виды, схемы отопления, монтаж отопления

Отапливать дом можно используя различные системы отопления, однако чаще всего делают выбор в пользу водяной системы отопления. Водяное отопление — это традиционная система отопления как для городских, так и для загородных домов. Система водяного отопления надежна, эффективна, проста в монтаже и обслуживании. Простота системы водяного отопления позволяет обслуживать систему своими руками, а в большинстве случаев смонтировать систему водяного отопления дома также можно самостоятельно.

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Система водяного отопления дома состоит из котла, радиаторов отопления (системы водяных теплых полов), расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности, все элементы системы отопления соединены между собой трубами. В качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. Применяя антифриз можно не бояться размораживания системы при ее отключении в зимний период.

Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления дома. Водяная система отопления состоит из котла, расширительного бака, насоса и радиаторов отопления.

Котел отопления – основа любой системы водяного отопления дома. В системе водяного отопления могут применяться котлы на любом виде топлива. Котлы отопления по виду используемого топлива могут быть газовые (на природном и сжиженном газе), твердотопливные (дрова, пеллеты), на жидком топливе (дизельное топливо), электрические. Выбор типа котла зависит от доступности, бесперебойности поставки и стоимости топлива.

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Группа безопасности состоит из воздухоотводчика, манометра и аварийного клапана. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы отопления. Манометр необходим для контроля давления в системе. Аварийный клапан сбрасывает часть теплоносителя при превышении допустимого давления в системе, тем самым предохраняя систему отопления от возможных разрывов.

Трубы в системе водяного отопления дома могут применяться любых видов, т.к. температура в системе отопления частного дома не превышает 90 градусов. Наибольшее распространение получили полипропиленовые трубы. Они надежны в местах соединения и просты в монтаже.

Расширительный бак в системе отопления необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя в системе при нагревании. В зависимости от типа системы отопления расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

В открытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом за счет разности плотности горячей и холодной воды. Вода, нагретая котлом (имеет меньшую плотность), по стояку поднимается вверх в то время как остывшая (имеет большую плотность) опускается вниз, т.е. циркуляция происходит под действием силы тяжести, отсюда и название гравитационная. Также система отопления получила название открытой, т.к. в ней применяется расширительный бак открытого типа, и система сообщается с атмосферой.

Рис.2. Система отопления открытого типа. Для системы этого вида принципиальным требованием является уклон труб и применение расширительного бака открытого типа.

Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, поэтому она энергонезависима, т.е. при отключении электроэнергии циркуляция не прекратится, и система отопления будет работать.

Открытая система отопления обладает рядом недостатков. Она довольно громоздкая и сложная в монтаже, т.к. все трубы должны быть смонтированы с определенным уклоном, а расширительный бак должен быть установлен в высшей точке системы, при этом в теплом помещении, что не в каждом доме возможно. При эксплуатации открытой системы отопления требуется постоянный контроль уровня теплоносителя, т.к. он интенсивно испаряется из открытого расширительного бака. Поэтому выбирать открытую схему системы отопления следует в том случае если есть проблемы с подачей электроэнергии, в противном случае целесообразно выбрать систему отопления закрытого типа, т. к. она не имеет недостатков открытой схемы.

В закрытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, а расширительный бак применяется закрытого типа, что и дало название системе.

Рис.3. Система отопления закрытого типа. В системе отопления закрытого типа отсутствуют ограничения по монтажу элементов. Этот вид системы отопления компактный и простой в монтаже.

Ограничения по месту установки расширительного бака и расположению труб в закрытой системе отсутствуют, поэтому закрытая система получается более компактной и простой в монтаже. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет скрыто расположить трубы системы отопления, а также в качестве обогревателей использовать не только радиаторы отопления, но и водяные теплые полы. Благодаря чему закрытая система водяного отопления получила наибольшее распространение.

Схемы системы отопления дома

Схема системы отопления определяется способом соединения нагревательных приборов. Различают три схемы системы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая.

Однотрубная схема системы отопления представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Особенность схемы в том, что все радиаторы (вход и выход радиатора) подключаются к одной трубе.

Рис.4. В однотрубной схеме отопления все радиаторы подключаются последовательно. Такой подход приводит к тому, что каждый следующий радиатор работает хуже предыдущего. Для устранения этого недостатка необходима балансировка системы отопления.

Достоинство такой схемы системы отопления простота монтажа и низкий расход труб при монтаже. Недостаток – сложность регулировки (балансировки). По мере движения теплоносителя по системе он отдает свое тепло радиаторам отопления, таким образом последнему радиатору тепла достается меньше всего. Поэтому систему необходимо балансировать. Сделать это можно с помощью установки на каждый радиатор специальной запорной арматуры (термоголовок, регуляторы расхода), либо сделать предварительный расчет системы и использовать трубы различного сечения для выравнивания расхода теплоносителя.

Двухтрубная схема система отопления представляет собой систему, в которой горячий теплоноситель подается по одной трубе, а отдав свое тепло радиатору отводится по другой. Таким образом получается, что радиаторы отопления подключены параллельно.

Рис.5. В двухтрубной схеме системы отопления все радиаторы подключены параллельно. Таким образом тепло между радиаторами распространяется равномерно, а система легко балансируется.

Параллельное подключение радиаторов отопления значительно упрощает балансировку системы (регулировку) и позволяет достаточно точно задавать температуру в помещении. Например, в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, а в жилых оптимальную, это позволит сэкономить на отоплении. Недостаток – расход труб для отопления будет в 2 раза больше, чем при однотрубной разводке.

Лучевая схема системы отопления подразумевает подключение каждого отопительного прибора индивидуально. В этой схеме применяется коллектор, который распределяет теплоноситель по радиаторам отопления. Только по этой схеме можно установить водяные теплые полы.

Рис.6. Лучевая схема системы отопления. В этой схеме все радиаторы подключаются индивидуально через коллектор. В коллекторе устанавливается регулирующая арматура, которая позволяет выполнять точную настройку каждого радиатора.

С точки зрения простоты управления системой отопления это схема не имеет конкурентов. Работой каждого отопительного элемента можно управлять индивидуально, и это не скажется на работу остальных отопительных приборов. Такой подход приведет к значительному снижению затрат на отопление. Недостатком является высокий расход труб, необходимость монтажа коллектора.

Система отопления и горячая вода в доме

Горячую воду в доме можно обеспечить двумя способами: установить электрический накопительный водонагреватель или использовать котел отопления для создания горячего водоснабжения. Существует два варианта создания горячей воды по средствам котла: установить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева.

Существует много моделей котлов, имеющих два контура нагрева один для отопления другой для горячего водоснабжения. Таким образом система горячего водоснабжения подключается к котлу и при включении воды котел начинает работать как колонка. Такой способ хорош если одновременно будут работать не более двух точек водоразбора, с большим количеством котел не справится.

Рис.7. Схема работы бойлера косвенного нагрева. Вода из системы отопления направляется в змеевик бойлера. Проходя по змеевику вода в бойлере нарывается и подается в систему горячего водоснабжения.

Решение данной проблемы — это установка бойлера косвенного нагрева. Бойлер косвенного нагрева представляет собой бочку, в которой установлен змеевик. Горячая вода из системы отопления проходя по змеевику нагревает воду в бойлере. Нагретая вода может подаваться на любое число точек водоразбора.

Монтаж водяного отопления дома

Монтаж системы водяного отопления начинают с подбора всех элементов системы. Правильный выбор компонентов системы обеспечит ее комфортную эксплуатацию и легкий монтаж.

Основной элемент системы отопления это котел. Вне зависимости от типа используемого топлива основной характеристикой котла является мощность. Если высота потолков в вашем доме не превышает 3 м, то для расчета мощности котла можно использовать соотношение 1кВт вырабатываемой котлом мощности необходимо для отопления 10 кв.м. площади дома.

Выбирая котел отопления следует сразу позаботится о горячем водоснабжении дома. Если число проживающих в доме 1-2 человека, то целесообразно выбирать двухконтурный котел, который обеспечит и горячую воду, и отопление. Если у вас большая семья, то целесообразнее выбрать одноконтурный котел и установить бойлер косвенного нагрева. Бойлер следует выбирать из расчета, что на 5 человек требуется объем бойлера примерно 100 — 120 литров.

Котлы отопления могут быть с открытой и закрытой камерой сгорания. Для установки первого типа необходимо иметь дымоход и помещение отведенное под котельную, в которой будет обеспечена вентиляция. Котлы второго типа снабжаются воздухом и выводят отработанные газы, через коаксиальный дымоход, который монтируется в стене рядом с котлом. Котлы с закрытой камерой сгорания установить значительно проще.

Рис.8. Схема установки котла с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Достоинство котла этого типа: простота установки, котел не потребляет кислород из помещения, не требует строительства дымохода и системы вентиляции.

Некоторые модели котлов отопления могут быть снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что значительно упрощает монтаж системы водяного отопления. Если котел не имеет этих элементов, то выбрать их можно следующим образом. Объем расширительного бака должен быть примерно 10% от объема системы отопления. Основная характеристика циркуляционного насоса — это напор. Приближенно напор насоса можно вычислить как 5% от мощности котла.

Рис.9. Схема котла отопления. Современные котлы уже снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что упрощает монтаж системы водяного отопления.

В системе водяного отопления дома могут применяться любые виды радиаторов отопления. Приближенный расчет мощности радиатора вычисляется на основе соотношения 100Вт тепловой мощности радиатора необходимо для отопления 1 кв.м. помещения. Рассчитывая мощность радиаторов необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается при одностороннем подключении, а минимальная при нижнем.

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

Все радиаторы отопления должны быть снабжены воздухоотводчиками. Для простоты балансировки системы и для возможности регулировки температуры в помещении радиаторы необходимо укомплектовать терморегуляционными кранами или термоголовками (термостатами).

Рис.11. Радиатор отопления должен комплектоваться воздухоотводчиком и термоголовкой. Также необходимо устанавливать краны для возможности демонтажа радиатора для его замены.

Монтаж системы отопления начинают с установки котла отопления и радиаторов отопления. После чего все элементы системы соединяют между собой трубами.

Для индивидуальных систем водяного отопления удобно применять полипропиленовые трубы, хотя можно использовать и любые другие. В отличие от стальных труб полипропиленовые просты в монтаже, а для их сварки необходим сварочный аппарат для полипропиленовых труб, он имеет небольшую стоимость и им очень просто работать даже не специалисту. Полипропиленовые трубы также выигрывают перед металлопластиковыми, т.к. последние имеют соединительные элементы, которые со временем могут начать подтекать.

При монтаже системы водяного отопления следует предусмотреть отвод для заполнения и слива системы. Этот отвод должен быть расположен в нижней точке системы. Также в верхней точке необходимо установить воздухоотводчик. Вместо воздухоотводчика может быть установлена группа безопасности. Она устанавливается в верхней точке подающей трубы системы отопления.

Рис.12. Для удобства обслуживания и безопасности использования системы водяного отопления необходимо предусмотреть отвод для слива/наполнения в нижней точке системы, и смонтировать группу безопасности в верхней точке системы.

Соединяя элементы системы отопления следует позаботится о том, что некоторые элементы могут сломаться раньше времени и потребуется их замена. Поэтому все приборы (котел, насос, расширительный бак, бойлер и пр.) системы отопления должны устанавливаться через кран и разъемное соединение (американка). Таким образом их можно будет демонтировать и заменить, не сливая систему отопления.

Рассмотренные варианты реализации системы водяного отопления в частном доме позволят вам правильно подобрать все элементы и с монтировать систему. В том случае если вы затрудняетесь все сделать самостоятельно, то полученные знания позволят проконтролировать нанятых работников.

виды, схемы отопления, монтаж отопления

Отапливать дом можно используя различные системы отопления, однако чаще всего делают выбор в пользу водяной системы отопления. Водяное отопление — это традиционная система отопления как для городских, так и для загородных домов. Система водяного отопления надежна, эффективна, проста в монтаже и обслуживании. Простота системы водяного отопления позволяет обслуживать систему своими руками, а в большинстве случаев смонтировать систему водяного отопления дома также можно самостоятельно.

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Система водяного отопления дома состоит из котла, радиаторов отопления (системы водяных теплых полов), расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности, все элементы системы отопления соединены между собой трубами. В качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. Применяя антифриз можно не бояться размораживания системы при ее отключении в зимний период.

Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления дома. Водяная система отопления состоит из котла, расширительного бака, насоса и радиаторов отопления.

Котел отопления – основа любой системы водяного отопления дома. В системе водяного отопления могут применяться котлы на любом виде топлива. Котлы отопления по виду используемого топлива могут быть газовые (на природном и сжиженном газе), твердотопливные (дрова, пеллеты), на жидком топливе (дизельное топливо), электрические. Выбор типа котла зависит от доступности, бесперебойности поставки и стоимости топлива.

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Группа безопасности состоит из воздухоотводчика, манометра и аварийного клапана. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы отопления. Манометр необходим для контроля давления в системе. Аварийный клапан сбрасывает часть теплоносителя при превышении допустимого давления в системе, тем самым предохраняя систему отопления от возможных разрывов.

Трубы в системе водяного отопления дома могут применяться любых видов, т.к. температура в системе отопления частного дома не превышает 90 градусов. Наибольшее распространение получили полипропиленовые трубы. Они надежны в местах соединения и просты в монтаже.

Расширительный бак в системе отопления необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя в системе при нагревании. В зависимости от типа системы отопления расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

В открытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом за счет разности плотности горячей и холодной воды. Вода, нагретая котлом (имеет меньшую плотность), по стояку поднимается вверх в то время как остывшая (имеет большую плотность) опускается вниз, т.е. циркуляция происходит под действием силы тяжести, отсюда и название гравитационная. Также система отопления получила название открытой, т.к. в ней применяется расширительный бак открытого типа, и система сообщается с атмосферой.

Рис.2. Система отопления открытого типа. Для системы этого вида принципиальным требованием является уклон труб и применение расширительного бака открытого типа.

Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, поэтому она энергонезависима, т.е. при отключении электроэнергии циркуляция не прекратится, и система отопления будет работать.

Открытая система отопления обладает рядом недостатков. Она довольно громоздкая и сложная в монтаже, т.к. все трубы должны быть смонтированы с определенным уклоном, а расширительный бак должен быть установлен в высшей точке системы, при этом в теплом помещении, что не в каждом доме возможно. При эксплуатации открытой системы отопления требуется постоянный контроль уровня теплоносителя, т.к. он интенсивно испаряется из открытого расширительного бака. Поэтому выбирать открытую схему системы отопления следует в том случае если есть проблемы с подачей электроэнергии, в противном случае целесообразно выбрать систему отопления закрытого типа, т.к. она не имеет недостатков открытой схемы.

В закрытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, а расширительный бак применяется закрытого типа, что и дало название системе.

Рис.3. Система отопления закрытого типа. В системе отопления закрытого типа отсутствуют ограничения по монтажу элементов. Этот вид системы отопления компактный и простой в монтаже.

Ограничения по месту установки расширительного бака и расположению труб в закрытой системе отсутствуют, поэтому закрытая система получается более компактной и простой в монтаже. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет скрыто расположить трубы системы отопления, а также в качестве обогревателей использовать не только радиаторы отопления, но и водяные теплые полы. Благодаря чему закрытая система водяного отопления получила наибольшее распространение.

Схемы системы отопления дома

Схема системы отопления определяется способом соединения нагревательных приборов. Различают три схемы системы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая.

Однотрубная схема системы отопления представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Особенность схемы в том, что все радиаторы (вход и выход радиатора) подключаются к одной трубе.

Рис.4. В однотрубной схеме отопления все радиаторы подключаются последовательно. Такой подход приводит к тому, что каждый следующий радиатор работает хуже предыдущего. Для устранения этого недостатка необходима балансировка системы отопления.

Достоинство такой схемы системы отопления простота монтажа и низкий расход труб при монтаже. Недостаток – сложность регулировки (балансировки). По мере движения теплоносителя по системе он отдает свое тепло радиаторам отопления, таким образом последнему радиатору тепла достается меньше всего. Поэтому систему необходимо балансировать. Сделать это можно с помощью установки на каждый радиатор специальной запорной арматуры (термоголовок, регуляторы расхода), либо сделать предварительный расчет системы и использовать трубы различного сечения для выравнивания расхода теплоносителя.

Двухтрубная схема система отопления представляет собой систему, в которой горячий теплоноситель подается по одной трубе, а отдав свое тепло радиатору отводится по другой. Таким образом получается, что радиаторы отопления подключены параллельно.

Рис.5. В двухтрубной схеме системы отопления все радиаторы подключены параллельно. Таким образом тепло между радиаторами распространяется равномерно, а система легко балансируется.

Параллельное подключение радиаторов отопления значительно упрощает балансировку системы (регулировку) и позволяет достаточно точно задавать температуру в помещении. Например, в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, а в жилых оптимальную, это позволит сэкономить на отоплении. Недостаток – расход труб для отопления будет в 2 раза больше, чем при однотрубной разводке.

Лучевая схема системы отопления подразумевает подключение каждого отопительного прибора индивидуально. В этой схеме применяется коллектор, который распределяет теплоноситель по радиаторам отопления. Только по этой схеме можно установить водяные теплые полы.

Рис.6. Лучевая схема системы отопления. В этой схеме все радиаторы подключаются индивидуально через коллектор. В коллекторе устанавливается регулирующая арматура, которая позволяет выполнять точную настройку каждого радиатора.

С точки зрения простоты управления системой отопления это схема не имеет конкурентов. Работой каждого отопительного элемента можно управлять индивидуально, и это не скажется на работу остальных отопительных приборов. Такой подход приведет к значительному снижению затрат на отопление. Недостатком является высокий расход труб, необходимость монтажа коллектора.

Система отопления и горячая вода в доме

Горячую воду в доме можно обеспечить двумя способами: установить электрический накопительный водонагреватель или использовать котел отопления для создания горячего водоснабжения. Существует два варианта создания горячей воды по средствам котла: установить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева.

Существует много моделей котлов, имеющих два контура нагрева один для отопления другой для горячего водоснабжения. Таким образом система горячего водоснабжения подключается к котлу и при включении воды котел начинает работать как колонка. Такой способ хорош если одновременно будут работать не более двух точек водоразбора, с большим количеством котел не справится.

Рис.7. Схема работы бойлера косвенного нагрева. Вода из системы отопления направляется в змеевик бойлера. Проходя по змеевику вода в бойлере нарывается и подается в систему горячего водоснабжения.

Решение данной проблемы — это установка бойлера косвенного нагрева. Бойлер косвенного нагрева представляет собой бочку, в которой установлен змеевик. Горячая вода из системы отопления проходя по змеевику нагревает воду в бойлере. Нагретая вода может подаваться на любое число точек водоразбора.

Монтаж водяного отопления дома

Монтаж системы водяного отопления начинают с подбора всех элементов системы. Правильный выбор компонентов системы обеспечит ее комфортную эксплуатацию и легкий монтаж.

Основной элемент системы отопления это котел. Вне зависимости от типа используемого топлива основной характеристикой котла является мощность. Если высота потолков в вашем доме не превышает 3 м, то для расчета мощности котла можно использовать соотношение 1кВт вырабатываемой котлом мощности необходимо для отопления 10 кв.м. площади дома.

Выбирая котел отопления следует сразу позаботится о горячем водоснабжении дома. Если число проживающих в доме 1-2 человека, то целесообразно выбирать двухконтурный котел, который обеспечит и горячую воду, и отопление. Если у вас большая семья, то целесообразнее выбрать одноконтурный котел и установить бойлер косвенного нагрева. Бойлер следует выбирать из расчета, что на 5 человек требуется объем бойлера примерно 100 — 120 литров.

Котлы отопления могут быть с открытой и закрытой камерой сгорания. Для установки первого типа необходимо иметь дымоход и помещение отведенное под котельную, в которой будет обеспечена вентиляция. Котлы второго типа снабжаются воздухом и выводят отработанные газы, через коаксиальный дымоход, который монтируется в стене рядом с котлом. Котлы с закрытой камерой сгорания установить значительно проще.

Рис.8. Схема установки котла с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Достоинство котла этого типа: простота установки, котел не потребляет кислород из помещения, не требует строительства дымохода и системы вентиляции.

Некоторые модели котлов отопления могут быть снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что значительно упрощает монтаж системы водяного отопления. Если котел не имеет этих элементов, то выбрать их можно следующим образом. Объем расширительного бака должен быть примерно 10% от объема системы отопления. Основная характеристика циркуляционного насоса — это напор. Приближенно напор насоса можно вычислить как 5% от мощности котла.

Рис.9. Схема котла отопления. Современные котлы уже снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что упрощает монтаж системы водяного отопления.

В системе водяного отопления дома могут применяться любые виды радиаторов отопления. Приближенный расчет мощности радиатора вычисляется на основе соотношения 100Вт тепловой мощности радиатора необходимо для отопления 1 кв. м. помещения. Рассчитывая мощность радиаторов необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается при одностороннем подключении, а минимальная при нижнем.

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

Все радиаторы отопления должны быть снабжены воздухоотводчиками. Для простоты балансировки системы и для возможности регулировки температуры в помещении радиаторы необходимо укомплектовать терморегуляционными кранами или термоголовками (термостатами).

Рис.11. Радиатор отопления должен комплектоваться воздухоотводчиком и термоголовкой. Также необходимо устанавливать краны для возможности демонтажа радиатора для его замены.

Монтаж системы отопления начинают с установки котла отопления и радиаторов отопления. После чего все элементы системы соединяют между собой трубами.

Для индивидуальных систем водяного отопления удобно применять полипропиленовые трубы, хотя можно использовать и любые другие. В отличие от стальных труб полипропиленовые просты в монтаже, а для их сварки необходим сварочный аппарат для полипропиленовых труб, он имеет небольшую стоимость и им очень просто работать даже не специалисту. Полипропиленовые трубы также выигрывают перед металлопластиковыми, т.к. последние имеют соединительные элементы, которые со временем могут начать подтекать.

При монтаже системы водяного отопления следует предусмотреть отвод для заполнения и слива системы. Этот отвод должен быть расположен в нижней точке системы. Также в верхней точке необходимо установить воздухоотводчик. Вместо воздухоотводчика может быть установлена группа безопасности. Она устанавливается в верхней точке подающей трубы системы отопления.

Рис.12. Для удобства обслуживания и безопасности использования системы водяного отопления необходимо предусмотреть отвод для слива/наполнения в нижней точке системы, и смонтировать группу безопасности в верхней точке системы.

Соединяя элементы системы отопления следует позаботится о том, что некоторые элементы могут сломаться раньше времени и потребуется их замена. Поэтому все приборы (котел, насос, расширительный бак, бойлер и пр.) системы отопления должны устанавливаться через кран и разъемное соединение (американка). Таким образом их можно будет демонтировать и заменить, не сливая систему отопления.

Рассмотренные варианты реализации системы водяного отопления в частном доме позволят вам правильно подобрать все элементы и с монтировать систему. В том случае если вы затрудняетесь все сделать самостоятельно, то полученные знания позволят проконтролировать нанятых работников.

виды, схемы отопления, монтаж отопления

Отапливать дом можно используя различные системы отопления, однако чаще всего делают выбор в пользу водяной системы отопления. Водяное отопление — это традиционная система отопления как для городских, так и для загородных домов. Система водяного отопления надежна, эффективна, проста в монтаже и обслуживании. Простота системы водяного отопления позволяет обслуживать систему своими руками, а в большинстве случаев смонтировать систему водяного отопления дома также можно самостоятельно.

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Система водяного отопления дома состоит из котла, радиаторов отопления (системы водяных теплых полов), расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности, все элементы системы отопления соединены между собой трубами. В качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. Применяя антифриз можно не бояться размораживания системы при ее отключении в зимний период.

Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления дома. Водяная система отопления состоит из котла, расширительного бака, насоса и радиаторов отопления.

Котел отопления – основа любой системы водяного отопления дома. В системе водяного отопления могут применяться котлы на любом виде топлива. Котлы отопления по виду используемого топлива могут быть газовые (на природном и сжиженном газе), твердотопливные (дрова, пеллеты), на жидком топливе (дизельное топливо), электрические. Выбор типа котла зависит от доступности, бесперебойности поставки и стоимости топлива.

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Группа безопасности состоит из воздухоотводчика, манометра и аварийного клапана. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы отопления. Манометр необходим для контроля давления в системе. Аварийный клапан сбрасывает часть теплоносителя при превышении допустимого давления в системе, тем самым предохраняя систему отопления от возможных разрывов.

Трубы в системе водяного отопления дома могут применяться любых видов, т.к. температура в системе отопления частного дома не превышает 90 градусов. Наибольшее распространение получили полипропиленовые трубы. Они надежны в местах соединения и просты в монтаже.

Расширительный бак в системе отопления необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя в системе при нагревании. В зависимости от типа системы отопления расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

В открытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом за счет разности плотности горячей и холодной воды. Вода, нагретая котлом (имеет меньшую плотность), по стояку поднимается вверх в то время как остывшая (имеет большую плотность) опускается вниз, т.е. циркуляция происходит под действием силы тяжести, отсюда и название гравитационная. Также система отопления получила название открытой, т.к. в ней применяется расширительный бак открытого типа, и система сообщается с атмосферой.

Рис.2. Система отопления открытого типа. Для системы этого вида принципиальным требованием является уклон труб и применение расширительного бака открытого типа.

Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, поэтому она энергонезависима, т.е. при отключении электроэнергии циркуляция не прекратится, и система отопления будет работать.

Открытая система отопления обладает рядом недостатков. Она довольно громоздкая и сложная в монтаже, т.к. все трубы должны быть смонтированы с определенным уклоном, а расширительный бак должен быть установлен в высшей точке системы, при этом в теплом помещении, что не в каждом доме возможно. При эксплуатации открытой системы отопления требуется постоянный контроль уровня теплоносителя, т.к. он интенсивно испаряется из открытого расширительного бака. Поэтому выбирать открытую схему системы отопления следует в том случае если есть проблемы с подачей электроэнергии, в противном случае целесообразно выбрать систему отопления закрытого типа, т.к. она не имеет недостатков открытой схемы.

В закрытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, а расширительный бак применяется закрытого типа, что и дало название системе.

Рис.3. Система отопления закрытого типа. В системе отопления закрытого типа отсутствуют ограничения по монтажу элементов. Этот вид системы отопления компактный и простой в монтаже.

Ограничения по месту установки расширительного бака и расположению труб в закрытой системе отсутствуют, поэтому закрытая система получается более компактной и простой в монтаже. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет скрыто расположить трубы системы отопления, а также в качестве обогревателей использовать не только радиаторы отопления, но и водяные теплые полы. Благодаря чему закрытая система водяного отопления получила наибольшее распространение.

Схемы системы отопления дома

Схема системы отопления определяется способом соединения нагревательных приборов. Различают три схемы системы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая.

Однотрубная схема системы отопления представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Особенность схемы в том, что все радиаторы (вход и выход радиатора) подключаются к одной трубе.

Рис.4. В однотрубной схеме отопления все радиаторы подключаются последовательно. Такой подход приводит к тому, что каждый следующий радиатор работает хуже предыдущего. Для устранения этого недостатка необходима балансировка системы отопления.

Достоинство такой схемы системы отопления простота монтажа и низкий расход труб при монтаже. Недостаток – сложность регулировки (балансировки). По мере движения теплоносителя по системе он отдает свое тепло радиаторам отопления, таким образом последнему радиатору тепла достается меньше всего. Поэтому систему необходимо балансировать. Сделать это можно с помощью установки на каждый радиатор специальной запорной арматуры (термоголовок, регуляторы расхода), либо сделать предварительный расчет системы и использовать трубы различного сечения для выравнивания расхода теплоносителя.

Двухтрубная схема система отопления представляет собой систему, в которой горячий теплоноситель подается по одной трубе, а отдав свое тепло радиатору отводится по другой. Таким образом получается, что радиаторы отопления подключены параллельно.

Рис.5. В двухтрубной схеме системы отопления все радиаторы подключены параллельно. Таким образом тепло между радиаторами распространяется равномерно, а система легко балансируется.

Параллельное подключение радиаторов отопления значительно упрощает балансировку системы (регулировку) и позволяет достаточно точно задавать температуру в помещении. Например, в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, а в жилых оптимальную, это позволит сэкономить на отоплении. Недостаток – расход труб для отопления будет в 2 раза больше, чем при однотрубной разводке.

Лучевая схема системы отопления подразумевает подключение каждого отопительного прибора индивидуально. В этой схеме применяется коллектор, который распределяет теплоноситель по радиаторам отопления. Только по этой схеме можно установить водяные теплые полы.

Рис.6. Лучевая схема системы отопления. В этой схеме все радиаторы подключаются индивидуально через коллектор. В коллекторе устанавливается регулирующая арматура, которая позволяет выполнять точную настройку каждого радиатора.

С точки зрения простоты управления системой отопления это схема не имеет конкурентов. Работой каждого отопительного элемента можно управлять индивидуально, и это не скажется на работу остальных отопительных приборов. Такой подход приведет к значительному снижению затрат на отопление. Недостатком является высокий расход труб, необходимость монтажа коллектора.

Система отопления и горячая вода в доме

Горячую воду в доме можно обеспечить двумя способами: установить электрический накопительный водонагреватель или использовать котел отопления для создания горячего водоснабжения. Существует два варианта создания горячей воды по средствам котла: установить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева.

Существует много моделей котлов, имеющих два контура нагрева один для отопления другой для горячего водоснабжения. Таким образом система горячего водоснабжения подключается к котлу и при включении воды котел начинает работать как колонка. Такой способ хорош если одновременно будут работать не более двух точек водоразбора, с большим количеством котел не справится.

Рис.7. Схема работы бойлера косвенного нагрева. Вода из системы отопления направляется в змеевик бойлера. Проходя по змеевику вода в бойлере нарывается и подается в систему горячего водоснабжения.

Решение данной проблемы — это установка бойлера косвенного нагрева. Бойлер косвенного нагрева представляет собой бочку, в которой установлен змеевик. Горячая вода из системы отопления проходя по змеевику нагревает воду в бойлере. Нагретая вода может подаваться на любое число точек водоразбора.

Монтаж водяного отопления дома

Монтаж системы водяного отопления начинают с подбора всех элементов системы. Правильный выбор компонентов системы обеспечит ее комфортную эксплуатацию и легкий монтаж.

Основной элемент системы отопления это котел. Вне зависимости от типа используемого топлива основной характеристикой котла является мощность. Если высота потолков в вашем доме не превышает 3 м, то для расчета мощности котла можно использовать соотношение 1кВт вырабатываемой котлом мощности необходимо для отопления 10 кв.м. площади дома.

Выбирая котел отопления следует сразу позаботится о горячем водоснабжении дома. Если число проживающих в доме 1-2 человека, то целесообразно выбирать двухконтурный котел, который обеспечит и горячую воду, и отопление. Если у вас большая семья, то целесообразнее выбрать одноконтурный котел и установить бойлер косвенного нагрева. Бойлер следует выбирать из расчета, что на 5 человек требуется объем бойлера примерно 100 — 120 литров.

Котлы отопления могут быть с открытой и закрытой камерой сгорания. Для установки первого типа необходимо иметь дымоход и помещение отведенное под котельную, в которой будет обеспечена вентиляция. Котлы второго типа снабжаются воздухом и выводят отработанные газы, через коаксиальный дымоход, который монтируется в стене рядом с котлом. Котлы с закрытой камерой сгорания установить значительно проще.

Рис.8. Схема установки котла с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Достоинство котла этого типа: простота установки, котел не потребляет кислород из помещения, не требует строительства дымохода и системы вентиляции.

Некоторые модели котлов отопления могут быть снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что значительно упрощает монтаж системы водяного отопления. Если котел не имеет этих элементов, то выбрать их можно следующим образом. Объем расширительного бака должен быть примерно 10% от объема системы отопления. Основная характеристика циркуляционного насоса — это напор. Приближенно напор насоса можно вычислить как 5% от мощности котла.

Рис.9. Схема котла отопления. Современные котлы уже снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что упрощает монтаж системы водяного отопления.

В системе водяного отопления дома могут применяться любые виды радиаторов отопления. Приближенный расчет мощности радиатора вычисляется на основе соотношения 100Вт тепловой мощности радиатора необходимо для отопления 1 кв.м. помещения. Рассчитывая мощность радиаторов необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается при одностороннем подключении, а минимальная при нижнем.

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

Все радиаторы отопления должны быть снабжены воздухоотводчиками. Для простоты балансировки системы и для возможности регулировки температуры в помещении радиаторы необходимо укомплектовать терморегуляционными кранами или термоголовками (термостатами).

Рис.11. Радиатор отопления должен комплектоваться воздухоотводчиком и термоголовкой. Также необходимо устанавливать краны для возможности демонтажа радиатора для его замены.

Монтаж системы отопления начинают с установки котла отопления и радиаторов отопления. После чего все элементы системы соединяют между собой трубами.

Для индивидуальных систем водяного отопления удобно применять полипропиленовые трубы, хотя можно использовать и любые другие. В отличие от стальных труб полипропиленовые просты в монтаже, а для их сварки необходим сварочный аппарат для полипропиленовых труб, он имеет небольшую стоимость и им очень просто работать даже не специалисту. Полипропиленовые трубы также выигрывают перед металлопластиковыми, т.к. последние имеют соединительные элементы, которые со временем могут начать подтекать.

При монтаже системы водяного отопления следует предусмотреть отвод для заполнения и слива системы. Этот отвод должен быть расположен в нижней точке системы. Также в верхней точке необходимо установить воздухоотводчик. Вместо воздухоотводчика может быть установлена группа безопасности. Она устанавливается в верхней точке подающей трубы системы отопления.

Рис.12. Для удобства обслуживания и безопасности использования системы водяного отопления необходимо предусмотреть отвод для слива/наполнения в нижней точке системы, и смонтировать группу безопасности в верхней точке системы.

Соединяя элементы системы отопления следует позаботится о том, что некоторые элементы могут сломаться раньше времени и потребуется их замена. Поэтому все приборы (котел, насос, расширительный бак, бойлер и пр.) системы отопления должны устанавливаться через кран и разъемное соединение (американка). Таким образом их можно будет демонтировать и заменить, не сливая систему отопления.

Рассмотренные варианты реализации системы водяного отопления в частном доме позволят вам правильно подобрать все элементы и с монтировать систему. В том случае если вы затрудняетесь все сделать самостоятельно, то полученные знания позволят проконтролировать нанятых работников.

виды, схемы отопления, монтаж отопления

Отапливать дом можно используя различные системы отопления, однако чаще всего делают выбор в пользу водяной системы отопления. Водяное отопление — это традиционная система отопления как для городских, так и для загородных домов. Система водяного отопления надежна, эффективна, проста в монтаже и обслуживании. Простота системы водяного отопления позволяет обслуживать систему своими руками, а в большинстве случаев смонтировать систему водяного отопления дома также можно самостоятельно.

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Система водяного отопления дома состоит из котла, радиаторов отопления (системы водяных теплых полов), расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности, все элементы системы отопления соединены между собой трубами. В качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. Применяя антифриз можно не бояться размораживания системы при ее отключении в зимний период.

Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления дома. Водяная система отопления состоит из котла, расширительного бака, насоса и радиаторов отопления.

Котел отопления – основа любой системы водяного отопления дома. В системе водяного отопления могут применяться котлы на любом виде топлива. Котлы отопления по виду используемого топлива могут быть газовые (на природном и сжиженном газе), твердотопливные (дрова, пеллеты), на жидком топливе (дизельное топливо), электрические. Выбор типа котла зависит от доступности, бесперебойности поставки и стоимости топлива.

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Группа безопасности состоит из воздухоотводчика, манометра и аварийного клапана. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы отопления. Манометр необходим для контроля давления в системе. Аварийный клапан сбрасывает часть теплоносителя при превышении допустимого давления в системе, тем самым предохраняя систему отопления от возможных разрывов.

Трубы в системе водяного отопления дома могут применяться любых видов, т.к. температура в системе отопления частного дома не превышает 90 градусов. Наибольшее распространение получили полипропиленовые трубы. Они надежны в местах соединения и просты в монтаже.

Расширительный бак в системе отопления необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя в системе при нагревании. В зависимости от типа системы отопления расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

В открытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом за счет разности плотности горячей и холодной воды. Вода, нагретая котлом (имеет меньшую плотность), по стояку поднимается вверх в то время как остывшая (имеет большую плотность) опускается вниз, т.е. циркуляция происходит под действием силы тяжести, отсюда и название гравитационная. Также система отопления получила название открытой, т.к. в ней применяется расширительный бак открытого типа, и система сообщается с атмосферой.

Рис.2. Система отопления открытого типа. Для системы этого вида принципиальным требованием является уклон труб и применение расширительного бака открытого типа.

Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, поэтому она энергонезависима, т.е. при отключении электроэнергии циркуляция не прекратится, и система отопления будет работать.

Открытая система отопления обладает рядом недостатков. Она довольно громоздкая и сложная в монтаже, т.к. все трубы должны быть смонтированы с определенным уклоном, а расширительный бак должен быть установлен в высшей точке системы, при этом в теплом помещении, что не в каждом доме возможно. При эксплуатации открытой системы отопления требуется постоянный контроль уровня теплоносителя, т.к. он интенсивно испаряется из открытого расширительного бака. Поэтому выбирать открытую схему системы отопления следует в том случае если есть проблемы с подачей электроэнергии, в противном случае целесообразно выбрать систему отопления закрытого типа, т.к. она не имеет недостатков открытой схемы.

В закрытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, а расширительный бак применяется закрытого типа, что и дало название системе.

Рис.3. Система отопления закрытого типа. В системе отопления закрытого типа отсутствуют ограничения по монтажу элементов. Этот вид системы отопления компактный и простой в монтаже.

Ограничения по месту установки расширительного бака и расположению труб в закрытой системе отсутствуют, поэтому закрытая система получается более компактной и простой в монтаже. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет скрыто расположить трубы системы отопления, а также в качестве обогревателей использовать не только радиаторы отопления, но и водяные теплые полы. Благодаря чему закрытая система водяного отопления получила наибольшее распространение.

Схемы системы отопления дома

Схема системы отопления определяется способом соединения нагревательных приборов. Различают три схемы системы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая.

Однотрубная схема системы отопления представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Особенность схемы в том, что все радиаторы (вход и выход радиатора) подключаются к одной трубе.

Рис.4. В однотрубной схеме отопления все радиаторы подключаются последовательно. Такой подход приводит к тому, что каждый следующий радиатор работает хуже предыдущего. Для устранения этого недостатка необходима балансировка системы отопления.

Достоинство такой схемы системы отопления простота монтажа и низкий расход труб при монтаже. Недостаток – сложность регулировки (балансировки). По мере движения теплоносителя по системе он отдает свое тепло радиаторам отопления, таким образом последнему радиатору тепла достается меньше всего. Поэтому систему необходимо балансировать. Сделать это можно с помощью установки на каждый радиатор специальной запорной арматуры (термоголовок, регуляторы расхода), либо сделать предварительный расчет системы и использовать трубы различного сечения для выравнивания расхода теплоносителя.

Двухтрубная схема система отопления представляет собой систему, в которой горячий теплоноситель подается по одной трубе, а отдав свое тепло радиатору отводится по другой. Таким образом получается, что радиаторы отопления подключены параллельно.

Рис.5. В двухтрубной схеме системы отопления все радиаторы подключены параллельно. Таким образом тепло между радиаторами распространяется равномерно, а система легко балансируется.

Параллельное подключение радиаторов отопления значительно упрощает балансировку системы (регулировку) и позволяет достаточно точно задавать температуру в помещении. Например, в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, а в жилых оптимальную, это позволит сэкономить на отоплении. Недостаток – расход труб для отопления будет в 2 раза больше, чем при однотрубной разводке.

Лучевая схема системы отопления подразумевает подключение каждого отопительного прибора индивидуально. В этой схеме применяется коллектор, который распределяет теплоноситель по радиаторам отопления. Только по этой схеме можно установить водяные теплые полы.

Рис.6. Лучевая схема системы отопления. В этой схеме все радиаторы подключаются индивидуально через коллектор. В коллекторе устанавливается регулирующая арматура, которая позволяет выполнять точную настройку каждого радиатора.

С точки зрения простоты управления системой отопления это схема не имеет конкурентов. Работой каждого отопительного элемента можно управлять индивидуально, и это не скажется на работу остальных отопительных приборов. Такой подход приведет к значительному снижению затрат на отопление. Недостатком является высокий расход труб, необходимость монтажа коллектора.

Система отопления и горячая вода в доме

Горячую воду в доме можно обеспечить двумя способами: установить электрический накопительный водонагреватель или использовать котел отопления для создания горячего водоснабжения. Существует два варианта создания горячей воды по средствам котла: установить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева.

Существует много моделей котлов, имеющих два контура нагрева один для отопления другой для горячего водоснабжения. Таким образом система горячего водоснабжения подключается к котлу и при включении воды котел начинает работать как колонка. Такой способ хорош если одновременно будут работать не более двух точек водоразбора, с большим количеством котел не справится.

Рис.7. Схема работы бойлера косвенного нагрева. Вода из системы отопления направляется в змеевик бойлера. Проходя по змеевику вода в бойлере нарывается и подается в систему горячего водоснабжения.

Решение данной проблемы — это установка бойлера косвенного нагрева. Бойлер косвенного нагрева представляет собой бочку, в которой установлен змеевик. Горячая вода из системы отопления проходя по змеевику нагревает воду в бойлере. Нагретая вода может подаваться на любое число точек водоразбора.

Монтаж водяного отопления дома

Монтаж системы водяного отопления начинают с подбора всех элементов системы. Правильный выбор компонентов системы обеспечит ее комфортную эксплуатацию и легкий монтаж.

Основной элемент системы отопления это котел. Вне зависимости от типа используемого топлива основной характеристикой котла является мощность. Если высота потолков в вашем доме не превышает 3 м, то для расчета мощности котла можно использовать соотношение 1кВт вырабатываемой котлом мощности необходимо для отопления 10 кв.м. площади дома.

Выбирая котел отопления следует сразу позаботится о горячем водоснабжении дома. Если число проживающих в доме 1-2 человека, то целесообразно выбирать двухконтурный котел, который обеспечит и горячую воду, и отопление. Если у вас большая семья, то целесообразнее выбрать одноконтурный котел и установить бойлер косвенного нагрева. Бойлер следует выбирать из расчета, что на 5 человек требуется объем бойлера примерно 100 — 120 литров.

Котлы отопления могут быть с открытой и закрытой камерой сгорания. Для установки первого типа необходимо иметь дымоход и помещение отведенное под котельную, в которой будет обеспечена вентиляция. Котлы второго типа снабжаются воздухом и выводят отработанные газы, через коаксиальный дымоход, который монтируется в стене рядом с котлом. Котлы с закрытой камерой сгорания установить значительно проще.

Рис.8. Схема установки котла с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Достоинство котла этого типа: простота установки, котел не потребляет кислород из помещения, не требует строительства дымохода и системы вентиляции.

Некоторые модели котлов отопления могут быть снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что значительно упрощает монтаж системы водяного отопления. Если котел не имеет этих элементов, то выбрать их можно следующим образом. Объем расширительного бака должен быть примерно 10% от объема системы отопления. Основная характеристика циркуляционного насоса — это напор. Приближенно напор насоса можно вычислить как 5% от мощности котла.

Рис.9. Схема котла отопления. Современные котлы уже снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что упрощает монтаж системы водяного отопления.

В системе водяного отопления дома могут применяться любые виды радиаторов отопления. Приближенный расчет мощности радиатора вычисляется на основе соотношения 100Вт тепловой мощности радиатора необходимо для отопления 1 кв.м. помещения. Рассчитывая мощность радиаторов необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается при одностороннем подключении, а минимальная при нижнем.

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

Все радиаторы отопления должны быть снабжены воздухоотводчиками. Для простоты балансировки системы и для возможности регулировки температуры в помещении радиаторы необходимо укомплектовать терморегуляционными кранами или термоголовками (термостатами).

Рис.11. Радиатор отопления должен комплектоваться воздухоотводчиком и термоголовкой. Также необходимо устанавливать краны для возможности демонтажа радиатора для его замены.

Монтаж системы отопления начинают с установки котла отопления и радиаторов отопления. После чего все элементы системы соединяют между собой трубами.

Для индивидуальных систем водяного отопления удобно применять полипропиленовые трубы, хотя можно использовать и любые другие. В отличие от стальных труб полипропиленовые просты в монтаже, а для их сварки необходим сварочный аппарат для полипропиленовых труб, он имеет небольшую стоимость и им очень просто работать даже не специалисту. Полипропиленовые трубы также выигрывают перед металлопластиковыми, т.к. последние имеют соединительные элементы, которые со временем могут начать подтекать.

При монтаже системы водяного отопления следует предусмотреть отвод для заполнения и слива системы. Этот отвод должен быть расположен в нижней точке системы. Также в верхней точке необходимо установить воздухоотводчик. Вместо воздухоотводчика может быть установлена группа безопасности. Она устанавливается в верхней точке подающей трубы системы отопления.

Рис.12. Для удобства обслуживания и безопасности использования системы водяного отопления необходимо предусмотреть отвод для слива/наполнения в нижней точке системы, и смонтировать группу безопасности в верхней точке системы.

Соединяя элементы системы отопления следует позаботится о том, что некоторые элементы могут сломаться раньше времени и потребуется их замена. Поэтому все приборы (котел, насос, расширительный бак, бойлер и пр.) системы отопления должны устанавливаться через кран и разъемное соединение (американка). Таким образом их можно будет демонтировать и заменить, не сливая систему отопления.

Рассмотренные варианты реализации системы водяного отопления в частном доме позволят вам правильно подобрать все элементы и с монтировать систему. В том случае если вы затрудняетесь все сделать самостоятельно, то полученные знания позволят проконтролировать нанятых работников.

Водяное отопление в деревянном частном доме, на даче, схемы разводки

В России в зимний период наступают суровые холода, поэтому иметь качественное водяное отопление в частном доме просто необходимо. Такая система обладает первенством перед остальными, так как за все годы уже успела показать себя с наилучшей стороны. Печное и каминное отопление сегодня уже не так эффективны, — это лишь дань нашей богатой истории.

Холодной и снежной зимой без отопления не обойтись…

Принцип функционирования водяного отопления

Водяное отопление частного дома тем и завоевало такую популярность, что по сути – это простой механизм. Есть замкнутая цепь, где котел нагревает воду до необходимой температуры, по трубам вода идет в батареи или радиаторы в помещениях и отдает тепло, после чего возвращается обратно в котел.

Схема водяного отопления

Кроме основных элементов – котла, труб и радиаторов, система также может включать и дополнительные. Расширительный бачок служит для отвода появившихся при нагревании излишков воды. Также благодаря баку в системе отсутствует кислород. Еще один элемент – насос циркуляции. Это устройство служит для поддержания непрерывного круговорота воды в системе, при помощи такого насоса скорость нагревания температуры помещений увеличивается за счет того, что вода двигается быстрее. Также в системе могут быть и манометр, терморегулятор, отводчик воздуха, предохранительные клапаны.

Выбираем оборудование для отопления в частном доме

Самое главное оборудование, которое должным образом обеспечивает водное отопление в частном доме, — это котел.

При приобретении котла обычно принимается величина мощности 1 кВт на 10 кв.м помещения, которое отапливается.

Также учитывается и то, что высота потолков берется не больше 3-х метров. Кроме того, учитывается и объем помещения, уровень утепления самого дома, размеры окон и дополнительные потребители тепла.

Так, при площади, которая отапливается, мощность котла будет равняться:

• 60 – 200 кв.м. – до 25 кВт;
• 200 – 300 кв.м. – 25-35 кВт;
• 300 – 600 кв.м. – 35-60 кВт;
• 600 – 1200 кв.м. – до 100 кВт.

Чтобы оборудовать водяное отопление на даче или в частном доме, то можно подобрать электрический котел при площади 30-1000 кв.м. мощностью 3-105 кВт. Но электрокотлы имеют недостатки – высокая стоимость электроэнергии, постоянные перебои и перепады электроэнергии, недостаточная ее мощность.

Электрический котел

Также тщательно нужно выбирать и трубопровод. Используются трубы из разных материалов, каждый из которых обладает своими преимуществами и недостатками. В былые времена самыми распространенными были трубы из стали. Но сегодня они применяются уже реже. Ведь такие трубы более подвержены процессам коррозии.

Именно поэтому в настоящее время чаще применяются трубы из нержавейки или оцинкованные.

Также набирают популярность медные трубы. Они способны вынести высокие температуры, сами по себе – долговечны, поэтому трубы из меди являются самыми надежными. Но и стоят они недешево. Кроме того, в последнее время все чаще можно встретить водяное отопление в деревянном доме с полимерными трубами. Такие трубы делаются из металлопластика или пропилена (с участием алюминия). Трубы из таких материалов прочны, стойки к коррозии, внутри их не откладывается осадок. Но они имеют достаточно высокий коэффициент расширения при нагревании.

Рекомендуем к прочтению:

Обвязка котла медными трубами

Какие бывают схемы отопления частного дома

Схемы водяного отопления частного дома могут быть одноконтурными и двухконтурными. Одноконтурная система служит только лишь для обогревания помещения. Это более простая и недорогая система, которая подойдет в том случае, если у вас дом площадью до 100 метров квадратных. В такую систему входит одноконтурный котел и атмосферная вытяжка, однотрубная разводка трубами из стали или полимеров, чугунные, стальные или алюминиевые радиаторы.

Одноконтурная и двухконтурная система водяного отопления

Система одноконтурного отопления может быть усовершенствована двухтрубной разводкой, добавлением насоса циркуляции, терморегулирующих вентилей на радиаторах.

Если вы хотите оборудовать одноконтурную систему для нагревания воды для нужд быта, то пересмотрите монтаж газовой колонки или бойлера. В другом случае вы можете сделать двухконтурную систему, которая предназначена не только для отопления, но и для нагрева воды.

Двухконтурная система водяного отопления частного дома является очень удобным вариантом.

Здесь котел комфортен при потребностях в горячей воде на семью не более 4-х человек. Вода должна быть водопроводная или умягченная, жесткая вода из скважины не подойдет. Можно оборудовать две одноконтурные системы, первая из которых будет «отвечать» за отопление помещений, а вторая – за нагрев воды. Благодаря такой системе в летний период вы будете пользоваться только системой подогревания воды, а на нее тратится всего лишь 25% мощности котла.

Разводка труб

Водяная система отопления частного дома подразумевает применение трех вариантов разводки трубопровода – однотрубную систему, двухтрубную и коллекторную.

Однотрубная система – это система, где от котла нагретый теплоноситель (вода) последовательно идет от одной батарее к следующей. Такая система имеет один большой недостаток – здесь очень трудно управлять разводкой, так как при перекрытии доступа воды в какой-либо из радиаторов перекрываются и остальные.

Однотрубная система

В двухтрубной системе для каждого радиатора есть труба с горячей и холодной водой. Так, с такой системой водяное отопление дома можно регулировать очень удобно.

Двухтрубная система отопления

Еще одна система – коллекторная. Еще ее называют лучевой. Здесь механизм работает таким образом: от коллектора (который представляет собой устройство, собирающее воду) к каждому прибору отопления подводятся две трубы – прямая и обратная. Благодаря этому можно просто монтировать систему со скрытой проводкой труб, можно поддерживать определенный температурный режим отдельной комнаты и регулировать его.

Рекомендуем к прочтению:

Если у вас двухэтажный дом

Сегодня схемы водяного отопления двухэтажного дома бывают самыми различными. Это может быть и коллекторная система, и двухтрубная разводка. Однотрубную разводку (такую, при которой радиаторы соединены последовательно) сегодня уже реже используют как схемы водяного отопления одноэтажного дома, так и двухэтажного.

Двухтрубная схема для двухэтажного дома – это универсальный и практичный вариант.

К каждому прибору отопления идет две трубы – для подачи и отведения воды. Специалисты советуют поступить таким образом: перед каждым радиатором поставить регулировочный клапан.

Коллекторная схема в двухэтажном доме – это достаточно дорогое удовольствие. Водяное отопление двухэтажного дома с такой системой, несмотря на это, также популярно. Ведь здесь преимущество на лицо – монтаж трубопровода скрыт, поэтому интерьер не портится. В данном случае котел ставится на первом этаже, расширительный бак – на втором. Трубопровод располагается под полом, потолком или подоконниками, поэтому есть отличная возможность его скрыть.

Коллекторная система является очень эффективной еще и потому, что здесь на каждый радиатор ставится регулирующий кран. Это очень удобно, так как в зависимости от ваших потребностей можно установить собственный климат.

Коллекторная система отопления двухэтажного дома

Альтернативные способы водяного отопления частного дома

Кроме традиционного отопления при помощи нагревательного котла, существуют и другие виды водяного отопления частного дома. Такие современные системы эффективны в качестве основных отопительных систем дома, или дополнительных.

Очень часто сегодня можно услышать такое словосочетание – система «теплый пол». В принципе, теплый пол – это то же водяное отопление частных домов, которое можно применять еще и как дополнение к основному отоплению. Теплый пол обладает преимуществами – здесь большая территория теплоотдачи. Ведь в данном случае пол помещения – это практически большой радиатор. Да и воздух таким вот образом прогревается правильно – внизу тепло, а сверху – чуть прохладнее.

Теплый водяной пол

Благодаря системе теплый пол можно снизить рабочий температурный режим теплоносителя (не более 55 градусов по Цельсию). Также можно установить тепловую мощность в необходимых пределах .

Недостатки системы теплый пол – это то, что такую систему сложно монтировать, а при уже законченном ремонте это невозможно, или вам придется поднимать пол, или углублять его.

Еще один вариант альтернативного водяного отопления – плинтусное отопление. По сути дела, плинтусное водяное отопление домов являет собой среднее между радиаторной системой и теплым полом. В данном случае оборудование для отопления ставится по периметру комнаты на уровне плинтуса. Благодаря этому равномерно прогреваются и стены, и пол. Воздух в помещении – также равномерный. С такой системой водяное отопление загородного дома или частного дома позволит вам обустроить интерьер без больших радиаторов, и все это без потерь тепла.

Плинтусное отопление

Заключение

Таким образом, перед тем, как вы решили оборудовать водяное отопление в своем частном доме, следует выбрать подходящий вариант – традиционное отопление при помощи радиаторов или современные методы. У каждой системы есть преимущества и недостатки, поэтому для проектирования отопления лучше всего пригласить специалистов, которые будут способны учесть все детали.

как работает водяное отопление, устройство водяного отопления

Водяное отопление очень востребовано в нашей стране. Ведь в большие морозы необходимо устроить качественную отопительную систему. Водяное отопление показало себя с лучшей стороны. Печное отопление не такое эффективное. А также оно требует постоянного присутствия при эксплуатации.

Содержание:

   1. Как работает водяное отопление

   2. Выбор отопительного оборудования

   3. Схемы отопления

    3.1 Схема однотрубного отопления
    3.2 Схема двухтрубного отопления

   4. Устройство водяного отопления

Как работает водяное отопление

Водяное отопление дома представляет простой принцип работы. Поэтому многие и отдают предпочтение такой отопительной системе. В замкнутой цепи котел подогревает воду до требуемой температуры, а затем нагретая вода движется по трубам и поступает в радиаторы отопления. Таким образом, происходит обогрев помещения. Затем вода возвращается обратно в котел. 

Помимо труб, радиаторов и котла водяное отопление включает в себя и другие элементы: расширительный бачок, циркуляционный насос, терморегулятор, манометр, предохранительные клапаны и отводчик воздуха. 

Благодаря расширительному баку в отопительной системе отсутствует воздух, а также он отводит излишне нагретую воду. При помощи циркуляционного насоса поддерживается непрерывное движение воды в отопительной системе. А также отапливаться помещение будет быстрее, так как скорость нагрева температуру будет увеличиваться. 

Выбор отопительного оборудования

Устроить водяную отопительную систему можно при помощи отопительного оборудования: твердотопливного, электрического или газового котла. Самым востребованным является газовое оборудование. За счет экономного и недорого топлива. Но не у всех есть возможность проведения газа, поэтому хорошей заменой будет твердотопливный или электрический котел. 

Несомненно, твердотопливные котлы более выгодные по сравнению с электрическими. Дрова, уголь или пеллеты обходятся намного дешевле, чем электричество. Да и к тому же при отключении электроэнергии вы рискуете остаться без отопления. Но для дачного дома такой вид отопительного котла отлично подходит.

Для маленьких домов водяная отопительная система обойдется дорого и не скоро окупится. Для небольших помещений выгоднее будет использовать электрические обогреватели. Если у вас большой дом, то необходимо использовать мощный электрокотел. В таком случае это негативно скажется на работе других электрических приборов. Тогда лучше использовать твердотопливный или газовый котел.

Схемы отопления

Разделяют два типа схемы водяного отопления: одноконтурная и двухконтурная. Рассмотрим подробнее каждую схему.

Схема однотрубного отопления

Данная схема используется только для обогрева дома. Такая отопительная система стоит недорого, она проста в устройстве и эксплуатации. При данной схеме можно отапливать дом не более 100 кв. м. В однотрубную систему отопления входят следующие элементы:

• Радиаторы, которые могут быть алюминиевыми, чугунными или стальными;
• Одноконтурный котел;
• Однотрубная разводка стальными или полимерными трубами;
• Атмосферная вытяжка.

Данную систему можно усовершенствовать и преобразовать в двухтрубную. Сделать это можно при помощи вентилей для регулировки температуры, которые устанавливаются на радиаторах отопления, а также при использовании циркуляционного насоса. 

Если вы хотите получать горячую воды для бытовых нужд, то можно оборудовать одноконтурную систему. Для этого надо пересмотреть устройство бойлера или газовой колонки. 

А также вы можете преобразовать систему в двухконтурную, которая будет отапливать дом и подогревать воду. 

Схема двухтрубного отопления

Данная схема отопления является оптимальным вариантом для частного дома. Для небольшой семьи котел может подогревать необходимый объем воды. Желательно применять воду умягченную или водопроводную. Вода из скважины не подходит для данной системы. 

Можно использовать один контур для отопления, а второй для нагрева воды. Такая система является выгодной ведь в теплое время года вам не нужно отапливать дом. Поэтому вы сможете пользоваться только контуром для нагрева воды. Для такого контура тратится малая часть мощности котла. Примерно 25% от всей мощности.

Устройство водяного отопления

В первую очередь необходимо установить котел отопления. Его нужно устроить на цементно-песчаной подставке. Трубу, которая отводит продукты сгорания необходимо подсоединить к дымоходу. Для хорошо сцепления необходимо заделать места стыков глиной или жаростойкой мастикой. Важно чтобы она противостояла высоким температурам и не растрескивалась. 

Далее устанавливают радиаторы отопления. Если вы расположите их под подоконниками, то создадите тепловой барьер, который предотвратит проникновение холода через окна. Установить батарею отопления не составит труда самостоятельно. Обычный радиатор вешается на заранее установленный в стене кронштейн. Его устраивают с помощью дюбелей. 

Но хоть установка радиатора задача довольно-таки простая, все равно следует соблюдать некоторые правила монтажа:

• Для того чтобы носитель тепла мог проходить по всей системе без препятствий необходимо устанавливать все радиаторы горизонтально и на одном уровне. 
• Перед установкой радиатора необходимо выполнить разметку стен.
• Распаковать радиатор лучше после установки, чтобы не повредить его при монтаже.
• Расстояние от батареи до стены должно быть 2 см. А расстояние до пола должно составлять от 7 до 15 см. 

После того как устройство радиаторов отопления закончено, можно перейти к разводке труб и устройству сопутствующих узлов. 

Сливной патрубок необходимо установить в нижней части отопительной системы. А расширительный бак наоборот необходимо установить в самой высокой части дома. Но устроить его необходимо выше на 3 м, чем котел отопления. Если вы хотите установить систему с принудительной циркуляцией, то на данном этапе устраивают циркуляционный насос. Если насос выйдет из строя, то обводный участок трубопровода примет всю нагрузку на себя. 

Для того чтобы произвести ремонт любого оборудования без затрагивания других элементов системы необходимо установить краны, которые оградят каждый прибор. 

Если в вашей системе отопления есть несколько стояков, то обязательно устанавливается балансировочный вентиль в тех местах, где происходит разводка трубопроводов. Вентиль устанавливается для регулирования разницы гидравлического сопротивления в разных частях системы отопления.

После того как вы узнали все особенности водяной отопительной системы вы можете устроить ее самостоятельно. Устанавливать все элементы системы необходимо в строгой последовательности и с соблюдением требований безопасности. Если вы выбрали газовый котел для системы отопления, то первое подключение должно выполняться квалифицированным специалистом.

Читайте также:

Водяное отопление: преимущества и недостатки

Рассмотрим, чем отличается водяное отопление от других видов отопления домов, в чем его особенности, какие недостатки, и есть ли перспективы применения в жилом строительстве.

Что такое система водяного отопления

В основе систем водяного отопления лежит принцип конвекционного переноса тепла от жидкого теплоносителя – воды или пара окружающему воздуху. Котел греет воду, горячая вода или пар поступают в трубы и радиаторы, установленные по всем помещениям дома. После чего тепло от горячих ребер или секций радиаторов конвекционным путем распространяется вверх. На его место снизу вдоль пола подтягивается холодный воздух, и нагреваясь уходит верх.

Существуют системы водяного отопления, где организована принудительная циркуляция воды, и системы с гравитационной циркуляцией (самотечные). В первых воду заставляет циркулировать в замкнутой системе циркуляционный насос, во вторых – вода движется самотеком по трубам с небольшим уклоном. Различают также 1-трубные и 2-хтрубные схемы разводки.

До недавнего времени паровое отопление было достаточно популярным. Но в последнее десятилетие, когда все коммунальные технологии ориентированы на энергосбережение, становятся популярными более экономичные низкотемпературные системы теплоснабжения.

Особенности и недостатки парового отопления

Рассмотрим, как организовано отопление зданий паром, как внедрить паровое отопление, его плюсы и минусы. Воду до парообразного состояния (более 100 градусов) подогревает котел, после чего горячий пар под высоким давлением поступает в трубы и батареи, расположенные во всех помещениях здания. Там пар нагревает радиаторы, тепло отдается окружающей среде – воздуху, пар охлаждается и вода конденсатом поступает назад в котел.

Наиболее часто в домах с паровым отоплением устанавливались комплекты чугунных радиаторов, соединенных стальными трубами.

Для работы с паром не допускается применять пластиковые трубы, поскольку они не рассчитаны на высокие давления и температуры.

Современный радиатор парового отопления может быть изготовлен из чугуна, стали или алюминиевых сплавов, он отличается прочностью и рассчитан на высокие давления.

Достоинства

• Паровое отопление организовывается на любом котле, догревающем воду до пара, – на дровах, мазуте, угле или газе.
• Горячая вода или пар – самый доступный и теплоноситель.
• Быстрый прогрев батарей.
• Простота монтажа.

Недостатки

• Паровые радиаторы подвержены высокому давлению пара и высокой температуре.
• Существует опасность поражения людей и имущества при прорывах теплосети парового отопления.
• При установке требуется специальное помещение для котла и нормативная вентиляция.
• Угроза прорыва перегретого пара из трещин в трубах или радиаторах.
• Больше прогревается верхняя часть помещений, а не пространство у пола.
• Недостаточный контроль за температурой в помещениях.
• Перегретый теплоноситель угрожает коррозией и сокращает срок службы системы радиаторов.
• К недостаткам относят и громоздкость котлов, и неконтролируемость парового отопления.

Раньше под паровым отоплением понимали централизованное теплоснабжение многоквартирных и частных домов. В последнее десятилетие вместо нагретого пара с температурой выше ста градусов в централизованных или индивидуальных системах теплоснабжения чаще применяют подогретую воду. Это исключает возможность ожогов при прорыве теплотрассы или радиатора.

Изучив плюсы и минусы парового отопления, переходим к более современным системам водяного отопления.

Водяная система отопления: плюсы и минусы

Водяное отопление дома, где в качестве источника тепла используется газовый, твердотопливный или электрический котел, имеет множество достоинств. Такая система индивидуального обогрева и приготовления горячей воды особенно выгодна для внедрения в частных домах. Вода, прогреваемая котлом до температуры 50 – 80 градусов, принудительно или естественным путем циркулирует в системе радиаторов или в контурах теплого пола. Такое автономное теплоснабжение более экономично, поскольку не требуется подогрев воды до парообразного состояния, нет длинных теплотрасс и потерь тепла. В качестве доводчиков тепла разрешено использовать современные стальные или чугунные радиаторы, а также радиаторы из алюминиевых сплавов. Разводку выполняют медными, стальными или пластиковыми трубами.

Как провести водяное отопление в частном доме? Еще десять лет назад, когда газ был подешевле, угля хватало, проблем это не вызывало. Сейчас, тенденции энергосбережения выходят на первый план и экономия ископаемых видов топлива становится все более популярной и необходимой. Для теплоснабжения частных домов все чаще вместо газовых и электрических котлов устанавливают тепловые насосы, наиболее экономичные в эксплуатации и полнофункциональные источники тепла, горячей воды и холода.

В качестве систем распределения тепла в спальне, ванной, на кухне, в гостиной или детской

устанавливаются системы водяных теплых полов, нагревающие слой воздуха в нижней, самой комфортной для людей, части комнат. Для улучшения теплоотдачи выбирают покрытия пола с высокими показателями теплопроводности, например плитку. Кроме плитки на «теплые полы» укладывают и деревянные покрытия, и линолеум, и ковролин.

Достоинства

• Водяное отопление в частном доме с циркуляционными насосами и двухтрубной схемой соединения радиаторов равномерно прогревает все комнаты.
• Термостаты настенные и встроенные, термоголовки и автоматика современного котла точно поддерживают нужную температуру в отдельных комнатах.
• Возможность устройства индивидуального автономного отопления в квартирах многоэтажного дома, спроектированного под такой вид отопления.
• Часто реализуются проекты водяного отопления с системами теплых полов и контурами радиаторов.
• Теплые полы с водой в качестве теплоносителя гораздо дешевле в эксплуатации, чем электрические обогреватели.
• Бесшумная работа систем водяного отопления в отличие от воздушных систем.
• Вода в системе водяного индивидуального отопления циркулирует по замкнутому кругу, не откладываются осадок или загрязнения из общей сети.

Недостатки

• Высокие текущие затраты на обогрев при работе с газовым или электрическим котлом из-за высоких тарифов.
• Угроза прорыва и затопления из-за повреждения системы водяных теплых полов, труб или радиаторов.
• Высокие требования к проектированию систем, обслуживанию и ремонту газовых котлов и твердотопливных котлов, необходимость разрешений от электросетей для установки электрокотла.
• Есть угроза замерзания воды в трубах и радиаторах в зимний период, когда дом не отапливается.
• Недолгий срок эксплуатации котельного оборудования: до 10-15 лет.
• Монтаж проводят только квалифицированные специалисты.

Современное водяное отопление частного дома

Водяное отопление в частном коттедже или особняке, на даче или в квартире имеет свои недостатки. Однако такие системы теплоснабжения продолжают устанавливать и в возводимых новых домах, и в реконструируемых зданиях. Вода, как доступный и дешевый теплоноситель с высокими показателями теплоемкости, остается незаменимой в современном жилом строительстве. Остается выбрать только наиболее экономичный в работе источник тепла. И в настоящее время для этих целей все чаще выбирают тепловые насосы «воздух-вода». Это наиболее выгодный вариант с наивысшими показателями энергоэффективности.

Тепловые насосы обогревают дом или квартиру в 3-5 раз дешевле, чем любые другие источники тепла. В теплонасосных системах теплоноситель для водяного теплого пола и радиаторов подогревается до 45-55 градусов, что сокращает энергозатраты на отопление и подогрев воды.

Кроме того, работая с водяными вентиляторными доводчиками – фанкойлами, они охлаждают помещения дома в летний период, поддерживая комфортную температуру.

Интеллектуальные пульты управления позволяют программировать режимы для каждого помещения в отдельности или для дома в целом.

Низкотемпературные системы тепло-холодоснабжения, реализованные по системе «тепловой насос — водяные теплые полы — фанкойлы», имеют перспективы для широкого внедрения и являются наиболее экономичным климатическим оборудованием для комфорта летом и зимой.

Выводы

Водяное отопление не теряет актуальности и остается выгодным и в настоящее время. Выбирая современные источники тепла – конденсационные газовые котлы, котлы на биотопливе, современные тепловые насосы, вы получаете экономичную и удобную систему отопления с наивысшим уровнем комфорта.

7 различных типов домашних систем отопления: что лучше?

Котлы

Бойлеры

— один из наиболее распространенных типов систем отопления в США. Они распределяют горячую воду или пар по трубам к радиаторам, напольным системам или змеевикам в вашем доме. Энергоэффективность может составлять 50–90%, в зависимости от возраста котла. Вы можете рассчитывать, что котел прослужит 15–30 лет.

Печи

Печи — еще один популярный вид систем отопления. Печи работают, нагревая воздух и отправляя его по всему дому с помощью воздуховодов.Энергоэффективность печи может составлять 59–98,5%, и вам придется заменить ее в течение 15–30 лет.

Тепловые насосы

Тепловые насосы могут работать для отопления и охлаждения дома. Эти системы забирают тепло из окружающего воздуха для обогрева. КПД составляет 6,8–10 HSPF, или сезонный коэффициент полезного действия отопления. Вы можете рассчитывать, что тепловой насос прослужит 15 лет.

Активное солнечное отопление

Активные солнечные системы отопления используют солнце для нагрева жидкости или воздух для нагрева.Вы можете использовать тепло или оставить его на потом. Срок службы солнечной системы отопления составляет 20+ лет.

Электрическое отопление

Электрический или резистивный нагрев преобразует электричество в тепло. КПД составляет 95–100%, а срок службы системы составляет более 20 лет.

Переносные обогреватели

Переносные обогреватели

могут быть доступным решением, если ваша основная система отопления не работает или слишком дорога в эксплуатации. Они могут быть особенно рентабельными, если вам нужно отапливать только одну комнату.Некоторые портативные обогреватели работают за счет конвекции, которая обеспечивает циркуляцию воздуха в комнате. Другие могут использовать лучистое отопление — вариант, при котором тепло направляется в зону прямой видимости.

Системы распределения тепла

Системы распределения тепла необходимы для перемещения воздуха, пара или воды по дому для отопления. Эти типы систем распределения тепла относятся к числу наиболее распространенных:

• Электрические плинтусы: Эти зональные обогреватели направляют теплый воздух вверх и вытягивают более холодный воздух вниз.
• Система принудительной подачи воздуха: Эти системы перемещают воздух из печи через воздуховоды и вентиляционные отверстия.
• Плинтусы с горячей водой: В них используются настенные плинтусы и горячая вода для отопления.
• Лучистое отопление: Вы можете установить его с панелями пола, потолка или стен. Система передает тепло от горячей поверхности к людям или предметам.
• Паровой излучатель: В этих системах для передачи тепла используются радиаторы.

Варианты отопления дома: что лучше?

Перед выбором системы отопления следует подумать о нескольких факторах.В зависимости от того, где вы живете, некоторые источники топлива могут быть труднее достать — например, природный газ на северо-востоке.

Климат того места, где вы живете, также может повлиять на ваше решение. Если круглый год тепло, можно обойтись только обогревателем. Но в местах с холодными зимами наиболее эффективным может оказаться центральное отопление. Энергоэффективность может увеличить начальную стоимость системы отопления, но позже вы сможете сэкономить на счетах за коммунальные услуги.

Размер вашего дома также имеет значение.В идеале вам следует обратиться за профессиональной консультацией, прежде чем принимать большое и дорогостоящее решение по вашей системе отопления. Генеральный подрядчик может помочь вам определиться с лучшим выбором для вашего дома. Вот некоторые из основных моментов, которые помогут запустить процесс.

Пассивный дом Каруна Детали: Механика | Hammer & Hand

Одна из проблем при строительстве пассивного дома — найти механическое оборудование, достаточно маленькое, чтобы соответствовать низкой энергетической нагрузке, и достаточно эффективное, чтобы соответствовать требованиям использования. Дом Каруна с его уникальным индивидуальным дизайном вызвал дополнительные затруднения, которые потребовали от Hammer & Hand фактически переосмысления того, как механические системы вписываются в объем проекта строительства зеленого дома пассивного дома.

Во-первых, дом больше, чем типичный односемейный пассивный дом, и имеет более высокое соотношение остекления и непрозрачности стен. Он также имеет три отдельные зоны: главную гостиную на нижнем этаже, спальни наверху и частное гостевое крыло. Каждая из этих зон по-разному подвержена воздействию солнца, поэтому нам нужен был способ выдерживать различные нагрузки в течение года. Чтобы еще больше усложнить картину, дизайнер использовал каждое внутреннее пространство, поэтому скрыть воздуховоды было негде.

Эти сложности в значительной степени исключают наиболее распространенные способы обогрева пассивного дома — например, добавление элемента сопротивления в систему вентиляции или использование теплового насоса с мини-сплит-системой. Вместо этого была установлена ​​система низкотемпературного водяного излучающего пола, горячая вода обеспечивалась тепловым насосом воздух-вода Daiken Altherma. Этот же агрегат также обеспечивает всю горячую воду для дома. Полностью электрическая Altherma имеет очень высокий КПД — более 300% при нагреве низкотемпературной лучистой воды — что означает, что она производит в три раза больше энергии, чем требуется для ее работы.Это также регулируемая скорость, поэтому она регулируется в зависимости от нагрузки, что еще больше снижает потребление электроэнергии. Посмотрите, как механический подрядчик Джонатан Коэн из Imagine Energy объясняет, как сконфигурирована система Altherma, и описывает стратегии зонального контроля, которые максимизируют ее эффективность.

В пассивном доме — или любом другом высокопроизводительном доме, если на то пошло — горячее водоснабжение обычно является большей энергетической нагрузкой, чем отопление. Соответствие стандарту пассивного дома означает не только эффективное производство горячей воды с помощью теплового насоса, но и снижение потерь в распределительной системе.В проекте Karuna мы использовали трехсторонний подход: во-первых, размеры труб горячего водоснабжения были тщательно продуманы, чтобы уменьшить количество горячей воды, остающейся в линиях после каждого использования. Во-вторых, каждая линия горячей воды была полностью изолирована от механического помещения до арматуры. Наконец, была установлена ​​система рециркуляции горячей воды по запросу (а не обычная система, работающая круглосуточно и без выходных).

В следующем видео, Hammer & Hand’s Skylar Swinford описывает стратегию горячего водоснабжения, начиная с механического помещения и поднимаясь наверх в главную ванну, где он объясняет, как рециркуляция горячей воды с управлением движением позволяет экономить воду и энергию.

Ключевой особенностью любого пассивного дома является безупречный воздушный барьер между внутренней и внешней частью. Это предотвращает потерю энергии из-за инфильтрации и утечки воздуха и позволяет теплоизоляции работать с номинальным значением R. Но герметичность также означает, что в доме требуется механическая вентиляция. К сожалению, многие строители-традиционалисты по-прежнему считают, что в тесных домах душный воздух или что вентиляторы выбрасывают тепло. На самом деле, с правильно спроектированным пассивным домом все обстоит как раз наоборот.

Здесь Джонатан Коэн объясняет, как вентилятор с рекуперацией тепла в Karuna House улавливает 90% тепла из отработанного воздуха. Блок Zehnder обеспечивает комфортную подачу теплого свежего воздуха по всему дому, потребляя при этом очень мало энергии и почти не издавая звука. Джонатан также знакомит нас с наружным блоком теплового насоса Daiken и объясняет преимущества теплового насоса с воздушным источником по сравнению с наземной установкой.

Zehnder HRV не только бесшумный, но и незаметный визуально.В этом видео Скайлар прогуливается по дому и показывает нам небольшие приточные и вытяжные отверстия. Он также объясняет, почему контролируемая сбалансированная вентиляция имеет смысл в любом доме: помимо экономии энергии, повышения комфорта и обеспечения хорошего качества воздуха в помещении круглый год, это действительно единственный способ узнать, откуда поступает свежий воздух в доме:

Одна из целей домовладельца состояла в том, чтобы достичь нулевого уровня чистой энергии — то есть, энергия, производимая на месте, равнялась бы энергии, потребляемой ежегодно.В полностью электрическом пассивном доме, таком как дом Каруна, фотоэлектрические панели имеют большой смысл. Здесь Джонатан дает нам взгляд на фотоэлектрическую батарею мощностью 9,9 кВт, которая в данном случае была закуплена на месте, вплоть до элементов, изготовленных на предприятии SolarWorld в Орегоне. Мы также получаем потрясающий вид на внешность Каруны.

Связанные

Системы водяного отопления | Дизайнеры домов

Когда дело доходит до решения, как нагреть горячую воду, вам сначала необходимо определить, сколько горячей воды ваш дом будет использовать ежедневно — душевые, посудомоечные, стиральные машины.Затем вам нужно решить, как развести горячую воду — солнечную, газовую или электрическую. Имея в наличии три основных варианта, выбор вашей системы водяного отопления не должен вызывать затруднений.

Выбор подходящего водонагревателя — важное решение для вашего нового дома. Взгляните и обязательно взвесьте каждый тип перед тем, как совершать фиксацию.

Бесконтактные водонагреватели
Вы когда-нибудь получали струю холодной воды в душе из-за того, что кончилась горячая вода — это может быть пугающим занятием.С водонагревателем без бака вы будете наслаждаться бесконечным запасом горячей воды и меньшими счетами за электроэнергию. Бесконтактные водонагреватели (также называемые «проточными» водонагревателями или водонагревателями «по запросу») состоят из электрического или газового нагревательного элемента, заключенного в небольшой модуль. Вместо того, чтобы нагревать большое количество воды, хранящейся в резервуаре, устройство без резервуара нагревает только воду, которая течет через него.

Почти сразу же, когда вы запрашиваете горячую воду — через кран, посудомоечную и стиральную машины — модуль определяет изменение потока и давления, и сразу же включается нагревательный элемент.Перестаньте вызывать воду, и нагреватели немедленно отключатся.

Преимущества использования водонагревателя без резервуара заключаются в том, что он намного меньше, чем водонагреватель резервуара, а водонагреватели меньшего размера «для точки использования» можно установить под краном или внутри ванной комнаты или кухонного шкафа. Что касается долговечности, то безбаковый нагреватель прослужит вдвое дольше, чем бак-нагреватель — просто потому, что в нем нет бака, который мог бы заржаветь.

Самым большим недостатком использования безрезервуарного водонагревателя является цена, которая в среднем составляет около 1500 долларов за единицу и максимальный расход — в основном, сколько горячей воды можно использовать одновременно.Большие семьи, которым нужно использовать два душа одновременно, плюс много стирки, не смогут. Что нового — есть водонагреватель по запросу с цифровым контролем температуры с датчиком, который буквально проверяет температуру воды тысячи раз в день.

Баковые водонагреватели
Первым решением при выборе нового водонагревателя резервуарного типа обычно является источник топлива. Установка на природном газе обойдется дешевле в эксплуатации, чем электрическая модель. Когда дело доходит до выбора резервуара для воды, действительно важны размер и эффективность.Если вы склонны использовать много горячей воды в определенное время дня — скажем, утром, когда все принимают душ, — вам понадобится модель с более высоким показателем первого часа (сколько горячей воды может произвести агрегат. в течение одного часа). Если вы не хотите беспокоиться о том, когда и сколько воды вы используете, вам понадобится водонагреватель с быстрой скоростью восстановления, чтобы гарантировать, что у вас никогда не закончится горячая вода. Большинство резервуаров имеют размер от 20 до 80 галлонов.

Солнечный водонагреватель
Использование солнечной энергии для нагрева горячей воды экономически эффективно независимо от того, где вы живете, и вы можете ожидать, что она обеспечит 50-75% потребностей в горячей воде для бытового потребления.Эта активная система использует коллекторы (тепловые панели) для сбора солнечной энергии, которая затем используется для предварительного нагрева воды, поступающей в водонагреватель для бытового потребления. Газовая горелка или электрические элементы водонагревателя служат резервным источником тепла — в основном в более прохладные месяцы и в пасмурные дни. Горячая вода подается к кранам по всему дому так же, как и в традиционный водонагреватель. Большинство местных строительных норм и правил требуют, чтобы в домах, использующих солнечные водонагреватели, в качестве резервного был установлен обычный обогреватель, потому что климат может быстро и резко измениться.Стоимость солнечной системы водяного отопления колеблется от 1500 до 3000 долларов.

Какие альтернативные решения для отопления и горячего водоснабжения являются лучшими?

Для некоторых домовладельцев в этом году стоит задача сделать свой дом более экологически чистым.

Хотя небольшие изменения могут способствовать этому, установка новых, устойчивых систем горячего водоснабжения и отопления может сделать дома теплее, сократить выбросы углерода и снизить счета за электроэнергию.

Согласно Национальной энергосистеме, на отопление приходится 20 процентов выбросов в Великобритании, и, в свою очередь, наблюдается стремление к поиску источников топлива с низким содержанием углерода, чтобы к 2050 году достичь целевых показателей чистого нуля.

Установка новых, устойчивых систем горячего водоснабжения и отопления может снизить выбросы углерода.

Поскольку правительство выделяет больше средств на объекты, которые хотят стать более экологичными, возможно, сейчас самое время извлечь выгоду из схем и внести изменения.

Уилл Оуэн, эксперт по энергетике в Uswitch, сказал: «В обычном доме на отопление воды приходится около 10 процентов счета за электроэнергию. В большинстве домов в Великобритании либо есть система центрального отопления, состоящая из бойлера и радиаторов, либо накопительные электрические нагреватели.

«Однако альтернативы становятся все более доступными, многие из которых лучше для окружающей среды и могут сэкономить деньги на счетах за электроэнергию».

This is Money, с помощью Energy Saving Trust и других экспертов, рассматривает некоторые варианты, доступные домашним хозяйствам.

1. Тепловые насосы

В настоящее время около 85 процентов домашних хозяйств Великобритании используют котлы, работающие на природном газе.

Чтобы это изменить, домохозяйства могут использовать альтернативные источники тепла и горячей воды.

Тепловые насосы — одна из наиболее обсуждаемых альтернатив газовым котлам с низким содержанием углерода в отоплении и, вероятно, наиболее доступная для большинства людей.

Они представляют собой привлекательный вариант для долгосрочного планирования, поскольку работают от электросети, которая все больше обезуглероживается.

Правительство также недавно объявило об амбициозных планах по установке 600 000 тепловых насосов в год к 2028 году и обязалось к 2025 году отказаться от котлов на природном газе в новостройках.

Для тех, кто заинтересован, есть два различных типа тепловых насосов — воздушные тепловые насосы и наземные тепловые насосы, которые могут снизить выбросы углерода в результате отопления домов до почти нуля.

Земляные тепловые насосы

Земляные тепловые насосы используют трубы, проложенные в саду, для извлечения тепла из земли.

Это тепло затем может быть использовано для обогрева радиаторов отопления, напольного отопления или систем воздушного отопления и горячего водоснабжения в вашем доме.

Установка типичной системы стоит от 14 000 до 19 000 фунтов стерлингов, но эксплуатационные расходы будут зависеть от ряда факторов, в том числе от размера вашего дома и того, насколько хорошо он изолирован.

Несмотря на более высокую первоначальную стоимость установки геотермального теплового насоса, этот тип насоса эффективен при обогреве вашего дома, что приводит к более низким счетам за электроэнергию.

Сколько вы можете сэкономить, будет зависеть от того, какую систему вы используете в настоящее время, а также от того, чем вы ее заменяете.

Другие факторы, которые повлияют на экономию, включают вашу систему распределения тепла, ваши расходы на топливо, вашу старую систему отопления, нагрев воды и то, насколько эффективно вы используете систему управления.

Оуэн сказал: «Эти системы обычно не подходят для людей с небольшими садами, так как петля труб должна быть закопана в землю. Также важно, чтобы ваш дом был хорошо изолирован, чтобы система была эффективной.

‘Хорошая новость заключается в том, что после установки система не требует значительного обслуживания. Можно получить значительную экономию, особенно для людей, переходящих с электрического отопления, где вы можете окупить до 500 фунтов стерлингов в год ».

Воздушные тепловые насосы поглощают тепло из воздуха снаружи для обогрева вашего дома и горячей воды

Воздушные тепловые насосы

Между тем воздушные тепловые насосы поглощают тепло из воздуха снаружи для обогрева вашего дома и горячей воды.Они могут отводить тепло даже при температуре воздуха до -15 ° C.

По данным EDF, насосы могут сократить выбросы углерода на 23,36 тонны за 10 лет, что эквивалентно 30 обратным рейсам между Хитроу и Мадридом.

Это добавило, что обычное домохозяйство с тремя кроватями сэкономило бы 2 755 фунтов стерлингов за 10 лет по сравнению с традиционным бойлером.

Хотя тепловым насосам с воздушным источником требуется электричество для работы, так как они извлекают возобновляемое тепло из окружающей среды, тепловая мощность превышает потребляемую электроэнергию.Это делает их энергоэффективным методом обогрева вашего дома.

Таким образом, в то время как эффективность современного газового котла составляет около 90 процентов, а у электрических нагревателей — 100 процентов, эффективность воздушного теплового насоса может быть в три или четыре раза выше.

Сколько вы можете ежегодно экономить на счетах за топливо при замене существующей системы отопления в типичном отдельно стоящем доме с четырьмя спальнями с хорошей изоляцией и средней установкой геотермального теплового насоса с использованием радиаторов увеличенного размера

Есть два основных типа воздушные тепловые насосы: воздух-вода и воздух-воздух.

Выбор системы воздух-вода или воздух-воздух определит тип необходимой системы распределения тепла, но тепловые насосы воздух-вода являются наиболее распространенной моделью в Великобритании.

Тепловые насосы работают намного эффективнее при более низких температурах, чем стандартная котельная система.

Тепловые насосы «воздух-воздух» нуждаются в системе циркуляции теплого воздуха для перемещения теплого воздуха по дому и не будут обеспечивать вас горячей водой.

Установка типичной системы стоит от 9000 до 11000 фунтов стерлингов, а эксплуатационные расходы будут варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая размер вашего дома, степень его изоляции и температуру в помещении, которую вы хотите достичь.

Их легко установить, но они лучше всего подходят для домов с большим количеством открытого пространства, поскольку обычно находятся вне дома.

Сколько вы сможете сэкономить, будет зависеть от того, какую систему вы используете сейчас, а также от того, чем вы ее заменяете.

Другие факторы, которые повлияют на экономию, включают вашу систему распределения тепла, ваши расходы на топливо, вашу старую систему отопления, нагрев воды и то, насколько эффективно вы используете систему управления.

Преимущества тепловых насосов с воздушным источником включают снижение ваших счетов за топливо, предоставление вам дохода через программу поощрения возобновляемого тепла правительства Великобритании и минимальное техническое обслуживание.

Домохозяйства также могут потребовать ваучеры на установку насосов в рамках государственной программы предоставления грантов на строительство домов.

Тем не менее, Джо Олсоп, основатель The Heating Hub, эксперты в области отопления, предупредил потребителей, чтобы они были осторожны при покупке тепловых насосов.

Она сказала: «Обезуглероживание домов является главным приоритетом, и такие достижения, как тепловые насосы и водород, могут стать значительным прорывом. Однако такие технологии подойдут не для каждого объекта недвижимости.

‘Потребители должны быть очень осторожны, чтобы не поддаться последней тенденции, а получить четкую спецификацию того, какое решение будет наиболее эффективным и действенным для их домов, и обеспечить, чтобы независимо от источника тепла он работал на пике своей мощности. эффективность.

«Неважно, насколько хороша технология на бумаге, если установка неадекватна, система отопления не будет работать с максимальной эффективностью, и потенциальные экономические и экологические преимущества никогда не будут полностью реализованы.

«Многие владельцы тепловых насосов с воздушным источником понесли большие счета за топливо, потому что технология не подходила для их дома и / или была плохо определена».

Она добавила, что тепловые насосы не подходят для многих небольших или старых домов, которым будет сложно найти место для тепловых насосов с воздушным источником и более крупных радиаторов, которые им требуются.

Таким образом, те, кто заинтересован в установке насосов, должны тщательно изучить, подходит ли он для их дома.

Какие улучшения лучше всего подходят для вашего дома?

Специалисты по отопительному хабу, специалисты по отоплению и котлам, изложили, какие улучшения могут быть лучше всего для вас, в зависимости от типа вашего дома, и переход может быть осуществлен в течение следующих нескольких лет.

Для викторианского дома с двумя или тремя спальнями со средней террасой

В период с 2020 по 2030 год было бы хорошо установить 300-миллиметровую изоляцию чердака, изоляцию пола, двойное или тройное остекление и герметизацию дверей и окон от сквозняков.Также выгодным является правильно настроенный газовый котел с регуляторами компенсации нагрузки или погодных условий для работы с номинальной эффективностью.

В период с 2025 по 2035 год оплатите утепление внешней стены всей террасы с помощью механической вентиляции с рекуперацией тепла для предотвращения перегрева. Установите солнечные фотоэлектрические панели с аккумулятором и / или солнечные тепловые панели, которые можно использовать для обогрева дома.

В период с 2035 по 2040 год заменить газовый котел по окончании его естественного срока службы автономным тепловым насосом с воздушным источником (если позволяет пространство) или полностью водородным котлом, если технология окажется жизнеспособной.

Для отдельно стоящего или двухквартирного дома с четырьмя-пятью спальнями, построенного в 2000 г. и позднее

В период с 2020 по 2030 г., при необходимости, дооснащение теплоизоляцией чердака 300 мм, изоляцией пустотелых стен или внешней изоляцией, механической вентиляцией с рекуперацией тепла и установкой окон с двойным или тройным остеклением и двери.

В период с 2025 по 2035 год установить воздушный тепловой насос, солнечные фотоэлектрические панели и / или солнечные тепловые панели.

Многоквартирные дома

Квартиры потребуют целостного подхода к теплоизоляции, при этом затраты, скорее всего, будут разделены между собственником и владельцем квартиры.Комбинированные теплоэнергетические установки, вырабатывающие тепло и электроэнергию, являются отличным вариантом для обезуглероживания тепла.

В некоторых случаях также можно использовать электрические котлы. Хотя они не классифицируются как возобновляемые, они могут работать на 100% возобновляемой электроэнергии.

Правительство обязалось к 2025 году отказаться от котлов на природном газе в новых домах.

2. Солнечные фотоэлектрические панели

Солнечные фотоэлектрические панели вырабатывают возобновляемую электроэнергию, преобразуя солнечную энергию в электричество.Это эффективная мера, которая сократит счета за электричество и ваш углеродный след.

Доступно несколько вариантов, которые подходят для различных условий, от панелей, которые могут быть установлены на наклонной южной крыше или плоской крыше, до наземных панелей или солнечных панелей.

При рассмотрении вопроса о том, подходят ли солнечные фотоэлектрические панели для вашего дома, вам нужно спросить себя, достаточно ли у вас места, и уточнить у местных властей, существуют ли какие-либо ограничения или ограничения.

Средняя пиковая мощность бытовой солнечной фотоэлектрической системы составляет 3,5 киловатт (кВт) — скорость, с которой панели генерируют энергию с максимальной производительностью, например, в солнечный день днем.

Комплект панелей мощностью 1 кВт будет производить в среднем 900 кВтч в год при оптимальных условиях.

Они стоят около 4800 фунтов стерлингов, включая пятипроцентный НДС.

3. Солнечный водонагреватель

Солнечные водонагревательные системы или солнечные тепловые системы используют бесплатное солнечное тепло для нагрева воды для бытового потребления.

Обычный бойлер или погружной нагреватель можно использовать для нагрева воды или для обеспечения горячей водой, когда солнечная энергия недоступна.

Он работает за счет циркуляции жидкости через панель на крыше, иногда через стену или какую-либо наземную систему.

Существует два типа панелей — плоская панель и более дорогая, но более эффективная вакуумная трубка.

Они поглощают солнечное тепло, которое используется для нагрева воды, хранящейся в баллоне. Эта система работает круглый год, но может потребоваться бойлер или погружной нагреватель в качестве резервного для дальнейшего нагрева воды в зимние месяцы.

Для того, чтобы максимально использовать эту систему, вам понадобится приличное пространство на крыше, которое большую часть дня получает прямой солнечный свет.

Стоимость установки типичной солнечной системы водяного отопления составляет от 4 000 до 5 000 фунтов стерлингов. Поскольку система не так эффективна в темные и холодные месяцы года, экономия на счетах за электроэнергию будет меньше.

Натали Хитчинс, руководитель отдела товаров и услуг для дома Which ?, сказала: «Солнечное водонагревание может быть дешевле в установке, чем другие возобновляемые системы, но только нагревает воду, поэтому вам понадобится другая система для обогрева вашего дома.

«Также важно, чтобы ваша собственность соответствовала выбранной вами технологии».

Поддержка и консультации для домашних хозяйств

Доступная только в Англии, правительственная программа Green Homes Grant предоставляет помощь домовладельцам и домовладельцам.

В рамках гранта «Зеленые дома» правительство предоставило 600 000 ваучеров на повышение энергоэффективности домов и выделило бюджет в 2 миллиарда фунтов стерлингов, на который домохозяйства могут подавать заявки.

Изменение даты является частью «плана из десяти пунктов для зеленой промышленной революции» премьер-министра, который также показал, что с 2030 года должен быть введен запрет на продажу новых бензиновых и дизельных автомобилей.

Схема может быть использована для установки новой низкоуглеродной системы отопления, такой как воздушный или наземный тепловой насос

Хотя грант Green Homes Grant не распространяется на котлы, в Великобритании по-прежнему доступно финансирование для замены котлов в некоторых обстоятельства через схему обязательств Энергетической компании.

Не могли бы вы сократить свои счета за электроэнергию … или помочь планете и стать зеленым?

Миллионы людей могут напрасно переплачивать за свою энергию, поскольку они не могут переключиться на поставщиков, предлагающих более дешевые услуги.

Они также могут упустить возможность помочь планете и бороться с изменением климата, переключившись на «зеленые» сделки, которые предлагают электричество из возобновляемых источников и более экологически чистый газ.

С нашим партнером Compare the Market вы можете сравнивать тарифы на электроэнергию и эксклюзивные предложения.

Почему бы не узнать, можно ли сэкономить сотни фунтов в год на своей энергии или стать экологичным?

>> Проверьте, сможете ли вы начать экономить прямо сейчас.

Некоторые ссылки в этой статье могут быть партнерскими.Если вы нажмете на них, мы можем заработать небольшую комиссию. Это помогает нам финансировать This Is Money и делать их бесплатными. Мы не пишем статьи для продвижения товаров. Мы не позволяем коммерческим отношениям влиять на нашу редакционную независимость.

Солнечное водонагревание | WBDG

Введение

Внутри этой страницы

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

На водяное отопление приходится значительная часть энергии, потребляемой многими жилыми, коммерческими, институциональными и федеральными объектами.В целом по стране примерно 18% энергии, потребляемой в жилых домах и 4% в коммерческих зданиях, приходится на нагрев воды. Солнечные водонагревательные системы, в которых для нагрева воды используется энергия солнца, а не электричество или газ, могут эффективно обслуживать до 80% потребностей в горячей воде без затрат на топливо или загрязнения окружающей среды и с минимальными затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M). Солнечное водонагревание в настоящее время составляет менее 1% потенциального рынка водонагревания (около 1% жилых зданий имеют солнечное водонагревание, что обеспечивает около двух третей потребностей каждого здания в подогреве воды).

Солнечные водонагревательные системы могут эффективно использоваться на всей территории Соединенных Штатов на объектах, которые имеют подходящую крышу, ориентированную почти на юг, или близлежащие незатененные участки для установки коллектора. Различные типы зданий могут использовать преимущества систем солнечного нагрева воды, включая бассейны, жилые дома, отели, прачечные, больницы, тюрьмы и кухни. Солнечные водонагревательные системы наиболее рентабельны для объектов со следующими характеристиками:

• Нагрузка на нагрев воды постоянна в течение года (летом не работает)
• Нагрузка на водонагреватель постоянна в течение недели (используйте солнечное тепло каждый день)
• Стоимость топлива, используемого для нагрева воды, высока (примеры включают электричество, которое составляет 46% рынка водяного отопления, и пропан, который составляет 2% рынка в удаленных местах)
• Солнечный климат (полезно, но не обязательно — в 2003 году тремя крупнейшими рынками были Флорида, Калифорния и Нью-Джерси).

Этот обзор предназначен для предоставления конкретных подробностей для федеральных агентств, рассматривающих солнечные технологии нагрева воды как часть нового строительного проекта или капитального ремонта.

Описание

Солнечная система водяного отопления состоит из нескольких основных компонентов, в том числе:

• Солнечные коллекторы
• Тепловой накопитель
• Системные элементы управления / контроллер
• Резервный, обычный водонагреватель.

Солнечный водонагреватель — это надежная технология с использованием возобновляемых источников энергии, используемая для нагрева воды.Солнечный свет падает и нагревает поверхность поглотителя в солнечном коллекторе или собственно резервуаре для хранения. Либо теплоноситель, либо реальная питьевая вода, которая будет использоваться, протекает по трубам, прикрепленным к абсорберу, и забирает от него тепло (системы с отдельным контуром теплопередающей жидкости включают теплообменник, который затем нагревает питьевую воду. ) Нагретая вода хранится в отдельном баке для предварительного подогрева или в обычном баке водонагревателя до тех пор, пока не понадобится. Если необходимо дополнительное тепло, оно вырабатывается электричеством или ископаемым топливом с помощью традиционной системы водяного отопления.

Накопление тепла обычно требуется, чтобы связать синхронизацию прерывистого солнечного ресурса с синхронизацией нагрузки горячей водой. Как правило, достаточно от 1 до 2 галлонов воды для хранения на квадратный фут площади коллектора. Если используется теплообменник на стороне нагрузки, для хранения может использоваться питьевая вода или непитьевая вода. Для небольших систем хранилище чаще всего осуществляется в виде стальных резервуаров, облицованных стеклом.

Активные системы имеют регулятор «дельта-Т» (разность температур) для запуска и остановки насосов.Если температура на выходе из солнечного коллектора превышает температуру на дне накопительного бака на заданную величину, например, на 6 ° C или 42,8 ° F, контроллер запускает насос. Когда эта разница температур падает ниже другого установленного значения, например, 2 ° C или 35,6 ° F, контроллер останавливает насосы. Контроллер также будет иметь функцию верхнего предела для отключения насосов, если температура в накопительном баке превышает третье значение, например, 90 ° C или 194 ° F. Из-за простоты и невысокой стоимости контроллера дельта-Т целесообразно сохранять средства управления независимыми от какой-либо системы управления энергопотреблением всей установки, хотя желательно включать некоторые показатели производительности системы, такие как выходной сигнал измерителя Btu или предварительный нагрев. датчик температуры бака в системе управления зданием.

Солнечные водонагреватели экономят энергию, предварительно нагревая воду до обычного водонагревателя. Солнечные системы горячего водоснабжения обычно рассчитаны на от 40% до 70% нагрузки по нагреву воды. Резервный обычный обогреватель по-прежнему необходим для удовлетворения 100% пикового спроса на горячую воду в целом, особенно в пасмурные дни или когда солнечная система не работает.

Типы и стоимость технологий

Типы коллекторов

Хотя все солнечные водонагревательные системы используют один и тот же основной метод улавливания и передачи солнечной энергии, они делают это с помощью трех специальных технологий, которые различают разные коллекторы и системы.Различия важны, потому что разные потребности в нагреве воды в разных местах лучше всего удовлетворяются с помощью определенных типов коллекторов и систем.

Материалы и компоненты, используемые в солнечных водонагревательных системах, различаются в зависимости от ожидаемого диапазона рабочих температур.

Низкотемпературные системы (неглазурованные) обычно работают при низкой температуре, до 18 ° F (10 ° C) выше температуры окружающей среды, и чаще всего используются для обогрева плавательных бассейнов. Часто вода в бассейне холоднее воздуха, и изоляция коллектора была бы контрпродуктивной.Низкотемпературные коллекторы изготавливаются из полипропилена или других полимеров со стабилизаторами ультрафиолета. Проходные каналы для воды в бассейне отформованы непосредственно в пластине абсорбера, и вода в бассейне циркулирует через коллекторы с помощью циркуляционного насоса фильтра бассейна. По состоянию на 2004 год обогреватели для бассейнов стоили от 10 до 40 долларов за квадратный фут.

Небольшой образец неглазурованного низкотемпературного солнечного коллектора, показывающий проточные каналы и коллекторную трубу.

Небольшой образец среднетемпературного плоского пластинчатого коллектора с покровным стеклом, изоляцией, медной пластиной поглотителя и проточными каналами.

Среднетемпературные системы производят воду на 18–129 ° F (на 10–50 ° C) выше наружной температуры и чаще всего используются для нагрева воды для бытового потребления. Однако также можно использовать солнечные водонагревательные коллекторы средней температуры для отопления помещений в сочетании с конвекционными змеевиками с принудительной вентиляцией или лучистыми полами.

Среднетемпературные коллекторы обычно представляют собой плоские пластины, изолированные покровным стеклом с низким содержанием железа и изоляцией из стекловолокна или полиизоцианурата. Отражение и поглощение солнечного света в покровном стекле снижает эффективность при низких перепадах температур, но требуется, чтобы стекло сохраняло тепло при более высоких температурах.Используется медная пластина поглотителя с приваренными к ребрам медными трубками. Чтобы уменьшить потери на излучение коллектора, пластина поглотителя часто обрабатывается селективной поверхностью из черного никеля, которая имеет высокую поглощающую способность в коротковолновом солнечном спектре, но низкую излучательную способность в длинноволновом тепловом спектре. По состоянию на 2004 год среднетемпературные системы стоили от 90 до 120 долларов за квадратный фут площади коллектора.

Крупным планом — вакуумированная стеклянная трубка с черной медной абсорбирующей пластиной внутри.

В высокотемпературных системах используются вакуумные трубки вокруг приемной трубки для обеспечения высокого уровня изоляции и часто используются фокусирующие изогнутые зеркала для концентрации солнечного света.Высокотемпературные системы требуются для абсорбционного охлаждения или выработки электроэнергии, но также используются для среднетемпературных применений, таких как коммерческое или общественное водяное отопление. Из-за механизма слежения, необходимого для удержания фокусирующих зеркал обращенными к солнцу, высокотемпературные системы обычно очень большие и устанавливаются на земле рядом с объектом. Сами вакуумные трубчатые коллекторы стоят около 75 долларов за фут², но использование изогнутых зеркал и экономия на масштабе позволяют снизить эту стоимость для систем большого размера до относительно низкой стоимости — от 40 до 70 долларов за фут² (2004 г.).

Эффективность солнечного коллектора варьируется в зависимости от того, насколько высокая температура на входе коллектора относительно температуры окружающего воздуха. На следующем рисунке показаны типичные кривые КПД для трех типов коллекторов. Обратите внимание, что недорогие неглазурованные коллекторы очень эффективны при низких температурах окружающей среды, но эффективность очень быстро падает при повышении температуры. Они предлагают наилучшие характеристики для низкотемпературных применений, но для эффективного достижения более высоких температур требуются застекленные коллекторы.Вакуумные трубы необходимы для достижения более высоких температур воды, что необходимо при охлаждении и некоторых промышленных процессах нагрева.

КПД типовых коллекторов

Типы солнечных водонагревательных систем

Типы солнечных водонагревательных систем подразделяются на следующие типы:

• Активно . Требуется электроэнергия для активации насосов и / или органов управления.
• Пассивный . Для циркуляции нагретой воды полагается на плавучесть (естественная конвекция), а не на электроэнергию.Системы Thermosyphon размещают резервуар для хранения над солнечным коллектором, в то время как коллекторы со встроенным коллектором-накопителем размещают накопитель внутри коллектора.
• Прямой . Нагревает питьевую воду прямо в коллекторе.
• Косвенный . Нагревает пропиленгликоль или другой теплоноситель в коллекторе и передает тепло питьевой воде через теплообменник.

Типы солнечных водонагревательных систем

Затраты на технологии

Стоимость системы будет варьироваться в зависимости от географического положения, использования воды и тарифов на коммунальные услуги.Установленные затраты на квадратный фут для коллекторов варьируются от 10 долларов для низкотемпературных систем, используемых для обогрева бассейнов, до 225 долларов для отдельных небольших систем для жилых помещений. Наименьшая стоимость достигается при использовании больших центральных систем отопления, используемых для обогрева больших помещений с большими объемами и высокой температурой воды. Однако большинство систем застекленного водяного отопления находятся в диапазоне установленных затрат от 60 до 150 долларов за квадратный фут площади коллектора. Системы нового строительства обычно имеют лучшую экономику, чем проекты модернизации, из-за меньших затрат на установку.Новые недорогие пластиковые комплекты для солнечного нагрева воды значительно снизили затраты на установку, но они не работают так же хорошо, как некоторые традиционные системы в условиях более высоких температур.

Стоимость будет зависеть от географического положения и размера системы. Установленные затраты на квадратный фут для полных систем варьируются от 60 долларов за квадратный фут для большой системы в месте с конкурентоспособной солнечной промышленностью до 225 долларов за квадратный фут для небольшой системы в удаленном месте. Стоимость также зависит от типа системы: неглазурованные низкотемпературные коллекторы стоят намного дешевле, чем лучше изолированные.

Приложение

Решая, подходят ли солнечные водонагревательные системы для конкретного строительного проекта, необходимо учитывать несколько факторов. Солнечные водонагревательные системы пригодны для многих приложений по всей стране, но особое внимание следует уделить проектам, в которых:

• Избегаемые затраты на энергию высоки (газ недоступен, тарифы на электроэнергию выше 0,034 доллара США / кВтч)
• Существует надежная и постоянная потребность в горячей воде (например, в жилых помещениях, лабораториях или больницах).
• На наклонной поверхности достаточно высокая среднесуточная интенсивность солнечной радиации (более 4.5 кВтч / м² / день — хотя, если предотвращенные затраты достаточно высоки, солнечный водонагреватель эффективен в большинстве климатических условий)
• Энергетическая безопасность важна (например, на международной базе, где поставки энергии могут быть прерваны).

Для крупных предприятий чаще всего используются активные непрямые системы. Для небольших предприятий в мягком климате с умеренной угрозой замерзания пассивные прямые или косвенные системы также являются жизнеспособным вариантом.

Руководство Федеральной программы энергоменеджмента (FEMP) по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию по оценке вариантов использования возобновляемых источников энергии.

Экономика

Экономия денег от установки солнечного водонагревателя зависит от множества факторов, включая климат, количество горячей воды, потребляемой в данном месте, затраты на обычное топливо, требуемую температуру воды и производительность системы. Однако в среднем установка солнечного водонагревателя снизит счета за нагрев воды на 50-80%.

Общее практическое правило для федеральных предприятий состоит в том, что солнечная установка для нагрева воды окупится в течение 10–15 лет при установке против электричества.В соответствии с Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года ожидаемый срок службы солнечной водонагревательной системы, используемой для анализа жизненного цикла, составляет 40 лет, что означает, что предприятие может рассчитывать на 30 лет «бесплатной» энергии.

Новые строительные системы обычно имеют лучшую экономичность, чем проекты модернизации, из-за меньших затрат на установку. Новые недорогие пластиковые комплекты для солнечного нагрева воды значительно снизили затраты на установку, но они не работают так же хорошо, как некоторые традиционные системы в условиях высоких температур и большого объема.Для федеральных объектов установка возобновляемой энергии должна окупаться в течение срока службы системы, включая время / стоимость денег, чтобы она была рентабельной. Ключевой параметр — отношение сбережений к инвестициям. Отношение сбережений к инвестициям более 1,0 было бы рентабельным. Федеральные стандарты анализа затрат жизненного цикла изложены в положении 10 C.F.R. Статья 436.

Агентства часто могут улучшить экономику системы и получить доступ к дополнительным стимулам, когда используются альтернативные механизмы финансирования проектов.Среди вариантов финансирования проектов в области возобновляемых источников энергии — контракт на энергосбережение и программы коммунальных услуг. FEMP заключила бессрочные контракты на количество, по которым любое федеральное агентство может оформлять заказы на поставку солнечных водонагревательных систем в рамках контракта на энергосбережение. Некоторые коммунальные предприятия предлагают скидки, аренду или другие программы солнечного нагрева воды.

Руководство

FEMP по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию о финансировании проектов использования возобновляемых источников энергии для федеральных строительных проектов.

Полный список стимулов представлен в базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE). Свяжитесь с местной коммунальной компанией для получения более подробной информации.

Оценка доступности ресурсов

Несколько факторов влияют на то, есть ли у участка хороший ресурс для солнечного нагрева воды. Во-первых, количество солнечного излучения, которое получает сайт. Первая карта показывает базовую солнечную радиацию, доступную в Соединенных Штатах. Как отмечалось ранее, многие объекты со средней интенсивностью солнечной радиации выше 4.5 кВтч / м² в день следует тщательно рассмотреть для солнечного нагрева воды.

Но даже участок с менее привлекательным солнечным ресурсом может иметь хороший потенциал для солнечного нагрева воды, если компенсируемый им тариф на электроэнергию достаточно высок или имеются стимулы. Чтобы изобразить это, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) составила серию карт, которые объединяют солнечные ресурсы с предполагаемой стоимостью системы и отображают факторы, необходимые для обеспечения рентабельности системы. Эти карты доступны для систем, которые будут компенсировать использование электроэнергии, и для систем, которые будут компенсировать использование природного газа.

В качестве примера на двух приведенных ниже картах показаны тарифы на электроэнергию, необходимые для обеспечения рентабельности системы солнечного нагрева воды. Одна карта предполагает стоимость установленной системы в 75 долларов за квадратный фут площади коллектора (вероятно, для более крупной коммерческой системы), а вторая предполагает стоимость в 150 долларов за квадратный фут (меньшая система). Первая карта показывает, что большая часть страны могла бы с минимальными затратами использовать солнечное нагревание воды по цене 75 долларов за фут², если компенсационная стоимость электроэнергии превышает 0,06 доллара за киловатт-час. Доступные стимулы улучшат это еще больше.

Тарифы на электроэнергию, необходимые для создания рентабельной системы солнечного нагрева воды по цене 75 долл. / Фут². Эта карта не учитывает какие-либо доступные финансовые стимулы.

Вторая карта также включает льготы, доступные для федеральных агентств. Даже при повышенных системных затратах тарифы на электроэнергию ниже 0,05 долл. США / кВтч позволят обеспечить рентабельный солнечный нагрев воды в Аризоне или Висконсине, но системе в Вайоминге, возможно, потребуется компенсировать розничный тариф на электроэнергию в размере 0,09–0,11 долл. США / кВтч для обеспечения безубыточности.Конечно, ставки безубыточности значительно изменяются, если стоимость системы отличается от предположений карт или если стимулы меняются от изображенных.

Тарифы на электроэнергию, необходимые для создания рентабельной системы солнечного нагрева воды стоимостью 150 долл. / Фут². Эта карта учитывает финансовые стимулы.

Инструменты анализа

Чтобы определить, является ли проект возможным кандидатом на использование солнечной энергии для нагрева воды, агентства могут использовать программу Federal Renewable Energy Screening Assistant.Этот программный инструмент на базе Microsoft Windows, разработанный NREL, проверяет федеральные проекты в области возобновляемых источников энергии на предмет экономической целесообразности. Он также оценивает многие возобновляемые технологии, включая солнечное водонагревание, фотоэлектрическую энергию и ветер. Несколько более подробный инструмент скрининга предоставляется RETScreen International.

После того, как предварительная жизнеспособность будет установлена, в конечном итоге потребуется оценить производительность системы для получения более точных инженерных данных и экономического анализа.Это может быть выполнено с помощью программного обеспечения для ежечасного моделирования или с помощью методов ручной корреляции на основе результатов почасового моделирования. Для этой задачи рассмотрите возможность использования:

• F-CHART, метод корреляции, доступный в Университете Висконсина
• TRNSYS, программа моделирования переходных систем, доступная в Университете Висконсина.

Рекомендации по проектированию

Солнечные водонагревательные системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы минимизировать стоимость жизненного цикла.Разработка системы, обеспечивающей 100% нагрузки солнечной энергией, никогда не будет экономически выгодной из-за чрезмерных вложений в площадь коллектора и объем хранилища. Стоимость жизненного цикла может быть минимизирована за счет разработки системы, которая выдерживает 100% нагрузки в самый солнечный день года. Такая система обычно обеспечивает около 70% годовой нагрузки. Другие конструктивные особенности включают техническое обслуживание, защиту от замерзания, защиту от перегрева, эстетику крепления коллектора и ориентацию. Кроме того, программы скидок на коммунальные услуги могут налагать дополнительные требования к конструкции.Например, солнечная система нагрева воды на Гавайях должна соответствовать 90% нагрузки, чтобы иметь право на скидки от компании Hawaiian Electric Company.

При проектировании солнечной системы водяного отопления рекомендуются определенные шаги. Во-первых, важно обеспечить правильное расположение солнечных коллекторов. Наилучшая годовая отдача энергии достигается при обращении к экватору с наклоном вверх от горизонтали, равным местной широте. Недавние исследования показывают, что адекватные характеристики могут быть получены при углах наклона и ориентации, которые значительно отличаются от этого.

В континентальной части США коллекторы должны быть повернуты в пределах 30 ° от истинного (немагнитного) юга для максимальной производительности. Также важно оптимизировать наклон собирающей решетки. Поверхности, наклоненные вверх от горизонтали под углом минус 15 ° к широте, максимизируют солнечную энергию летом, но уменьшают ее зимой. Поверхности, наклоненные вверх на широту плюс 15 °, максимизируют приток солнечной энергии зимой и обеспечивают более равномерную подачу солнечной энергии в течение всего года. Угол наклона, равный местной широте, обеспечивает близкое к максимальному круглогодичное увеличение солнечной энергии и обычно подходит для солнечного нагрева воды.Обычно приемлемо монтировать коллекторы заподлицо на скатной крыше — и как можно ближе к оптимальной ориентации — чтобы снизить затраты на установку и улучшить внешний вид. Карты и таблицы солнечных ресурсов США размещены в Центре данных по возобновляемым ресурсам NREL.

Во-вторых, повреждение может быть вызвано замерзанием воды в проточных каналах коллектора или соединительном трубопроводе. Существует несколько стратегий защиты от замораживания. Наиболее распространенным является циркуляция раствора пропиленгликоля (никогда не используйте токсичный этиленгликоль) и воды в коллекторном контуре непрямой системы.Другая стратегия состоит в том, чтобы слить воду из коллектора обратно в сливной резервуар, размер которого позволяет вместить всю жидкость контура коллектора. Такая конфигурация с обратным сливом имеет дополнительное преимущество, заключающееся в защите системы от чрезмерных температур, если потребление горячей воды снижается из-за сезонного использования, реконструкции или отпуска. Там, где замерзание не является обычным явлением, функция контроллера, которая обеспечивает циркуляцию воды в коллекторном контуре, когда температура приближается к нулю, в сочетании со значениями защиты от замерзания может быть адекватной, но может значительно снизить чистый выигрыш энергии.

Еще одним шагом является создание регулирующего клапана и возможности байпаса. Клапан темперирования очень важен для обеспечения подачи воды с постоянной температурой в краны, даже когда накопление солнечной энергии значительно превышает заданное значение водонагревателя. Байпасный трубопровод и клапаны позволяют обычной системе обеспечивать горячую воду, если солнечная система отопления не работает по какой-либо причине.

Наконец, необходимо проводить периодическое обслуживание всех систем. Проверьте наличие явных повреждений, например, сломанного стекла коллектора или мокрой изоляции труб.Проверьте pH и точку замерзания теплоносителей. Сравните датчики контрольной температуры с термометрами, чтобы убедиться, что датчики работают. Также не забудьте проверить правильность работы насоса и других функций системы. Чтобы выполнить простой комплексный тест, проверьте температуру резервуара для предварительного нагрева — после солнечного дня в нем должно быть жарко. Более подробные количественные тесты можно найти в руководствах по проектированию ASHRAE. Для получения дополнительной информации см. Страницы «Ввод в эксплуатацию здания» и «Техническое обслуживание, ориентированное на надежность».

В частности, при интеграции солнечной системы водяного отопления в более крупный строительный проект обязательно:

• Включить солнечные панели на крыше с выходом на южную сторону в архитектурную программу и конструктивный дизайн
• Спроектировать крышу, чтобы выдержать дополнительный вес солнечных водонагревательных панелей, включая их физический вес и ветровую нагрузку
• Рассмотрите интегрированные солнечные тепловые конструкции крыши
• Минимизировать проникновение в крышу
• Обеспечить достаточно места в помещении для нагревательного оборудования для размещения баков для солнечного отопления, насосов и оборудования
• Обеспечить проход для водопровода и проводки от крыши до аппаратной
• При включении обогрева помещения вместе с подогревом воды, интегрируйте солнечную тепловую систему с системой отопления здания через теплообменник для обогрева помещения

Для больших систем более низкая стоимость обычно достигается за счет установки солнечных коллекторов на незатененном участке земли рядом со зданием и рядом с отопительным оборудованием для предотвращения потерь.

Превосходное руководство по проектированию и установке промышленных солнечных водонагревателей было выпущено в 1980-х годах компанией ASHRAE на основе опыта использования активной солнечной энергии в рамках программы «Солнечная энергия в федеральных зданиях». Эти три тома охватывают проектирование, установку и подготовку к эксплуатации и техническому обслуживанию вручную и доступны в Solar Rating and Certification Corporation.

Эксплуатация и обслуживание

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание каждой солнечной системы водяного отопления оцениваются в половину от 0.5–2% от начальной стоимости в год, в зависимости от типа и конструкции системы. Oamp; M аналогичен тому, который требуется для любого контура водяного отопления, и может быть предоставлен персоналом объекта с привлечением экспертов, если что-то выйдет из строя. Регулярно плановое ТО включает:

• Проверка солнечных коллекторов и рам на предмет повреждений и определение местоположения сломанных или протекающих трубок для замены
• Проверка правильности положения всех клапанов
• Проверка и уход за изоляцией труб и защитными материалами для минимизации потерь и поддержания защиты от замерзания
• Проверка затяжки монтажных разъемов и ремонт любых изогнутых или корродированных монтажных компонентов
• Определение того, затеняют ли массив какие-либо новые объекты, такие как рост растений, и, если возможно, переместить их
• Ежегодная очистка массива простой водой или мягким средством для мытья посуды (не используйте щетки, любые типы растворителей, абразивов или агрессивных моющих средств)
• Проверка всех соединительных трубопроводов на герметичность и ремонт поврежденных компонентов
• Проверка сантехники на предмет коррозии
• Наблюдение за рабочими показателями температуры и давления для обеспечения правильной работы насосов и органов управления
• Обеспечение работы насоса в солнечный день, а не ночью
• Использование инсоляционного измерителя для измерения падающего солнечного света и одновременного наблюдения за температурой и выходом энергии на лицевой панели контроллера.Сравните эти показания с исходной эффективностью системы (дополнительные тесты см. В руководствах ASHRAE).
• Проверка индикаторов состояния лицевой панели контроллера и сравнение индикаторов с измеренными значениями
• Документирование всех операций по эксплуатации и техническому обслуживанию в рабочей книге и предоставление этой рабочей книги всему обслуживающему персоналу
• Ежегодная промывка резервуара для хранения питьевой воды от отложений
• Промывка и заливка теплоносителя каждые 10 лет
• Промывка системы для удаления накипи из-за плохого качества воды при необходимости (только части системы с питьевой водой)
• Замена расходуемого анода в резервуаре для хранения при необходимости.

Дополнительное обслуживание может включать замену отключенных датчиков температуры, замену конденсаторов и двигателей насоса, устранение утечек или повреждений от замерзания, а также замену стекла, разбитого градом или вандализмом. В какой-то момент — обычно более 10 лет — может потребоваться замена резервуара.

Особые соображения

Особые соображения, которые следует учитывать при проектировании и установке солнечных систем горячего водоснабжения, включают доступ к солнечным батареям, права на использование солнечной энергии и соответствующие нормы и стандарты.

Доступ к солнечной энергии и права на солнечную энергию

Законы о доступе к солнечной энергии защищают право потребителя устанавливать и эксплуатировать системы солнечной энергии в доме или офисе, включая доступ собственности к солнечному свету. Доступ к солнечному свету относится к способности одного объекта недвижимости продолжать получать солнечный свет через границы участка без препятствий со стороны ближайшего дома или здания, ландшафта или других препятствий. Наиболее распространенные типы законов о доступе к солнечной энергии — это сервитут и права на использование солнечной энергии.

Солнечный сервитут дает владельцам солнечных энергетических систем право на постоянный доступ к солнечному свету без препятствий со стороны соседской собственности и предотвращает будущую застройку собственности, которая может ограничить доступ к солнечной энергии.Соглашения об установлении солнечного сервитута должны быть составлены в письменной форме и подлежат тем же требованиям регистрации и индексации, что и другие имущественные права. Большинство договоров об установлении солнечного сервитута предусматривают следующие элементы:

• Описание . Размеры сервитута, включая вертикальные и горизонтальные углы и необходимые часы солнечного света, в течение которых близлежащие здания, растительность или другие сооружения не могут препятствовать попаданию прямого солнечного света в солнечную энергетическую систему.
• Ограничения .Ограничения, накладываемые на ландшафтный дизайн и растительность, конструкции и другие объекты, которые могут ухудшить или затруднить прохождение солнечного света через сервитут и повлиять на работу солнечной энергетической системы.
• Условия . Условия, если таковые имеются, в соответствии с которыми сервитут может быть пересмотрен или прекращен.

Права на использование солнечной энергии обеспечивают защиту домов и предприятий, ограничивая или запрещая частные ограничения (например, договоренности и подзаконные акты по соседству, постановления местных органов власти и строительные нормы) на установку систем солнечной энергии.Около дюжины штатов приняли законы о правах на солнечную энергию, которые ограничивают ограничения, которые могут накладываться соглашениями соседства и / или местными постановлениями на установку солнечного оборудования. Законы различаются по положениям о защите солнечного оборудования, типам покрываемых зданий, применимости к новому и существующему строительству и обеспечению соблюдения прав. Расплывчатые или отсутствующие положения в законах о правах солнечной энергии привели к судебным искам и задержкам в ряде штатов.

Использование солнечного нагрева воды в соответствии с директивами администрации:

• Распоряжение 13693 «Планирование устойчивого развития на федеральном уровне в следующем десятилетии»
• Закон об энергетической политике 1992 г. (EPAct) предписывает агентствам:
  • «включают возобновляемые источники энергии [например, солнечное нагревание воды] наряду с мерами по повышению энергоэффективности» (раздел 542 Закона о национальной политике в области энергосбережения),
  • «демонстрируют новые технологии и включают экологические преимущества, такие как сокращение выбросов парниковых газов, в критерии отбора демонстрационных технологий» (Раздел 549),
  • «включают рекомендации по рентабельным проектам использования возобновляемых источников энергии» (Раздел 550).
• Закон об энергетической политике 2005 г. (EPACT), который требует, чтобы федеральные предприятия удовлетворяли 30% своих потребностей в горячей воде за счет солнечной энергии, при условии, что это будет рентабельно в течение всего срока службы системы.
• Указ Президента № 13514, который расширяет требования к снижению энергопотребления и производительности EISA 2005 и последующих постановлений.

Установить все солнечное водонагревательное оборудование в соответствии с отраслевыми стандартами, в том числе:

Дополнительные ресурсы

Сертификат монтажника солнечного отопления

Североамериканский совет сертифицированных специалистов по энергетике (NABCEP) обеспечивает добровольную сертификацию установщиков слуховых аппаратов на солнечных батареях.Сертификация установщика солнечного отопления — это добровольная сертификация, которая обеспечивает набор национальных стандартов, по которым установщики солнечного отопления, обладающие навыками и опытом, могут выделиться среди своих конкурентов. Сертификация обеспечивает определенную степень защиты общественности, давая им возможность оценивать компетентность практикующих специалистов.

Программы сертификации оборудования

The Solar Rating and Certification Corporation (SRCC) — независимая некоммерческая торговая организация, которая создает и внедряет программы сертификации солнечного оборудования и стандарты рейтинга.SRCC сертифицирует сборщиков и публикует рейтинги производительности и уравнения эффективности сборщиков (необходимые для прогнозирования производительности системы в целом) в соответствии со своим стандартом OG-100. SRCC разработала рейтинг и программу сертификации солнечных водонагревательных систем, сокращенно OG300, для повышения производительности и надежности солнечных продуктов. Сводка сертифицированных SRCC рейтингов солнечных коллекторов и водонагревательных систем, в которой перечислены характеристики сертифицированной продукции, доступна бесплатно.

Сайтов

• Управление энергетической информации выпускает очень подробные отчеты о солнечной энергетике и использовании солнечного нагрева воды, включая Отчет о деятельности производителей солнечных коллекторов.
• Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) предоставляет обширную информацию о солнечном нагреве воды, включая отличные карты и таблицы солнечных ресурсов в США и во всем мире.
• Ассоциация производителей солнечной энергии предлагает каталог производителей, дистрибьюторов, подрядчиков и консультантов по проектированию для производства горячей воды от солнечной энергии. Есть также несколько государственных глав ОВОС, которые являются полезными ресурсами и источниками региональных участников торгов по проектам.
• Solar Rating & Certification Corporation — это некоммерческая организация, которая предоставляет авторитетные рейтинги производительности, сертификаты и стандарты для солнечной тепловой продукции с целью защиты и предоставления рекомендаций для потребителей, поставщиков стимулов, правительства и отрасли.
• Solar-Estimate — это бесплатная государственная служба, предлагающая инструменты для оценки солнечной энергии и поддерживаемая Министерством энергетики и Комиссией по энергетике Калифорнии.
• Федеральная программа управления энергетикой Министерства энергетики США выпустила несколько публикаций, в том числе Федеральное технологическое предупреждение о солнечном водонагревании и тематические исследования. FEMP также периодически проводит учебные курсы под названием «Реализация проектов в области возобновляемых источников энергии» с двухчасовым модулем, посвященным солнечному нагреву воды.Расписание всех тренингов FEMP доступно на сайте выше.

Является ли водород решением проблемы отопления дома с нулевым расходом? | Энергетические исследования

27 июня 2019 года министр энергетики и чистого роста Крис Скидмор подписал документы, обязывающие Великобританию сократить выбросы углерода до нуля к 2050 году. Если у нас есть хоть какие-то шансы на достижение этой цели, известной как «чистый ноль» ”, Нам предстоит решить одну огромную проблему: отопление дома.

На обогрев наших домов приходится от четверти до трети выбросов парниковых газов в Великобритании.Это более чем в 10 раз превышает количество CO ₂ , созданное авиационной промышленностью. Около 85% домов сейчас используют центральное отопление, работающее на газе, и большая часть приготовления пищи на газе все еще используется. По любым меркам экологизация этой системы — огромная проблема. Но если верить недавним отчетам, может быть простой и эффективный способ сделать это: перейти от использования природного газа к водородному газу.

Водород находится в изобилии в мире природы и, по мнению его сторонников, может обеспечить чистое и эффективное питание следующего поколения газовых приборов.

«Водород привлекает тем, что многие потребители не заметят никакой разницы. Клиенты будут продолжать использовать котлы для обогрева своих домов аналогично природному газу », — говорит Роберт Сансом из группы по энергетической политике Института инженерии и технологий. Он является ведущим автором исследования, проведенного институтом под названием «Переход на водород».

Вместе с коллегами Sansom оценил инженерные риски и неопределенности, связанные с переводом нашей газовой сети на водород.Их вывод состоит в том, что нет никаких причин, по которым невозможно было бы перепрофилировать газовую сеть на водород.

Но это не значит, что это будет легко. Существуют технологические и практические препятствия, потому что не существует плана для такого преобразования: нигде в мире нет места, где можно было бы поставлять чистый водород в дома и на предприятия. Великобритании придется стать пионером во всем.

Интерес к водороду как к способу обогрева домов начался в 2016 году с доклада под названием h31. Он проводился компанией Northern Gas Networks, газораспределителем на севере Англии, и рассматривал вопрос о том, технически и экономически целесообразно преобразовать Лидс на 100% водород вместо природного газа.

«Они рассмотрели множество деталей, от заводов по производству водорода до домов людей», — говорит Сансом.

В отчете проводится параллель с тем, как газовая промышленность перешла с городского газа на природный в 1960-х и 1970-х годах. Городской газ представлял собой комбинацию водорода, окиси углерода и метана. В основном он производился путем перегонки угля и нефти и использовался в течение первых 150 лет газовой промышленности Великобритании. С открытием в Северном море природного газа, состоящего преимущественно из метана, Великобритания в течение десятилетия предприняла общенациональную программу по конверсии 40-метровой техники.

Целые улицы будут преобразованы одновременно. Инженеры осматривали бы газовые приборы, а затем перестраивали их. Одновременно отключили городской газ и продули трубопроводы инертным газом. Наконец, в систему был закачан природный газ, и инженеры должны были убедиться, что каждое устройство работает правильно, прежде чем перейти на следующую улицу.

Некоторые производители теперь настолько убеждены, что подобное может произойти с водородом, что они уже начали разрабатывать новые бытовые приборы.В феврале компания Worcester Bosch представила прототип своего водородного котла. Сначала он будет работать на природном газе, а затем, после технического обслуживания, на водороде.

Также в пользу водорода работает то, что в течение последних 20 лет газовая промышленность систематически заменяла металлические трубы в своей «железной магистрали» на желтые полиэтиленовые. Около 90% труб будет заменено к 2030 году. Это хорошая новость для водорода, потому что газ вступает в реакцию со старыми металлическими трубами, делая их хрупкими.Но полиэтилен безопасен.

«Фактически мы начали программу водородозащиты нашей газовой сети, даже не зная, что мы делаем это», — говорит Сансом, которого эта концепция все больше и больше впечатляет. «С личной точки зрения, я был в напряжении, когда приступил к этой работе. Но я обнаружил, что соскользнул на сторону водорода с точки зрения его жизнеспособности как низкоуглеродной альтернативы природному газу », — говорит он.

Водородный котел Worcester Bosch.Фотография: Worcester Bosch

Но не всех убедил этот внезапный интерес к водороду. Ричард Лоус из группы по энергетической политике Университета Эксетера говорит, что до недавнего времени считалось, что отопление необходимо каким-то образом электрифицировать, чтобы выполнить наши обязательства в отношении климатического кризиса. «Это в основном явилось результатом многих лет технического и экономического моделирования, чтобы посмотреть, как добиться полного обезуглероживания отопления в Великобритании», — говорит Лоуз.

Переключение отопления с газа на электричество означало бы использование тепловых насосов.Они используют электричество для извлечения тепла из воздуха или земли. В случае теплового насоса с воздушным источником он работает как холодильник, но вместо того, чтобы высасывать тепло из отделения для пищевых продуктов, он вытягивает его из воздуха и направляет в дом, где он используется для нагрева воды, т. Е. подключен к радиаторам центрального отопления и хранится в баке для горячей воды.

Но поскольку эта технология работает при более низкой температуре, чем существующие котлы, она требует, чтобы многие дома были намного лучше изолированы или имели радиаторы большего размера, способные обеспечивать большую тепловую мощность.Для тех, кто перешел на комбинированные котлы с непрерывным обогревом, потребуется переустановка бака для горячей воды.

Это масштабная работа, но она того стоит, по словам Лоуэса, который снял свой собственный газовый котел и теперь использует тепловой насос с воздушным источником тепла для обогрева своего дома. «Это было много работы, но мой дом и система отопления теперь намного эффективнее. Здесь всегда тепло, всегда есть горячая вода, и расходы на эксплуатацию в основном такие же, как и на газ », — говорит он.

Со стороны газовой промышленности несколько лицемерно говорить, что мы не можем рыть дороги, когда они делали это в течение 20 лет

Ричард Лоуз

Третий подход называется централизованным теплоснабжением.Он предусматривает нагрев воды на центральном предприятии с использованием отработанного тепла промышленных предприятий или экологически чистых источников, таких как солнечная энергия. Затем горячая вода подается во многие дома одновременно по сети надежно изолированных подземных труб. Оба метода могут значительно снизить углеродный след домашнего отопления, но обратная сторона заключается в том, что они требуют большой работы для их внедрения в национальном масштабе.

Централизованное теплоснабжение потребует прокладки водопроводных труб под домами, а широкое использование тепловых насосов потребует модернизации электрических цепей Национальной сети.Сторонники водорода заявляют, что именно такого рода сбоев можно избежать, потому что большая часть национальной инфраструктуры уже модернизирована. Этот аргумент не подходит для Лоуза. «Со стороны газовой отрасли кажется немного лицемерным утверждать, что мы не можем рыть дороги, хотя они делали это последние 20 лет», — говорит он.

Он указывает, что, хотя потребитель может не испытывать таких серьезных сбоев, серьезные проблемы для газовой отрасли остаются. Например, Национальная система передачи, представляющая собой сеть трубопроводов, по которым газ от прибрежных терминалов поступает к газораспределительным компаниям и другим крупным потребителям, сделана из металла.Это должно быть каким-то образом защищено от охрупчивания, прежде чем произойдет переход на водород.

«Водород, конечно, не серебряная пуля», — говорит Лоуз. А если мы отвлечемся на это, мы можем попасть в еще больше неприятностей, полностью пропустив энергетический план на 2050 год.

Но если с водородом так много неуверенности, почему газовая промышленность, которая финансирует многие исследования, так настойчиво его продвигает? По словам Криса Гудолла, экономиста в области энергетики и автора книги «Что нам нужно делать сейчас для будущего без углерода» , это вопрос выживания.

«Они не хотят, чтобы их промышленность была съедена переключением на электричество для отопления. Поэтому они действуют так быстро, как могут, чтобы убедить нас в использовании водорода », — говорит он. И все сводится к тому, как добывается газ.

Водород в чистом виде на Земле не встречается. Вместо этого его нужно извлекать из других веществ, и лучше всего его извлекать из метана, то есть из природного газа. Таким образом, газовые компании могли эффективно поддерживать свою текущую деятельность.

Но дополнительные этапы извлечения водорода поднимут цену. Кроме того, при экстракции в качестве побочного продукта образуется диоксид углерода, поэтому необходимо разработать крупномасштабную технологию улавливания углерода, чтобы предотвратить его утечку в атмосферу. Хотя это технология, которую Великобритании все равно придется разработать, чтобы достичь нулевого уровня к 2050 году, она увеличит стоимость.

Первый в Северной Ирландии автобус, работающий на водородных топливных элементах, Wrightbus, представлен в январе.Фотография: Лиам МакБерни / PA

Но природный газ — не единственное вещество, содержащее водород. Вода тоже, и водород можно освободить с помощью процесса, называемого электролизом, при котором не образуется диоксид углерода. Чтобы сделать его полностью экологически чистым, на что можно надеяться, электролиз может работать на ветряных электростанциях. Однако в настоящее время цена на такую ​​электроэнергию высока, и это приведет к еще большему росту цен на водород.

Гудолл надеется, что стоимость будет снижаться по мере совершенствования технологий, но предупреждает: «Вы можете обвиниться в бессмысленном оптимизме, просто сказав это.”

Энергетический ландшафт будущего Великобритании, без сомнения, является сложной областью для навигации. Возможно, лучший путь будет открыт, если не противопоставлять различные решения друг другу. «У всех трех есть сильные и слабые стороны, и я ожидаю, что каждая из них будет играть важную роль в качестве замены природного газа», — говорит Сансом. Даже противники водорода признают это. «Как нишевая технология она может иметь реальную ценность», — говорит Лоус. Далее он перефразирует рекламу пива Heineken 70-х и 80-х годов, заявив, что водород потенциально может достичь тех частей страны, которые не могут достичь другие решения в области энергетики.

Гудолл также видит роль водорода в «хранении» энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников, таких как энергия ветра и солнца. Идея состоит в том, что в ветреные месяцы любая дополнительная электроэнергия, произведенная из возобновляемых источников энергии, будет использоваться для производства водорода, который затем будет храниться. Когда возникает повышенный спрос на национальную энергосистему или сезонное падение мощности, производимой из возобновляемых источников энергии, водород можно сжигать для производства электроэнергии.

Дело в том, что все варианты обезуглероживания наших систем отопления потребуют значительных сбоев и затрат.И пока правительство продолжает размышлять, время идет к 2050 году.

«Нет необходимости ждать. Теперь мы можем развернуть то, что работает нормально », — говорит Лоуз, имея в виду свой собственный опыт замены газового котла на тепловой насос. «Безотлагательность изменения климата означает, что на самом деле нет причин откладывать».

Другие считают, что водород играет определенную роль, и полагают, что на его рассмотрение стоит потратить немного больше времени. Но есть одна истина, с которой все согласны. «Все это нелегко.Если кто-то говорит вам, что это легко, они вводят вас в заблуждение », — говорит Лоуз.

Автомобили, работающие на водороде

Заправочная станция водородом в Сеуле, Южная Корея. Фотография: Ким Хун-Джи / Reuters

Водород также может приводить в движение транспортные средства, но не так, как он обогревает дома. Вместо того, чтобы сгореть, водород вступает в реакцию с кислородом внутри устройства, называемого топливным элементом. Электричество и вода производятся. Электричество запускает машину, из выхлопной трубы капает вода.

Попытке перейти на водородные транспортные средства в 1990-х годах помешали электрические автомобили, которые накапливают свою энергию в бортовой батарее.Но новый толчок для водородных транспортных средств исходит из Азии. Китай, Япония и Южная Корея поставили перед собой амбициозные цели — к 2030 году использовать на своих дорогах миллионы автомобилей с водородным двигателем.

Toyota и Hyundai предлагают автомобили на водороде в Великобритании, но в настоящее время существует менее 20 заправочных станций, работающих на водороде. Великобритания, в основном сосредоточенная вокруг M25.

«Будет действительно интересно посмотреть, что произойдет», — говорит Лоус. Но сам он не убежден: «Водород намного дороже электричества, а автомобиль дороже электромобиля.”

Как американцы попали в горячую воду

Мы воспринимаем горячую воду как должное, но откуда она берется? И как мы сюда попали?

2 октября — День энергоэффективности, и Sense отмечает его фактами об устройстве, которое вы используете каждый день: водонагревателе. Водонагреватели, спрятанные в подсобном помещении или в подвале, являются рабочими лошадками в доме, необходимыми для мытья посуды, стирки одежды и купания. Поэтому неудивительно, что водонагреватели входят в тройку основных потребителей энергии в доме, на них приходится 18% от среднего потребления энергии в доме.

Горячая вода незаменима в нашей повседневной жизни. Средний американский дом потребляет 80–120 галлонов горячей воды в день, что в среднем стоит 267 долларов в год. Горячая вода убивает микробы и бактерии с посуды, стирки и поверхностей. Многие дома отапливаются горячей водой или паром. И представьте, что вы никогда больше не примете горячий душ!

Хотя сегодня мы воспринимаем горячую воду как должное, на протяжении большей части истории человечества она была роскошью. Древние римляне были «первопроходцами» горячей воды, построившими большие общественные бани, которые впадали в природные горячие источники.Но в другое время и в других местах люди кипятили воду на огне или на плите, чтобы принять ванну и постирать белье.

Источник: https://oldapplianceads.com/wp-content/uploads/2014/06/ruud-gas-heater-1910.jpg

Ситуация начала меняться в 1868 году, когда английский художник Бенджамин Вадди Моган изобрел способ нагрева. холодная вода в трубах с горелками Бунзена. Его цель была похвальной, но это был опасный способ набрать горячую воду из-под крана!

Изобретателем современного водонагревателя был Эдвин Рууд, норвежский инженер-механик, работавший в Филадельфии.В 1889 году он сконструировал «первый автоматический газовый водонагреватель резервуарного типа». Рууд вместе с несколькими другими инженерами основал компанию и запатентовал изобретение в 1897 году. Автоматический газовый водонагреватель Рууда обещал, что горячая вода будет мгновенно выходить из крана, что станет более безопасным, чем когда-либо прежде. Его изобретение было своевременным — в нем использовались преимущества газоснабжения крупных городов в 1890-1900-х годах.

Рууд усовершенствовал оригинальную конструкцию и добавил функции безопасности, в конечном итоге получив 13 патентов на свое изобретение, изменившее жизнь.Несмотря на эти изменения, к 1920 году только 1% домов в США имели электричество и водопровод. Установление стандартизированных правил сантехники в 1940-х годах, наконец, проложило путь для широко доступной и безопасной внутренней сантехники, в которой использовался водонагреватель накопительного бака.

Многие дома по-прежнему полагаются на технологию водонагревателей, которая находится всего в поколении от изобретения Эдвина Рууда, но в 1970-х годах был представлен безбаковый водонагреватель. Вместо того, чтобы хранить горячую воду, модели без бака используют стандартную домашнюю систему отопления для нагрева воды с помощью змеевиков по мере необходимости.Вариант того же подхода, косвенный водонагреватель, накапливает энергию, что позволяет домашней печи включаться и выключаться реже. В последние годы стали популярными гибридные водонагреватели или водонагреватели с тепловым насосом. Подобно тепловому насосу, используемому как часть системы отопления, вентиляции и кондиционирования, гибридные водонагреватели используют тепловой насос для нагрева воды через окружающий воздух.

Горячая вода на основе чистой энергии также стала более экономичной. По мере того, как строится все больше домов на солнечных батареях, популярность солнечных водонагревателей растет, и они становятся более эффективными во многих сценариях.(Подробный анализ солнечных и других технологий водонагревателей см. В этом отчете NREL, подразделения Министерства энергетики.)

Источник: https://www.familyhandyman.com/wp-content/uploads/2018/07/rheem-tankless-water-heater.jpg

Так как же американцы попадут в горячую воду в будущем? Геотермальное отопление является одним из наиболее эффективных источников горячей воды, поскольку оно использует естественное тепло земли. Вулканическая Исландия почти полностью полагается на геотермальную энергию, но еще 71 страна использует геотермальное тепло, включая Китай, Японию, Францию, Италию, Новую Зеландию и Америку.Министерство энергетики недавно профинансировало проект стоимостью 140 миллионов долларов в штате Юта по добыче геотермальной энергии с помощью методов, аналогичных гидроразрыву пласта, используемому в нефтегазовой промышленности. Цель состоит в том, чтобы создать геотермальные скважины, которые в будущем могут стать основным источником энергии Америки.

В нашей следующей записи блога мы рассмотрим, как можно использовать преимущества новой технологии нагрева воды и оптимизировать потребление энергии водонагревателем.