Це пояснюється умовами експлуатації будівель у холодний період часу, коли тепловтрати через огороджувальні конструкції будівель значно перевищують внутрішні тепловиділення.

Опалення- Штучне обігрівання приміщень будівлі з відшкодуванням тепловтрат і підтримки в них заданого температурного режиму.

Система опалення(далі СО) – це сукупність конструктивних елементів, призначених для отримання, перенесення та передачі необхідної кількості тепла до приміщень, з метою підтримки в них заданого значення температури внутрішнього повітря.

Основними елементами СО є:

1. джерело тепла (котел чи теплова станція);
2. передавач тепла (магістральні трубопроводи чи теплові мережі);
3. споживач тепла (З будівлі).

Залежно від взаємного розташування джерела та споживача тепла СО поділяються на:

• місцеві (джерело тепла розташовується безпосередньо в приміщенні, що опалюється, або в безпосередній близькості від нього; відстань від джерела тепла до далекого опалювального приладу становить не більше декількох десятків метрів);
• центральні (джерело тепла знаходиться за межами опалюваних приміщень, а передача тепла від джерела до споживача відбувається за допомогою теплопроводів теплових мереж).

Залежно від виду теплоносія розрізняють такі типи системи опалення:

1. водяні,
2. повітряні,
3. парові,
4. газові.

Недоліки газового опалення:

Використання як теплоносія високотемпературних продуктів згоряння палива обмежено опалювальними печами, газовими калориферами та іншими місцевими опалювальними установками, що зумовлено погіршенням стану повітряного середовища при безпосередньому попаданні газів у приміщення. Видалення продуктів згоряння назовні каналами ускладнює систему і знижує її ККД.

При використанні теплоносієм пари з'являється можливість швидкого нагрівання приміщень, т.к. пар є легкорухливим середовищем із порівняно малою щільністю.

Недоліки парового опалення:

• пар як теплоносій не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам (при постійно високій температурі - 100 о С і більше - на поверхні теплопроводів та опалювальних приладів відбувається розкладання осідаючого органічного пилу;
• неможливе якісне регулювання температури пари;
• має підвищений шум (особливо при відновленні роботи після перерв).

Внаслідок цих недоліків система парового опалення не допускається до застосування в житлових, громадських та адміністративно-побутових будинках, а також у виробничих приміщеннях з підвищеними вимогами до чистоти повітря. Парове опалення допускається застосовувати лише за відповідного техніко-економічного обґрунтування (наприклад, при надлишку пари, що використовується в технологічному процесі виробництва).

Таким чином, під час будівництва заміського будинку доцільно розглядати водяне чи повітряне опалення.

Вода є практично стисливим середовище зі значною щільністю і теплоємністю. Використання води як теплоносія в системі опалення забезпечує:

1. рівномірну температуру повітря;
2. можливість якісного регулювання за обмеження температури поверхні опалювальних приладів;
3. значний термін служби;
4. безшумність дії;
5. простоту обслуговування та ремонту.

Повітря також є легкорухливим середовищем з порівняно малою теплоємністю, щільністю та в'язкістю. При використанні повітря можна забезпечити швидку зміну та рівномірність температури повітря в приміщеннях, поєднувати опалення з повітря, а також уникнути встановлення опалювальних приладів.

За способом створення циркуляції теплоносія у водяних та повітряних системах опалення розрізняють системи:

• із природною циркуляцією (гравітаційні);
• із вимушеною циркуляцією ().

Вимоги до систем опалення:

1. Санітарно-гігієнічні – забезпечувати у приміщенні задане значення температури внутрішнього повітря, температури на внутрішніх поверхнях огорож, температури на поверхнях опалювальних приладів.
2. Економічні – забезпечувати невисокі капітальні вкладення з мінімальною витратою металу, а також економні витрати теплової енергії при експлуатації.
3. Архітектурно-будівельні – відповідність інтер'єру приміщень, компактність.
4. Виробничо-монтажні – механізація виготовлення вузлів та деталей, їх уніфікація, скорочення витрат під час монтажу.
5. Експлуатаційні – ефективність дії протягом усього періоду роботи, надійність.

Опалення є обігрівом приміщення в холодний період, що відшкодовує тепловтрати і підтримує температуру на заданому рівні, а також відповідає уявленням про тепловий комфорт і вимоги технологічного процесу. Опалювальна система включає комплекс пристроїв, які виконують цю функцію.

Тепловий комфорт великою мірою визначає температура в приміщенні. Важливу роль грає рівномірний розподіл температур у всіх напрямах. На нього впливає вигляд опалювальних приладів, їхнє розташування, а також теплозахисні властивості та можливість проникнення зовнішнього повітря в приміщення.

Потужність системи опалення повинна забезпечувати максимальне відшкодування тепловтрат в опалювальний період за зовнішньої температури, що дорівнює середній температурі в найбільш холодну п'ятиденку в конкретному населеному пункті.

Найпоширенішими опалювальними системами вважаються водяні, електричні та газові. Вибір певного опалювального обладнання залежить від багатьох факторів.

Електричні системи опалення

Обігрів приміщення, в якому встановлюється електричне опалення, здійснюється без участі теплоносія. Тепло перетворюється з електроенергії. У Росії та країнах СНД електричний вид опалення вважається найбільш перспективним, тоді як у Європі – найпопулярнішим. На російській території відносна дорожнеча електроенергії та регулярні перебої в її подачі не дозволяють ефективно використовувати електрику як єдине джерело живлення. Здається, що використання електричних опалювальних систем загрожує серйозними фінансовими витратами, проте досконалі підрахунки надає зовсім іншу картину.

Переваги електроопалення

• легкість та зручність в експлуатації;
• невеликі розміри опалювальних приладів та відсутність необхідності спеціального догляду за ними;
• можливість ефективного регулювання подачі тепла;
• швидкість нагрівання повітря;
• високий рівень екологічної чистоти та гігієнічності електричного обладнання;
• низький рівень шуму системи опалення, оскільки її функціонування не потребує використання циркуляційних насосів;
• естетичність електричного обладнання;
• Легкий монтаж.

Недоліки електроопалення

• високі експлуатаційні витрати;
• Перебої електроенергії викликають нестабільність електричних систем.

Крім прямого електричного опалення до електросистем опалення відносять теплу підлогу, радіатори та конвектори, інфрачервоні обігрівачі та кварцові обігрівачі.

У російських умовах електричні системи опалення розумно використовувати як резервне джерело обігріву.

Водяні системи опалення

Водяні опалювальні системи – найпоширеніший вид централізованого та опалювального опалення. Даний вид опалення коректніше називати «традиційним», оскільки теплоносієм може бути не лише вода, а й будь-яка інша теплоємна рідина, що відповідає певним фізико-хімічним вимогам.

Такий термін зумовлює широта поширення водяних систем опалення. У подібних системах рідкий теплоносій (переважно аерована вода) нагрівається до певних температур, проходить по опалювальних приладах і трубопроводах, здійснюючи теплообмін з повітрям у приміщенні.

Переваги водяного опалення

Популярність водяних систем опалення викликано цілим рядом їх переваг:

• економічна витрата та дешева вартість матеріалів (при облаштуванні водяних трубопроводів використовуються труби меншого діаметру, ніж для повітряних);
• висока теплоємність теплоносія (у воді міститься набагато більше тепла, ніж в інших теплоносіях, оскільки теплоємність води в 4000 разів вище, ніж теплоємність повітря, нагрітого до такої ж температури).

Недоліки водяного опалення

Основні недоліки водяних систем опалення в порівнянні з іншими видами штучного обігріву приміщення полягають у трудомісткості його монтажу та подальшої експлуатації. Пов'язано це з тим, що облаштування водяних трубопроводів здійснюється лише при зведенні будівлі або її капітальному ремонті, оскільки потрібні складні будівельні роботи.

Крім того, безперебійну роботу водяних опалювальних систем забезпечує постійне нагрівання теплоносія, тобто необхідний безперервний контроль над функціонуванням теплового генератора.

Незручності використання традиційних систем опалення очікують і тих, хто на довготривалий період залишає своє житло. Перед тривалим від'їздом всю воду з опалювальної системи необхідно злити, тому що при негативних температурах повітря рідина може замерзнути, що викликає розрив трубопроводу. Але й відсутність води в системі теж не вітається, оскільки в заповнених повітрям трубах набагато інтенсивніше почнуть протікати корозійні процеси.

Газові системи опалення

Газові опалювальні системи активно застосовуються в облаштуванні опалення заміських будинків, поблизу яких прокладено газову магістраль. Якщо до котеджного селища підведено газові комунікації, то монтажні організації в більшості випадків запропонують використовувати саме газову систему опалення, оскільки вона має певні переваги.

Переваги газових систем опалення

• газ - найдешевше паливо;
• немає потреби в постійному контролі над полум'ям, оскільки газ подається безперервно. Якщо полум'я з якоїсь причини згасне, датчик миттєво сповістить систему електричного розпалювання, і пальник знову запалиться.
• ККД газових опалювальних систем дуже високий з огляду на низьку вартість паливної сировини;
• газові опалювальні прилади дозволяють опалити великі площі приміщення.

Недоліки газових систем опалення

Для встановлення газового котельного обладнання потрібне узгодження зі службою Газтехнагляду. Для успішного результату погодження необхідне надання проекту котельні, з монтажною та обслуговуючою фірмою, копії дозволу на проектні та монтажні роботи обраної організації, а також укладання тристороннього договору про обов'язки та відповідальність за обладнання.

При вирішенні застосування газового обладнання для опалення необхідно передбачити наявність димоходу, через який буде відведено відпрацьовані гази. Установка газової котельні повинна проводитись в окремому приміщенні з окремим виходом на вулицю та гарним постачанням повітря. Особливо це актуально при використанні обладнання з атмосферним пальником.

Зниження тиску газу та знос пальника може спричинити те, що опалювальне обладнання почне коптити, а його ККД значно знизиться.

При невеликій площі будинку (менше 100 кв.м.) застосування газового обладнання стає економічно невигідним, та й небажаним через його невисоку екологічну безпеку.

В атмосферному пальнику полум'я відкрито, що для деяких людей є стримуючим фактором через відсутність належної безпеки.

Потрібно використовувати газове обладнання, адаптоване під російські умови. Тиск газу може значно змінюватись. Досягши певного мінімуму, пальник неадаптованого імпортного котла може почати спалювати себе, що спричинить поломку газового котельного обладнання.

Потрібен монтаж автоматики, яка стежитиме за витоком газу.

Вибір радіатора та способи підвищення тепловіддачі

Будь-який опалювальний радіатор складається із секцій. Їхня кількість залежить від характеристик приміщення, яке необхідно обігрівати. Для цього необхідно врахувати безліч нюансів:

• розміри приміщення;
• матеріал, з якого зведено будинок;
• наявність у приміщенні склопакетів;
• кількість зовнішніх стін та вікон;
• наскільки утеплені зовнішні стіни;

Часто, вибираючи радіатор, відштовхуються від спрощеної формули, яка свідчить, що на 2м2 площі необхідна 1 секція батареї плюс 1 додаткова секція на все приміщення, яка дозволить не замерзнути при відкритих дверях або холодними стінами.

При виборі радіатора необхідно звертати увагу на матеріал, з якого він зроблений. Адже саме облицювання впливає на тепловіддачу. Виходячи з цього, радіатор може бути алюмінієвим, чавунним, біметалевим або сталевим. Їх відрізняє теплова потужність та робочий тиск.

Для підвищення тепловіддачі необхідно, щоб:

• регулюючий вентиль легко доступним;
• висота розташованих спереду припливних отворів та отворів, через які йде нагріте повітря, повинна дорівнювати глибині опалювального елемента, а довжина – довжині опалювального приладу;
• висота і ширина верхніх отворів для теплого повітря повинні бути більшими або рівними аналогічним значенням самого опалювального обладнання;
• великий вільний перетин решіток має бути не менше 50% від перерізу решітки;
• облицювання повинне мати невелику вагу і легко зніматися.

Необхідно враховувати, що органічні фарби не мають ніякого впливу на випромінювання. Навпаки, таке фарбування сприяє підвищенню випромінювальної здатності порівняно з незабарвленою поверхнею.

Грамотно підібране обладнання забезпечує не лише максимальну ефективність опалювальної системи, а й дозволяє знизити фінансові витрати під час його експлуатації та сформувати комфортний мікроклімат будь-якого приміщення. Остаточний вибір тієї чи іншої опалювальної системи потрібно приймати лише після консультацій зі спеціальності у цій галузі.

Садиба завжди була мрією будь-якого громадянина нашої країни. Усі переваги такого типу житла перед будинками багатоквартирного типу можна перераховувати дуже довго. Господар приватного будинку має значно більші можливості щодо оптимізації витрат на утримання житла завдяки його автономності.

При використанні сучасних енергозберігаючих технологій, будівельних матеріалів та комплексних систем опалення теоретично можна звести такі витрати до незначної величини.

Сучасний ринок пропонує споживачеві багато видів опалювальних систем приватного будинку від традиційних до продуктів передових технологій. Все більшою популярністю користуються.

Можна використовувати будь-який один вид систем опалення, що найбільш підходить для приватного будинку. Слід враховувати такі фактори, як кліматична зона в якому розташований будинок, склад матеріалів, що використовуються при будівництві будівлі, економічна доцільність та багато інших причин.

Дуже ефективним способом опалення будинку може бути комбінація у застосуванні кількох видів опалювальних систем.

Найбільшого поширення набуло водяне опалення.

Переваги

1. Можна використовувати як одне, так і кілька джерел тепла. За фізичними параметрами вода добре переносить теплову енергію. Прилади обігріву, наприклад, радіатори віддають це тепло, нагріваючи повітря у приміщенні.
2. Універсальність використання палива. Нагрівати воду можна безліччю способів. Можна опалювати приміщення дровами чи вугіллям, придбати казан на рідкому паливі, підвести природний газ. Нарешті є можливість нагрівання води за допомогою котлів, що працюють на електриці.
3. Доступність матеріалів та широкий вибір виробів. Легко вибирається найбільш підходящий варіант приладів опалення (батареї чавунні, сучасні біметалічні радіатори, конвектори та інші пристрої). Великий вибір труб з різних матеріалів (залізо, мідь, поліпропілен, металопластик та ін.) дозволить створити систему опалення за будь-яким бюджетом.

Водяне опалення може бути підключене як від централізованих мереж, так і автономно. За виконанням системи водяного опалення бувають:

а) Однотрубні. Підключення радіаторів здійснюється послідовно.

б) Двотрубні. Радіатори у разі запитуються паралельно між магістралями подачі і обратки.

в) Колекторні або інакше. Всі прилади опалення запитуються від загального розподільника, що називається колектором.

Недоліки

Недоліки водяного опалення також загальновідомі. Це висока схильність до процесів корозії та окислення, нерівномірність прогріву радіаторів у деяких випадках, досить великі втрати при транспортуванні тепла. При аварійних ситуаціях може утворитися витік теплоносія.

Також така система потребує дотримання температурного режиму. У мінусові температури необхідний повний злив теплоносія з мереж, щоб унеможливити їх заморожування.

Повітряне опалення

Цей вид системи опалення приватного будинку заслуговує на увагу для застосування завдяки своїй універсальності. Нагріте в теплообмінниках повітря може подаватися як до окремого приміщення, так і по всій будівлі.

При повітряному опаленні будинок дуже швидко прогрівається та стає придатним для комфортного проживання. До появи та впровадження водяного опалення обігрів гарячим повітрям, що подається по повітроводах, широко використовувався в нашій країні. Найбільш ефективним він показав себе під час використання будівель з великими житловими площами.

Плюси використання повітряного опалення:

1. Економічність та ефективна доставка тепла. Немає проміжного носія (нагадаємо, його роль у водяному опаленні виконує вода або інша рідина), не потрібні додаткові прилади обігріву.
2. Легкий та швидкий запуск у роботу. Таке опалення не може протікати, затопити дорогий інтер'єр, замерзнути.
3. Високий коефіцієнт корисної дії та довговічність. При правильному технічному обслуговуванні аварійні ситуації зведено до мінімуму. Обладнання повітряного обігріву є безвідмовним десятиліттями.
4. Високий рівень інтеграції з вентиляційними системами, що позитивно позначається на зниженні вартості робіт та матеріалів, а також у простоті та екологічній перевагі монтажу.

Електрика

Окремо варто згадати про електричний вид опалення.Саме слово «електрика» міцно увійшло наш побут. Область використання електроенергії у світі наближається до ста відсотків.

Тому як варіант можна використовувати системи опалення, що повністю працюють на електриці. У деяких випадках може бути доцільною установка, наприклад, електричного підігріву підлоги, сушарки для рушників у ванні кімнати, невеликих радіаторів.

Однак електроенергія постійно зростає в ціні, і цей фактор необхідно враховувати, встановлюючи прилади електрообігріву раціонально. Також особливо важливо дотримуватись заходів електробезпеки, проводити монтаж такого обладнання за допомогою кваліфікованих фахівців.

Альтернативні варіанти опалення

За постійного підвищення цін на енергоносії стійко просуваються альтернативнівиди систем опалення приватного будинку. Звичайно, вони не можуть повністю замінити традиційні способи опалення приватного будинку, але знизити витрати здатні істотно.

У регіонах, де кількість сонячних днів досить велика, все частіше можна спостерігати встановлені на дахах заміські та приватні будинки. сонячні батареї.Сонячне світло є невичерпним джерелом енергії, і дозволяє користуватися перетвореною електрикою довгі роки.

Електрика використовується як живлення для нагрівальних елементів опалення. Єдиний недолік такого виду одержання енергії – дорожнеча елементів, але згодом витрати окупаються.

Сонячну енергію також можна «консервувати» та застосовувати за допомогою сонячний колектор.Принцип його дії заснований на нагріванні радіатора, виставленого на сонці, з'єднаного з ємністю великого об'єму. Сонячні промені нагрівають воду в радіаторі, яка віддає тепло в ємність.

Даний спосіб дозволяє нагрівати воду для використання її як теплоносій у системах опалення. Найбільшого ефекту досягається при використанні вакуумних колекторів. Усередині таких радіаторів знаходяться колби з відкачаним повітрям, таким чином досягається ефект термоса.

Вітрогенератори

Зрозуміло, що безпосередньо використовувати силу вітру для опалення будинку використовувати не вдасться. Але зате, встановивши «вітряк» можна отримати дармову електроенергію, яка згодом спрямовується на різні потреби, в тому числі і для живлення систем опалення. У регіонах, де вітри бувають особливо часто, такий спосіб отримання енергії буде найбільш ефективним. Знову ж таки, як і у випадках із сонячними батареями все впирається у вартість акумуляторів, перетворювачів та електрогенераторів.

Тепловий насос

Це вид системи опалення, яка допоможе значно знизити витрати на опалення приватного будинку. Принцип його дії нагадує пристрій холодильних камер чи кондиціонерів. Такий пристрій може викачати теплову енергію з потенційних джерел тепла, які не відрізняються високою температурою. Ними може бути грунт або вода.

Така система потребує живлення електричною енергією, проте на виході може видавати тепло в рази більше витрачених на роботу ресурсів. Істотним недоліком теплового насоса є його громіздкість та складність у монтажі.

На закінчення даного огляду слід зазначити таке. Найбільшу ефективність в опаленні власного будинку показує спосіб, при якому результат досягається за мінімальних витрат, в порівнянні з іншими способами.

Тому з упевненістю говорити про переваги одного способу обігріву житла над іншим неможливо. У місцях, де широко використовується природний газ, безглуздо встановлювати твердопаливні котли як основне джерело обігріву.

Насамперед, у виборі оптимального способу опалення свого будинку потрібно враховувати доцільність. Якщо підбити певний підсумок, можна зробити наступний висновок — у переважній більшості випадків для роботи опалювальних приладів умовно використовується лише два джерела енергії:

а) Енергія, одержувана шляхом згоряння різноманітного палива, надалі нагріває теплоносій;

б) Електрична енергія, за допомогою якої нагріваються теплові установки, повітря або прилади обігріву.

А ось способи та прийоми отримання результату можуть обчислюватися десятками. Тому найчастіше економії можна досягти, комбінуючи різні способи отримання енергії, використовуючи різноманітні види опалення. Усі нюанси та витрати вимагають ретельних розрахунків. Адже своє житло утримуватиме господар на власні кошти.

Змішані типи системи опалення

У цій статті ми розглянемо, які бувають системи опалення, але щоб це зробити, їх потрібно розділити принаймні на три види – це повітряне, водяне та електричне. Кожен з цих методів ділиться ще на кілька типів на вигляд опалювачів, джерела енергії та способу подачі теплоносія. Причому кожен із способів заслуговує на окремий детальний опис, тому, для спільного огляду, ми розглянемо лише загальні риси кожного з них.

Повітряне опалення

Повітряні типи опалення включають електричні та газові конвектори, а також пічне опалення різного типу. По суті, в таких системах немає теплоносія і повітря нагрівається безпосередньо від обігрівача.

Конвектори

• Такі типи систем опалення нагрівають приміщення за допомогою конвекції повітрятобто холодні потоки, проходячи крізь гарячі пластини і жалюзі приладу, нагріваються і потрапляють до кімнати. Прилад може бути оснащений вентилятором примусового нагнітання повітря, що сприяє швидкому обігріву приміщення.

• Схожими функціями мають і газові конвектори, але їх функціонування потрібна газова труба і димохід видалення залишків горения. Такі прилади нового покоління не лише обігрівають приміщення, а й гріють воду для ГВП, що поки що не розроблено для електричних аналогів. Звичайно, ціна такого агрегату буде вищою, ніж у звичайних конвекторів, але матеріальні витрати окупаються підвищеним комфортом.

Печі

• Ми не згадуватимемо про звичайних, широко відомих для більшості жителів приватного сектору, а лише розглянемо Булер'ян. Цей канадський винахід, хоч і запатентований чомусь у Німеччині, має ККД до 95% і, залежно від модифікації, може обігріти приміщення від 100м 2 до 1000м 2 .

• Такі печі працюють виключно на дровах., та інструкція передбачає одне завантаження на 7-10 годин (залежно від модифікації). Враховуючи те, що пічний корпус обгинають труби, які, у свою чергу, обшиті кожухом, поверхня обігрівача не дуже гріється, зате температура повітря, що виходить з труб, досягає 160⁰C.

Порада. Печі Булерьян дуже зручні для заміських будинків, куди приїжджають зрідка, а після приїзду потрібно швидко обігріти приміщення. Тим більше, що агрегат незалежний від будь-яких сторонніх джерел енергії за винятком дров.

Водяне опалення

Для розведення водяного опалення застосовуються труби зі сталі, міді, поліпропіленуі, рідше - з металопласту. Іноді різні види матеріалів комбінуються для зручності монтажу або на користь підвищення ККД.

Котли

• Водяний тип системи опалення функціонує завдяки обігрівачам, у ролі яких можуть виступати звичайні печі, електрообігрівачі (ТЕНові та електродні), а також газові, рідкопаливні та твердопаливнірізних модифікацій. До того ж, котли можуть бути багатопаливними або універсальними, поєднуючи в одному приладі кілька видів пального, наприклад газ-дизель або газ-дизель-електрика-тверде паливо.

• Хотілося б звернути увагу на те, яке буває опалення з електрокотлами, а точніше, відносно новий тип обігрівачів - електродний. Тут, власне, відсутня теплообмінник, і рідина гріється рахунок руху електронів із частотою 50Гц (50 циклів на секунду). ЕОУ можуть працювати без примусової циркуляції і при необхідності їх легко поєднувати з котлами іншого типу або встановлювати паралельно один одному в одній системі.

Системи та радіатори

• Водяний контур може бути однотрубним або двотрубним, як видно на фото вгорі. Для початку розглянемо двотрубну систему, де подача теплоносія до приладів опалення йде однією трубою, а повертається – іншою. Таким чином, температура води не залежить від кількості радіаторів і лише трохи остигає при проходженні через саму трубу, що зовсім непомітно практично. Така система може бути з примусовою і з природною подачею.

• А ось уже залежить від кількості радіаторів, Тому що теплоносій, проходячи через цей прилад, повертається в ту ж трубу і до наступної батареї вода надходить вже злегка охолодженою, і так далі. З довільною подачею води в однотрубний контур оптимально встановлювати своїми руками не більше трьох радіаторів, а якщо встановити циркуляційний насос, то не більше п'яти батарей на одну трубу.

• Радіатори за зовнішнім виглядом та збиранням можна розділити на: колончасті, секційні та панельні, а за матеріалом – на чавунні, сталеві, алюмінієві та біметалічні. Для автономного опалення чавунні батареї використовувати недоцільно, тому що на низ витрачається велика кількість теплоносія і, як наслідок, енергії, що споживається. У опалювальних приладах такого типу існує бічне та нижнє підключення.

Тепла підлога

• Система теплої підлоги укладається або поліетиленовою або металопластовою трубою, спіраллю або змійкою.Якщо говорити про матеріал, то металопласт набагато економічніший і зручніший у роботі, хоча ККД у них практично однаково. Найчастіше такі підлоги вкриваються керамічною плиткою, хоча бувають і винятки, але в будь-якому випадку труба заливається стяжкою.
• Бувають поєднані контури – радіатори з «теплою підлогою»і оскільки вони працюють від одного казана, доводиться розмежовувати температуру теплоносія. Для цього використовують триходові клапани із сервоприводом.
Перевага плівкового опалення в тому, що його можна монтувати у будь-якій площині кімнати – на підлогу, на стіну та на стелю. Такий вид обігріву може бути основним і допоміжним.

Висновок

Вибираючи тип опалення для свого будинку, перш за все слід керуватися технічними можливостями будівлі. Також слід зважати на те, які енергоносії найбільш доступні в цьому районі.

Залежно від переважного способу теплопередачі, опалення приміщень може бути конвективним або променистим.

До конвективного відносять опалення, при якому температура внутрішнього повітря підтримується на вищому рівні, ніж радіаційна температура приміщення, розуміючи під радіаційною усереднену температуру поверхонь, звернених у приміщення, обчислену щодо людини, що знаходиться в середині цього приміщення. Це найпоширеніший спосіб опалення.

Променистим називають опалення, при якому радіаційна температура приміщення перевищує температуру повітря. Променисте опалення при дещо зниженій температурі повітря (порівняно з конвективним опаленням) більш сприятливе для самопочуття людини в приміщенні (наприклад, до 18-20 ° С замість 20-22 ° С в приміщеннях цивільних будівель).

Конвективне або променисте опалення приміщень здійснюється спеціальною технічною установкою, яка називається системою опалення. Система опалення - це сукупність конструктивних елементів зі зв'язками між ними, призначених для отримання, перенесення та передачі теплоти в приміщення будівлі, що обігріваються.

Основні конструктивні елементи системи опалення (рисунок 1):

• теплоджерело (при місцевому або теплообмінник при централізованому теплопостачанні) - елемент для отримання теплоти;
• теплопроводи - елемент для перенесення теплоти від теплоджерела до ;
• опалювальні прилади - елемент передачі теплоти в приміщення.

Малюнок 1. Схема системи опалення: 1 - теплогенератор або теплообмінник; 2 - подача палива або підведення первинного теплоносія; 3 - подає теплопровід; 4 - опалювальний прилад; 5 - зворотний теплопровід.

Перенесення теплопроводами може здійснюватися за допомогою рідкого або газоподібного робочого середовища. Рідка (вода або спеціальна рідина, що незамерзає, - антифриз) або газоподібне (пар, повітря, продукти згоряння палива) середовище, що переміщається в системі опалення, називається теплоносієм.

Система опалення для виконання покладеної на неї завдання повинна мати певну теплову потужність. Розрахункова теплова потужність системи виявляється в результаті складання теплового балансу в приміщеннях, що обігріваються, при температурі зовнішнього повітря.

Поточні (скорочені) тепловитрати на опалення мають місце протягом майже всього часу опалювального сезону, тому теплоперенесення до опалювальних приладів має змінюватись у широких межах. Цього можна досягти шляхом зміни (регулювання) температури та (або) кількості теплоносія, що переміщається в системі опалення.

Вимоги до системи опалення

Санітарно-гігієнічні: підтримання заданої температури повітря та внутрішніх поверхонь огорож приміщення в часі, в плані та за висотою при допустимій рухливості повітря, обмеження температури на поверхні опалювальних приладів;

Економічні:оптимальні капітальні вкладення, економна витрата теплової енергії під час експлуатації;

Архітектурно-будівельні:відповідність інтер'єру приміщення, компактність, ув'язування з будівельними конструкціями, погодження з терміном будівництва будівлі;

Виробничо-монтажні:мінімальна кількість уніфікованих вузлів та деталей, механізація їх виготовлення, скорочення трудових витрат та ручної праці під час монтажу;

Експлуатаційні:ефективність дії протягом усього періоду роботи, надійність (безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність) та технічну досконалість, безпеку та безшумність дії.

Розподіл вимог на п'ять груп умовний, оскільки в них входять вимоги, що стосуються як періоду проектування та будівництва, так і експлуатації будівлі.

Найбільш важливими є санітарно-гігієнічні та експлуатаційні вимоги, які обумовлюються необхідністю підтримувати задану температуру в приміщеннях протягом опалювального сезону та всього терміну служби системи опалення будівлі.

Класифікація систем опалення

Системи опалення за розташуванням основних елементів поділяються на місцеві та центральні.

У місцевих системах для опалення, як правило, одного приміщення всі три основні елементи конструктивно поєднуються в одній установці, безпосередньо в якій відбувається отримання, перенесення та передача теплоти в приміщення. Теплоперенесення робоче середовище нагрівається гарячою водою, парою, електрикою або при спалюванні будь-якого палива.

Ще одним прикладом місцевої системи опалення можуть бути опалювальні печі, конструкції та розрахунок яких будуть розглянуті.

У місцевій системі теплопередача може здійснюватися за допомогою рідкого або газоподібного теплоносія або без нього безпосередньо від твердого розігрітого елемента.

Центральними називаються системи, призначені для опалення групи приміщень із єдиного теплового центру. У тепловому центрі є теплогенератори (котли) або теплообмінники. Вони можуть розміщуватися безпосередньо в будівлі, що обігрівається (у котельні або місцевому тепловому пункті) або поза будівлею — в центральному тепловому пункті (ЦТП), на тепловій станції (котельні, що окремо стоїть) або ТЕЦ.

Теплопроводи центральних систем поділяють на магістралі (що подають, по яких подається теплоносій, і зворотні, за якими відводиться теплоносій, що охолодився), стояки (вертикальні труби або канали) і гілки (горизонтальні труби або канали), що зв'язують магістралі з підводками до опалювальних приладів ( до приміщень при теплоносії повітрі).

Прикладом центральної системи є система опалення будівлі з власним тепловим пунктом або котельнею, принципова схема якої не відрізнятиметься від схеми на малюнку 1, якщо опалювальні прилади розміщені у всіх приміщеннях цієї будівлі, що обігріваються.

Центральна система опалення називається районною, коли група будівель опалюється з центральної теплової станції, що окремо стоїть. Теплогенератори, теплообмінники та опалювальні прилади системи тут також розділені: теплоносій (наприклад, вода) нагрівається на тепловій станції, переміщається зовнішніми та внутрішніми (всередині будівлі) теплопроводами в окремі приміщення кожної будівлі до опалювальних приладів і, охолодившись, повертається на теплову станцію (малюнок) 2).

Рисунок 2. Схема районної системи опалення: 1 – приготування первинного теплоносія; 2 - місцевий тепловий пункт; 3 і 5 - внутрішні подають і зворотні теплопроводи; 4 - опалювальні прилади; б і 7 - зовнішній подавальний та зворотний теплопроводи; 8 - циркуляційний насос зовнішнього теплопроводу

У сучасних системах теплопостачання будівель від ТЕЦ або великих теплових станцій використовуються два теплоносія. Первинний високотемпературний теплоносій переміщається від ТЕЦ або теплової станції міськими розподільними теплопроводами до ЦТП або безпосередньо до місцевих теплових пунктів будівель і назад. Вторинний теплоносій після нагрівання в теплообмінниках (або змішування з первинним) надходить по зовнішнім (внутрішньоквартальним) і внутрішнім теплопроводам до опалювальних приладів приміщень, що обігріваються, будинків і потім повертається в цтп або місцевий тепловий пункт.

Первинним теплоносієм зазвичай є вода, рідше пара або газоподібні продукти згоряння палива. Якщо, наприклад, первинна високотемпературна вода нагріває вторинну воду, то така центральна система опалення називається водоводяною. Аналогічно можуть бути водоповітряна, пароводяна, пароповітряна, газоповітряна та інші системи центрального опалення.

За видом основного (вторинного) теплоносія місцеві та центральні системи опалення прийнято називати системами парового, повітряного або газового опалення.

Теплоносії в системах опалення

Середовище, що рухається в системі опалення - теплоносій - акумулює теплоту і потім передає її в приміщення, що обігріваються. Теплоносієм для опалення може бути рухоме, рідке або газоподібне середовище, що відповідає вимогам до системи опалення.

Для опалення будівель і споруд в даний час переважно використовують воду або атмосферне повітря, рідше водяну пару або нагріті гази.

Порівняємо характерні властивості зазначених видів теплоносія при використанні в системах опалення.

Гази, що утворюються при спалюванні твердого, рідкого або газоподібного органічного палива, мають порівняно високу температуру і застосовні у тих випадках, коли відповідно до санітарно-гігієнічних вимог вдається обмежити температуру тепловіддаючої поверхні опалювальних приладів. При транспортуванні гарячих газів мають місце значні попутні втрати, зазвичай марні для обігріву приміщення.

Високотемпературні продукти згоряння палива можуть випускатися безпосередньо до приміщень або споруд, але при цьому погіршується стан їх повітряного середовища, що в більшості випадків неприпустимо. Видалення ж продуктів згоряння назовні каналами ускладнює конструкцію і знижує ккд опалювальної установки. При цьому виникає необхідність вирішення екологічних проблем, пов'язаних із можливим забрудненням атмосферного повітря продуктами згоряння поблизу опалювальних об'єктів.

Область використання гарячих газів обмежена опалювальними печами, газовими калориферами та іншими подібними місцевими опалювальними установками.

На відміну від гарячих газів вода, повітря і пара використовуються багаторазово в режимі циркуляції і без забруднення навколишнього середовища.

Вода є рідким, практично стисливим середовище зі значною щільністю і теплоємністю. Вода змінює щільність, об'єм і в'язкість залежно від температури, а температуру кипіння — залежно від тиску, здатна сорбувати або виділяти гази, що розчиняються в ній, при зміні температури і тиску.

Пара є легкорухливим середовищем з порівняно малою щільністю. Температура та щільність пари залежать від тиску. Пара значно змінює обсяг та ентальпію при фазовому перетворенні.

Повітря також є легкорухливим середовищем з порівняно малими в'язкістю, щільністю та теплоємністю, що змінює щільність та об'єм залежно від температури.

Порівняємо ці три теплоносія за показниками, важливими для виконання вимог, які пред'являються до системи опалення.

Однією з санітарно-гігієнічних вимог є підтримка у приміщеннях рівномірної температури. За цим показником перевага перед іншими теплоносіями має повітря. При використанні нагрітого повітря-теплоносія з низькою теплоінерційністю - можна постійно підтримувати рівномірну температуру кожного окремого приміщення, швидко змінюючи температуру повітря, що подається, тобто. Проводячи так зване експлуатаційне регулювання. Одночасно з опаленням можна забезпечити вентиляцію приміщень.

Застосування в системах опалення гарячої води дозволяє підтримувати рівномірну температуру приміщень, що досягається регулюванням температури, що подається в опалювальні прилади води. При такому регулюванні температура приміщень може кілька відхилятися від заданої (на 1 -2 °С) внаслідок теплової інерції мас води, труб і приладів.

При використанні пари температура приміщень нерівномірна, що суперечить гігієнічним вимогам. Нерівномірність температури виникає через невідповідність теплопередачі приладів при незмінній температурі пари (при постійному тиску) тепловтратам приміщення, що змінюються, протягом опалювального сезону. У зв'язку з цим доводиться зменшувати кількість пари, що подається в прилади, і навіть періодично відключати їх, щоб уникнути перегрівання приміщень при зменшенні їх тепловтрат.

Інша санітарно-гігієнічна вимога — обмеження температури зовнішньої поверхні опалювальних приладів — спричинена явищем розкладання та сухого сублімації органічного пилу на нагрітій поверхні, що супроводжується виділенням шкідливих речовин, зокрема окису вуглецю. Розкладання пилу починається при температурі 65-70 °З інтенсивно протікає лежить на поверхні, має температуру понад 80 °З.

При використанні пари як теплоносій температура поверхні більшості опалювальних приладів і труб постійна і близька або вище 100 °С, тобто. Перевищує гігієнічну межу. При опаленні гарячою водою середня температура нагрітих поверхонь зазвичай нижча, ніж при застосуванні пари. Крім того, температуру води в системі опалення знижують для зниження теплопередачі приладів при зменшенні втрат приміщень. Тому при теплоносіях воді середня температура поверхні приладів протягом опалювального сезону практично не перевищує гігієнічної межі.

Важливим економічним показником при застосуванні різних теплоносіїв є витрати металу на теплопроводи та опалювальні прилади.

При використанні води забезпечується досить рівномірна температура приміщень, можна обмежити температуру поверхні опалювальних приладів, скорочується порівняно з іншими теплоносіями площа поперечного перерізу труб, досягається безшумність руху теплопроводів. Недоліками застосування води є значна витрата металу та великий гідростатичний тиск у системах. Теплова інерція води уповільнює регулювання теплопередачі приладів.

При використанні пари порівняно скорочується витрата металу за рахунок зменшення площі приладів та поперечного перерізу конденсатопроводів, досягається швидке прогрівання приладів та опалювальних приміщень. Гідростатичний тиск пари у вертикальних трубах порівняно з водою мінімально. Однак пара як теплоносій не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам, її температура висока і постійна при даному тиску, що ускладнює регулювання теплопередачі приладів, рух його в трубах супроводжується шумом.

При використанні повітря можна забезпечити швидку зміну або рівномірність температури приміщень, уникнути установки опалювальних приладів, поєднувати опалення з вентиляцією приміщень, досягати безшумності руху в повітроводах і каналах. Недоліками є його мала теплоакумулююча здатність, значні площа поперечного перерізу і витрата металу на повітропроводи, відносно велике зниження температури за їх довжиною.

Основні види систем опалення

В даний час в Росії застосовують центральні системи в основному водяного і, значно рідше, парового опалення, місцеві та центральні системи повітряного опалення, а також пічне опалення у сільській місцевості. Наведемо загальну характеристику цих систем із детальною класифікацією виходячи з розглянутих властивостей теплоносіїв.

При водяному опаленні циркулююча нагріта вода охолоджується в опалювальних приладах і повертається до теплоджерела для подальшого нагрівання.

Системи водяного опалення за способом створення циркуляції води поділяються на системи з природною циркуляцією (гравітаційні) та з механічним спонуканням циркуляції води за допомогою насоса (насосні). У гравітаційній системі (рисунок 3 а) використовується властивість води змінювати свою щільність при зміні температури. У замкнутій вертикальній системі з нерівномірним розподілом щільності під впливом гравітаційного поля грунту з'являється природне рух води.

У насосній системі (рисунок 3 б) використовується насос з електричним приводом для створення різниці тиску, що викликає циркуляцію, і в системі створюється вимушений рух води.

Малюнок 3. Схеми системи водяного опалення: а – з природною циркуляцією (гравітаційна); б - з механічним спонуканням циркуляції води (насосна); 1 - теплообмінник; 2 - подає теплопровід (т1); 3 - розширювальний бак; 4 - опалювальний прилад; 5-зворотний теплопровід (т2); 6 - циркуляційний насос; 7 - пристрій для випуску повітря із системи

По температурі теплоносія розрізняються системи низькотемпературні з граничною температурою гарячої води нижче 70 °С, середньотемпературні від 70 до 100 °З високотемпературні вище 100 °С. Максимальне значення температури води обмежено нині 150°С.

По положенню труб, що поєднують опалювальні прилади по вертикалі або горизонталі, системи діляться на вертикальні та горизонтальні.

Залежно від схеми з'єднання труб з опалювальними приладами системи бувають однотрубні та двотрубні.

У кожному стояку або гілки однотрубної системи опалювальні прилади з'єднуються однією трубою і вода протікає послідовно через усі прилади. Якщо кожен прилад розділений умовно на дві частини («д» і «б»), у яких вода рухається в протилежних напрямках і теплоносій послідовно проходить спочатку через усі частини «а», а потім усі частини «б», то така однотрубна система носить назву біфілярної (двопотокової).

У двотрубній системі кожен опалювальний прилад приєднується окремо до двох труб - подавальної та зворотної, і вода протікає через кожен прилад незалежно від інших приладів.

При повітряному опаленні циркулюючий нагріте повітря охолоджується, передаючи теплоту при змішуванні з повітрям приміщень, що обігріваються, і іноді через їх внутрішні огорожі. Охолоджене повітря повертається до нагрівача.

Системи повітряного опалення за способом створення циркуляції повітря поділяються на системи з природною циркуляцією (гравітаційні) та з механічним спонуканням руху повітря за допомогою вентилятора.

У гравітаційній системі використовується відмінність у щільності нагрітого та навколишнього опалювальної установки повітря. Як і у водяній вертикальній гравітаційній системі, за різної щільності повітря у вертикальних частинах виникає природний рух повітря в системі. При застосуванні вентилятора у системі створюється вимушений рух повітря.

Повітря, що використовується в системах опалення, нагрівається до температури, що зазвичай не перевищує 60 ° С, у спеціальних теплообмінниках-калориферах. Калорифери можуть обігріватись водою, парою, електрикою або гарячими газами. Система повітряного опалення при цьому відповідно називається водоповітряною, пароповітряною, електроповітряною або газоповітряною.

Може бути місцевим (рисунок 4 а) або центральним (малюнок 4 б)

Малюнок 4. Схеми системи повітряного опалення: а - місцева система; б - центральна система; 1 - опалювальний агрегат; 2 - приміщення, що обігрівається (приміщення на рис. Б); 3 - робоча (обслуговувана) зона приміщення; 4 - зворотний повітропровід; 5 - вентилятор; б-теплообмінник (калорифер); 7 - подає повітропровід.

У місцевій системі повітря нагрівається в опалювальній установці з теплообмінником (калорифером або іншим опалювальним приладом), що знаходиться в приміщенні, що обігрівається.

У центральній системі теплообмінник (калорифер) розміщується в окремому приміщенні (камері). Холодне повітря підводиться до калорифера по зворотному (рециркуляційному) повітропроводу. Гаряче повітря від калорифера переміщається вентилятором в приміщення, що обігріваються по подають повітроводам.

Використовувана література:

1. О.М. Сканаві, Л.М. Махів. Опалення: підручник для студентів вищих навчальних закладів. М.: асв - 2002 р - 576 c.