Как работает отопление

Принцип работы отопления в частном доме

От работы системы отопления зависит то, насколько хорошо будет прогреваться помещение и какой в нем будет микроклимат. Организовать обогрев здания можно несколькими способами. В зависимости от вида топлива могут применяться газовые, электрические, твердотопливные и некоторые другие разновидности котлов. Отопление бывает водяным, воздушным, паровым, печным. Каждое из них имеет свои особенности отопления дома, преимущества и недостатки.

Для того чтобы в доме было тепло и уютно, важно подобрать нужную схему обустройства отопительной системы. А перед этим необходимо понять, как работает отопление частного дома.

Основной принцип работы отопления частного дома

Отопительная система частного дома имеет замкнутую конструкцию. Простейшая схема разводки представляет собой кольцо из труб, а также ряда важных элементов (котел, трубы, радиаторы).

Принцип работы отопления частного дома довольно простой:

  • В нагревательном котле циркулирует теплоноситель, в роли которого чаще всего выступает водопроводная вода.
  • Нагретая вода поступает по трубам в радиаторы, прочие приборы отопления.
  • Отопительные приборы обеспечивают обогрев помещения.
  • Теплоноситель отдает свою энергию, возвращаясь затем в котел для нагрева.

Такой цикл повторяется снова и снова, обеспечивая беспрерывный обогрев всего жилого дома.

Разновидности схем отопления

Особенности отопления дома зависят от схемы. Можно выделить следующие схемы отопления:

    Принцип работы отопления в частном доме
  • Самотечная. Вода естественно циркулирует по трубам. Горячая вода двигается из котла вверх к батареям, откуда исходит тепло в помещения и возвращается назад в трубопровод. Для монтажа отопительной системы не нужен дополнительный насос. Самотечная схема отопления обычно используется в одноэтажных зданиях. Она равномерно распределяет тепло по дому, не зависит от электроэнергии и отличается устойчивым действием.
  • Насосная. Вода циркулирует специальным насосом. Трубы монтируются в разных местах, могут изготавливаться из различных материалов. Используется мембранный закрытый расширительный бак, который обычно монтируется возле котла. Применяется для обустройства отопления двухэтажных частных домов.

Схемы отопления могут быть открытыми и закрытыми, однотрубными и двухтрубными. Для успешной работы отопительной системы необходимо подобрать правильное оборудование и установить его с учетом всех особенностей отопления дома.

Схема отопления теплыми полами

Такой принцип работы отопления частного дома, как теплый пол, с каждым годом пользуется все большей популярностью. Система теплого пола – это сеть трубопроводов, нагревающихся от любых источников тепла. Горизонтальное тепловое излучение поддерживает высокую температуру внизу и комфортно понижает ее вверху. В северных районах теплый пол сочетается с радиаторным отоплением.

Как работает отопление частного дома различного типа

То, как работает отопление частного дома, зависит от типа отопительной системы. Наибольшей популярностью сегодня пользуется газовое, водяное и воздушное отопление домов.

Газовое

Газ является одним из самых доступных, качественных и недорогих источников отопления. Газовое отопление бывает магистральным или автономным. В первом случае осуществляется подключение к центральному газопроводу. Для этого дом должен находиться возле него. Наибольшим спросом пользуется автономное отопление.

Газовое оборудование бывает разных видов. Тяга бывает естественной и принудительной. При обустройстве газового отопления с естественной тягой нужно оборудовать эффективную вытяжку. Особенности отопления дома газом заключаются в экологичности, безопасности и экономичности данного метода отопления. Оборудование отличается длительным сроком службы, возможностью регулировки температуры и энергонезависимостью.

Водяное

Одна из популярнейших и простейших отопительных систем, которая имеет вид замкнутой цепи с котлом в роли центрального элемента. Котел генерирует тепло, передавая теплоноситель по трубам к радиатору, после чего он возвращается обратно. В некоторых случаях вместо воды используется антифриз. Топливо бывает разным.

Непрерывный принцип работы отопления частного дома не требует затрат на дополнительный расход воды. Но для обогрева большой площади необходимо много топливных материалов и времени. Котел долго греется, но без дополнительного оборудования недостаточно эффективный.

Воздушное

Принцип работы отопления частного дома данного типа выглядит следующим образом:

  • В специальную установку поступает холодный воздух, который затем нагревается до определенной температуры.
  • Нагретый воздух по воздуховодам распределяется по комнатам.
  • Поступающий воздух смешивается с комнатным, обеспечивая комфортную температуру.
  • Совершая обратный цикл, остывший воздух идет в возвратные воздуховоды, а затем поступает назад в нагреватель.
  • При достижении заданной температуры в комнате генератор автоматически отключается. Как только помещении остывает – он снова включается в работу.

Благодаря такому принципу работы отопления частного дома затрачивается небольшое количество ресурсов, обслуживание обходится гораздо дешевле.

Современные отопительные системы работают очень эффективно и долговечно, отлично вписываются в любой дизайн интерьера и не нуждаются в больших затратах. Но для того чтобы их работа была максимально эффективной, нужно правильно обустроить систему отопления с учетом множества особенностей и нюансов. Лучше всего доверить это опытным специалистам.

Разновидности устройства системы отопления: особенности эксплуатации без потерь тепла

Вы просматриваете раздел Компоненты системы, расположенный в большом разделе Отопление.

фото 1

Система отопления представляет собой совокупность приборов, трубопроводов, регулирующей арматуры и технических деталей, которые предназначены для выработки и переноса тепловой энергии в отапливаемое помещение частного дома.

Отопительные системы классифицируют по источникам энергии, типам и особенностям движения теплоносителей, применяемому оборудованию, схемам монтажа.

Особенности устройства систем отопления: как работает технология?

фото 2

Типы отопительных систем:

  1. Водяные. Самый распространённый и выгодный вариант. Главный элемент схемы — котёл. Прибор нагревает жидкость, она по трубам поступает в радиаторы, которые прогревают воздух в помещениях.
  2. Воздушные. В качестве источников тепла используют калориферы, которые подают тёплый воздух в комнаты. Как первичный отопитель применяется вода или горячий пар.
  3. Электрические. Системы электрообогрева безопасны, автоматизированы, отличаются эффективностью. Недостаток устройства — дороговизна.

У каждой из систем есть собственные плюсы и минусы. При выборе следует ориентироваться на личные потребности, цели, приоритеты. Владельцы частных домов чаще всего обустраивают водяное отопление. Это рациональное решение, позволяющее создать комфортные условия проживания с минимальными затратами.

Популярные источники тепла

В качестве источников энергии используют:

  • Твёрдое топливо. Уголь, дрова, топливные брикеты или пеллеты выгодны, если нет возможности подключиться к магистрали централизованного газоснабжения или установить газгольдер.
  • Природный газ. Пока что это самый дешёвый ресурс. Газовое отопление популярно уже несколько десятилетий. Если правильно рассчитать и качественно смонтировать систему, обогрев будет стабильно работать долгие годы.
  • Сжиженный газ. Автономная газификация — отличный вариант для дома, расположенного вдали от централизованных коммуникаций. К минусам стоит отнести крупные расходы на этапе обустройства.
  • Жидкое топливо. В жилых зданиях нечасто устанавливают котлы, работающие на дизтопливе, но как запасное решение это практичный вариант.
  • Электроэнергия. Часто устанавливают тёплый пол, инфракрасный обогрев. Системы экономичны, но подходят далеко не для всех регионов, поэтому чаще применяются как дополнительные.

фото 3

Фото 1. Укладка инфракрасного теплого пола, работающего на электроэнергии, в помещении частного дома.

  • Альтернативные источники. Есть системы, использующие энергию солнца, ветра, земли. Нагревательное оборудование работает за счёт солнечных батарей, ветрогенераторов или тепловых насосов. «Зелёное» отопление экологично, но слишком дорого.

Важно! При всех достоинствах источников энергии сложно найти альтернативу газовому отоплению. Такие системы дёшевы в эксплуатации и окупаются примерно за 5 лет. В качестве отопительного оборудования устанавливают котлы, радиаторы.

Принцип работы водяного отопления

Система представляет собой замкнутый контур, в котором теплоноситель циркулирует по трубам от котла к радиаторам.

фото 4

Остывая, вода вновь поступает к котлу, и цикл повторяется многократно.

В качестве теплоносителя чаще используют воду, реже — антифриз. Первый вариант выгоднее, а второй — безопаснее, так как системы не размерзнутся в суровые зимы.

Работу отопления регулируют дополнительные приборы, к которым относятся расширительный бак, манометры, предохранительные клапаны, запорная арматура.

Для создания замкнутой цепи используют трубопроводы. При выборе труб необходимо обратить внимание на материал изготовления. Популярные варианты — оцинкованная или нержавеющая сталь, медь, полимеры.

Справка! Чаще выбирают металлопластиковые трубы. Изделия прочны, не подвержены коррозии, долговечны. Внутренние стенки таких трубопроводов гладкие, не зарастают окалиной и накипью, благодаря чему не теряют своих свойств с течением времени.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Циркуляция воды обеспечивается за счёт естественных гравитационных процессов или специальных насосов (принудительная циркуляция).

фото 5

Гравитационные системы выгодны в обустройстве и эксплуатации.

Для него не требуется дополнительное оборудование, а при работе нет шума. Нагретая вода поднимается вверх и распределяется по радиаторам, а остывшая опускается и поступает к котлу.

Движение теплоносителя не зависит от подачи энергии, поэтому в периоды отключения электричества дом остаётся тёплым.

Чтобы спроектировать и смонтировать систему с естественной циркуляцией воды, не требуется особых навыков. Достаточно продумать схему и выдержать необходимые уклоны.

Такое отопление способно бесперебойно работать в течение 30–35 лет. Максимум, что может потребоваться — мелкий ремонт.

Важно! У отопления с естественной циркуляцией воды есть существенный минус: система эффективна, если обустроена двухтрубная система. Когда контур один — радиаторы неравномерно прогреваются и каждый последующий холоднее предыдущего. При экономии на оборудовании приходится переплачивать за трубы и комплектующие.

Читайте также  Что лучше заливать в систему отопления дома

Для принудительной циркуляции теплоносителя устанавливают насосы.

фото 6

Такие системы более эффективны потому, что горячая вода быстро поступает к радиаторам, не успевая остыть в трубопроводе.

Отопление отлично работает, независимо от того, какая схема выбрана — одно- или двухтрубная. Однако при отключении электропитания обогрев прекращается, а дом быстро остывает.

Компромиссный вариант — продуманная схема, предусматривающая естественную и принудительную циркуляцию одновременно. При отключении электроэнергии отопление просто переключают в гравитационный режим в обход насоса.

Одно- и двухтрубная, коллекторная разводка

В зависимости от специфики движения теплоносителя и принципа работы различают однотрубную, двухтрубную, коллекторную систему. Каждая из схем имеет свои преимущества:

  • Однотрубная. Это стандартная схема, в которой сопротивление системы возрастает по мере удаления от котла, что ведёт к неравномерному прогреву радиаторов. Чтобы решить проблему, используют балансировочную арматуру.

фото 7

Фото 2. Однотрубная схема отопительной системы с котлом, радиаторами, расширительным баком, циркуляционным насосом.

  • Двухтрубная. Схема предусматривает две трубы — подающую и обратную. Теплоноситель от котла подаётся ко всем радиаторам в цепи, благодаря чему они равномерно прогреваются. Двухтрубная разводка удобна, практична, но металлоёмкая, поэтому требует серьёзных затрат на обустройство.
  • Коллекторная (лучевая). Это идеальный вариант с точки зрения эксплуатационных характеристик и гидравлической стабильности. Для регулировки технологии работы радиаторов устанавливают шкаф, где размещают коллекторы, всю запорную, балансировочную арматуру. При необходимости отключается один или несколько радиаторов без ущерба для остальных приборов.

Полезное видео

В видео представлен принцип действия разных типов отопительных систем в частном доме.

Краткое резюме

Однотрубное отопление выгодно, с точки зрения меньших затрат на материалы, но на этом его достоинства заканчиваются, так как владельцу дома приходится решать проблему неравномерности прогрева радиаторов.

Двухтрубные системы обеспечивают комфортную температуру во всех помещениях дома. Коллекторная разводка универсальна и позволяет регулировать степень обогрева в каждой комнате отдельно. При выборе подходящей схемы лучше обратиться к специалисту.

Как устроена система отопления

Как устроена система отопления

Температура «за бортом» этой зимой то падает в глубокий минус, то подбирается к нулю, и в московских квартирах приходится или кутаться в пледы, или распахивать форточку. Как регулируют температуру в домах столичные котельные?

Чтобы узнать, от чего зависит нагрев батареи в квартире, нужно понять, как в целом устроена отопительная система. В большинстве городов России жилые многоквартирные дома обогреваются горячей водой, которая течет по трубам системы центрального отопления. Воду до высокой температуры нагревают ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) либо городские котельные. В последние годы в новых домах появились еще и системы автономного отопления жилых комплексов, а также системы обогрева отдельных квартир. При индивидуальном отоплении в «многоэтажке» котельная, как правило, располагается в самом доме или в отдельной пристройке по соседству.

Тепловая электростанция использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива: угля, нефти или природного газа – для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, нагретый до 524 °С, с огромной силой вращает турбину, которая, в свою очередь, приводит в движение электромагнит внутри генератора, вырабатывающего электроэнергию. Удивительно, но лишь 40% вырабатываемого тепла расходуется с пользой – идет на отопление жилых кварталов; остальные 60% тепла, выделившегося при сгорании топлива, бездарно выбрасываются в атмосферу.

Нагретая в ТЭЦ вода по магистральным трубопроводам подается на тепловой узел микрорайона. В независимой системе отопления батареи дома или целого квартала закольцованы в замкнутую петлю, из которой (в идеале) нет утечек, и вся залитая в трубы вода бесконечно циркулирует по кругу. На центральном тепловом пункте (ЦТП) она подогревается до требуемой температуры в специальных теплообменниках при помощи кипятка из ТЭЦ. Кипяток из ТЭЦ не смешивается с водой в батареях. Поэтому данная система отопления называется независимой. В зависимой же отопительной системе теплоноситель поступает в квартирные радиаторы напрямую с ТЭЦ. Напор (давление) в независимой системе обеспечивают насосы подпитки, они же предотвращают осушение системы при наличии утечек, подкачивая воду для поддержания необходимого давления.

Почему летом отключают горячую воду?

Короткое российское лето – единственная возможность провести ремонтные и профилактические мероприятия в системе ГВС и отопления, в период отключения горячего водоснабжения. Эти мероприятия подразумевают гидравлические и тепловые испытания системы отопления и трубопроводов, устранение наружных и внутренних повреждений (на теплотрассе, а также в подвалах, котельных, в квартирах), плановую замену оборудования на ЦТП.

Подавляющее большинство коммуникаций, снабжающих города РФ горячей водой, были проложены еще во времена СССР, до 1985 года. Со временем в трубопроводах начали образовываться бреши, утечки, ведущие к серьезным теплопотерям, особенно в зимний сезон. По старым технологиям стальные трубы теплотрассы, обернутые минватой, укладывались под землей в специальные бетонные лотки. Сроки старения систем, корродирования металла оказались при таком способе укладки очень велики, возникла необходимость в модернизации трубопроводов. Потому-то в летний период и происходит плановая замена стальных труб на современные – пластиковые.

Теплоэлектроцентрали находятся в ведении «Мосэнерго». Под контролем МТК и МОЭК примерно 5000 км трубопроводов. Ежегодно реконструкции подвергаются около 12% от всей протяженности теплосетей. Компании-владельцы согласовывают с коммунальными службами графики отключений воды и выполнения работ по датам и районам. Сроки ремонтных работ не должны превышать трех недель.

Если бы у организаций, отвечающих за обогрев жилых домов, имелись достаточные бюджеты, можно было бы: 1) заменить все изношенные коммуникации на новые, более надежные, в короткий срок; 2) повсеместно внедрить систему мониторинга и автоматического учета аварий и потерь на теплотрассах. Сегодня диспетчеризация присутствует на большинстве ЦТП, но часто – в устаревшей версии.

Европа уже давно отказалась от централизованной системы отопления. Там во всех городах популярны маленькие котельные, позволяющие избежать аварий крупного масштаба.

В российском же коммунальном хозяйстве приходится рассчитывать только на добросовестность специалистов, следящих за исправностью автоматики в котельных.

Чугунные радиаторы, обогревающие наше жилье, регулярно испытывают большие нагрузки. Чем выше жилой дом, тем больше величина рабочего давления. В девятиэтажных зданиях оно достигает 4-х атмосфер; для башни в 25 этажей – 8 атмосфер. Прочнее чугуна – сталь, из которой и делают батареи для высотных домов. А вот алюминий, скорее всего, не выдержит подобных нагрузок. Впрочем, если позволить расти давлению в трубах бесконтрольно – не выдержат даже самые прочные радиаторы. За работу автоматики отвечает кибернетический прибор «Мастер», созданный на базе процессора Pentium 3. Именно он следит за погодой, задает температуру нагрева воды и переключает насосы.

Сегодня в Москве на одном операторе тепловой подстанции около 17-18 пунктов ТЦП, которые он должен обойти в течение дня и проверить, как функционирует оборудование. Обходчики работают посменно.

Недотоп и перетоп

В новых, современных домах регулировка температуры в квартирных батареях осуществляется автоматически. Наружные термометры передают информацию на тепловой пункт, и автоматика «решает» – подогреть батареи посильнее в связи с морозом или, напротив, убавить газу из-за оттепели. Но есть в Москве еще старые дома, где регулировка подогрева осуществляется вручную. При таком положении дел технический специалист компании МОЭК (или другой подобной конторы) идет в ЦТП (центральный тепловой пункт) или ИТП (индивидуальный тепловой пункт), и путем приоткрытия специального вентиля регулирует температуру подогрева. Причем температура в квартирных радиаторах не поменяется быстро. Пока новая порция кипятка дотечет по трубам до потребителя, пройдет несколько часов. Вот и причина того, что отопление не успевает за колебаниями уличной температуры. Накануне морозной ночи операторы тепловой подстанции, обходя объекты, поддают жару в трубы либо, ориентируясь на грядущее потепление, «топят» меньше. Таким образом, перетоп и недотоп в домах не устраивается специально, чтобы заработать денег на потребителе, как иногда предполагают подозрительные граждане. Просто при резкой смене погоды отопительной системе нужно время, чтобы перестроить режим обогрева жилых кварталов.

Скрытые причины холода в квартире

Иногда жильцы, не желая переплачивать за обогрев мест общего пользования, настаивают на отключении батарей в подъездах. Однако по правилам во всех местах общего пользования – на первом этаже и на лестничных площадках, где технически возможно отключение приборов отопления – радиаторы можно выключить только при плюсовых температурах. Если общественные пространства перестанут отапливаться в холодный сезон, это может снизить температуру внутри квартир.

Бывает, что жильцы мерзнут в квартирах, где система отопления вмонтирована в толщу стены. По правилам на батареи, которые находятся внутри стеновой конструкции, подается такая же температура, как и в дома, в которых батареи находятся снаружи. Когда на улице теплеет, температуру в батареях, находящихся в стене, понижают так же, как и в наружных радиаторах. Если в квартирах в холодное время года температура не превышает +18 °С, для жильцов это повод написать групповую жалобу в управляющую компанию.

Читайте также  Расчет отопления теплицы

В квартирах, расположенных на первых этажах и в угловых квартирах «многоэтажки», зимой воздух зачастую холоднее, чем в других квартирах. В первом случае это обусловлено холодными полами, утечкой тепла через подвал, а во втором – воздействием сильных порывов ветра. Выход – в индивидуальном утеплении изнутри квартиры стен и пола.

Владельцы квартир на верхних этажах, использующие централизованное отопление, периодически сталкиваются с проблемой появления воздушных пробок в отопительных трубах. Причиной этого явления может стать неправильное функционирование котельной, когда система отопления с началом отопительного сезона заполняется форсированными темпами, без регулярного стравливания воздуха, имеющегося внутри труб. Также в процессе нагревания воды образуются воздушные пузырьки, которые поднимаются вверх по системе и создают пробки. Причинами образования воздушных пробок могут стать: слишком низкое давление в трубах, нарушение целостности трубопроводов, монтажные работы и т.п.

Удалить воздух из системы отопления можно через расширительный бачок (при верхней системе отопления), а при нижней разводке труб и принудительной циркуляции подогретой воды – через воздухосборник, с помощью крана-воздухоотводчика.

Что такое тепловой насос и как он работает

Отопление с помощью газа, электричества или дров не всегда доступно. Альтернативой традиционной системе выступают необычные способы передачи тепла, например, тепловой насос.

Описание и назначение тепловых насосов

Под тепловым насосом подразумевают конструкцию, способную поглотить рассеянное тепло из грунта, воды и воздуха и перенести его в отопительный контур здания. Принципиальное отличие от других вариантов – возможность тепловой машины переносить тепло от низкотемпературного источника к высокотемпературной системе.

Земля постоянно получает солнечное тепло. Часть его поглощает воздух, но большая доля приходится на воду и грунт. В результате даже в самые жестокие морозы температура на глубине водоемов остается в пределах +4–+6°С, а на глубине ниже уровня замерзания грунта – + 8°С. Это низкопотенциальное тепло насос и переносит в тепловой контур, где нагревает теплоноситель до необходимых +35–+80°С.

Конструкция и принцип работы

Работа теплового насоса в какой-то мере сходна с работой холодильника. Передача тепла становится возможной благодаря использованию фреонов – веществ, которые при испарении отбирают тепло у охлаждаемого объекта, а при конденсации отдают его воде или воздуху. Хладагенты закипают при низкой температуре, что и делает возможным столь необычный на первый взгляд процесс.

Конструкция термонасоса включает 4 основных элемента:

  • Компрессор – здесь хладагент сжимается, что приводит к повышению давления и температуры.
  • Расширительный клапан – вентиль терморегуляции, который быстро снижает давление.
  • Испаритель – теплообменник. Здесь фреон поглощает тепло, отнимая его от окружающей среды.
  • Конденсатор – второй теплообменник, в котором хладагент конденсируется и сжимается, отдавая тепло рабочей среде отопительного контура.

Основой работы любого устройства теплоснабжения выступает обратный цикл Карно. Происходит передача тепла в несколько этапов.

В испаритель поступает фреон в жидком состоянии, то есть под низким давлением. Согласно второму закону термодинамики тепло передается от предмета с высокой температурой объекту с низкой температурой. В случае теплового насоса, объектом с низкой температурой оказывается фреон, а объектом с высокой – рассол, теплая жидкость, которая поднимается из скважин. Так как ниже уровня замерзания в грунте сохраняется температура выше +8°С, теплоноситель в скважинах, вернее, вертикальных зондах, нагревается. А когда встречается с холодным хладагентом – отдает тепло.

Из-за нагревания хладагент переходит из жидкого в газообразное состояние. В таком виде он попадает в компрессор, где происходит сжатие газа. При этом фреон сильно нагревается. Сжатый, но не сжиженный газ подается в испаритель, где отдает тепло второму теплообменнику. Сам фреон, отдавая тепло, вновь переходит в жидкую фазу.

Затем хладагент проходит сквозь терморегулирующий клапан, буквально «продавливается» через дроссель. После этого жидкость расширяется, а ее давление и температура снижаются. Фреон снова подают в испаритель и цикл повторяется.

Все контуры в тепловом насосе замкнуты: контур с хладагентом, контур с вертикальными зондами в земле и собственно отопительная линия. Перемещение жидкостей обеспечивает циркуляционный насос.

Сфера применения

Теплоустановки могут использоваться для обогрева частных строений и офисных зданий. В Европе такой практике следуют более 30 лет. На сегодня лидерами использования ТНУ выступает Швеция и США.

В России применение тепловых насосов ограничено следующим.

  • Высокие первичные вложения – на рынке наличествует только импортное оборудование, обычно германское. Для укладки теплообменников требуется выполнять буровые работы на глубине на 50–100 м, что недешево. Как показала практика, использование горизонтальных коллекторов нерационально, так как площадь над трубами выпадает из хозяйственного оборота. Монтаж вертикальных зондов дороже.
  • Неоднородность теплового потенциала – в южных регионах он намного выше, чем в северных, поэтому ТНУ эффективней в южной и средней полосе. В северных районах систему отопления загородного дома дополняют традиционными источниками.
  • Ограничения по температуре на выходе – ТНУ выдает воду температурой в +60–+65°С. Чтобы такой контур был эффективным, его площадь должна быть заметно больше, чем площадь отопителей, работающих с водой при температуре +70–+95°С.
  • К концу отопительного сезона выкачивание тепла из грунта приводит к понижению температуры почвы. В северных районах за лето ее тепловой потенциал восстановиться не успевает.

Монтаж ТНУ по расчетам обходится дороже установки газового или электрического котла в 2,4–2,8 раз.

Принцип работы отопительной системы

Базовые знания о принципе работы отопительной системы необходимы практически каждому. Это позволит за короткое время найти ту или иную неполадку, а также избежать появления ошибок в момент установки и проектирования. В этой статье вы узнаете все самое интересное, что касается принципа работы водяных отопительных систем.

Из чего состоит система водяного отопления?

Специалисты называют такие системы гидравлическими или жидкостными. Дело в том, что тепловая энергия направлена к отопительным устройствам от котла. Среди этих устройств могут быть: теплый пол, радиатор и многие другие. Процесс циркуляции проходит в трубопроводе с нагретой водой. Другими словами, система водяного отопления представляет собой замкнутую цепочку, которая состоит из труб, отопительных устройств, котла. Кроме того, сюда можно включить такие элементы, как: гайки, краны, бак, систему безопасности и многое другое.

Работа отопительной системы

Отопительная система работает следующим образом: Нагретая жидкость в котле продвигается по системе, тепло распределятся по трубам к приборам, после чего, поступает для нагрева помещения. Так как все элементы отопления представляют собой замкнутую систему, жидкость движется по кругу.

Основные виды отопительных систем

Отопительную систему разделяют на две группы по способу циркуляции теплового носителя:

  • От насоса. Принудительная циркуляция.
  • Конвективная система. Естественная циркуляция.

Мы можем рассмотреть работу каждой системы в данной статье.

Отопительная система с естественной циркуляцией

Данная система является самой простой, хотя монтаж ее трудно назвать таковым.

В котле происходит нагрев теплоносителя. Данный процесс приводит к уменьшению плотности воды, после чего, она продвигается вверх по трубе, которая называется подающий стояк. Жидкость вытесняется в расширительный бак, где ее объем значительно увеличивается. Далее, она направляется вниз по трубам, которые получили название горизонтальные стояки. Затем вода оказывается в отопительном приборе. Здесь она снова возвращает свою плотность, что позволяет ей стечь вниз, для возвращения в котел.

Стоит отметить, что вертикальные стояки должны быть большого диаметра. Это позволяет образовываться побудительной силе, приводящей к циркуляции теплоносителя.

В такой системе отопления необходимо учитывать уклоны.

В первую очередь необходим уклон к отопительному прибору от стояка. Затем, уклон нужен в “обратке” к котлу. Если нет уклона, то система не будет работать.

Отопительная система с принудительной циркуляцией

Для работы данной системы необходимо использование циркуляционного насоса. Существует различные модели таких насосов, которые отличаются друг от друга своей мощностью.

Обратив внимание на схему, показанную ниже, можно увидеть нагрев теплоносителя в котле. Благодаря насосу, вода движется по трубам к отопительным приборам. Кроме того, вентили имеются на каждом радиаторе. Они позволяют устанавливать более комфортную температуру. В наше время можно использовать ручные или автоматические вентили.

Практически все радиаторы оснащены специальными кранами, через которые можно удалить воздух из системы. Принцип работы данной системы аналогичен предыдущему. Охлажденная вода возвращается по трубе обратно в котел.

Чтобы выбрать отопительную систему для дома, необходимо выделить их недостатки и преимущества.

Плюсы и минусы отопительных систем

Две вышеперечисленные системы имеют свои плюсы и, конечно же, минусы. Рассмотрим их поподробней.

Плюсы отопительной системы с принудительной циркуляцией:

  • Возможна регулировка теплового потока в автоматическом режиме.
  • Имеет возможность задавать температурный режим для каждого помещения в отдельности. Он также будет поддерживаться автоматически.
  • Благодаря автоматическому режиму расход топлива более экономичный.
  • Можно использовать трубы из пластика, что снизит стоимость монтажа и затраты на покупку материала.
  • Пластиковые трубы не портят интерьер помещения. Кроме того, их можно скрыть в стене.
Читайте также  Как подключить отопление к газовому котлу

Минус принудительной циркуляции заключается в зависимости работы всей системы от электричества. Нельзя забывать, что работу насоса обеспечивает электросеть.

Плюсы отопительной системы с естественной циркуляцией

Имеет единственный плюс – она не зависит от электричества. В такой системе не используется насос.

Минусы отопительной системы с естественной циркуляцией:

  • Нет возможности отрегулировать тепло в автоматическом режиме.
  • Высокие затраты на топливо.
  • Необходимы трубы с большим диаметром: пластиковых и стальных, что увеличивает стоимость.
  • Низкая эстетичность от монтажа больших труб.
  • Нельзя использовать бойлер косвенного нагрева, а также водяные теплые полы.

Вышеперечисленная информация позволит выбрать удобную систему отопления не только для дома, но и для любого другого помещения.

Функционал и реализация водяного отопления

На территории нашего государства самым популярным видом обогрева жилища является водяное отопление, как традиционный и наиболее рациональный вариант. Его высокая популярность обусловлена относительно доступной ценой материалов, из которых собрана система, и топлива, роль которого в большинстве случаев выполняет природный газ.

Как функционирует?

Принцип работы водяного обогрева примечателен своей простотой. Для такого отопления характерна замкнутая система, основными элементами которой являются трубы, радиаторы и нагревательный котел.
Теплогенератор разогревает теплоноситель (воду, гликолевый раствор), а тот, в свою очередь, по трубам перетекает к радиаторам, установленным в отапливаемых помещениях.

Водяное отопление дома

Горячие батареи за счет теплоотдачи прогревают воздух, и в комнатах устанавливается комфортная температура. После остывания жидкость возвращается к котлу, где ее температура поднимается, и цикл повторяется снова и снова.

Тип циркуляции

Как говорилось ранее, водяное отопление функционирует за счет передвижения теплоносителя по системе. Сейчас мы рассмотрим существующие виды циркуляции воды, имеющие принципиальные отличия, которые необходимо учитывать при выборе схемы.

Естественная (гравитационная)

В данном случае процесс обогрева заключается в разных плотностях горячего и холодного теплоносителя.

Естественная система отопления

Подогретая жидкость теряет свою плотность и уменьшается в весе, поэтому выталкивается вверх, протекая по трубопроводу. Отдав тепло и снизив температуру, вода становится плотнее, опускается вниз и уходит обратно в котел.

К достоинствам естественной системы водяного отопления можно отнести ее автономность, так как она не нуждается в электричестве, и очень простую конструкцию.

Если говорить о недостатках, то здесь потребуется внушительное количество труб с большим диаметром, иначе процесс гравитации будет нарушен, а современные радиаторы с небольшим сечением просто не смогут состыковаться с магистралью. Также при монтаже трубопровода необходимо обеспечивать уклон от 2°, что будет способствовать корректной работе системы.

Принудительная

Перетекание воды по трубопроводу происходит при помощи циркуляционного насоса. Избыточная масса теплоносителя, которая образуется после нагрева, отводится в бачок расширения (в большинстве случаев закрытой конструкции), что предотвращает испарение жидкости.

Принудительная циркуляция

Это правило особенно касается тех случаев, когда в качестве теплоносителя используются гликолевые составы. Давление в принудительных обогревательных системах обязательно контролируется при помощи манометра.

Преимущества такой системы водяного отопления весьма очевидны и заключаются в небольшом объеме теплоносителя при малом расходе труб, диаметр которых уступает предыдущему варианту.

Также здесь появляется возможность устанавливать желаемую температуру нагрева радиаторов, которые могут быть абсолютно любого типа. Недостатком является зависимость от подачи электроэнергии, без которой невозможна работа насоса.

Оборудование

Водяное отопление будет надежным и эффективным только в том случае, если все его детали правильно подобраны, а монтаж выполнен грамотно. В данном случае элементы системы должны взаимодействовать между собой и подходить друг к другу по типу.

Котел

Выбор основного отопительного прибора обусловлен топливом, которое будет использоваться для обогрева дома. По своему типу котлы бывают:

Котел отопления

  • газовыми;
  • электрическими;
  • жидко- и твердотопливными;
  • комбинированными.

Самыми экономичными по праву считаются приборы, работающие на природном газе, однако они требуют проведения магистрали и постоянного контроля специальными службами.

Полной независимости от центральной энергосистемы можно добиться при помощи твердого или жидкого топлива, но придется смириться с заботами по заготовке и хранению энергоресурсов.

Электрический котел наименее востребован, так как он потребляет много энергии и, как следствие, тянет за собой большие расходы на отопление. В данном случае лучше устанавливать радиаторы, которые напрямую преобразовывают электричество в тепло.

Твердотопливный котел

Мощность агрегата выбирают согласно площади помещения, которое будет обогреваться при помощи системы водяного отопления. Подбор производят при усредненном соотношении 1 кВт:10 м², при этом высота стен должна быть не более 3 м. Также нужно брать во внимание степень теплоизоляции помещения, размер оконных рам и наличие сторонних точек потребления тепла.

Магистрали

Традиционные трубы для контура, легко поддающиеся коррозии, все чаще уступают место изделиям, у которых отсутствует такой существенный недостаток. На их смену пришли образцы из оцинкованных металлов и нержавеющей стали.

Самым надежным вариантом по праву считаются медные детали, устойчивые перед резким перепадом давления и температурных показателей. Они не ржавеют и легко прячутся в стену. Единственным их недостатком является высокая стоимость материала, который считается представителем премиум сегмента.

Контур отопления

Трубы из металлопластика отличаются длительным сроком эксплуатации. Они обладают отличной прочностью, устойчивы к проявлениям коррозии, не накапливают осадки на внутренних стенках, их монтаж прост, а работы по установке проводятся быстро.

Недостатком является высокий коэффициент линейного расширения при температурных перепадах, что может привести к повреждению.

Разводка

Водяное отопление частного дома можно смонтировать по-разному, в зависимости от того, какие виды функций на него возлагаются. Существует две схемы:

  1. Одноконтурная.
  2. Двухконтурная.

Один контур

Первый тип рассчитан только на обогрев помещения. Он включает в себя одноконтурный котел с воздушной вытяжкой, однотрубную разводку и батареи с необходимым количеством секций.

одноконтурная система отопления

Для обеспечения подачи горячей воды, которая используется в хозяйственных нуждах, можно устанавливать две такие конструкции одновременно. Так, одна из них будет отапливать дом, а вторая отвечать исключительно за ГВС. Это практичное решение, так как в теплое время года нет смысла обогревать жилище ради получения теплой воды для душа или кухни.

Данная конструкция очень проста в сборке и доступна по цене. Она подходит для домов с небольшой площадью (до 100 м²). Это и объясняет ее популярность среди владельцев небольших дач. Одноконтурное водяное отопление можно усовершенствовать путем установки циркуляционного насоса, регуляторов температуры на батареях и двухтрубной разводки.

Два контура

Такой принцип разводки предусматривает одновременную подачу горячей воды и обогрев площади. Подходит для домов, где живет не более 4 человек.

двухконтурная система отопления

Стоит учитывать, что здесь подойдет водопроводная или умягченная вода. Жесткая жидкость из скважины может повредить оборудование системы, поэтому не может быть использована.

Тип системы

Ознакомившись со способами циркуляции теплоносителя по магистралям, стоит знать, что контур системы водяного отопления может быть однотрубным, двухтрубным и коллекторным. Рассмотрим все три варианта более подробно.

Одна труба

В данном случае вода последовательно передвигается от радиатора к радиатору, при этом по дороге теряя температуру, отчего каждая следующая батарея будет холоднее.

Разводка труб

Это негативно сказывается на достижении комфортного климата в комнатах.

Две трубы

Для такой схемы характерно более качественное отопление помещений. Здесь предусмотрен монтаж двух труб, которые подведены к каждому радиатору. Одна из них снабжает батареи горячим теплоносителем, а вторая отводит остывшую воду обратно к котлу, таким образом, потери тепла будут минимальными.

Коллектор

Самый эффективный вариант, при котором обязательным элементом является коллектор, отдельно подводящий трубу с горячей водой к каждому обогревательному элементу. Другая труба возвращает остывший теплоноситель обратно.

Коллектор

Учитывая такую особенность можно проводить ремонт и устанавливать температуру каждого радиатора отдельно, не выводя из эксплуатации весь контур. К сожалению, здесь значительно увеличивается расход труб и возникает необходимость проведения работы по установке коллекторного шкафа.

Отличительные характеристики

Если проводить сравнение с воздушным и электрическим обогревом, то водяное отопление прочно заняло лидирующие позиции благодаря многим факторам. В первую очередь, это доступная цена на материалы, работу и эксплуатацию системы, включая оплату за потраченный энергоресурс, чем не могут похвастаться остальные виды обогрева домов.

Здесь мы можем отметить высокую теплоотдачу отопительных элементов, способствующую равномерному прогреванию комнат и установке комфортного климата. Также немаловажен тот факт, что теплоноситель можно подогревать при помощи любого вида топлива, что невозможно при электрическом обогреве.

Все работы по установке водяной системы легко выполняются своими руками и это тоже огромный плюс. С воздушными магистралями дела обстоят сложнее и, скорее всего, придется обращаться за помощью к специалистам.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: