Один за другим на планету обрушиваются экономические кризисы, что вкупе со стремительно уменьшающимся количеством ресурсов создаёт потребность в разработке и использовании энергосберегающих технологий. Эта тенденция не обошла стороной и системы отопления, стремящиеся к сохранению или даже увеличению своего КПД при заметно меньшем потреблении ресурсов. Разберёмся же, что представляют собой новые технологии отопления частного дома, квартиры и промышленных помещений, разложив отопительную систему на четыре основных компонента: генератор тепла, отопительный прибор, система отопления и система управления.

Котельная система отопления это наиболее производительная, хотя и самая затратная (после электрообогревателей) из всех современных автономных технологий отопления. Хотя сам по себе котёл - изобретение с древней историей, современные производители сумели модернизировать его, увеличив КПД и приспособив под разные виды топлива. Так, выделяют три основных (работающих на горючем) вида котлов - твердотопливные, газовые, на жидком топливе. Несколько выбивающиеся из этой классификации электрокотлы, а также комбинированные, или многотопливные - совмещают в себе качества сразу двух-трёх разновидностей.

Твердотопливные котлы

Интересна тенденция возвращения к традициям прошлого и активного использования твёрдого топлива: от обычных дров и угля до специальных пеллетов (гранул, спрессованных из побочных продуктов деревообработки) и торфяных брикетов.

Твердотопливные котлы делятся по типу топлива на:

Классические без проблем «принимают» любую разновидность твёрдого топлива, максимально надёжны и просты (по сути, это древнейший генератор тепла в истории человечества), дёшевы. Из недостатков: «капризность» по отношению к влажному топливу, невысокий КПД, невозможность регулировки температуры теплоносителя.

Пеллетный котёл - это устройство отопления, работающее на отходах древесины, спрессованных в маленькие гранулы. Выделяются высоким КПД, продолжительной работой на одной загрузке, крайне удобной системой загрузки пеллетов (засыпаются из мешка или пакета), возможностью настройки котла. Единственный существенный недостаток - достаточно дорогие гранулы для отопления цена которых колеблется от 6900 до 7700 рублей за тонну, в зависимости от зольности и теплотворности.

Следующий тип - котлы отопления пиролизные, работающие на пиролизном газе, извлекаемом из древесины. Топливо в таком котле медленно тлеет, а не сгорает, благодаря чему отдаёт заметно больше тепла. Достоинства: высокие КПД и надёжность, регулировка теплоотдачи, до полусуток работы без повторной загрузки. Единственный недостаток - потребность в подключении к электросети, из-за чего во время перебоев с подачей электроэнергии дом может остаться без тепла.

Стандартные котлы длительного горения загружаются любыми видами твёрдого топлива, за исключением древесины: кокс, бурый и каменный уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Существует другая разновидность, разработанная специально для работы на дровах и несколько отличающаяся устройством. Преимущества: работа до пяти суток на нефтепродуктах и до двух суток при загрузке древесиной. Недостатки: относительно невысокий КПД, потребность в постоянной чистке.

Газовые котлы

Магистральный газ - наиболее экономичный из всех видов топлива, а котлы, на нём работающие, считаются самыми удобными в использовании и обслуживании. Объясняется это их полностью автоматизированной работой и абсолютной безопасностью, за что отвечает множество датчиков и контроллеров. Недостатков как таковых не имеют, хотя и нуждаются в наличии газовой магистрали или постоянной доставке новых баллонов.

Котлы на жидком топливе

Нельзя сказать, что такие системы отопления инновационные, однако они стабильно востребованы на протяжении десятилетий и поэтому достойны упоминания. Главные виды жидкого горючего: дизельное топливо и сжиженная пропан-бутановая смесь. Преимущества перед твердотопливными: почти полная автоматизация работы. Недостатки: крайне высокая стоимость отопления, уступающая лишь электричеству.

Электрическое отопление

Отличается широчайшим многообразием отопительных систем и отдельных приборов. Это и электроконвекторы (которые в свою очередь бывают внутрипольными, напольными и настенными), и электрокотлы, и тепловентиляторы, и инфракрасные обогреватели, и масляные радиаторы, и тепловые пушки, и всем известный тёплый пол. Их общий и пока непреодолимый недостаток - крайне высокая стоимость отопления. Самыми экономичными из них считаются инфракрасные радиаторы и тёплые полы.

Тепловые насосы

Эти системы отопления современные в полном смысле слова, несмотря на то, что появились ещё в 80-е годы. Тогда они были доступны лишь зажиточным людям, но теперь многие приноровились собирать их вручную, благодаря чему медленно, но верно завоёвывают популярность. Очень упрощённо принцип их работы заключается в извлечении тепла из воздуха, воды или земли снаружи дома и переносе его в дом, где тепло передаётся или непосредственно в воздух, или сначала в теплоноситель - воду.

Гелиосистемы

Ещё одна развивающаяся быстрыми темпами технология -гелиосистемы отопления, более известные под названием солнечных батарей.

Преимущества:

Недостатки:

Тепловые панели

Представляют собой тонкие прямоугольные (как правило) пластины, закрепляющиеся на стене. Тыльная сторона такой пластины покрыта теплоаккумулирующим веществом, способным нагреваться до 90 градусов и получающим тепло от нагревательного элемента. Энергопотребление составляет всего 50 Ватт на 1 квадратный метр, в отличие от устаревших электрокаминов, требующих по меньшей мере 100 Ватт на ту же площадь. Обогрев происходит за счёт конвекционного эффекта.

Кроме экономичности тепловые панели отличаются:

Недостаток лишь один - тепловые панели становятся нерентабельными весной и ранней осенью, когда жилище нуждается лишь в небольшом обогреве с вечера по утро.

Монолитные кварцевые модули

Уникальная разработка С. Саркисяна - кандидата технических наук. Внешне пластины очень похожи на тепловые панели, однако принцип их действия основан на высокой теплоёмкости кварцевого песка. Нагревательный элемент передаёт песку тепловую энергию, после чего он продолжает обогревать жилище, даже когда устройство отключено от сети. Экономия, как и в случае с тепловыми панелями, составляет 50% от затрат на стандартные электрообогреватели.

ПЛЭН - плёночные лучистые электрические нагреватели

У этой инновационной системы отопления устройство столь же просто, сколь и гениально: кабель питания, нагревательные элементы, диэлектрическая плёнка и отражающий экран. Обогреватель закрепляется на потолке, а производимое им ИК-излучение нагревает располагающиеся ниже предметы. Те в свою очередь передают тепло воздуху.

Главные достоинства ПЛЭН:

Тепловые гидродинамические насосы

Эти устройства, также известные как кавитационные теплогенераторы систем отопления, вырабатывают тепло за счёт нагрева теплоносителя по принципу кавитации.

Теплоноситель в таком насосе вращается в специальном активаторе.

На местах разрыва целостной массы жидкости в результате мгновенного снижения давления появляются пузырьки-каверны, почти моментально лопающиеся. Это вызывает изменение физико-химических параметров теплоносителя и выделение тепловой энергии.

Интересно, что даже при нынешнем уровне научного и технического развития процесс кавитационной выработки энергии плохо изучен. Внятное объяснение тому, почему прирост энергии больше, чем её затраты, пока не найдено.

Кондиционер как обогреватель

Практически все современные модели кондиционеров оснащены функцией обогрева. Как ни странно, кондиционер обладает втрое большим КПД, нежели стандартные электрообогреватели: 3 кВт тепла из 1 кВт электричества против 0,98 кВт тепла из 1 кВт электричества.

Таким образом, кондиционер для отопления зимой способен на короткое время заменить отключенное отопление или вышедший из строя электрокамин. Однако в силу того, что в кондиционерах для нагрева воздуха не используются ТЭНы, их эффективность падает с каждым градусом температуры за окном. Кроме того, сильный мороз перегружает устройство, и работа в таком режиме способна привести к поломке. Лучшим вариантом будет использование кондиционера в межсезонье.

Конвекторы

Поскольку конвекторная система отопления - понятие чрезвычайно широкое, и почти каждый современный отопительный прибор использует конвекционный эффект, заранее оговоримся, что речь здесь идёт только об отдельных водяных и электроконвекторах. Они представляют собой помещённый в металлический корпус ребристый нагреватель.

Циркулирующий между рёбрами устройства воздух нагревается и поднимается ввысь, а на его место затягиваются воздушные массы, уже успевшие за это время охладиться.

Эта бесконечная циркуляция и называется конвекцией. По источнику тепла конвекторные обогреватели делятся на водяные и электрические, а по месту расположения - на внутрипольные, напольные и настенные. Также любой из них может работать по принципу или естественной конвекции, или принудительной (с вентилятором).

Хотя разновидности конвекторов и особенности каждой из них - тема для отдельной статьи, можно выделить общие преимущества использования этих обогревателей:

Так что же выгоднее в финансовом плане?

В качестве итога к этому разделу сравним стоимость отопления на разных видах топлива: на дровах, пеллетах, каменном угле, дизельном топливе, пропан-бутановой смеси, обычном магистральном газе и электроэнергии. При средних ценах на каждый вид топлива и со среднестатистической длительностью отопительного сезона в 7 месяцев за это время придётся потратить:

Лидер очевиден.

Отопительные приборы

В первую очередь радиаторы отопления современные - это биметаллические и алюминиевые модели. Однако наблюдается стабильный спрос и на стальные, и на чугунные изделия, что обусловлено новым подходом производителей к изготовлению устаревших, казалось бы, отопительных приборов. Опишем вкратце достоинства и недостатки каждого типа.

Алюминиевые

Наиболее популярны на постсоветском пространстве за соотношение цена/качество (дешевле биметаллических, во многом надёжнее стальных и чугунных) .

Преимущества:

1. лучшая среди всех аналогов теплоотдача;
2. дорогие модели выдерживают давление до 20 бар;
3. маленький вес;
4. простейшая установка.

Недостатки: плохая сопротивляемость коррозии, особенно заметная на стыке алюминия с другими металлами;

Биметаллические

Общепризнанно лучший тип радиаторов. Название получили благодаря совмещению в своей конструкции стали (внутренний слой) и алюминия (кожух).

Преимущества:

Недостатки: высокая цена.

Стальные

Плохо подходят для многоэтажных домов и централизованной системы отопления в целом, а все свои лучшие свойства проявляют в частных домах, отлично вписываются в системы отопления производственных помещений на заводах и фабриках. Более подробно о стальных радиаторах отопления можно прочитать .

Преимущества:

1. теплоотдача выше среднего;
2. быстрое начало теплоотдачи;
3. низкая стоимость;
4. эстетичный вид.

Недостатки:

Чугунные

Следует понимать, что радиаторы отопления современные чугунные - это уже не бугристые и неподъёмные пережитки прошлого, «украшавшие» собой почти каждый дом во времена СССР. Современные производители значительно улучшили их внешний вид, сделав почти неотличимыми от биметаллических или алюминиевых моделей. Более того, ширится мода на так называемые , формы и узоры которых привносят в дом атмосферу начала XX века.
Преимущества:

Недостатки: огромный вес и вытекающие из-за этого сложности с установкой (зачастую требуются специальные опоры-ножки).

Система отопления

В большинстве современных загородных домов используется горизонтальная система отопления, главное отличие которой от вертикальных разводок - частичное (реже - полное) отсутствие вертикальных стояков.

В России особенно популярна такая разновидность горизонтальной системы, как однопроводная система отопления (или однотрубная).

Она предполагают естественное, без циркуляционного насоса движение воды. От нагревательного прибора теплоноситель поступает по стояку на второй этаж здания, где распределяется по радиаторам и передающим стоякам.

Циркуляция воды без насоса становится возможной благодаря изменению плотности горячей и холодной воды.

Однотрубная система имеет ряд преимуществ перед двухтрубной:

Система управления

Дополнительные преимущества способен обеспечить контроллер системы отопления - миниатюрное компьютерное устройство, способное:

В состав системы отопления входит несколько ключевых компонентов: котлы, радиаторы, трубы, устройства контроля и безопасности. В совокупности они должны составить эффективную систему передачи тепла от нагретого теплоносителя воздуху в помещении. Эту функцию выполняют отопительные приборы систем отопления: газовые, электрические. В чем их особенность и как правильно выбрать оптимальную модель для конкретного теплоснабжения?

Назначение приборов отопления

В подавляющем большинстве случаев нагрев воздуха в помещениях дома происходит за счет передачи тепла от поверхности нагревательных элементов – радиаторов, батарей. Они могут отличаться конструктивно, иметь различный дизайн и способ поднятия температуры на поверхности. Так, стальные приборы отопления Kermi предназначены для комплектации водяной системы.

Однако несмотря на все многообразие типов можно выделить несколько ключевых особенностей этих элементов теплоснабжения. Все виды нагревательных приборов системы отопления можно классифицировать по следующим признакам:

• Используемый теплоноситель – горячая вода, электрический или газовый нагревательный элемент;
• Материал изготовления : сталь, чугун, алюминий или биметаллическая конструкция;
• Эксплуатационные качества : номинальная мощность, размеры, способ монтажа и возможность регулировки интенсивности нагрева.

Выбор определенного типа напрямую зависит от конкретной схемы теплоснабжения. Биметаллические приборы отопления устанавливаются для водяной системы. В редких случаях – при использовании в качестве теплоносителя горячего пара. Неправильный выбор может заметно снизить эффективность работы отопления. Поэтому нужно рассмотреть особенности конструкции и технические качества, которыми обладают приборы для отопления помещений.

Независимо от вида радиатора или любого другого нагревательного отопительного прибора он должен гармонично сочетаться с общим интерьером помещения. Важно обращать внимание на дизайн конструкции.

Виды устройств для водяного отопления

Наибольший ассортимент имеют отопительные приборы систем водяного отопления. Это объясняется высокой эффективностью работы подобных схем теплоснабжения, а также оптимальными затратами на обслуживание.

Все приборы отопления для дома этого типа имеют схожую конструкцию. Внутри располагаются каналы, по которым протекает теплоноситель. Тепло от него передается на поверхность радиатора (батареи) и затем с помощью естественной конвекции воздуху в помещении.

Главным отличием, которым характеризуются конвекторные приборы отопления, является материал изготовления. Именно он во многом определяет конструкцию нагревательного элемента. В настоящее время есть 4 вида радиаторов:

• Чугунные;
• Алюминиевые и биметаллические;
• Стальные.

Каждый из них имеет ряд функциональных и эксплуатационных особенностей. Они выбираются в зависимости от расчетных показателей – каждый тип отопительного прибора систем водяного отопления должен соответствовать характеристикам теплоснабжения.

Немаловажным фактором является вид используемого теплоносителя. Для многих биметаллических приборов отопления запрещено применение антифризов.

Чугунные батареи

Это одни из первых нагревательных компонентов, которые использовались в системах отопления. Выбор материала изготовления обусловлен относительной дешевизной, а главное – большой теплоемкостью чугуна.

Данный вид нагревательного прибора для системы отопления в настоящее время не особо популярен. Причиной этому является самый низкий коэффициент теплопроводности. Однако для создания классического интерьера в комнате нередко используются дизайнерские чугунные радиаторы.

Также следует учитывать, что рассматривать их в качестве конвекторных приборов отопления будет нецелесообразно. В конструкции не предусмотрены дополнительные пластины, способствующие лучшей циркуляции воздушных масс. Помимо это важно знать такие особенности эксплуатации чугунных радиаторов:

• Большой объем теплоносителя. В среднем этот показатель составляет 1,4 л. Это способствует быстрому остыванию горячей воды, но эффективно для небольшой отопительной системы;
• Чугунные приборы для отопления комнат трудно ремонтировать и разбирать в домашних условиях;
• Большая инертность нагрева. Повышение температуры на поверхности происходит намного медленнее, чем у электрических приборов отопления.

Несмотря на это во многих домах старого типа этот вид радиаторов до сих пор установлен. Замена выполняется только самими жильцами за свой счет.

Чугунные радиаторы необходимо прочищать от скопившейся грязи и известкового налета минимум 1 раз в 3 года.

Стальные и биметаллические отопительные приборы

На смену чугунным конструкциям пришли современные стальные и биметаллические отопительные приборы. Их основным отличием от вышерассмотренных моделей является относительно небольшой канал для теплоносителя.

Однако это никак не сказывается на уменьшении теплоотдачи. Благодаря применяемым современным материалам с высоким коэффициентом теплопередачи, при установке отопительных приборов Kermi значительно снижается инертность всей системы. Кроме этого фактора следует учитывать и другие особенности эксплуатации стальных и биметаллических радиаторов для водяного теплоснабжения:

• Наличие конвекционных панелей для улучшения циркуляции воздуха по поверхности радиатора;
• Возможность установки приборов регулировки и учета тепла;
• Доступная стоимость и простой монтаж, который можно сделать самостоятельно.

Однако при этих положительных качествах нужно знать специфику эксплуатации конкретной модели стального или биметаллического радиатора. Прежде всего – это требования к составу теплоносителя.

При выборе батареи следует уточнить – является она разборной или нет. Это поможет самостоятельно регулировать количество секций в конкретном приборе отопления.

Приборы электрического отопления

Если установка полноценного водяного теплоснабжения нецелесообразна или невозможна – монтируют электронагревательные приборы для отопления. Они отличаются от традиционных автономностью работы и компактностью. Кроме этого есть несколько типов электроприборов, у которых различный принцип генерирования тепла. Главным недостатком электрического отопления являются высокие расходы на энергоноситель. Для минимизации этого необходимы современные приборы учета на отопление – многотарифные электросчетчики. Вечером и ночью действуют льготные тарифы на потребление электроэнергии.

Электропроводка в доме должна быть адаптирована к максимальным нагрузкам от электронагревательных приборов для отопления.

Нагревательные конвекторы

Если в доме или квартире нет автономного (централизованного) отопления чаще всего устанавливают электрические нагревательные приборы. Внешне они схожи со стандартными радиаторами, но имеют существенные различия в конструкции.

Практически все электрические приборы отопления используются в качестве нагревательного элемента ТЭНы. Внутри располагается элемент с высоким показателем электрического сопротивления. При прохождении через него тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Для большей эффективности ТЭНы соединяются с теплообменными пластинами из стали или алюминиевого сплава.

Существует несколько типов электрических приборов отопления для дома:

• Конвекционные . Конструкция рассчитана на относительно быстрый нагрев воздуха в комнате за счет движения потоков через специальные щели, расположенные вверху и внизу конструкции;
• Масляные . Для увеличения площади горячей поверхности вовнутрь радиатора заполняется жидкостью с высоким показателем энергоемкости. Повышение температуры происходит намного медленнее, чем у вышеописанных. Однако даже после выключения электронагревательного отопительного прибора его поверхность некоторое время остается горячей.

Практически во всех моделях установлены современные системы управления. Обязательным элементом является электронный термостат, который имеет датчик температуры для автоматической регулировки нагрева конвектора. Так же не осталась без внимания безопасность эксплуатации. При опрокидывании прибора активируется автоматический выключатель. Есть специальные модели нагревательных радиаторов, предназначенные для работы во влажных помещениях – ванных комнатах, кухнях. Они имеют влагостойкий корпус.

Однако для теплоснабжения большого дома электрические конвекторные радиаторы отопления устанавливать нецелесообразно из-за больших расходов электроэнергии. В этом случае лучше всего монтировать более экономное отопление ПЛЭН или ИК обогреватели.

Если суммарная мощность электрических конвекторов будет превышать 9 кВт – потребуется подключение трехфазной электросети с напряжением 380 В.

Инфракрасное отопление дома

Для повышения эффективности поддержания комфортной температуры в помещении устанавливают электрические отопительные приборы, излучающие тепловые волны в ИК диапазоне. Их принцип работы заключается не в нагреве воздуха, а поверхности предметов, попавших в зону действия.

Несомненным плюсом такой методики является уменьшение затрат на электроснабжение. Это объясняется тем, что потребление ИК обогревателей на 20-30% меньше, чем у аналогичных моделей с ТЭНами.

В настоящее время существует 2 типа нагревательных приборов отопительной системы, работающие в ИК диапазоне:

• Пленочные обогреватели . На поверхности полимерной пленки нанесены резисторные проводники, которые излучают инфракрасные волны при прохождении по ним электрического тока. Могут монтироваться как в качестве теплого пола, так и на потолок комнаты – ПЛЭН;
• Карбоновые обогреватели . В специальной герметичной стеклянной колбе помещена карбоновая спираль. При включении устройства она генерирует ИК волны, которые нагревают предметы. Для эффективности подобные устройства снабжены отражателем из нержавеющего металла или алюминия.

Примечательно, что последний вид приборов для отопления комнат может быть установлен в любом месте помещения. Нередко их используют для поддержания нормальной температуры вне дома в определенной зоне.

Однако для данных ИК приборов отопления частного дома есть ряд ограничений по применению. Прежде всего – нельзя закрывать поверхность пленки. Это может привести к перегреву и выходу из строя.

Газовый нагрев воздуха в комнате

Анализируя эффективность работы вышеописанных приборов остается актуальным вопрос о снижении затрат на теплоснабжение. Поэтому в качестве их альтернативы рекомендуется рассмотреть газовые приборы отопления. К ним относят не только традиционные котлы, но и другие, не менее продуктивные конструкции.

Самым простым типов этого вида нагревателей считается газовый конвектор. Он может быть подсоединен как к магистральному газу, так и к баллону со сжиженным. Горелка располагается в корпусе, который не контактирует с воздухом в комнате. Подача кислорода для поддержания процесса горения происходит через двухканальную трубу. Через нее же удаляется угарный газ.

Если же необходима мобильная модель радиатора – особый интерес представляют католические газовые приборы отопления. У них несколько иной принцип работы. Газ поступает из матрицы небольших форсунок на керамическую поверхность где и воспламеняется. В результате происходит каталитическая реакция, которая и является главным источником тепла.

Что нужно учитывать при выборе газового нагревателя?

• Обязательно соблюдение правил безопасности. Прежде чем выполнить подключение устройства к газовой магистрали необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации;
• Организация отвода угарных газов. Самое распространенное следствие неисправной работы обогревателя – превышение уровня СО2 в помещении;
• Периодическая очистка форсунок от скопившейся сажи.

Нужно помнить, что все приборы отопления должны быть адаптированы к конкретным условиям эксплуатации. В первую очередь это относится к правилам техники безопасности и соблюдению режима работы.

В видеоматериале можно посмотреть пример изготовления ИК обогревателя своими руками:

Отопительные приборы можно смело назвать венцом всей любой отопительной системы. Без них любое водяное отопление теряет всякий практический смысл. В этой статье мы расскажем о том, как классифицируются и какие преимущества имеют самые распространенные типы отопительных приборов. Итак, начнем!

Первый вид классификации - по способу передачи тепла.

Различают 3 способа передачи тепла от отопительного прибора окружающей среде:

• излучением (радиационный),
• конвекцией (прямой нагрев воздуха)
• радиационно-конвективным (комбинированный) способом.

Передача тепла посредством излучения. Также называют лучистой теплопередачей. Любое нагретое тело испускает инфракрасные (радиационные) лучи, которые двигаясь перпендикулярно поверхности излучения, повышают температуру тел на которые падают, не повышая при этом температуры воздуха. Далее, тела которые принимают радиационное излучение, сами становятся теплее и начинают продуцировать инфракрасные лучи, нагревая окружающие предметы. И так происходит по кругу. При этом температура в разных точках помещения остается одинаковой. Интересен тот факт, что радиационное (инфракрасное) излучение воспринимается нашим телом как тепло и совсем не вредит нашему организму, оказывая на него, по словам медиков, даже положительные воздействия. Радиационными отопительным приборами (радиаторами) условились считать те приборы, которые предают в окружающую среду больше 50% тепла лучистым путем. К таким приборам относятся разного рода инфракрасные обогреватели, «теплые полы», секционные чугунные и трубчатые радиаторы, отдельные модели панельных радиаторов и стеновые панели.

Передача тепла конвекцией. Конвективный способ теплопередачи выглядит совершенно иначе. Воздух прогревается от соприкосновения с более горячими поверхностями конвекционных отопительных приборов (конвекторов). Нагретый объем воздуха поднимается к потолку помещения за счет того что становится легче более холодных воздушных масс. Следующий объем воздуха поднимается к потолку вслед за первым и так далее. Таким образом, мы имеем постоянную круговую циркуляцию воздушных масс «от радиатора к потолку» и «от пола к радиатору». В результате возникает чувство, знакомое обитателям помещений обогреваемых конвектором - на уровне головы воздух может быть теплым, а в ногах ощущается чувство холода. Конвективными приборами принято называть отопительные приборы, осуществляющие конвекцией не менее чем 75% тепла от общего объема. К конвекторам относят трубчатые и пластинчатые конвекторы, ребристые трубы и стальные панельные обогреватели.Радиационно-конвективный способ теплопередачи.

Радиационно-конвективный или комбинированный способ теплопередачи включает в себя оба вида передачи тепла, описанных выше. Ими обладают приборы, отдающие в окружающую среду тепло конвективным способом на 50-75% от общего количества осуществляемой теплопередачи. К радиационно-конвективным отопительным приборам причисляют панельные, а также секционные радиаторы, напольные панели, гладкотрубные приборы.

Второй вид классификации - по материалу, из которого изготовлены отопительные приборы.

Здесь мы имеем дело с 3 группами материалов:

• металлы,
• неметаллы,
• комбинированные.

К металлическим обогревателям относятся обогреватели из стали, чугуна, алюминия или меди, а также возможные комбинации двух из перечисленных металлов (биметаллические приборы отопления).

Неметаллические отопительные приборы - редкое явление на рынке бытовых отопительных товаров. При производстве таких приборов почти всегда используют стекло.

К классу комбинированных приборов отопления стандартно относят панельные радиаторы (состоят из внешнего бетонного или керамического изоляционного слоя и внутреннего металлического - стальных или чугунных нагревательных элементов) и конвекторы (трубы из металла с ребрами, находящиеся в дополнительном металлическом кожухе).

Третий способ разделения отопительных приборов - по степени тепловой инерционности.

В данном случае тепловой инерцией называется остаточная передача тепла помещению после отключения отопительного прибора. Тепловая инерция может быть малой или большой (в зависимости от диаметра труб и конкретных типов отопительных приборов).

Последний способ классификации тепловых приборов - по его линейным размерам (имеются в виду высота и глубина).

Поскольку размеры зачастую зависят от конкретной модели и местных требований по отоплению помещения, описывать данный способ классификации не имеет смысла.

Заключение

В настоящей статье были рассмотрены некоторые из понятий, описывающих как работает теплопередача. Помимо того, были приведены стандартные способы классификации основных типов отопительных приборов, присутствующих на отечественном рынке отопительного оборудования. Надеемся, Вы нашли в этой статье что-то интересное для себя. Рады быть полезными!

Если Вы хотите узнать больше о характеристиках основных видов отопительных приборов - настоятельно рекомендуем прочитать цикл статей «Главное об отопительных приборах» на нашем сайте!

Виды отопительных приборов определяются их конструкцией, обусловливающей способ передачи тепла (преобладать может конвективный или радиационный теплообмен) от внешней поверхности приборов в помещение. Существует шесть основных видов отопительных приборов, радиаторы, панели, конвекторы, ребристые трубы, гладкотрубные приборы и калориферы.

По характеру внешней поверхности отопительные приборы могут быть с гладкой (радиаторы, панели, гладкотрубные приборы - Приложение 9, А) и ребристой поверхностью (конвекторы, ребристые трубы, калориферы - Приложение 9, Б).

По материалу, из которого изготовляются отопительные приборы, различают металлические, комбинированные и неметаллические приборы.

Металлические приборы выполняют чугунными (из серого литейного чугуна) и стальными (из листовой стали и стальных труб).

В комбинированных приборах используют бетонный или керамический массив, в котором заделаны стальные или чугунные греющие элементы (отопительные панели), или оребренные стальные трубы, помещенные в неметаллический (асбестоцементный) кожух (конвекторы).

Неметаллические приборы представляют собой бетонные панели с заделанными стеклянными или пластмассовыми трубами или с пустотами вообще без труб, а также фарфоровые и керамические радиаторы.

По высоте все отопительные приборы можно подразделить на высокие (высотой более 600 мм), средние (400-600 мм) и низкие (<400 мм). Низкие приборы высотой менее 200 мм называются плинтусными.

В основном, выбор типа отопительного прибора зависит от финансовых возможностей, от необходимых технических качеств отопительного прибора, от качественности товара. Немалую роль при выборе отопительного оборудования является его тип, способ установки и условия в котором ему необходимо будет функционировать, а также и его внешний вид (Приложение 9, В).

Радиаторы чугунные секционные - широко применяемые отопительные приборы - отливаются из серого чугуна в виде отдельных секций и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения секций на ниппелях с прокладками из термостойкой резины. Основные достоинства чугунных секционных радиаторов - хорошо отдают тепло и выдерживают относительно высокое давление. Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравлическое сопротивление большинства чугунных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной циркуляцией. Минусы чугунных радиаторов - трудоемкость монтажа, не самый привлекательный внешний вид и большая тепловая инерция.

Радиатор отдает в помещение радиацией около 25% всего количества тепла, передаваемого от теплоносителя, и именуется радиатором лишь по традиции. Панель - прибор конвективно-радиационного типа относительно малой глубины, не имеющий просветов по фронту. Панель передает радиацией несколько большую, чем радиатор, часть теплового потока, однако только потолочная панель может быть отнесена к приборам радиационного типа (отдающим радиацией более 50% всего количества тепла). Отопительная панель может иметь гладкую, слегка оребренную или волнистою поверхность, колончатые или змеевиковые каналы для теплоносителя.

Алюминиевые секционные радиаторы, имеют очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн. К недостаткам можно отнести то, что они подвержены коррозии, которая усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами.

Биметаллические секционные радиаторы (имеющие алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель), сочетают в себе плюсы алюминиевых радиаторов - высокая теплоотдача, низкая масса, хороший внешний вид и, кроме того, при определенных условиях имеют более высокую коррозийную стойкость и обычно рассчитаны на большее давление в системе отопления. Их основной минус - высокая цена. Благодаря тому, что эти радиаторы способны выдержать большое давление, они могут использоваться в городских квартирах.

Колончатые радиаторы, представляют собой два отдельно изготовленных коллектора (верхний и нижний), связанных между собой вертикальными "колонками".

Конвекторы представляют собой кожух с конструкцией из металлических трубок, на которых имеется оребрение в виде напрессованных или наваренных пластин. Колончатые и панельные приборы, а также конвекторы производятся в видетипоразмерного ряда, что позволяет выбрать модель с оптимальными (для конкретного помещения) мощностными характеристиками.

Стальные панельные радиаторы, наиболее часто используются при индивидуальном отоплении. Стальные панельные радиаторы обладают небольшой тепловой инерцией, а значит, с их помощью легче осуществлять автоматическое регулирование температуры в помещении. Такое широкое распространение они получили благодаря сравнительно невысокой стоимости и множеству вариантов по высоте, длине, глубине и тепловой мощности. В соответствии с российскими СНиП давление при испытании приборов отопления должно превышать рабочее в 1,5 раза, что и происходит перед началом каждого отопительного сезона во время опрессовки систем отопления.

Современные отопительные приборы, предназначенные для установки в ванных комнатах и прихожих, являются самыми многочисленными по количеству предлагаемых моделей, размеров, цветов и их сочетаний.

Для помещений с особыми требованиями к чистоте воздуха, например, больничных палат, предлагаются радиаторы с возможностью их легкой очистки от пыли, представляющие собой параллельные панели сосвободным пространством между ними. Существуют также приборы, крепления и подключение к системе отопления которых позволяют откинуть от стены действующий радиатор для очистки от пыли его задней стенки.

Правильный выбор, грамотное проектирование и качественный монтаж системы отопления – залог тепла и уюта в доме в течение всего отопительного сезона. Обогрев должен быть качественным, надежным, безопасным, экономичным. Чтобы правильно подобрать систему отопления, необходимо ознакомиться с их видами, особенностями монтажа и работы нагревательных приборов. Важно также учитывать доступность и стоимость топлива.

Типы современных систем отопления

Системой отопления называют комплекс элементов, используемых для обогрева помещения: источник тепла, трубопроводы, нагревательные приборы. Тепло передается с помощью теплоносителя – жидкой или газообразной среды: воды, воздуха, пара, продуктов сгорания топлива, антифриза.

Системы отопления зданий необходимо подбирать так, чтобы добиться максимально качественного обогрева с сохранением комфортной для человека влажности воздуха. В зависимости от вида теплоносителя различают такие системы:

• воздушные;
• водяные;
• паровые;
• электрические;
• комбинированные (смешанные).

Нагревательные приборы системы отопления бывают:

• конвективные;
• лучистые;
• комбинированные (конвективно-лучистые).

Схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией

В качестве источника тепла могут использоваться:

• уголь;
• дрова;
• электричество;
• брикеты – торфяные или дровяные;
• энергия солнца или других альтернативных источников.

Воздух нагревается непосредственно от источника тепла без использования промежуточного жидкого или газообразного теплоносителя. Системы применяют для обогрева частных домов небольшой площади (до 100 м.кв.). Установка отопления этого типа возможна как при возведении здания, так и при реконструкции уже существующего. В качестве источника тепла служит котел, ТЭН или газовая горелка. Особенность системы заключается в том, что она является не только отопительной, но и вентиляционной, поскольку нагревается внутренний воздух в помещении и свежий, поступающий снаружи. Воздушные потоки поступают через специальную заборную решетку, фильтруются, нагреваются в теплообменнике, после чего проходят через воздуховоды и распределяются в помещении.

Регулировка температуры и степени вентиляции осуществляется с помощью термостатов. Современные термостаты позволяют заранее задавать программу изменений температуры в зависимости от времени суток. Системы функционируют и в режиме кондиционирования. В этом случае воздушные потоки направляются через охладители. Если нет необходимости в обогреве или охлаждении помещения, система работает как вентиляционная.

Схема устройства воздушного отопления в частном доме

Установка воздушного отопления обходится относительно дорого, но его преимущество в том, что нет необходимости прогревать промежуточный теплоноситель и радиаторы, за счет чего экономия топлива составляет не менее 15%.

Система не замерзает, быстро реагирует на изменения температурного режима и прогревает помещения. Благодаря фильтрам воздух в помещения поступает уже очищенным, что снижает количество болезнетворных бактерий и способствует созданию оптимальных условий для поддержания здоровья проживающих в доме людей.

Недостаток воздушного отопления – пересушивание воздуха, выжигание кислорода. Проблема легко решается, если установить специальный увлажнитель. Система может быть усовершенствована с целью экономии и создания более комфортного микроклимата. Так, рекуператор подогревает поступающий воздух, за счет выводимого наружу. Это позволяет сократить энергозатраты на его подогрев.

Возможна дополнительная очистка и дезинфекция воздуха. Для этого, помимо механического фильтра, входящего в комплектацию, устанавливают электростатические фильтры тонкой очистки и ультрафиолетовые лампы.

Воздушное отопление с дополнительными приборами

Водяное отопление

Это замкнутая система отопления, в качестве теплоносителя в ней используется вода или антифриз. Вода подается по трубам от источника тепла к радиаторам отопления. В централизованных системах температура регулируется на тепловом пункте, а в индивидуальных – автоматически (с помощью термостатов) или вручную (кранами).

Виды водяных систем

В зависимости от типа присоединения нагревательных приборов системы делят на:

• однотрубные,
• двухтрубные,
• бифилярные (двухтопочные).

По способу разводки различают:

• верхнюю;
• нижнюю;
• вертикальную;
• горизонтальную системы отопления.

В однотрубных системах подключение отопительных приборов последовательное. Чтобы компенсировать потерю тепла, которая происходит при последовательном прохождении воды из одного радиатора в другой, применяют отопительные приборы с различной поверхностью теплоотдачи. Например, могут быть использованы чугунные батареи с большим количеством секций. В двухтрубных применяют схему параллельного подключения, что позволяет устанавливать одинаковые радиаторы.

Гидравлический режим может быть постоянным и изменяемым. В бифилярных системах отопительные приборы соединены последовательно, как в однотрубных, но условия теплопередачи радиаторов такие же, как в двухтрубных. В качестве отопительных приборов используются конвекторы, стальные или чугунные радиаторы.

Схема двухтрубного водяного отопления загородного дома

Преимущества и недостатки

Водяной обогрев широко распространен благодаря доступности теплоносителя. Еще одно преимущество – возможность обустроить систему отопления своими руками, что немаловажно для наших соотечественников, привыкших полагаться только на собственные силы. Впрочем, если бюджет позволяет не экономить, проектирование и монтаж отопления лучше доверить специалистам.

Это избавит от многих проблем в будущем – протечек, прорывов и т.п. Недостатки – замерзание системы при отключении, длительное время прогрева помещений. Особые требования предъявляют к теплоносителю. Вода в системах должна быть без посторонних примесей, с минимальным содержанием солей.

Для разогрева теплоносителя может использоваться котел любого типа: на твердом, жидком топливе, газе или электричестве. Чаще всего используют газовые котлы, что предполагает подключение к магистрали. Если такой возможности нет, то обычно устанавливают твердотопливные котлы. Они более экономичны, чем конструкции, работающие на электричестве или жидком топливе.

Обратите внимание! Специалисты рекомендуют подбирать котел из расчета мощности 1 кВт на 10 м.кв. Эти показатели – ориентировочные. Если высота потолков более 3 м, в доме большие окна, есть дополнительные потребители или помещения недостаточно хорошо теплоизолированы, все эти нюансы обязательно нужно учесть в расчетах.

Закрытая система отопления дома

В соответствии со СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», использование паровых систем запрещено в жилых и общественных зданиях. Причина – небезопасность этого вида обогрева помещений. Отопительные приборы разогреваются почти до 100°C, что может стать причиной ожогов.

Монтаж сложный, требует навыков и специальных знаний, при эксплуатации возникают сложности с регулированием теплоотдачи, при заполнении системы паром возможен шум. На сегодня паровое отопление используют ограничено: в производственных и нежилых помещениях, в пешеходных переходах, тепловых пунктах. Его преимущества – относительная дешевизна, низкая инерционность, компактность отопительных элементов, высокая теплоотдача, отсутствие теплопотерь. Все это обусловило популярность парового обогрева до середины ХХ века, позже его вытеснило водяное. Однако на предприятиях, где пар используют для производственных нужд, он все еще широко применяется и для обогрева помещений.

Котел для парового отопления

Электрическое отопление

Это надежный и наиболее простой в эксплуатации вид отопления. Если площадь дома не более 100 м, электричество – неплохой вариант, однако обогрев большей площади экономически не выгоден.

Электрическое отопление может использоваться как дополнительное на случай отключения или ремонта основной системы. Также это хорошее решение для загородных домов, в которых владельцы проживают лишь периодически. Как дополнительные источники тепла применяются электрические тепловентиляторы, инфракрасные и масляные обогреватели.

В качестве отопительных приборов используются конвекторы, электрокамины, электрокотлы, силовые кабели теплого пола. Каждый тип имеет свои ограничения. Так, конвекторы неравномерно прогревают помещения. Электрокамины больше пригодны в качестве декоративного элемента, а работа электрокотлов требует значительных энергозатрат. Теплый пол монтируют с заблаговременным учетом плана расстановки мебели, потому что при ее перемещении возможно повреждение силового кабеля.

Схема традиционного и электрического отопления зданий

Инновационные системы отопления

Отдельно следует упомянуть об инновационных системах отопления, приобретающих все большую популярность. Наиболее распространены:

• инфракрасные полы;
• тепловые насосы;
• солнечные коллекторы.

Инфракрасные полы

Эти системы обогрева лишь недавно появились на рынке, но уже стали довольно популярными благодаря эффективности и большей экономичности, чем привычное электрическое отопление. Теплые полы работают от электросети, их устанавливают в стяжку или плиточный клей. Нагревательные элементы (карбон, графит) излучают волны инфракрасного спектра, которые проходят через напольное покрытие, разогревают тела людей и предметы, от них в свою очередь нагревается воздух.

Саморегулирующиеся карбоновые маты и пленку можно монтировать под ножками мебели, не боясь повреждений. «Умные» полы регулируют температуру благодаря особому свойству нагревательных элементов: при перегреве расстояние между частицами увеличивается, растет сопротивление – и температура снижается. Энергозатраты относительно невелики. При включении инфракрасных полов потребляемая мощность составляет порядка 116 Ватт на метр погонный, после прогрева снижается до 87 Ватт. Контроль за температурой обеспечивается за счет термогуляторов, что снижает затраты энергии на 15-30%.

Инфракрасные карбоновые маты удобны, надежны, экономичны, просты в монтаже

Тепловые насосы

Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.

Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.

Принцип работы теплового насоса

Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.

Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.

Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева

Солнечные коллекторы

Солнечные установки представляют собой системы для сбора тепловой энергии Солнца и передачи ее теплоносителю

В качестве теплоносителя может быть использованы вода, масло или антифриз. В конструкции предусмотрены дополнительные электрические нагреватели, которые включаются, если КПД солнечной установки снижается. Существует два основных типа коллекторов – плоские и вакуумные. В плоских установлен абсорбер с прозрачным покрытием и теплоизоляцией. В вакуумных это покрытие многослойное, в герметично закрытых коллекторах создается вакуум. Это позволяет нагревать теплоноситель до 250-300 градусов, в то время как плоские установки способны нагреть его лишь до 200 градусов. К преимуществам установок следует отнести простоту монтажа, небольшую массу, потенциально высокую эффективность.

Впрочем, есть одно «но»: эффективность работы солнечного коллектора слишком сильно зависит от разности температур.

Солнечный коллектор в системе горячего водоснабжения и отопления дома Сравнение систем отопления показывает, что не существует идеального способа обогрева

Наши соотечественники по-прежнему чаще всего отдают предпочтение водяному отоплению. Обычно сомнения возникают лишь в том, какой конкретно источник тепла выбрать, как лучше осуществить подключение котла к системе отопления и т.п. И все же готовых рецептов, подходящих абсолютно всем, не существует. Необходимо тщательно взвесить плюсы и минусы, учесть особенности здания, для которого подбирается система. Если есть сомнения, следует проконсультироваться со специалистом.

Видео: виды систем отопления