Система отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома: Система отопления с естественной циркуляцией

Содержание

Схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома

Качественное отопление зданий жилого назначения в осенне-зимний период является главным фактором создания комфортных условий проживания. Состоит система теплоснабжения из источника тепла, труб и обогревательных агрегатов. В домах с индивидуальным отоплением и частном секторе более активно применяется отопительная система с естественной циркуляцией. Рассмотрим, какие бывают схемы теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя более подробно.

Часто можно встретить такие понятия, как схема самотечная и схема гравитационная система отопления – все это является синонимом схемы системы с естественной циркуляцией. Данные термины обозначают единый принцип построения системы – отсутствие насоса. Системы теплоснабжения с естественной циркуляцией иметь могут верхний розлив и нижний. Но схема отопления верхний розлив используется чаще.

В чем плюсы и минусы использования самотечной системы теплоснабжения?

Прежде чем рассмотреть схемы отопления в одноэтажных и двухэтажных домах с естественной циркуляцией, надо отметить, что самотечная система теплоснабжения может иметь плюсы и минусы.

Основными положительными сторонами таких систем отопления можно назвать:

  1. Экономичность. Для функционирования системы не требуются электронасосы.
  2. Независимость от электричества. Теплоснабжение осуществляется за счет наличия топлива в котле. Поэтому отключение электроэнергии не сказывается на работе отопительных приборов.
  3. Отсутствует вибрация и различные шумы, которые характерны при функционировании электрооборудования.
  4. Саморегуляция. Такая схема естественной циркуляции отопления обеспечивает подачу одинакового количества тепла на все радиаторы.
  5. Простота монтажа. Установку системы можно произвести и самостоятельно, даже не имея специальных навыков и знаний.
  6. Инерционность. Если котел отключить, тепло еще будет долго сохраняться в батареях и обогревать помещение.

Правда, и нагревается система, после возобновления работы котла, также будет очень долго. Что можно отнести к недостаткам. Объем воды в подобных системах раза в три больше, нежели в моделях с электронасосом. Трубы должны быть сделаны только из металла. Полимерные магистрали не выдержат высоких температур. Среди прочих минусов можно назвать и то, что системы с естественной циркуляцией отопления подходят лишь для малоэтажных сооружений.

Схемы отопления деревянных жилых сооружений

Надо отметить, что схема отопления в деревянном доме является непростой. Конечно, можно использовать электрические, воздушные и печные варианты. Но большинство пользователей останавливают выбор на водяных системах отопления.

Дом из дерева отличается большой теплоемкостью, поэтому для его прогрева понадобиться больше тепловой энергии.

Помимо этого схема отопления частного дома предполагает, что надо постоянно поддерживать комнатную температуру воды. Необходимо это для того, чтобы помещение не отсырело. При подобном устройстве отопления система состоит из теплонагревательного котла, магистрали и отопительных агрегатов. Конструкцию необходимо оснастить шаровыми кранами и терморегуляторами.

Конечно, для отопления деревянного дома можно использовать и искусственную систему теплоснабжения, но схема отопления без насоса все же встречается чаще. Более детально о системе отопления с насосной циркуляцией мы уже писали здесь.

Схема отопления двухэтажной жилой постройки

Реализуется система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома в двухтрубных и однотрубных системах. Принцип у них один – от котла вверх на максимальную высоту поднимается труба, а потом идет распределение теплоносителя по конструкциям отопления. Различие заключается в следующем: в двухтрубной системе отопления вода, которая уже остыла, собирается в другую трубу, которая заводится на вход обратки теплового котла. Что касается однотрубной системы, на вход обратки котла идет трубопровод от выхода последней батареи. Двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией – наиболее подходящий вариант для домов с двумя этажами.

От однотрубной двухтрубная система отличается лишь порядком подключения отопительных элементов. Перед каждой батареей рекомендуется ставить регулировочный бак. Для обеспечения нормальной циркуляции воды в двухэтажном доме всегда хватает расстояния между центром теплового котла и верхней точкой подающего трубопровода. Поэтому аккумулирующая емкость для обогрева может быть оборудована не на чердаке помещения, а на втором этаже.

Схема отопления одноэтажной жилой постройки

Однотрубная схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома является наиболее подходящей для таких сооружений. Состоит такая система из одной трубы и включает котел для нагрева, трубопроводную разводку, проводку и расширительный бак.

Схема подобной системы отличается простотой. Поэтому ее установку можно провести и своими руками. По периметру жилого помещения пускается труба. Выбирать надо трубы большого диаметра – не меньше ДУ32.

Монтируется труба внутри жилого помещения. Со стороны подачи разводка должна быть выше, нежели там, где обратка возвращается к отопительному котлу. В закольцовку врезаются радиаторы либо конвекторы. Для этого применяются трубы с диаметром поменьше. Желательно на подводках установить дроссели и вентили. Также нелишним будет ивоздушник. Подобная схема позволяет обогревать помещение без использования вспомогательной арматуры.

В частном секторы широко применяют горизонтальную систему отопления, которая классифицируется на тупиковые и попутные системы движения воды. При тупиковой системе каждая из батарей располагается дальше от котла. Подобная система может быть легко разбалансирована. Поэтому настраивают ее очень долго. Надо отметить, что попутная система отопления схема которой предполагает больший расход труб по сравнению с тупиковой, используется преимущественно в простых системах теплоснабжения.

Выбирая попутную систему, надо учесть, что циркуляционные кольца должны быть одинаковыми.

Все радиаторы в системе работают как один. Сегодня очень часто используют гибкие шланги для отопления дома. Они служат для подсоединения обогревателей к системе теплоснабжения.

Причины отсутствия циркуляции воды

Часто пользователи одно- или двухэтажных домов сталкиваются с такой ситуацией, когда обогреватели начинают работать менее эффективно. Если нет циркуляции в системе отопления, на то могут быть свои причины.

Отсутствие циркуляции в системе теплоснабжения может быть вызвано:

  • Загрязнением системы. Батареи необходимо периодически промывать, иначе конструкция может забиться по всему диаметру. Если такое произошло, придется менять трубы.
  • Диаметр труб слишком маленький. А чем диаметр труб меньше, тем гидравлическое сопротивление больше. Это тоже может быть причиной того, что нет циркуляции в радиаторе отопления либо она есть, но очень слабая.
  • Завоздушиванием обогревателя. Для решения такой проблемы устанавливают краны Маевского.

Очень часто в системах теплоснабжения с естественной циркуляцией устанавливают насосы мокрого типа мощностью до 40-60 Вт. Более подробно о работе тепловых насосов для отопления можно прочитать здесь. Это один из вариантов, как улучшить циркуляцию воды в системе отопления дома. Помимо этого насосы могут помочь сэкономить до 25% затрат.

Система отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома

Какими бывают системы отопления с естественной циркуляцией, как их сделать и что нужно учесть

Система отопления с естественной циркуляцией хороша тем, что работает вне зависимости от наличия электричества, что в некоторых районах очень важно. Другое дело, что получить комфортные условия при такой схеме чрезвычайно сложно, а в некоторых случаях невозможно. Потому часто отопление делают самотечным (одно из названий) для использования такого режима в качестве аварийного, а все остальное время работает насос. Но в некоторых случаях, например, на неэлектрофицированных дачных участках, система отопления без насоса – единственный возможный вариант.

Система с естественной циркуляцией (ЕЦ) называется иногда гравитационной из-за того, что работает на принципе гравитации. Еще одно название – самотечная. Все эти термины обозначают один принцип построения – без использования насоса.

Принцип работы системы ЕЦ

Теплоноситель в самотечных системах движется из-за разности температур теплоносителя и, соответственно, разной их плотности: из котла выходит горячая вода, плотность и вес которой гораздо меньше, чем у холодной. Потому горячая вода вытесняется вверх. Отсюда и главная особенность таких систем – котел должен располагаться ниже радиаторов. Далее теплоноситель движется по трубе с небольшим уклоном. От основной магистрали отходят трубы меньшего диаметра, ведущие к радиаторам/регистрам.

Простейший вариант системы с естественной циркуляцией

Проще такая система реализуется в системах с верхней раздачей воды – это когда от котла труба поднимается под потолок и оттуда уже опускается к радиаторам. В системах с нижней раздачей гравитационная система может быть реализована только при наличии разгонного контура – создается искусственный перепад высот: от котла труба поднимается почти под полоток, там, в верхней точке устанавливается расширительный бачок.

После него труба опускается до уровня выше радиаторов, но не под потолком, а на уровне окон. Оттуда уже идет разводка на радиаторы. При устройстве разгонного контура помешать вам может только низкий потолок – желательно, чтобы от вершины котла труба отходила выше, чем на 1,5метра (а еще бачок).

Однотрубная система с естественной циркуляцией. Горизонтальная разводка

Виды систем отопления с естественной циркуляцией

Отопление ЕЦ в духэтажных и более домах может быть реализовано как в однотрубных, так и в двухтрубных системах .

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией. Схема вертикальная

При этом принцип сохраняется – от котла поднимается вверх труба на максимальную высоту, и лишь затем идет раздача теплоносителя по элементам отопления. Разница лишь в том, что в двухтрубной системе остывшая вода собирается в другую магистраль, и она заводится на вход обратки котла. В однотрубной же на этот вход котла идет труба от выхода последнего радиатора.

Система с естественной циркуляцией одноэтажного дома. Схема однотрубная, разводка — верхняя

Все представленные выше схемы однотрубных разводок – с вертикальными стояками. Они более затратные по количеству материалов, но удобны тем, что к каждому стояку можно присоединить отопительные приборы на каждом из этажей. В принципе, в двухэтажном доме с большой площадью выгоднее реализовать водяное отопление с естественной циркуляцией с горизонтальной разводкой. Примерно выглядеть это может так (смотрите схему ниже).

Однотрубная система с естественной циркуляцией. Горизонтальная разводка с разгонным коллектором

В данном проекте реализована схема отопления с естественной циркуляцией «ленинградка». Для более активной циркуляции на втором этаже устроен разгонный коллектор, после которого два контура расходится по второму этажу – горизонтальное последовательное подключение радиаторов. Еще один контур опускается на первый этаж, где также разделяется на две ветки. Также дополнительно на первый этаж опускаются стояки от последних в контуре радиаторов в каждой из веток второго этажа.

Радиаторы отопления ЕЦ

Для гравитационных систем главное – минимальное сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет радиатора, тем лучше через него будет течь теплоноситель. Практически идеальны с этой точки зрения чугунные радиаторы – у них самое маленькое гидравлическое сопротивление. Хороши в использовании алюминиевые и биметаллические. но нужно смотреть, чтобы их внутренний диаметр был не менее 3/4”. Можно использовать стальные трубчатые батареи, однозначно не рекомендуются стальные панельные или любые другие с маленьким сечением и высоким гидравлическим сопротивлением – через них или не будет протекать вода или будет очень слабо, что, например, при однотрубной системе может привести к отсутствию циркуляции вообще.

Системы с естественной циркуляцией (кликните по картинке для увеличения масштаба)

Есть в подключении радиаторов свои тонкости. Особенно большое значение способ монтажа играет в однотрубной системе: только при помощи разных типов подключения можно добиться лучшей работы отопительных элементов.

Схемы подключения радиаторов

На рисунке, расположенном ниже показаны схемы подключения радиаторов. Первое – нерегулируемое последовательное подключение. При таком способе будут проявляться все недостатки «ленинградки»: разная теплоотдача радиаторов без возможности компенсирования (регулирования). Чуть лучше дело обстоит, если поставить обычную перемычку из трубы. При такой схеме возможность регулирования также отсутствует, но при завоздушивании радиатора система функционирует, так как теплоноситель проходит через байпас (перемычку). Установив дополнительно за перемычкой два шаровых крана (на рисунке нет) мы получаем возможность при перекрытом потоке снять/отключить радиатор без останова системы.

Особенности подключения радиаторов в однотрубных системах

Два последних способа монтажа позволяют регулировать поток теплоносителя через радиатор и байпас — в них стоят устройства регулировки температуры радиатора. При таком включении схема уже может быть компенсирована (на каждом отопительном приборе выставляется теплоотдача).

Не менее важным является и тип подключения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно облегчить/улучшить компенсацию системы.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

При подборе диаметра труб играют роль не только размеры системы и количество радиаторов, но и материал, из которого они сделаны, вернее, гладкость стенок. Для гравитационных систем это очень важный параметр. Хуже всего дело обстоит у обычных металлических труб: внутренняя поверхность шероховатая, а после использования она становится еще более неровной из-за процессов коррозии и накопившихся отложений на стенках. Потому такие трубы берут самого большого диаметра.

Стальные трубы через несколько лет могут выглядеть так

Предпочтительнее с этой точки зрения металлопластиковые и армированные полипропиленовые. Но в металлопластиковых используются фитинги, значительно заужающие просвет, что для самотечных систем может стать критичным. Потому более предпочтительными выглядят армированные полипропиленовые. Но они имеют ограничения по температуре теплоносителя: рабочая температура 70 о С, пиковая – 95 о С. У изделий из особого пластика PPS рабочая температура 95 о С, пиковая – до 110 о С. Так что в зависимости от котла и системы в целом можно использовать эти трубы, с условием, что это качественные фирменные изделия, а не подделка. Подробнее о полипропиленовых трубах читайте тут.

Металоопластик и полипропилен также может использоваться для монтажа систем отопления

Но если предполагается установка твердотопливного котла. то никакой полипропилен таких тепловых нагрузок не выдержит. В этом случае или все-таки использовать стальные, или оцинковку и нержавейку на резьбовых соединениях (сварку при монтаже нержавейки не использовать, так как швы очень быстро протекают). Подойдет и медь (о медных трубах написано тут ), но она также имеет свои особенности и с ней нужно обращаться осторожно: не со всеми теплоносителями она будет нормально себя вести, а уж с алюминиевыми радиаторами ее в одной системе лучше не использовать (они быстро разрушаются).

Особенность систем с естественной циркуляцией – их невозможно рассчитать из-за образования турбулентных потоков, которые расчетам не поддаются. Проектируют их основываясь на опыте и усредненных, опытным путем выведенных, нормах и правилах. В основном действуют правила:

  • поднять как можно выше точку разгона;
  • не заузить трубы подачи;
  • поставить достаточное количество секций радиаторов.

Потом применяют еще одно: от места первого разветвления и каждое последующее ведут трубой меньшего на шаг диаметра. Например, от котла идет 2-х дюймовая труба, далее от первого разветвления 1 ¾, потом 1 ½ и т.д. Отбратку собирают от меньшего диаметра к большему.

Есть еще несколько особенностей монтажа гравитационных систем. Первая – трубы желательно делать под уклоном в 1-5% в зависимости от протяженности трубопровода. В принципе при достаточном перепаде температур и высоты, можно сделать и горизонтальную разводку, главное чтобы не было участков с отрицательным уклоном (наклоненных в обратную сторону), которые из-за образования в них воздушных пробок перекроют движение потока воды.

Самотечная система однотрубная с вертикальной разводкой на два крыла (контура)

Вторая особенность – в самой высокой точке системы нужно установить расширительный бак и/или воздухоотводчик. Расширительный бак может быть открытого типа (система тоже будет открытой) или мембранного (закрытая). При установке открытого отводить воздух нет необходимости он собирается в наивысшей точке – в бачке и выходит в атмосферу. При установке бака мембранного типа требуется также установка автоматического воздухоотводчика. При горизонтальной разводке не помешают краны «маевского» на каждом из радиаторов – с их помощью легче убрать все воздушные пробки в ветке.

Котел для гравитационных систем

Так как в основном такие схемы нужны для устройства независимого от электричества отопления, то и котлы должны работать без использования электричества. Это могут быть любые неавтоматизированные агрегаты, кроме пеллетных и электрических.

Чаще всего в системах с естественной циркуляцией работают твердотопливные котлы. Всем они хороши, но во многих моделях прогорает топливо быстро. А если за окном сильные морозы, а дом не утеплен в достаточной мере, то чтобы ночью удержать приемлемую температуру приходится вставать и подкидывать топливо. Особенно такая ситуация часто встречается там, где топят дровами. Выход – купить котел длительного горения (энергонезависимый, конечно). Например, в литовских твердотопливных котлах Stropuva, при определенных условиях дрова горят до 30 часов, а уголь (антрацит) до нескольких суток. На котлы Сandle заявлены чуть хуже характеристики: минимальное время горения дров 7 часов, угля – 34 часа. Есть котлы без автоматики и насосов и у немецкой кампании Buderus, чешских Viadrus и у польско-украинских Wikchlach, а также у российских производителей: «Энергия», «Огонек».

Энергонезависимый котел длительного горения Stropuva

Есть газовые энергонезависимые котлы российского производства, например «Конорд». которые производят в Ростове-на-Дону. Их можно использовать в системах с естественной циркуляцией. На том же заводе выпускают энергонезависимые универсальные котлы «Дон», которые также подходят для работы без электричества. Работают в системах с естественной циркуляцией напольные газовые котлы итальянской фирмы Bertta – модель Novella Autonom и некоторые другие агрегаты евопейских и азиатских производителей.

Второй способ, который поможет увеличить время между топками, – повысить инерционность системы. Для этого устанавливают теплоаккумуляторы (ТА). Работают они хорошо именно с твердотопливными котлами, у которых нет возможности регулировать интенсивность горения: излишек тепла отводится на теплоаккумулятор, в котором энергия накапливается и расходуется по мере остывания теплоносителя в основной системе. Подключение такого устройства имеет свои особенности: его нужно располагать на подающем трубопроводе внизу. Причем для эффективного отбора тепла и нормальной работы — максимально близко к котлу. Впрочем, для гравитационных систем это решение далеко не самое лучшее. Они достаточно медленно выходят на нормальный режим циркуляции, но зато являются саморегулируемыми: чем холоднее в помещении, тем сильнее остывает теплоноситель, проходя по радиаторам. Чем больше разница в температурах, тем больше получается перепад плотности и быстрее движется теплоноситель. А установленный ТА делает отопление более инерционным, и времени, и топлива на разгон требуется намного больше. Правда, и отдается тепло дольше. В общем, решать вам.

Для стабилизации температуры в системе устанавливают тепловой аккумулятор

Примерно те же проблемы у печного отопления с естественной циркуляцией. Тут роль аккумулятора тепла играет сам массив печи и также требуется много энергии (топлива) на разгон системы. Но в случае использования ТА обычно предусматривается возможность его исключения, а в случае с печью это нереально.

Теплоноситель для систем с естественной циркуляцией

Лучшим теплоносителем для таких систем является вода. Использование антифризов возможно, но при планировании нужно учесть этот момент и увеличить площадь радиаторов – или выбирать их большего размера, или увеличивать количество секций. Все дело в том, что эти составы имеют меньшую теплоотдачу, из-за чего хуже отнимают и передают тепло, что часто приводит к перегреву и котла и теплоносителя.

Для систем отопления используют специальные антифризы

Повышение температуры незамерзающей жидкости выше рабочей — очень неприятное явление, так как начинается обильное образование осадков и отложений. За два месяца эксплуатации антифриза с постоянным перегревом теплообменник котла забивается наглухо, система почти зарастает. Так что если планируете использовать незамерзающую жидкость, позаботьтесь о том, чтобы она могла отдавать тепло и не перегревалась.

Нужно учесть, что в системах отопления можно использовать только специализированные составы. Общего назначения или автомобильные абсолютно непригодны, особенно для схем открытого типа, которые контактируют с атмосферой. Планируя использовать антифризы, при выборе материалов обращайте внимание на их совместимость с незамерзающими жидкостями. Далеко не все котлы и трубы «дружат» с ними. О возможности использования незамерзающих жидкостей сообщается обычно в паспортных данных, если такой записи нет, нужно уточнить у продавца, а лучше – у производителя.

Заключение

Система с естественной циркуляцией не самый лучший по эффективности метод отопления, но иногда – единственно возможный – в тех местностях, где нет электроснабжения. В тех же регионах, где электроэнергия есть, на случай перебоев, схему можно создавать как самотечную, но встраивать при этом насос для штатной работы. Правда и такое решение не самое лучшее: увеличивается объем системы, она становится более инерционной и требует больших затрат на нагрев теплоносителя. Если перебои – исключение из правил, можно обезопасить себя установив резервное электропитание (блок бесперебойного питания и /или генератор). Если же перебои случаются часто – тогда ваш выход – системы с естественной циркуляцией.

Принципы работы системы отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией на сегодняшний день считается самой простой и популярной среди владельцев квартир и одноэтажных частных домов. Очевидным преимуществом является длительный срок службы: при правильной эксплуатации долговечность достигает 40 лет без необходимости ремонта. Кроме того, есть возможность установить ее своими руками, прибегнув к уже существующим схемам.

Какое топливо удобнее?

В случае если в качестве топлива используется газ, то отопление с естественной циркуляцией основано на принципе отбора воздуха из помещения в открытую горелку и отвода продукта сгорания в вентиляционные ходы. В данном случае для котла понадобится помещение от 4м2 с хорошей вентиляцией (окнами и дверью).

Поэтому такая схема не слишком удобна. Намного чаще применяется закрытая или открытая система водяного отопления с естественной циркуляцией, которую можно провести своими руками.

В многоэтажных домах часто используется однотрубная система. В основном используется схема с замыкающими участками, когда из стояка часть воды идет вверх, часть – вниз, благодаря замыкающему участку, что обеспечивает баланс температур между нижними и верхними этажами. Система работает благодаря разнице в диаметре труб подключения и трубы замыкающего участка (на размер меньше). Двухтрубная система в сравнении с однотрубной – менее компактна и удобна в монтаже.

Недостатки

Во-первых, сокращенный радиус: он составляет не больше 30 м относительно горизонтали. Недостаток вызван такими факторами, как низкое давление циркуляционного типа и медленный старт. Последний обусловлен высокой тепловой ёмкостью жидкости и приведенными силами давления. Второй недостаток — вероятность замерзания воды в расширительном бачке.
Системы отопления с естественной циркуляцией не подходят для площадей более 100 м2: не все пространство будет прогреваться должным образом. Поэтому чаще всего она используется для небольшого одноэтажного дома, дачи.

Схема действия

В состав системы водяного отопления входит котёл (водонагреватель), трубопроводы обратного и подающего типа, а также нагревательное оборудование, расширительный бачок и защитный клапан. Жидкость прогревается до нужной температуры в котле и поднимается в подающий трубопровод и стояки, благодаря расширению.

Оттуда она переходит в нагревательное оборудование – батареи и радиаторы, которым отдаёт часть тепла. Затем обратный трубопровод направляет воду в котёл, где она опять прогревается до заданной температуры. Цикл повторяется, пока система находится в рабочем состоянии.

Важно помнить, что горизонтальные трубы монтируют с уклоном по отношению к движению рабочей среды.

Защитные механизмы

Уклон труб позволяет отводить из системы воздух в сторону расширительного бачка: попадает в атмосферу, не задерживаясь в трубах и не мешая движению воды.

Важна работа защитных механизмов. Так, обратный гравитационный клапан позволяет избежать циркуляции потока воды в неправильном направлении, что очень необходимо двухтрубным и однотрубным системам с верхней разводкой при нескольких контурах.

Использование бака

Расширительный бак выполняет ряд важных функций. Во-первых, создаёт постоянное давление, необходимое для нормальной работы всей системы. Во-вторых, принимает на себя объём воды, увеличивающийся после нагрева. В-третьих, возвращает охлаждённую жидкость в трубопровод.

Процессы в трубопроводах

Процессы в трубах в естественной циркуляции связаны с движением воды. Так, подъём жидкости происходит посредством расширения из-за нагрева и гравитационного давления. Гравитационное давление нужно для преодоления водой трения о трубопровод, которое мешает ее движению. Циркулировать вода начинает благодаря разной плотности холодной и горячей воды: она движется вверх по подающему и вниз по обратному стояку.

Величина гравитационного давления напрямую зависит от возникающих сопротивлений. Чем больше их появляется на пути теплоносителя, тем выше должен быть показатель. Также необходимо предпринять меры, чтобы свести сопротивления к минимуму. Так, трение можно снизить путём применения труб с большим диаметром.

Из законов физики

Предположим, в радиаторах и котле температура жидкости изменяется скачками по центральным осям: верхние части содержат горячую жидкость, а в нижних находится холодная.

Горячая вода отличается меньшей плотностью, что снижает ее вес в сравнении с холодной. В результате система отопления представляет собой два сообщающихся сосуда замкнутых между собой, в которых сверху вниз перемещается жидкость.

Высокий столб, образуемый охладившейся водой с большим весом, по достижению радиаторов выталкивает столб низкий. В результате горячая жидкость подталкивается и возникает циркуляция.

Показатели напора

Для создания циркуляционного напора центры радиаторов ставятся выше центральной части котла. Именно эта высота считается основным фактором напора циркуляции. Уклон труб и «обратки» тоже влияют на данный процесс: благодаря им вода лучше преодолевает сопротивления местного типа.

Увеличение температур

Другой фактор заключается в разнице между плотностью холодной и горячей воды. Отметим следующий факт – отопление с естественной циркуляцией относится к саморегулирующемуся типу. Таким образом, если увеличить температуру нагрева воды, то меняется ее расход и становится выше циркуляционный напор.

Сильный прогрев жидкости в немалой степени способствует более быстрой циркуляции. Но так происходит только в холодном помещении: когда температура воздуха в них достигнет определённой отметки, батареи будут остывать гораздо медленнее.

Плотность, как прогретой в котле, так и уже попавшей в радиаторы воды практически сравняется. Напор снизится, быстрое обращение воды сменится размеренной циркуляцией внутри системы.

Как только температура помещений частного дома вновь опустится до определённого уровня, это послужит сигналом для увеличения напора. Система попытается выровнять температурные условия. Для этого придётся заново запустить процесс быстрой циркуляции. Отсюда и происходит способность к самостоятельной регуляции.

Вкратце правило следующее – одномоментная смена температуры и объёма воды позволяет получить нужную тепловую отдачу от батарей для отопления помещений.

Как результат, поддерживаются комфортные температурные условия.

Куда ставить котёл?

В частном доме, в помещении одноэтажного дома отопительные котлы лучше всего монтировать ниже уровня приборов для прогрева помещений. В квартирах ситуация обстоит несколько иначе. Здесь котлы часто ставятся на одном уровне с радиаторами, что не совсем эффективно. Поэтому монтаж лучше произвести как бы в яму, то есть поставить оборудование на перекрывающие плиты.

Для этого вокруг котла обычно выпиливается пол. «Яму» следует делать, соблюдая правила противопожарной безопасности. Они предполагают разравнивание основания тонкой стяжкой и укладку листов, изготовленных из железа и асбеста. Котёл в «яме» нагоняет лучший циркуляционный напор.

Выбор труб

Сечение труб является одним из решающих факторов для циркуляции: диаметр труб не должен быть максимально большим, но и не должен мешать течение воды. Как правило, для обогрева частного дома необходимо 100 Вт /м2. Тогда для отопления 25 м2 требуется 2500 Вт, т.е. 2,5 кВт. Определенному диаметру трубы соответствует своя тепловая нагрузка. Три основные категории:

  • диаметр в ½ дюйма – тепловой эквивалент 5,5 кВт;
  • диаметр ¾ дюйма – тепловой эквивалент 14,6 кВт;
  • диаметр 1 дюйм – тепловой эквивалент 29,3 кВт.

В данном случае для обогрева одноэтажного дома в 25 м2 нужно использовать самые небольшие трубы диаметром в ½ дюйма. Материалы, из которых изготавливают трубы, могут быть разными: качественная сталь, популярны также трубы из полипропилена.

Как выглядит схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома

Качественное отопление зданий жилого назначения в осенне-зимний период является главным фактором создания комфортных условий проживания. Состоит система теплоснабжения из источника тепла, труб и обогревательных агрегатов. В домах с индивидуальным отоплением и частном секторе более активно применяется отопительная система с естественной циркуляцией. Рассмотрим, какие бывают схемы теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя более подробно.

Часто можно встретить такие понятия, как схема самотечная и схема гравитационная система отопления – все это является синонимом схемы системы с естественной циркуляцией. Данные термины обозначают единый принцип построения системы – отсутствие насоса. Системы теплоснабжения с естественной циркуляцией иметь могут верхний розлив и нижний. Но схема отопления верхний розлив используется чаще.

В чем плюсы и минусы использования самотечной системы теплоснабжения?

Прежде чем рассмотреть схемы отопления в одноэтажных и двухэтажных домах с естественной циркуляцией, надо отметить, что самотечная система теплоснабжения может иметь плюсы и минусы.

Основными положительными сторонами таких систем отопления можно назвать:

  1. Экономичность. Для функционирования системы не требуются электронасосы.
  2. Независимость от электричества. Теплоснабжение осуществляется за счет наличия топлива в котле. Поэтому отключение электроэнергии не сказывается на работе отопительных приборов.
  3. Отсутствует вибрация и различные шумы, которые характерны при функционировании электрооборудования.
  4. Саморегуляция. Такая схема естественной циркуляции отопления обеспечивает подачу одинакового количества тепла на все радиаторы.
  5. Простота монтажа. Установку системы можно произвести и самостоятельно, даже не имея специальных навыков и знаний.
  6. Инерционность. Если котел отключить, тепло еще будет долго сохраняться в батареях и обогревать помещение.

Правда, и нагревается система, после возобновления работы котла, также будет очень долго. Что можно отнести к недостаткам. Объем воды в подобных системах раза в три больше, нежели в моделях с электронасосом. Трубы должны быть сделаны только из металла. Полимерные магистрали не выдержат высоких температур. Среди прочих минусов можно назвать и то, что системы с естественной циркуляцией отопления подходят лишь для малоэтажных сооружений.

Схемы отопления деревянных жилых сооружений

Надо отметить, что схема отопления в деревянном доме является непростой. Конечно, можно использовать электрические, воздушные и печные варианты. Но большинство пользователей останавливают выбор на водяных системах отопления.

Дом из дерева отличается большой теплоемкостью, поэтому для его прогрева понадобиться больше тепловой энергии.

Помимо этого схема отопления частного дома предполагает, что надо постоянно поддерживать комнатную температуру воды. Необходимо это для того, чтобы помещение не отсырело. При подобном устройстве отопления система состоит из теплонагревательного котла, магистрали и отопительных агрегатов. Конструкцию необходимо оснастить шаровыми кранами и терморегуляторами. Конечно, для отопления деревянного дома можно использовать и искусственную систему теплоснабжения, но схема отопления без насоса все же встречается чаще. Более детально о системе отопления с насосной циркуляцией мы уже писали здесь .

Схема отопления двухэтажной жилой постройки

Реализуется система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома в двухтрубных и однотрубных системах. Принцип у них один – от котла вверх на максимальную высоту поднимается труба, а потом идет распределение теплоносителя по конструкциям отопления. Различие заключается в следующем: в двухтрубной системе отопления вода, которая уже остыла, собирается в другую трубу, которая заводится на вход обратки теплового котла. Что касается однотрубной системы, на вход обратки котла идет трубопровод от выхода последней батареи. Двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией – наиболее подходящий вариант для домов с двумя этажами.

От однотрубной двухтрубная система отличается лишь порядком подключения отопительных элементов. Перед каждой батареей рекомендуется ставить регулировочный бак. Для обеспечения нормальной циркуляции воды в двухэтажном доме всегда хватает расстояния между центром теплового котла и верхней точкой подающего трубопровода. Поэтому аккумулирующая емкость для обогрева может быть оборудована не на чердаке помещения, а на втором этаже.

Схема отопления одноэтажной жилой постройки

Однотрубная схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома является наиболее подходящей для таких сооружений. Состоит такая система из одной трубы и включает котел для нагрева, трубопроводную разводку, проводку и расширительный бак. Схема подобной системы отличается простотой. Поэтому ее установку можно провести и своими руками. По периметру жилого помещения пускается труба. Выбирать надо трубы большого диаметра – не меньше ДУ32.

Монтируется труба внутри жилого помещения. Со стороны подачи разводка должна быть выше, нежели там, где обратка возвращается к отопительному котлу. В закольцовку врезаются радиаторы либо конвекторы. Для этого применяются трубы с диаметром поменьше. Желательно на подводках установить дроссели и вентили. Также нелишним будет ивоздушник. Подобная схема позволяет обогревать помещение без использования вспомогательной арматуры.

В частном секторы широко применяют горизонтальную систему отопления, которая классифицируется на тупиковые и попутные системы движения воды. При тупиковой системе каждая из батарей располагается дальше от котла. Подобная система может быть легко разбалансирована. Поэтому настраивают ее очень долго. Надо отметить, что попутная система отопления схема которой предполагает больший расход труб по сравнению с тупиковой, используется преимущественно в простых системах теплоснабжения.

Выбирая попутную систему, надо учесть, что циркуляционные кольца должны быть одинаковыми.

Все радиаторы в системе работают как один. Сегодня очень часто используют гибкие шланги для отопления дома. Они служат для подсоединения обогревателей к системе теплоснабжения.

Причины отсутствия циркуляции воды

Часто пользователи одно- или двухэтажных домов сталкиваются с такой ситуацией, когда обогреватели начинают работать менее эффективно. Если нет циркуляции в системе отопления, на то могут быть свои причины.

Отсутствие циркуляции в системе теплоснабжения может быть вызвано:

  • Загрязнением системы. Батареи необходимо периодически промывать, иначе конструкция может забиться по всему диаметру. Если такое произошло, придется менять трубы.
  • Диаметр труб слишком маленький. А чем диаметр труб меньше, тем гидравлическое сопротивление больше. Это тоже может быть причиной того, что нет циркуляции в радиаторе отопления либо она есть, но очень слабая.
  • Завоздушиванием обогревателя. Для решения такой проблемы устанавливают краны Маевского.

Очень часто в системах теплоснабжения с естественной циркуляцией устанавливают насосы мокрого типа мощностью до 40-60 Вт. Более подробно о работе тепловых насосов для отопления можно прочитать здесь. Это один из вариантов, как улучшить циркуляцию воды в системе отопления дома. Помимо этого насосы могут помочь сэкономить до 25% затрат.

Рекомендуем к прочтению

Водяной теплый пол — нюансы монтажа и способ организации системы отопления Популярное газовое отопление: процесс организации и виды подключений Характерные свойства для системы водяного отопления и его вариации Разнообразные современные системы отопления — их устройство и управление

© 2016–2017 — Ведущий портал по отоплению.
Все права защищены и охраняются законом

Копирование материалов сайта запрещено.
Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

Источники: http://teplowood.ru/sistema-otopleniya-s-estestvennoj-cirkulyaciej.html, http://x-teplo.ru/otoplenie/sistemy/sistema-otopleniya-s-estestvennoj-cirkulyaciej.html, http://spetsotoplenie.ru/sistemy-otopleniya/varianty-ustrojstva-sistem-otopleniya/kak-vyglyadit-shema-otopleniya-s-estestvennoj-tsirkulyatsiej-odnoetazhnogo-doma.html

подключение котла к двухтрубной отопительной системе частного дома своими руками, как правильно сделать – Ремонт своими руками на m-ston

Одной из особеннойстей нашей климатической зоны является то, что практически в любом жилом для комфортного проживания и долголетия самого дома необходимо наличие отопления. Рассмотрим существующие виды отопления стандартного одноэтажного дома – прежде всего это печное отопление, которое является наиболее эффективным при наличии дешевых видов топлива; водяное отопление, которое может быть электрическим или газовым и конвекционное.

Сравнение закрытой и гравитационной систем

Помимо закрытой, в индивидуальных домах применяется система отопления без насоса, получившая название самотечной или гравитационной.

При ее организации нагретую котлом отопительную жидкость направляют по вертикальной трубе в расширительный бак, которой располагают в самой верхней точке дома (на чердаке). Вода поступает в бак самотеком за счет меньшей плотности горячих водных масс, выталкиваемых холодными.

От бака прокладывают с небольшим уклоном горизонтальную трубу с боковыми отводами к каждому радиатору, по которой нагретая вода затекает в теплообменные приборы. Снизу от каждой батареи отходит отвод, который подключают к общему трубопроводу обратки, проложенному с некоторым уклоном и подсоединенному к котлу.

Таким образом, система отопления с естественной циркуляцией не нуждается для обеспечения тока жидкости в каких-либо дополнительных приборах. Основные отличия самотечной и закрытой принудительной систем заключаются в следующем:

  • Среднее давление в отопительном контуре индивидуальных систем составляет 1 — 1,5 бара. Чтобы достичь нижнего порога в одну единицу, расширительный бак придется поднимать на высоту 10 м от котла. Это не всегда удается достичь в домах с двумя этажами и совершенно невозможно получить такое расстояние в одноэтажных зданиях.
  • В системах без циркуляционного насоса из-за низкого давления нельзя использовать контуры теплых полов. Впрочем, и в контурах с принудительной циркуляцией нередко в коллекторный узел разводки отопительного трубопровода устанавливают дополнительный циркуляционник.

Рис. 3 Материалы труб для отопления: нержавейка, медь, полипропилен, сшитый полиэтилен

  • Теоретически самотечная система отопления в частном доме может функционировать без электроэнергии, хотя в реальности многие автоматизированные газовые котлы также не работают без электричества. Однако бензиновый генератор поможет справиться с проблемами отсутствия электроэнергии в любых системах, обеспечивая напряжением питания циркуляционные электронасосы и автоматику котлов.
  • Если скорость перемещения тока воды в самотечных системах можно повысить, подключив в линию обратки через байпас циркуляционный электронасос, то проблемы с эстетичностью внешнего вида практически неразрешимы. Даже если спрятать горизонтальную трубу от расширительного бака под потолком, то подходящие к каждому радиатору по стенам вертикальные участки труб не только испортят внешний вид комнат, но и принесут массу неудобств при расстановке мебели, навешивании карнизов.
  • В принудительных системах трубопровод можно полностью скрыть под полом, что многие и делают.
  • Для предохранения воды от замерзания в нее добавляют антифризы, основные из которых — дешевой ядовитый этиленгликоль и абсолютно безвредный пропиленгликоль. Если в закрытый контур можно залить ядовитую жидкость, и она не будет иметь выхода наружу, то в открытом контуре придется применять только дорогостоящую незамерзайку.

Рис. 4 Условные обозначения на схемах элементов отопительных систем по ГОСТ

Схема отопления одноэтажного дома: распространенные типы

Такая простая система, как ее видят большинство заказчиков, имеет массу нюансов, способных в той или иной мере повлиять на работоспособность сети отопительных приборов в доме. На сегодняшний день существует большое количество комбинированных систем, а также более простых схем отопления, основанных на обычных принципах построения.

Схема системы отопления одноэтажного дома базируется на следующих главных пунктах, относящихся непосредственно к формированию сети, ее монтажу в доме. Специалисты нашей компании подскажут, что все нижеописанное можно комбинировать, совмещать и проектировать на свое усмотрение – главное доверить работу настоящим профессионалам.

Однотрубная схема отопления одноэтажного частного дома

В данном варианте создается обычная магистраль с последовательным присоединением всех потребителей, включая подогрев полов и пристенные радиаторы. Теплоноситель подается сначала к первому объекту, потом перетекает ко второму, и так далее. В конце, охлажденный теплоноситель поступает к котлу. Данная схема является наиболее простой и удобной, не требующей использования большого количества сложных устройств и материалов.

Недостатком можно считать то, что в однотрубной схеме, при наличии более чем десяти потребителей, происходит значительное падение эффективности отопления – особенно в последних на очереди радиаторах. Компенсация этой особенности производится за счет организации принудительной циркуляции теплоносителя – это приводит к установке дополнительного оснащения.

Двухтрубная схема системы отопления одноэтажного дома

Более функциональный тип организации микроклимата внутри коттеджей, так как подразумевает использование двух независимых магистралей с естественной или принудительной циркуляцией. В данном случае используется одна подающая труба для нагретого теплоносителя – будь то вода или антифриз – а вторая труба отводит охлажденную жидкость к котлу. При этом подача тепла происходит намного быстрее, чем в однотрубной схеме.

Использование двухтрубной системы позволяет более эффективно использовать возможности котлов и теплоносителей, так как обогрев происходит постоянный, а циркуляция – не зависит от наполнения всей системы полностью, а ориентируется на локальные радиаторы.

К недостаткам можно отнести большое количество оборудования, сравнительно высокую разветвленность системы, необходимость четкого расчета входящего и исходящего объема теплоносителя.

Лучевая система отопления частного одноэтажного дома

Данный тип относится к наиболее сложным, затратным и трудоемким схемам, так как требует высокой квалификации от инженеров и монтажников. Принцип функционирования сводится к тому, что каждый потребитель – батарея, радиатор, подогрев пола – имеют собственную входящую и исходящую магистраль, которые регулируются в едином блоке управления. Такая схема очень удобна тем, что вы, как собственник, можете динамически регулировать интенсивность отопления того или иного помещения, независимо от других комнат. По сути, лучевая схема позволит создать уникальный микроклимат для каждого помещения в доме.

Недостаток – дорого, как в плане закупки материалов, труб и фитингов, так и в обслуживании, ведь сильно разветвленная система требует постоянного контроля в процессе эксплуатации. Затратной выйдет разработка проектной документации, монтажные работы. Хотя, с точки зрения, дальнейшего использования, лучевая схема более надежная и долговечная, а ремонт отдельной магистрали не влечет за собой отключение всей системы отопления в коттедже.

Расчет системы

Расчет системы водяного отопления с естественной циркуляцией достаточно сложен и включает:

  • определение мощности котла
  • приборов отопления
  • выбор диаметра труб

Полный расчет мощности котла основан на подсчете потерь тепла через крышу, полы, стены и проемы здания в зависимости от их площади, материала изготовления и разницы температур в доме и на улице.

Упрощенный расчет можно выполнить по формуле:

Wк = Wуд х S/10;

где

  • Wк — мощность котла (кВт)
  • Wуд — удельная мощность на 10 кв. метров дома (кВт)
  • S — общая площадь дома (кв. м.).

Удельная мощность зависит от климатической зоны и составляет:

  • для подмосковья 1,2 — 1,5 кВт
  • для северных районов — 1,5 — 2 кВт
  • для южных — 0,7 — 0,9 кВт.
Система отопления с естественной циркуляцией – схемы без насоса Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома, расчет своими руками: инструкция, фото- и видео-уроки, цена Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома, расчет своими руками: инструкция, фото- и видео-уроки, цена Схемы отопления одноэтажного дома с принудительной и естественной циркуляциями, проекты, монтаж своими руками, инструкция, фото- и видео-уроки, цена Схема однотрубного отопления частного дома: закрытая горизонтальная система отопления двухэтажного и одноэтажного дома, как сделать расчет, фото и видео инструкции

Система отопления заполняется водой исходя из соотношения: не менее 15 литров на киловатт мощности котла.

Мощность радиаторов можно определить по той же формуле, подставив в нее величины площадей отапливаемых комнат или исходя из объема помещений — на отопление одного кубометра комнаты требуется около 40 ватт мощности.

Мощность радиаторов, расположенных на первом этаже увеличивают на 15 — 20%.

Расчет диаметра труб производится следующим образом:

Методика расчета описана в многостраничных методических указаниях и вряд ли по силам человеку без специального образования, но выход есть.

От правильности выбора схемы отопления, мощности котла и радиаторов, диаметра труб во многом зависит эффективность работы всей системы.

Лучше потратить время на расчеты или поручить их специалистам, чем жить в холодном доме или тратить силы и деньги на устранение допущенных ошибок. опубликовано  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econet

Варианты отопительных разводок

1. Лучевая система

Коллекторная (лучевая) схема отопления одноэтажного дома:

Монтаж такой системы выльется в круглую сумму. Зато она самая эффективная в плане экономии тепла.

2. Двухтрубная схема отопления

Во всём доме, по периметру или под полом, тянутся два трубопровода – подачи и обратки. Батареи, фанкойлы, конвекторы, — всё это играет роль перемычек и создаёт подобие короткого замыкания. Вода циркулирует от ближней батареи к дальней. Поэтому дроссельные заслонки будут ограничивать проходящую через батареи горячую воду. Для равномерного тепла в каждой комнате необходимо тонко балансировать систему.

Двухтрубная схема отопления одноэтажного дома:

Недостатки этой системы:

  • большой расход трубы и материалов;
  • без балансировки происходит замерзание труб и батарей.

3. Однотрубная схема отопления дома

Считается самой простой. Иногда её называют, по старинке, «ленинградкой». При монтаже такой системы по периметру всего дома и во всех жилых помещениях укладывают трубу на 25-32-40 мм. Почему обязательно в жилых комнатах? Всё просто: паразитное тепло, которое выделяется трубой, тоже будет обогревать всю комнату.

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома:

Или вот схема отопления одноэтажного частного дома в одноконтурном варианте:

Радиаторы и конвекторы врезаются для закольцовки, но с использованием трубы двадцатки. На всех подводах устанавливаются дроссельные заслонки и краны. Первые уравнивают температуру, а другие — выпускают воздух. Если бы не было вентилей (кранов), то вода вытеснила бы воздух в верхнюю часть отопительного элемента. А это, в свою очередь, делает меньше количество отдаваемого тепла.

Плюсы однотрубной системы:

  • тепло практически не теряется;
  • простота и быстрота монтажных работ;
  • экономное использование;
  • при отсутствии электричества, отключающее циркуляционный насос, движение воды не остановится;
  • экономия материалов.

Так какую же систему отопления выбрать в одноэтажном доме? Можно отметить лишь один, но существенный факт, который повлияет на ваш выбор – возможность устанавливать любую из перечисленных схем в одноэтажных домах и коттеджах: лучевая, однотрубная, двухтрубная, электрическая, воздушная и даже систему «водяного пола».

О последних трёх мы не упоминали, но они также популярны последнюю систему («тёплый пол») пару лет назад использовали только в саунах, но сегодня её относят к полноценному виду отопительных систем, которые полноценно обеспечивает теплом весь дом.

К причинам, повлёкшим выбор той или иной системы, можно отнести и площадь дома, и срок проживания (постоянный или временный), и из чего построен дом (кирпич, блок или деревянный брус).

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

  • при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
  • жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
  • нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

Расчет системы отопления с естественной циркуляцией

Самому проводить расчет системы отопления с естественной циркуляцией нежелательно, лучше обратиться к грамотным специалистам во избежание цифровых погрешностей. Однако наиболее точный пример расчета самостоятельно осуществляется в нижеследующей последовательности:

  1. Чтобы согреть 1 м3 помещения, в среднем требуется 400 Вт тепловой энергии. Потому мощность умножается на вычисленный объем здания, и выясняется начальное число, определяющее количество тепла.
  2. Учитываются и потери тепла через двери и окна. Количество окон умножается на 100 Вт, а количество дверей, ведущих наружу – на 200 Вт. Значения вычитаются из начального числа.
  3. Практически все комнаты в частных домах имеют наружные стены. Потому, чтобы осуществить верные вычисления, имеющийся результат умножается на коэффициент поправки, равный 1,2.
  4. Должны учитываться еще потери тепла через пол и кровлю. Результат умножается на очередной коэффициент поправки, равный 1,5.

Это коэффициенты усредненного значения. Они отличаются по регионам России. В южных частях страны он колеблется в пределах 0,7 – 0,9. В средней полосе значения варьируются в пределах 1 – 1,3. Северные области России имеют самые высокие коэффициенты: 1,4 – 2.  

Достоинства и недостатки однотрубных систем

Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:

  1. Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
  2. Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
  3. Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.

Также стоит отметить и основные недостатки однотрубного отопления:

  1. Каждая последующая батарея получает меньше тепла, что особенно заметно в системах с нижней разводкой.
  2. Максимальная эффективность системы достигается только при установке циркуляционного насоса, что автоматически делает отопление энергозависимым.
  3. Эффективность однотрубного отопления снижается при увеличении площади и этажности здания, в котором установлена система.

Классификация систем теплоснабжения

В одноэтажных зданиях, коттеджах, домах монтируют автономные системы обогрева или зависимые от внешних источников питания. Первые функционируют на сжиженном газе, дизельном, а также твёрдом топливе. Вторые – нуждаются в подключении к электросети или магистральному газопроводу.

Ещё одно различие между вариантами теплоснабжения заключается в необходимости участия человека в работе оборудования.

Системы с автоматизированным управлением не требуют круглосуточного мониторинга или ручной настройки. Поддержание комфортной температуры внутри здания обеспечивают термостаты и термодатчики.

Эти приборы регулярно контролируют изменение температурных показателей, что позволяет системе отопления учитывать все факторы, которые оказывают непосредственное влияние на температуру в помещении: солнечное тепло, излучение бытовых электроприборов, нагрев от ламп для освещения и т. д.

Систему теплоснабжения нередко монтируют вместе с котельной автоматикой. Её главная задача – достичь максимально возможной экономичности, но не выходить при этом за рамки допустимых параметров

Автоматика даёт возможность изменять температурный режим в доме в разное время суток.

При классификации отопительных систем принимают во внимание такие признаки, как:

  • тип носителя тепла — воздушные, водяные или паровые, комбинированные;
  • вид используемого топлива — газовые, электрические, торфяные, дровяные, пеллетные, угольные;
  • способ транспортировки рабочей жидкости — с естественной и принудительной циркуляцией;
  • ход передвижения теплоносителя — попутные и тупиковые;
  • способ подсоединения котельного оборудования — однотрубная и двухтрубная компоновка;
  • схема разводки — с вертикальным или горизонтальным расположением разводящей линии, верхним или нижним, комбинированным.

В многоквартирных зданиях доминирует вертикальная схема разводки, а в одноэтажных встречается горизонтальная. Комбинированные методы подачи тепла преобладают в высотных новостройках.

Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов

В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.

Схема однотрубной системы отопления 2-х этажного дома.

Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.

Позитивные стороны и недостатки

Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:

  • нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
  • для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
  • здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
  • отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
  • вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
  • система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.

Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.

Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен

Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.

Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.

Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты — закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.

Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.

О расчете параметров системы отопления с естественной циркуляцией для одноэтажного дома

Ввиду отсутствия в гравитационных системах отопления одноэтажного здания дополнительных механизмов, обеспечивающих стабильно высокое давление, любое из возможных нарушений при установке трубопровода может обернуться проблемами с подачей тепла. К таким нарушениям можно отнести:

  • пренебрежение необходимостью в соблюдении углов наклона,
  • неверный выбор труб,
  • избыток поворотов при монтаже системы.

Уровень уклона при установке трубопровода для отопления частном доме регламентируется положениями СНиПов. В соответствии с ними, для каждого погонного метра необходим наклон, величиной в 1 см. Это обеспечивает нормальное продвижение теплоносителя по трубопроводу. При нарушении указанного норматива возможно завоздушивание системы и снижение общего уровня ее КПД.

О расчете давления и мощности отопления

Исходя из положений СНиП, каждый кВт тепловой мощности предназначен для обогрева площади в 10 кв.м дома. При расчете уровня мощности для регионов с жарким или холодным климатом, следует воспользоваться специальными коэффициентами. В первом случае он составит от 0,7 до 0,9, во втором – от 1,5 до 2.

Однако способ расчета, пренебрегающий высотой потолочных перекрытий, не всегда идеален. Поэтому существует еще один вариант – на основе объема помещения. В этом случае в основу расчетов ложатся показатели тепловой мощности (40 ватт) для каждого кубического метра. При этом наличие окон увеличивает полученное в итоге число на 100 ватт (для каждого окна), а двери – на 200 ватт (для каждой). При этом для одноэтажных частных домов применяется коэффициент 1,5.

Собственно, стандартный объем мощности, закладываемый в проекте частных одноэтажек, предполагает необходимость в мощности обогрева не менее чем в 50 ватт на 1 кв.м

Расчет диаметра трубы в системе с естественным оборотом

Диаметр труб в гравитационных системах рассчитывают исходя из:

  • потребности здания в объеме тепловой энергии (+20%),
  • определение требуемого типа материала изготовления трубы (например, диаметр трубы из стали должен составлять не менее 0,5 см),
  • данных СНиП относительно отношения мощности и внутреннему диаметру трубы.

Стоит учитывать, что при выборе труб с неоправданно большим сечением могут увеличиться расходы на отопление при снижении теплоотдачи. Расчет диаметра труб для систем с самоциркуляцией предполагает выполнение еще одного простого правила, предполагающего сужение диаметра трубы на размер после каждого разветвления.

Секрет монтажа расширительного бака

Казалось бы, что может быть сложного в том, чтобы следовать готовой схеме системы отопления. Однако на чертеже невозможно показать, точное местоположение элементов отопления. И в результате потраченное время и усилия окажутся излишними. Ведь при монтаже расширительного бака стоит помнить, что его следует закреплять в верхней точке всей системы отопления.

 

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Двухтрубная система отопления — схема, расчет и монтаж системы
      Ну, что сказать, водяная отопительная система была всегда очень сильно распространена в различных регионах для отопления строений – причиной тому являются её доступность и простота в плане…
  2. Однотрубное отопление с нижней разводкой – расчет и разводка системы
      Одним из наиболее эффективных и экономически привлекательных вариантов систем отопления частных домов или загородных коттеджей является однотрубное отопление с нижней разводкой….
  3. Проект отопления двухэтажного частного дома
      Перед тем, как приступить к строительству частного дома, нужно определиться с системой отопления. Детально проработанный проект отопления двухэтажного дома обеспечит хорошее распределение тепла по всему…
  4. Отличие ленинградской системы отопления двухэтажного дома от многоэтажного — схемы
      Ленинградская система отопления, схема которой широко применяется в многоэтажных и частных домах — это одна из самых распространенных схем организации обогрева в зданиях. Обогрев по…

Видео схем систем отопления: самотечная, однотрубная, коллекторная

Читаем дальше – узнаём больше!

  • Выбор системы вентиляции
  • Вентиляция в деревянном доме
  • Стоимость установки кондиционера в квартире
  • Система вентиляции частного дома
  • Вентиляция производственных помещений цены
  • Электрическая схема кондиционера

Ответить 6 лет назад Антон 6 лет назад Цитата Я все-таки склоняюсь к водяным отопительным системам. Воздушное отопление подсушивает воздух, собирает в себя пыль, и из- за турбин оно немного шумнее, чем водное. При этом не во всяком интерьере спрячешь такие толстые воздуховоды, это дополнительные неудобства. На мой взгляд идеальное отопление – это теплые полы, ибо они никак не влияют на интерьер помещения , равномерно и эффективно распределяют тепло по помещению. 5 лет назад Ирина 5 лет назад Цитата У нас однотрубная отопительная система. Это действительно был более дешевый вариант. Но в такой системе необходимо воду принудительно прокачивать насосом, работающим от электросети. Следовательно, дополнительные расходы. Лучше сразу ставить двухтрубную отопительную систему. Немного дороже, но гараздо эффективней и кпд выше. И можно отапливать не все помещения. У нас получилось, что скупой платит дважды. Миша 5 лет назад Цитата Только вот дома с площадью более 100кв.м. плохо отапливаются самотеком. Нужно ставить насос для равномерного распределения горячей воды в контуре отопления. Некоторые чтобы не ставить насос ставят второй котел в конце контура отопления. Надежда 5 лет назад Цитата В прошлом году установили в частном доме (ему уже 60 лет) водяную систему отопления типа “ленинградка”. Хотя и устанавливали специалисты, в итоге половина дома получилась очень холодная. Видимо сказалось отсутствие ремонта в этой части дома. Поэтому, прежде чем заняться отоплением, следует сделать в доме капремонт. Чаще всего тепло уходит через плохо утепленные полы и потолок. При замене окон, уделите особое внимание тому, как заделаны все щели и откосы. Иначе, какую бы вы систему отопления не установили, тепла в доме вам не видать… Валерия 5 лет назад Цитата В доме старой постройки сделали водяное отопление с нижней разводкой и поставили электрический насос. При частом отключении электроэнергии зимой это не очень “комфортно”. Что же нужно переделать, чтобы отказаться от насоса? Верхняя разводка не подойдёт – уровень не позволяет! Алексей 5 лет назад Цитата Пожалуй у многих однотрубная система отопления. По крайней мере в старых домах. В домах с небольшими комнатами её достаточно. Воздушное отопление лучше всего использовать весной и осенью, когда не нужно постоянно обогревать помещение и нет смысла запускать котёл. Ярослав 5 лет назад Цитата У меня двух этажный дом и стояла самотечная система. Радости не было предела, даже если нет света она и минусы, например, нельзя прогреть быстро всю систему и остудить если нужно не получалось. Теперь стоит насос, вроде и хорошо, но когда два дня света не было это была катастрофа. Написать ответ… КодИзображениеСсылкаЗачеркнутыйЗаголовокКурсивЖирныйВидеоЦитата Предварительный просмотр

Рекомендации по монтажу своими руками

Для прокладки основных линий естественной циркуляции лучше использовать полипропиленовые или стальные трубы. Причина – большой диаметр, полиэтилен Ø40 мм и больше стоит слишком дорого. Радиаторные подводки делаем из любого удобного материала.

Совет. При сборке самотечной сети отопления из металлопластика не ставьте компрессионные фитинги – они сильно уменьшают внутренний проход.

Пример монтажа двухтрубной разводки в гараже Как правильно сделать разводку и выдержать все уклоны:

  1. Начните с разметки. Обозначьте места установки батарей, точки подключения подводок и трассы магистралей.
  2. Размечайте трассы на стенах карандашом начиная от дальних батарей. Величину наклона регулируйте длинным строительным уровнем.
  3. Двигайтесь от крайних радиаторов к котельной. Когда вы прочертите все трассы, то поймете, на каком уровне ставить теплогенератор. Входной патрубок агрегата (для остывшего теплоносителя) должен располагаться на одном уровне или ниже обратной линии.
  4. Если уровень пола топочной слишком высокий, попытайтесь сместить все обогреватели вверх. Следом поднимутся горизонтальные трубопроводы. В крайнем случае делайте под котлом углубление.

Прокладка обратной линии в топочной с параллельным подключением к двум котлам После нанесения разметки пробейте отверстия в перегородках, вырежьте борозды под скрытую прокладку. Затем проверьте трассы еще раз, внесите корректировки и приступайте к монтажу. Соблюдайте тот же порядок: сначала закрепите батареи, потом кладите трубы в сторону топочной. Установите расширительный бачок со сливным патрубком.

Самотечная сеть трубопроводов заполняется без проблем, краны Маевского трогать не нужно. Просто медленно закачивайте воду через кран подпитки в нижней точке, весь воздух уйдет в открытый бачок. Если после прогрева какой-либо радиатор остается холодным, воспользуйтесь ручным воздухоотводчиком.

Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса

Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость. Отопительной системой открытого характера предусматривается установление  в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.

Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок. При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.

В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей. В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом. Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.

Системы отопления на природном газе | Американская газовая ассоциация

Системы отопления на природном газе

Потребители сильно отдают предпочтение теплу природного газа, потому что это удобно, удобно, надежно и эффективно. Сегодняшние системы отопления предлагают подрядчикам, строителям и домовладельцам невероятный выбор: от топовых печей, которые достигают уровня эффективности более 90 процентов, до устройств по умеренной цене, которые соответствуют минимальному стандарту эффективности в 78 процентов или немного превышают его, поэтому что клиентам не нужно платить за большую эффективность, чем им нужно.

Тепло природного газа на ощупь теплее, чем тепло, производимое электрическим тепловым насосом. Тепло природного газа доставляется из систем с принудительной подачей воздуха при температуре от 120 до 140 градусов по Фаренгейту. Напротив, воздух от электрического теплового насоса обычно подается с температурой 85-95 градусов по Фаренгейту, достаточно теплым, чтобы обогреть комнату, но холоднее, чем средняя температура кожи человека, составляющая 98,6 градусов по Фаренгейту.

Типы систем отопления

Системы принудительной подачи воздуха

Самая распространенная печь – это система центрального отопления с принудительной подачей воздуха, в которой для нагрева воздуха используется горелка, работающая на природном газе.Холодный воздух втягивается в систему, перемещается в теплообменник, где он нагревается газовой горелкой, а затем циркулирует с помощью воздуходувки или вентилятора по воздуховодам дома. Система принудительной подачи воздуха может также включать в себя такие элементы, как электронные воздушные фильтры, электрическое охлаждающее оборудование и увлажнитель или осушитель.

При сгорании природного газа образуются побочные продукты в виде водяного пара и углекислого газа, которые являются теми же элементами, которые выдыхаются, когда люди дышат. Эти дымовые газы необходимо отводить наружу.Вентиляционные отверстия в стене могут использоваться для печей с принудительной подачей воздуха на природном газе со средней и высокой эффективностью, что устраняет необходимость в стандартной дымовой трубе и / или футеровке.

Водяные лучистые или водяные системы отопления

Гидравлические системы или системы горячего водоснабжения имеют газовый котел, который создает пар или горячую воду, которая затем циркулирует по дому по трубам. Эти системы отопления могут включать радиаторы, теплые полы или плинтусы. В котлах или гидравлических системах используется тот же тип вентиляции, что и в системах с принудительной подачей воздуха.

Комбинированные системы водяного отопления и отопления помещений

Комбинированные системы предназначены в первую очередь для использования в качестве системы принудительного воздушного отопления, но также могут быть адаптированы для некоторых гидравлических систем плинтусов. Горелка на природном газе нагревает воду и хранит ее в резервуаре, как обычный водонагреватель. Для обогрева помещения насос пропускает часть горячей воды через нагреваемый металлический змеевик. Вентилятор обдувает нагретый змеевик и воздуховоды в доме.

Обогреватели космоса

Обогреватели, работающие на природном газе, – хороший выбор для комнат, которые не используются часто, для тех частей дома, где требуется дополнительный нагрев, а также для дополнительных помещений.Эти компактные, энергоэффективные блоки можно закрепить на стене, разместить в плинтусах или разместить как камин или печь. Они рассчитаны на обогрев только одной комнаты или нескольких. Часто они напрямую выводятся наружу через обычные дымоходы или дымоходы, но также доступны и невентилируемые модели.

Излучающий комнатный обогреватель имеет светящуюся панель, которая согревает людей и поверхности на своем прямом пути. Конвективный обогреватель нагревает воздух в помещении. Некоторые конвективные обогреватели используют естественную циркуляцию, создаваемую в комнате, для распределения нагретого воздуха, а другие используют небольшой вентилятор или воздуходувку для распределения теплого воздуха.

Эффективность и эксплуатационные расходы

Энергоэффективность любой системы отопления измеряется ее годовой эффективностью использования топлива (AFUE). Это соотношение между количеством энергии, поступающей в систему, и количеством энергии, выделяемой в виде полезного тепла. При этом учитываются потери тепла при запуске и охлаждении, а также КПД агрегата во время его работы. Чем выше AFUE, тем эффективнее печь. Новые печи должны работать с КПД 78% или выше; некоторые высокоэффективные системы отопления на природном газе потребляют 98 процентов потребляемой энергии.

Сравнение затрат

Чтобы определить, какая модель является наиболее подходящей, строители и потребители должны сравнить как начальную стоимость покупки и установки системы, так и среднегодовые эксплуатационные расходы. Система отопления, работающая на природном газе, может стоить дороже, чем электрическая система, но часто она стоит дешевле в эксплуатации. В 2001 году, например, было дешевле эксплуатировать даже низкоэффективную печь на природном газе, чем эксплуатировать электрический тепловой насос, и почти в три раза дороже обогревать дом с помощью печи электрического сопротивления, чем использовать высокопроизводительную печь сопротивления. -эффективность печи на природном газе.

Улучшение теплопередачи с использованием CO2 в контуре естественной циркуляции

Контуры теплопередачи (вторичные контуры) классифицируются как контур принудительной циркуляции (FCL) и контур естественной циркуляции (NCL). Контур принудительной циркуляции – это активная система, для которой требуется насос или компрессор для управления потоком жидкости, тогда как контур естественной циркуляции (NCL) представляет собой простую систему, в которой поток жидкости происходит из-за градиента плотности, вызванного наложенной разницей температур.

В NCL радиатор расположен выше, чем источник тепла. Это устанавливает градиент плотности в системе, из-за которого более легкая (более теплая) жидкость поднимается вверх, а более тяжелая (более холодная) жидкость движется вниз. Следовательно, тепловая энергия может передаваться от высокотемпературного источника к низкотемпературному приемнику без прямого контакта друг с другом, а также без использования какого-либо первичного двигателя.

NCL предпочтительнее контура с принудительной конвекцией, где безопасность является превыше всего.Он также обеспечивает бесшумную и необслуживаемую работу. NCL является многообещающим вариантом для многих инженерных приложений, таких как ядерные реакторы 1 , химическая экстракция 2,3 , электронная система охлаждения 4 , солнечные нагреватели 5,6,7,8,9,10 , геотермальные приложения 11,12 , криогенные холодильные системы 13 , охлаждение лопаток турбины 14 , термосифонные ребойлеры 15,16 , а также охлаждение и кондиционирование воздуха 17 и т. Д.По сравнению с системами с принудительной конвекцией скорость теплопередачи в системах с естественной конвекцией находится на более низком уровне, и ее улучшение является сложной задачей. Исследователи пытаются разными способами улучшить скорость теплопередачи, например, используя различные рабочие жидкости / наножидкости. Misale и др. . 18 и Наяк и др. . 19 экспериментально сообщил об увеличении скорости теплопередачи на 10–13% с наножидкостью (Al 2 O 3 + вода) по сравнению с NCL на водной основе.

Выбор рабочих жидкостей для NCL обычно осуществляется на основе некоторых благоприятных теплофизических свойств. Обычно используемые рабочие жидкости можно разделить на водные и неводные. Водные растворы обычно представляют собой продукты на основе соли или спирта. Они обладают одним или несколькими неблагоприятными эффектами, такими как коррозионная активность, токсичность, высокое значение pH и т. Д. Неводные растворы представляют собой коммерчески доступные химические вещества.

В последние годы CO 2 приобрел популярность в качестве циркуляционной жидкости в NCL благодаря своим превосходным теплофизическим свойствам и экологичности (отсутствие потенциала истощения озонового слоя и незначительный потенциал глобального потепления) и использовался для различных приложений, таких как солнечное тепло. коллектор 20 , тепловой насос 21 , геотермальная система 22 и т. д.Пригодность CO 2 в качестве циркуляционной жидкости была изучена Кираном Кумаром и др. . 23 для NCL, а также Ядав и др. . 24 для контура принудительной циркуляции.

Любые жидкости, работающие в области, близкой к критической, показывают очень хорошие характеристики теплопередачи и потока жидкости благодаря своим благоприятным теплофизическим свойствам. Преимущество двуокиси углерода заключается в низкой критической температуре (~ 31 ° C) и вполне разумном критическом давлении (73,7 бар).

Swapnalee и др. . 25 провели экспериментальные исследования по изучению статической нестабильности сверхкритических СО 2 и НКЛ на водной основе с нагревателем в качестве источника тепла. Kiran и др. . 26 провели эксперименты и изучили поведение теплопередачи NCL с использованием докритического CO 2 с ограниченным диапазоном температуры и давления.

Несмотря на то, что наличие экспериментальных исследований очень скудно из-за риска, связанного с работой с CO при высоком рабочем давлении 2 , достаточно большое количество численных исследований поведения теплопередачи NCL на основе CO 2 доступно в открытая литература 27,28,29 .

Киран Кумар и др. . 27 выполнили численное исследование стационарного анализа однофазных прямоугольных NCL с параллельными потоками теплообменников типа «труба в трубе». Ядав и др. . 28 выполнили переходный анализ контура естественной циркуляции (NCL) на основе диоксида углерода с торцевыми теплообменниками. Басу и др. . 29 , направлена ​​на разработку теоретической модели для моделирования стационарных характеристик прямоугольного однофазного контура естественной циркуляции и исследования роли различных геометрических параметров в поведении системы.Ядав и др. . 30 провели трехмерное исследование CFD и заявили, что скорость теплопередачи на ~ 700% выше в случае докритической жидкости, а также сверхкритического CO. 2 по сравнению с водой. Двумерный анализ при 90 бар для различных температур источника тепла сообщил о нестабильности, связанной со сверхкритическим потоком 31,32 .

Доступны обширные численные исследования 27,28,29 на CO 2 NCL на основе с различными конфигурациями.Однако в литературе сообщается об очень небольшом количестве экспериментальных исследований из-за риска, связанного с обращением с CO 2 при более высоком рабочем давлении. Как и в большинстве инженерных исследований, имеющих практическое значение, экспериментальные исследования являются эталоном. Экспериментальные исследования NCL с использованием сверхкритического / субкритического CO 2 с концевыми теплообменниками в широком диапазоне температур, охватывающем отрицательную температуру, ограничены. Чтобы заполнить эту критическую пустоту, это экспериментальное исследование представляет собой исследование поведения теплопередачи субкритических / сверхкритических НКЛ на основе CO 2 с торцевыми теплообменниками для широкого применения в диапазоне от минусовых (-18 ° C) до плюсовых (70 ° C) температуры.Исследование также включает явление теплопередачи в однофазном (жидкость и пар) и двухфазном CO 2 на основе NCL. Далее сравниваются скорости теплопередачи воды (для положительной температуры) и рассола (для отрицательной температуры) в NCL.

Детали эксперимента

Полное изображение испытательной установки представлено на рис. 1. Испытательная установка состоит из резервуара CO 2 , теплообменников типа “труба в трубе” (горячего и холодного) с вертикальными трубами (стояк и сливной стакан).

Рисунок 1

Схема NCL с торцевыми теплообменниками. (1) Цилиндр резервуара CO 2 , (2) Термостатическая ванна для HHX, (3) Термостатическая ванна для CHX (4) Система сбора данных, (5) Увеличенная часть внутренней конструкции термопары (гайка и наконечник).

Термопары Т-типа соответствующей длины подключаются для измерения температуры текучей среды контура (CO 2 / вода / солевой раствор) и внешней текучей среды (вода / метанол), которая течет внутри внутренней трубы и кольцевого пространства, соответственно, как показано на рис.1.

Фотографический вид используемого оборудования представлен на рис. 2. Контур естественной циркуляции 2 × 2 м изготовлен из нержавеющей стали (SS-316), имеет внешний диаметр 32 мм, внутренний диаметр 26 мм, толщину 3 мм. мм и выдерживает давление до 250 бар. Для управления теплопередачей от контура к окружающей среде весь контур изолирован асбестовым тросом и изоляционным материалом из вспененной ленты толщиной 3 мм каждый. Теплообменники длиной 1600 мм, наружным диаметром 51 мм и толщиной 3 мм.

Рисунок 2

Экспериментальная установка. (1) Термостатическая ванна – 1 (HHX), (2) DAQ, (3) Компьютер для считывания данных DAQ, (4) Термостатическая ванна -2 (CHX), (5) Манометр, (6) Ротаметр, (7) Датчик перепада давления, (8) предохранительный клапан, (9) баллон CO 2 , (10) вакуумный насос.

Две термостатические ванны (Thermo Scientific PC200) с мощностью нагрева / охлаждения 2 кВт подают внешнюю жидкость (воду / метанол) с фиксированной температурой в теплообменники. Массовый расход внешних жидкостей измеряется с помощью двух калиброванных ротаметров (диапазон 2–20 л / мин) с клапаном, подключенных отдельно к HHX и CHX.

Манометр Бурдона с диапазоном 0–150 бар подключается для измерения давления в линии контура в центре правой ноги. Шесть термопар Т-типа используются для контроля температуры CO 2 в различных местах вдоль контура, термопары соединены в прямом соединении с жидкостью внутреннего контура CO 2 , как показано на рис. 1 увеличенной части гайки и расположение наконечника. Система сбора данных (DAQ, Keighley – модель 2700) используется для регистрации различных температур контура.Геометрические характеристики испытательного стенда указаны в таблице 1. Рабочие параметры и их рабочий диапазон представлены в таблице 2 для всего эксперимента.

Таблица 1 Геометрические параметры экспериментальной установки. Таблица 2 Диапазон рабочих параметров, учитываемых при исследовании.

Методология

Холодный и горячий теплообменники испытываются на герметичность при давлении до 10 бар, а контур проверяется на герметичность при давлении 150 бар. Позже весь контур естественной циркуляции откачивается, и необходимое количество CO 2 загружается в контур из цилиндра CO 2 .Зарядка CO 2 прекращается, как только давление жидкости в контуре достигает необходимого рабочего состояния. Внешняя жидкость заставляется течь внутри кольцевой трубы обоих теплообменников с заданными массовым расходом и температурами. Когда внешняя жидкость начинает течь, температура контура начинает изменяться с небольшим изменением давления контура. Для поддержания заданного рабочего давления CO 2 перемещается в / из цилиндра, в котором поддерживается рабочее давление. Эта практика продолжается до тех пор, пока цикл не достигнет устойчивого состояния.Считается, что контур достигает установившегося состояния, если переходные колебания всех температур и давлений составляют менее 0,5%.

При заданном рабочем давлении состояние CO 2 подтверждается мониторингом температуры во всех точках контура (однофазная, двухфазная или сверхкритическая фаза). Как только вся система достигает устойчивого состояния, результаты записываются. Чтобы сравнить результаты CO 2 в качестве жидкости контура, рассол используется в качестве жидкости контура для приложений с более низкими температурами, тогда как вода используется для приложений с температурой выше нуля.Метанол используется в качестве внешней жидкости для приложений с более низкими температурами (ниже 0 ° C) и вода в качестве внешней жидкости для приложений с более высокими температурами (выше 0 ° C).

Чтобы обеспечить условия турбулентного потока для внешней жидкости, массовый расход 0,083 кг / с (5 л / мин) поддерживается как в CHX, так и в HHX.

Скорость теплопередачи (Q) рассчитывается по формуле

$$ {\ rm {Q}} = {\ rm {m}} \ times {{\ rm {c}}} _ {p-HHX} \ times { \ Delta {\ rm {T}}} _ {{\ rm {HHX}}} = {\ rm {m}} \ times {{\ rm {c}}} _ {p-CHX} \ times {\ Delta {\ rm {T}}} _ {{\ rm {CHX}}} $$

(1)

где m = массовый расход внешней жидкости в кг / с

c p HHX = удельная теплоемкость HHX в Дж / кг-K

c p CHX = удельная теплоемкость CHX в Дж / кг-K

ΔT HHX = разница температур HHX между входом и выходом

ΔT CHX = разница температур CHX между входом и выходом

Средняя температура рассчитывается по

$ $ {T} _ {avg} = \ frac {{T} _ {C} + {T} _ {H}} {2} $$

(2)

где, T C = температура на входе CHX в ° C

T H = температура на входе HHX в ° C

Natural Home Cooling | Руководства и статьи Eartheasy

Блокировка тепла

Наиболее эффективные способы заблокировать проникновение тепла в ваш дом – это изоляция, светоотражающие барьеры и затенение.

Изоляция

Изоляция, герметизация и герметизация необходимы для сохранения тепла в вашем доме в холодный климат, но они также помогают сохранить ваш дом прохладным в жаркую погоду. Чердаки большинства домов поглощают тепло через крышу, а изоляция мансардного этажа будет препятствовать проникновению тепла в дом. Утеплитель из стекловолокна, не ниже R-30, монтировать несложно. Стоимость будет быстро окупаться за счет более низких счетов за электроэнергию в течение года.

Уплотнение и герметизация дверей и окон также предотвратит проникновение теплого наружного воздуха в ваш дом.Стоимость этих материалов очень низкая, а нанесение простое.

«Еще одна идея для охлаждения дома или квартиры: постирав одежду, я вешаю ее на раму открытой двери или окна. Это вызывает естественный охлаждающий эффект. Возникает естественное кондиционирование воздуха! » – Д. Даниэль

Светоотражающие барьеры

Важным моментом при пассивном охлаждении является цвет дома . Наружные поверхности домов темного цвета поглощают от 70% до 90% солнечной энергии, падающей на поверхности дома.Часть этой поглощенной энергии передается в ваш дом посредством теплопроводности, что приводит к увеличению количества тепла. Напротив, светлые поверхности эффективно отражают большую часть тепла от вашего дома.

Другой метод отражения поступающего тепла – установка излучающего барьера . Эту пленочную бумагу можно прикрепить скобами к стропилам на нижней стороне крыши. Чтобы установить, начните с размещения нескольких досок на балках потолка, которые являются «полом» чердака; они служат в качестве подножек, на которых можно стоять при прикреплении фольги к стропилам выше.По мере продвижения вам придется передвигать подножки. Будьте осторожны, чтобы не наступить между балками потолка, иначе вы можете провалиться через потолок; также будьте осторожны, чтобы не наступить на края подножек, иначе они перевернутся. При прикреплении фольги к стропилам расстояние между скобами должно составлять примерно 2–3 дюйма (5–8 см), чтобы предотвратить ослабление или отсоединение излучающего барьера циркуляцией воздуха.

Затенение

Затенение – это самый простой и эффективный способ охладить дом и снизить потребление энергии.До 40% затрат на охлаждение можно сэкономить с помощью таких методов затенения, как ландшафтный дизайн и обработка шторы и жалюзи.

1. Ландшафтный дизайн

Деревья, виноградные лозы и кусты можно использовать для затенения вашего дома и сокращения ваших счетов за электроэнергию. Также можно сажать деревья или кустарники, чтобы затенять кондиционеры, но они не должны блокировать воздушный поток.

  • Деревья
    По оценкам Министерства энергетики США, всего три дерева, правильно расположенные вокруг дома, могут сэкономить среднему домашнему хозяйству от 100 до 250 долларов на расходах на электроэнергию в год.Чтобы деревья были наиболее эффективными, их следует стратегически расположить на южной и западной сторонах вашего дома.

    Лучше всего подходят лиственные деревья, потому что они затеняют летом и пропускают свет и лучистое тепло зимой. Выбирая лиственные деревья, попросите местный питомник порекомендовать сорта, которые являются естественными для вашей среды, быстрорастущими и достаточно высокими, чтобы быть эффективными.

  • Виноградные лозы
    Обеспечивают затемнение и охлаждение, быстро растут. Решетки должны быть размещены на самой горячей стороне дома и заблокированы на расстоянии не менее 6 дюймов от стены, чтобы защитить стену и обеспечить буфер для прохладного воздуха.

    Некоторые сорта винограда, такие как лиственные клематисы и глицинии, хорошо растут в контейнерах, где нет открытого грунта. Спросите в местном питомнике, какие сорта винограда лучше всего подходят для вашего климата и потребностей.

  • Кусты
    Защищайте нижние части стен от попадания тепла, блокируя солнечный свет. Зимой они также выступают в роли ветрозащиты, защищая дом от холодного воздуха. Выбирайте кусты, которые не требуют особого ухода и вырастают до фиксированной высоты. Лучше всего подойдут местные сорта.

    Позаботьтесь о том, чтобы деревья или большие кусты располагались так, чтобы их корни были свободны от подземных проводов, канализационных сетей, септиков или фундамента дома.

    Каменные стены, мощеные участки и каменные элементы должны быть сведены к минимуму на южной и западной сторонах дома, потому что они повышают температуру за счет излучения тепла.

2. Шторы и жалюзи

Портьеры и шторы из светлых тканей отражают большую часть солнечных лучей и помогают снизить приток тепла. Чем плотнее занавеска прилегает к стене, тем лучше она снижает приток тепла. Двухслойные шторы наиболее эффективны как для охлаждения летом, так и для обогрева зимой.Жалюзи, хотя и не так эффективны, как шторы, их можно отрегулировать, чтобы пропускать свет и отражать большую часть солнечного тепла. Более светоотражающая сторона жалюзи должна быть обращена наружу.

Закройте окна шторами, выходящими на юг и запад, в течение дня, если на окна попадают прямые солнечные лучи.

3. Затеняющие экраны

Наружные шторы, также называемые «солнцезащитными экранами», «тряпками» или «солнцезащитными экранами», предотвращают попадание солнечных лучей в окно. Их можно установить на окнах, на которые попадают прямые солнечные лучи.Шторы легкие, прочные и простые в установке. Бамбуковые жалюзи также можно использовать в качестве штор.

В отличие от противомоскитных сеток, теневые сетки специально сделаны так, чтобы блокировать от 50 до 90 процентов энергии, падающей за пределы окна. Термин «коэффициент затенения» описывает количество тепла, проникающего через экран: меньшие числа означают, что пропускается меньше энергии. Хотя вы можете видеть сквозь затененный экран, обзор закрыт.

7 причин температурного дисбаланса в доме | by Keen Home

Мы все были в этом: как бы вы ни старались, по крайней мере в одной комнате в вашем доме либо слишком жарко, либо слишком холодно.В то время как ваша гостиная может иметь именно ту температуру, которую вы хотите, в вашей спальне наверху холодно. Это раздражает и неудобно – вы платите за систему кондиционирования, так почему она не работает должным образом? Температурный дисбаланс может расстраивать, но он также может быть признаком более серьезных проблем.

Вместо того, чтобы запускать термостат или перегружать систему, подумайте, что на самом деле может быть в основе проблемы.

Воздуховоды неправильного размера или HVAC

Если размер ваших воздуховодов или HVAC не подходит для вашего дома, вы не получите необходимый воздушный поток.Это не только повлияет на баланс отопления и охлаждения в вашем доме, но и может нанести долговременный ущерб вашей системе. В холодные месяцы неправильный поток воздуха может привести к замерзанию змеевиков испарителя вашей системы. В теплые месяцы возникает обратная проблема: ваша система может перегреться и преждевременно выйти из строя.

Герметичные воздуховоды

Воздуховоды могут терять до 30% воздушного потока из-за утечек. Даже небольшие утечки из плохо изолированных воздуховодов могут повлиять на воздушный поток по всему дому. Большие утечки, например, из-за незакрепленных стыков, могут полностью исключить приток воздуха в отдаленные помещения.

Плохая изоляция

Это наиболее распространено в старых домах, но в любых обстоятельствах плохая изоляция и тонкие стены могут иметь большое негативное влияние на общую температуру дома. Если в вашем доме не сохраняется тепло или прохладный воздух, вы в конечном итоге потратите впустую энергию и потратите больше на кондиционирование всего дома. Даже если это проблема только определенных комнат, ваша система будет эксплуатироваться дольше, чем необходимо для их нагрева и охлаждения, что в долгосрочной перспективе может оказаться дорогостоящим.

Повышение температуры в многоэтажных домах

В типичном двухэтажном доме разница температур между верхним и нижним этажами составляет 8–10 градусов. Это связано с тем, что тепло естественным образом перемещается с нижнего уровня на верхний, в результате чего в комнатах наверху теплее, чем в нижних. Что еще хуже, большинство систем отопления и охлаждения контролируют температуру только вокруг одного термостата, что может привести к тому, что комнаты, расположенные дальше или выше, будут недостаточно кондиционированными.

Термостаты наиболее эффективны в помещении, в котором они установлены.

Термостаты лучше всего регулируют температуру там, где они находятся.Допустим, ваш установлен в вашей гостиной: когда в этой комнате достигнута заданная температура, вся система отключится, чтобы предотвратить перегрев дома. Это происходит независимо от того, доведена ли остальная часть дома до такой же температуры.

Помещения находятся далеко от вашего нагревательного и / или охлаждающего агрегата

Само собой разумеется, но помещения, ближайшие к вашей печи или холодильному агрегату, естественно, будут получать большую часть кондиционированного воздуха. Те комнаты, которые расположены дальше или на концах воздуховода, получают гораздо меньший поток воздуха и, как следствие, могут не отапливаться или охлаждаться равномерно по сравнению с остальной частью дома.

Факторы, относящиеся к комнате (расположение, окна и т. Д.)

Расположение комнат, размер и количество окон в этих комнатах также могут влиять на температуру. Например, комната, которая большую часть дня обращена к солнцу, естественно, будет теплее, чем комната, обращенная к нему. Если вы живете в особенно теплом или холодном месте, количество и размер окон в данной комнате, а также их герметичность могут повлиять на общую температуру.

На отопление и охлаждение дома может влиять множество факторов. Мы рекомендуем провести энергетический аудит дома, чтобы определить, что влияет на вас, чтобы вы могли начать думать о решениях.

Обнаружение и устранение утечек в воздуховодах

Устранение утечек в воздуховодах довольно просто: найдите источник утечек и заклейте их изолентой. Тем не менее, мы рекомендуем работать с профессионалом. Они будут знать, где искать (обычно на стыки и фитинги вдоль воздуховода), и иметь оборудование для повышения давления, которое поможет им найти и закрыть утечки.Если вы любите заниматься своими руками, то в блоге по обустройству дома This Old House есть отличное видео с практическими рекомендациями, за которым вы можете следить.

Установите лучшую изоляцию

Независимо от температурного дисбаланса, настоятельно рекомендуется добавить лучшую изоляцию в ваш дом. Лучшая изоляция может уменьшить утечки и снизить влияние факторов окружающей среды на температуру внутри вашего дома. Министерство энергетики США дает несколько отличных советов по установке изоляции, но мы снова рекомендуем работать с профессионалом.

Добавить систему зонирования

Системы зонирования помещений позволяют контролировать температуру независимо от термостатов, установленных на каждом этаже. Эти термостаты устанавливаются на панели управления по всему дому и взаимодействуют с заслонками, установленными внутри вашего воздуховода. Заслонки автоматически открываются и закрываются в соответствии с настройками отдельных термостатов. Зонированная система не только помогает сбалансировать температуру на разных этажах, но и позволяет обогревать или охлаждать отдельные комнаты по запросу или полностью закрывать неиспользуемые комнаты.Такие компании, как ZoneFirst, занимаются производством систем зонирования более 50 лет и предлагают решения для дома, которые подрядчик HVAC может помочь вам установить.

Добавьте вторую систему HVAC

Если размер вашей системы HVAC или воздуховода не соответствует вашему дому, вам может потребоваться добавить вторую систему или полностью заменить существующую. Это самый дорогостоящий вариант, но он дает вам лучший контроль над разными этажами и может быть единственным решением в действительно крайних случаях.Мы рекомендуем, чтобы ваша система была осмотрена профессионалом, чтобы определить, следует ли вам это делать.

Установите Smart Vents

Если вы предпочитаете делать что-то самостоятельно, другой вариант – установить систему Smart Vent. Интеллектуальные вентиляционные отверстия позволяют контролировать вентиляционные регистры в определенных комнатах, аналогично заслонкам в традиционных системах зонирования. С помощью нашей системы вы можете использовать функцию планирования занятости приложения Keen Home, чтобы настроить умные вентиляционные отверстия на открытие и закрытие в определенное время дня в зависимости от того, когда комнаты фактически используются.Или установите Smart Vents в автоматический режим, чтобы автоматически координировать воздушный поток и температуру между комнатами. Интегрируйте Smart Vents с интеллектуальным термостатом, чтобы создать комплексное решение для отопления каждой комнаты, которое может интеллектуально определять ваши потребности, и все это за небольшую часть стоимости добавления стандартной системы зонирования или второго HVAC . Самое приятное: поскольку Smart Vents подключены к Интернету, они со временем становятся лучше. С момента запуска системы Smart Vent мы выпустили множество обновлений прошивки и программного обеспечения, и мы постоянно работаем над интеграцией с другими интеллектуальными устройствами, чтобы расширить возможности системы.

Температурный дисбаланс может быть вызван множеством факторов. К счастью, есть столько же способов их решить. Правильное решение для вас зависит от источника, будь то среда или конфигурация вашей системы. Пройдите энергетический аудит, чтобы определить источник вашего дисбаланса и найти правильное решение для вашего дома. Сейчас идеальное время для этого – начните исправлять проблемы прямо сейчас, пока не наступила зимняя стужа!

Системы лучистого отопления – InterNACHI®

Ника Громицко, CMI®

Системы лучистого отопления напрямую нагревают пол или панели в стене или потолке дома, а не нагревают воздух, как это делают системы воздушного отопления.Эту технику можно сравнить со стоянием на полном солнце в холодный день или ощущением тепла далекого костра, даже если воздух холодный. Несмотря на свое название, системы лучистого отопления также зависят от конвекции – естественной циркуляции тепла в помещении, вызванной теплом, исходящим от пола.

Лучистое тепло использовалось с древних времен, возможно, еще в 4000 г. до н.э. в Монголии. Древние римляне также использовали тип лучистого отопления, известный как гипокауст, для обогрева своих домов и общественных бань.В последние десятилетия лучистое отопление стало более широко использоваться в Европе, хотя, наконец, оно набирает популярность в Соединенных Штатах, особенно в строительстве новых домов, где установка более экономична. В то время как европейские инспекторы имеют гораздо больший опыт работы с этими системами, американские и канадские инспекторы должны быть готовы сталкиваться с ними все чаще.

В системах лучистого отопления используется один из двух теплоносителей, каждый из которых описан ниже:

  • вода (гидронное) излучаемое тепло: В этой системе для обогрева дома используется горячая вода, переносимая по трубам, расположенным в виде решетки.
  • электрические лучистые полы: в этой системе для обогрева дома используется электричество, передаваемое по кабелям или напольным коврикам.

Установка систем лучистого теплого пола может быть влажной или сухой (не путать с вышеупомянутыми различиями), и решение об использовании того или другого в значительной степени зависит от того, будет ли система установлена ​​в новой или существующей строительство. Эти два метода кратко описаны следующим образом:

  • При влажной установке нагревательные панели устанавливаются на пол, и тонкий слой бетона или гипса укладывается по всей установке, помещая кабели или трубы между двумя слоями пола. или бетон.Эта установка идеальна для строительства нового дома, где бетонная плита, имеющая высокую тепловую массу, используется для строительства первого этажа.
  • Установка «сухого» пола из теплого пола – это относительно новая стратегия, при которой кабели или трубы проходят в воздушном пространстве под полом. Трубы часто помещают между слоями фанеры или под черным полом. Сухое отопление чаще встречается при модернизации и когда полы в новых домах не залиты бетоном.

Преимущества лучистого отопления

  • эффективность.Системы лучистого отопления потребляют меньше энергии, чем системы конвективного отопления, в которых используется то же самое топливо. Это происходит по ряду причин:
    • Термостат можно установить на более низкую температуру и при этом обеспечить такой же комфорт. Помещения, обогреваемые за счет излучения, обычно равномерно отапливаются от пола и потолка, в отличие от систем с принудительной подачей воздуха, в которых полы остаются холодными. Исследования, проведенные Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE), показывают, что люди могут чувствовать себя комфортно при температурах на 6-8 градусов ниже при лучистом обогреве, чем при конвективном обогреве, в котором в качестве основного теплоносителя используется воздух.
    • Для них не требуются воздуховоды или трубы, которые учитывают тепловые потери в других системах.
    • Менее теплопотери через окна, потому что воздух не выдувается.
    • Излучающие обогреватели можно зонировать так, чтобы энергия использовалась только для обогрева отдельных комнат. Таким образом, вы можете легко направить тепло в зоны с большей проходимостью или прохладой, одновременно отводя тепло из малоиспользуемых комнат.
  • Системы лучистого отопления, в отличие от систем с принудительной подачей воздуха, не представляют большой угрозы распространения пыли, пыльцы и микробов.
  • гибкий выбор топлива. Гидравлические системы можно обогревать с помощью самых разных источников энергии, таких как солнечные водонагреватели или газовые, дровяные или масляные котлы.
  • ненавязчиво. Системы лучистого отопления не видны в занимаемом помещении, что экономит площадь пола и дает больше декоративной свободы.
  • тихо и чисто. Системы лучистого отопления тихие, чистые и практически не требуют обслуживания. С другой стороны, отопительный котел, работающий на жидком топливе, требует ежегодного обслуживания.
  • Лучистым обогревателям требуется много времени для охлаждения. Это может быть выгодно по нескольким причинам:
    • Обогреватель может работать ночью в непиковые часы, когда тарифы на электроэнергию ниже. Затем его можно выключить, но при этом он будет излучать тепло в часы пик.
    • Поскольку лучистым обогревателям требуется много времени, чтобы остыть, они будут продолжать обеспечивать тепло в течение нескольких часов до полного отключения электроэнергии.

Недостатки лучистого отопления

  • Для систем лучистого отопления, установленных на потолке, требуется дополнительная изоляция под плитой.
  • ограниченный выбор напольного покрытия. Ковролин из-за своих свойств теплоизоляции снижает эффективность внутрипольных систем. Дерево тоже может быть не лучшим выбором из-за его склонности к растрескиванию или усадке при нагревании. Если необходимо использовать древесину, лучше всего использовать древесину с низким уровнем влажности, чтобы избежать усадки и зазоров.
  • потенциально высокие коммунальные расходы. В некоторых районах электричество – самый дорогой способ обеспечить тепло.
  • высокая начальная стоимость. Из-за их сложной установки первоначальные затраты могут быть непомерно высокими.
  • длительный период прогрева. Электрические системы нагреваются быстрее, чем жидкостные, хотя в обоих случаях требуется больше времени, чем в обычных системах с принудительной подачей воздуха.
  • Их можно использовать только для обогрева. Для охлаждения, очистки воздуха и вентиляции требуются отдельные системы. Система с принудительной подачей воздуха, напротив, может делать все это.
  • Техническое обслуживание и ремонт труб могут быть затруднены из-за отсутствия доступа.

Таким образом, лучистое отопление является привлекательной альтернативой обычным системам отопления, хотя ни одна из них не идеальна.

Ваша «Шпаргалка» по лучистому теплу и принудительному воздуху

Во время последнего похолодания в стране температура упала на 10-35 градусов ниже среднего. От одного чтения об этом хочется содрогнуться. Такие недели позволяют легко понять, почему отопление дома является серьезной статьей расходов, особенно в холодном климате.

По данным Министерства энергетики США, отопление помещений является крупнейшими расходами на электроэнергию в доме, на которые приходится 45 процентов ежемесячных счетов за электроэнергию.То, как вы отапливаете свой дом, будет иметь большое влияние на то, сколько вы будете платить, чтобы согреться. Выбор наиболее экономичной системы отопления для вашего дома будет зависеть от вашего бюджета, наличия видов топлива в вашем районе и ваших личных предпочтений. Вам нужно будет выбрать топливо, которое создает тепло (обычно это масло, природный газ, электричество, пропан и даже дрова), а затем вам нужно будет определить, как вы хотите, чтобы тепло доставлялось по всему дому.

Два распространенных варианта – это система принудительного воздушного отопления и лучистое тепло – но знаете ли вы ключевые плюсы и минусы каждого из них? Вот наша шпаргалка по обоим параметрам, чтобы помочь вам выбрать между лучистым теплом и принудительным воздухом.

Принудительный воздух: за и против

Под системой принудительного воздушного отопления понимаются устройства, которые используют воздух для переноса тепла в пространстве. Эту систему часто используют в домах с центральным отоплением и встроенными воздуховодами. Печь обычно располагается в центре дома или в подвале. Обычные модели принудительного отопления сжигают природный газ для образования пламени, которое нагревает воздух, который затем распространяется по всему дому. Вы также можете приобрести электрические печи.

Плюсы:

  • Только система HVAC, которая нагревает и охлаждает
  • Воздушный фильтр улучшает качество воздуха при регулярной замене
  • Центральные системы принудительного воздушного отопления перемещают воздух по дому для улучшения циркуляции воздуха

Минусы:

  • Склонны к утечка воздуха, снижение эффективности
  • Может происходить неравномерное распределение воздуха
  • Обдув воздуха вызывает появление аллергенов в доме
  • Шумная работа

Но, пожалуй, самым существенным недостатком систем принудительного воздушного отопления является потеря тепла, поскольку они подвержены паразитному нагреву потеря.Что это? «Поскольку воздух из печи и воздухообрабатывающего агрегата должен пройти через серию трубок, чтобы попасть в предполагаемое помещение, существует много возможностей для его утечки везде, где есть небольшие отверстия в воздуховодах», – описывает Майкл Франко в книге «Что есть Лучше: принудительный воздух или лучистое тепло? », – статья на сайте bobvila.com. «Кроме того, воздуховоды для этого типа системы часто проходят через холодные чердаки или подвалы, что увеличивает вероятность потери тепла, когда теплый воздух попадает в комнаты вашего дома.”

Повышается тепло, оставляя подвал и полы в доме холодными. Поэтому, если вам нужно согреть подвал на выходные или просто уютно в спальне ночью, вам нужно запустить печь и обогреть весь дом. Если в вашем доме нет воздуховодов, вам необходимо установить их, чтобы использовать систему принудительного вентилирования или систему центрального отопления. Установка компонентов сплит-системы также может быть дорогостоящей, и обслуживание может быть столь же плохим, если вам нужно заменить что-то вроде конденсаторного змеевика в любом из ваших кондиционеров.И, наконец, передача тепла через воздух не так энергоэффективна, как другие варианты.

Лучистое отопление: за и против

Лучистое напольное отопление нагревает поверхность напрямую, полагаясь на прикосновение для передачи энергии. Тепло вырабатывается электричеством, горячей водой или воздухом, которые непосредственно контактируют с поверхностью, на которой вы решите установить систему. Затем это тепло передается людям и предметам в комнате посредством инфракрасного излучения. В большинстве случаев эти системы устанавливаются под полом (хотя есть несколько других излучающих опций, таких как обогреватели плинтусов).Вот видео, показывающее установку теплого пола в разделительной мембране в ванной с плиткой в ​​качестве напольного покрытия.

Плюсы:

  • Добавляет дополнительное тепло в более прохладные помещения
  • Не распространяет аллергены в комнату
  • Идеально подходит для проектов реконструкции
  • Тихая работа
  • Энергоэффективность

Лучистое тепло устраняет неэффективные потери тепла, создаваемые повышением тепла так как тепло не распространяется по воздуху.Эти системы безопасны для аллергиков, в то время как принудительный воздух проталкивает аллергены по всему дому.

«В споре по сравнению с лучистым полом и принудительным воздушным отоплением лучистый пол всегда побеждает, потому что он обеспечивает тихий, равномерный нагрев и устраняет проблемы аллергии, часто связанные с отопительными каналами», – сказал Франко в статье Боба Вила. «Но есть еще одна причина, по которой излучающий пол с подогревом превосходит своего« двоюродного брата »- он просто более эффективен».

Кроме того, вы можете отрегулировать уровень тепла для отдельных комнат до желаемого уровня с помощью программируемого термостата.Это не только позволяет вам настраивать комфорт для каждой комнаты, но также дает значительную экономию энергии. Ведь не нужно весь день топить подвал, если вы им не пользуетесь.

Минусы:

  • Может быть дорого для отопления всего дома
  • Обеспечивает только тепло – не кондиционер

Лучистое отопление устанавливается под полом, что затрудняет доступ для ремонта или обслуживания. Однако электрический пол с подогревом почти не требует обслуживания, а с инструментами для устранения неисправностей и опытом, доступными в WarmlyYours, процесс ремонта не так сложен, как раньше.

Стоимость лучистого тепла и принудительного воздуха

Общая проблема заключается в том, как сравнить системы при рассмотрении стоимости лучистого тепла и принудительного воздуха. Лучистое отопление – более эффективная система, поэтому эксплуатационные расходы будут ниже, а затраты на материалы очень доступны. Кроме того, стоимость установки очень рентабельна и обычно составляет от 3,75 до 5,75 долларов за квадратный фут в зависимости от размера комнаты. Это всего лишь приблизительная оценка, и мы рекомендуем вам связаться с вашим местным торговым специалистом, чтобы узнать о конкретных расходах в вашем регионе.

Этот тип темы может быть разбит любым количеством способов, например, «теплый пол или центральное отопление» или «плинтус против принудительного воздуха», но все сводится к следующему: хотя системы принудительного воздушного отопления являются обычным методом для обогрев дома, продолжающиеся разработки систем лучистого тепла продолжают делать этот вариант более популярным, потому что они, как правило, более эффективны и экономичны, чем принудительный воздух.

Трудно спорить со снижающим аллергию, эффективным, безветренным и бесшумным вариантом для обогрева вашего дома, улучшения качества воздуха и защиты вашего кошелька – по крайней мере, нам хотелось бы думать так здесь, в WarmlyYours Radiant Heating.

Вам интересно, может ли лучистый пол с подогревом быть основным источником тепла в вашей комнате или проекте? Узнайте это с помощью бесплатного инструмента «Калькулятор тепловых потерь WarmlyYours». Если вам интересно узнать, сколько будет стоить установка системы обогрева пола в вашем районе, воспользуйтесь нашим калькулятором эксплуатационных расходов.

Улучшение качества воздуха в помещении | Агентство по охране окружающей среды США

Información disponible en español

Представленная здесь информация основана на текущем научном и техническом понимании представленных проблем.Следование данным советам не обязательно обеспечит полную защиту во всех ситуациях или от всех опасностей для здоровья, которые могут быть вызваны загрязнением воздуха в помещении.

Существует три основных стратегии улучшения качества воздуха в помещении:

  1. Контроль источника
  2. Улучшенная вентиляция
  3. Воздухоочистители

Контроль источников

Обычно наиболее эффективным способом улучшения качества воздуха в помещении является устранение отдельных источников загрязнения или сокращение их выбросов.

Некоторые источники, например содержащие асбест, могут быть запечатаны или закрыты; другие, например, газовые плиты, можно отрегулировать для уменьшения количества выбросов. Во многих случаях управление источниками также является более экономичным подходом к защите качества воздуха в помещении, чем усиление вентиляции, потому что увеличение вентиляции может увеличить затраты на электроэнергию.

Узнайте больше о загрязнителях воздуха внутри помещений и их источниках.


Улучшенная вентиляция

Для большинства проблем с качеством воздуха внутри дома наиболее эффективным решением является контроль источника.

Другой подход к снижению концентрации загрязнителей воздуха в помещении в вашем доме – это увеличение количества наружного воздуха, поступающего в помещение.

Большинство домашних систем отопления и охлаждения, включая системы принудительного воздушного отопления, не обеспечивают механической подачи свежего воздуха в дом. Открытие окон и дверей, включение вентиляторов на окнах или чердаках, когда позволяет погода, или включение оконного кондиционера с открытым регулятором вентиляции увеличивает интенсивность наружной вентиляции.Местные вентиляторы для ванной или кухни, которые выбрасывают наружу, удаляют загрязнения непосредственно из помещения, в котором расположен вентилятор, а также увеличивают скорость вентиляции наружного воздуха.

Особенно важно предпринять как можно больше этих шагов, когда вы вовлечены в краткосрочную деятельность, которая может генерировать высокие уровни загрязняющих веществ – например, покраска, снятие краски, нагревание с помощью керосиновых обогревателей, приготовление пищи или участие в техническое обслуживание и хобби, такие как сварка, пайка или шлифование.Вы также можете заняться некоторыми из этих мероприятий на открытом воздухе, если сможете и если позволяет погода.

Современные конструкции новых домов начинают включать механические системы, доставляющие наружный воздух в дом. Некоторые из этих конструкций включают в себя энергоэффективные вентиляторы с рекуперацией тепла (также известные как воздухо-воздушные теплообменники).

Вентиляция и затенение помогают контролировать температуру в помещении. Вентиляция также помогает удалять или разбавлять переносимые по воздуху загрязнители, поступающие из внутренних источников.Это снижает уровень загрязнения и улучшает качество воздуха в помещении (IAQ). Тщательно оцените использование вентиляции, чтобы уменьшить загрязнение воздуха в помещении, где поблизости могут находиться внешние источники загрязняющих веществ, такие как дым или мусор.

Подача наружного воздуха является одним из важных факторов обеспечения хорошего качества воздуха. Воздух может попадать в дом несколькими способами, в том числе:

  • через естественную вентиляцию, например, через окна и двери
  • с помощью механических средств, таких как воздухозаборники наружного воздуха, связанные с системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC)
  • через инфильтрацию – процесс, при котором наружный воздух проникает в дом через отверстия, стыки и трещины в стенах, полах и потолках, а также вокруг окон и дверей.

Проникновение в той или иной степени происходит во всех домах.

Естественная вентиляция описывает движение воздуха через открытые окна и двери. При правильном использовании естественная вентиляция может иногда помочь снизить температуру воздуха в помещении, которая может стать слишком горячей в домах без систем кондиционирования воздуха или когда перебои в подаче электроэнергии или отключение электричества ограничивают или делают невозможным использование кондиционирования воздуха.

Естественная вентиляция также может улучшить качество воздуха в помещении за счет уменьшения количества загрязняющих веществ, находящихся в помещении.Примеры естественной вентиляции:

  • открывающиеся окна и двери
  • затенение окон, например, закрытие жалюзи

Большинство бытовых систем принудительного воздушного отопления и кондиционирования воздуха не обеспечивают поступление наружного воздуха в дом механически, и для поступления наружного воздуха в дом используются инфильтрация и естественная вентиляция. В передовых конструкциях новых домов начинают добавляться механические элементы, обеспечивающие подачу наружного воздуха в дом через систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Некоторые из этих конструкций включают в себя энергоэффективные вентиляторы с рекуперацией тепла для снижения затрат на охлаждение и нагрев этого воздуха летом и зимой.


Воздухоочистители

На рынке представлено множество типов и размеров воздухоочистителей, от относительно недорогих настольных моделей до сложных и дорогих систем для всего дома. Некоторые воздухоочистители очень эффективны при удалении частиц, в то время как другие, в том числе большинство настольных моделей, гораздо менее эффективны. Воздухоочистители обычно не предназначены для удаления газообразных загрязнителей.

Эффективность воздухоочистителя зависит от того, насколько хорошо он собирает загрязнители из воздуха в помещении (выражается в процентах эффективности) и сколько воздуха он пропускает через очищающий или фильтрующий элемент (выражается в кубических футах в минуту).

Очень эффективный коллектор с низкой скоростью циркуляции воздуха не будет эффективным, равно как и очиститель с высокой скоростью циркуляции воздуха, но менее эффективный коллектор. Долговременная работа любого воздухоочистителя зависит от его обслуживания в соответствии с указаниями производителя.

Еще одним важным фактором, определяющим эффективность воздухоочистителя, является сила источника загрязнения. В частности, настольные воздухоочистители могут не удалять достаточное количество загрязняющих веществ из близких источников. Люди, чувствительные к определенным источникам, могут обнаружить, что воздухоочистители полезны только в сочетании с согласованными усилиями по удалению источника.

За последние несколько лет появилась некоторая реклама, предполагающая, что комнатные растения, как было показано в лабораторных экспериментах, снижают уровни некоторых химических веществ.Однако в настоящее время нет доказательств того, что разумное количество комнатных растений удаляет значительные количества загрязняющих веществ в домах и офисах. Комнатные растения не следует поливать, потому что слишком влажная почва может способствовать росту микроорганизмов, которые могут поражать людей, страдающих аллергией.

В настоящее время EPA не рекомендует использовать воздухоочистители для снижения уровня радона и продуктов его распада. Эффективность этих устройств сомнительна, поскольку они лишь частично удаляют продукты распада радона и не уменьшают количество радона, попадающего в дом.EPA планирует провести дополнительные исследования относительно того, являются ли воздухоочистители или могут ли стать надежным средством снижения риска для здоровья от радона.

.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.