Виды систем отопления. Гигиенические требования к жилым помещениям Оптимальной системой отопления жилых помещений является

Различные коммуникации в жизни современных людей играют важную роль, но обогрев жилища должен обеспечиваться в обязательном порядке. Если речь идет о северных регионах, то для создания оптимального микроклимата потребуются качественные приборы. Также необходимо узнать, какие виды отопления бывают вообще. Основным показателем работоспособности системы является возможность поддерживать комфортную температуру в помещениях.

Основные типы

Искусственный обогрев домов и квартир производится для компенсации тепловых потерь, происходящих при понижении температуры окружающего воздуха. Для комфортного проживания потребуются специальные устройства, способные выполнить данную задачу. Однако конечная комплектация оборудования будет зависеть от выбранного способа добычи тепла, а также от теплоизоляции жилого пространства.

Водяные системы обогрева

Данный вариант подразумевает использование жидкого теплоносителя в качестве основного источника тепла. Он нагревается до нужной температуры и циркулирует по трубопроводам, которые могут быть выполнены по разным схемам. Передачу тепла помогают обеспечить радиаторы, регистры и конвекторы.

Виды труб для отопления при таком варианте могут отличаться в зависимости от материала изготовления.

• Стальные трубы соединяют приборы, аккумулирующие тепло, во многих квартирах и частных домах. Высококачественная сталь – основное сырье для производства. Потребителей привлекает невысокая цена, а также низкий коэффициент температурного расширения.
• Чугунные изделия всегда славились низкой стоимостью и неплохой механической устойчивостью. Они соединяются фасонными частями, поэтому требуют использования хорошей пакли, которая при этом не будет иметь посторонних примесей. На учебном видео обычно отмечаются эти моменты.
• являются новинкой на строительном рынке, но за небольшой промежуток времени стали популярными. Даже при замерзании жидкости внутри целостность изделия сохраняется, так как материал способен расширяться и сжиматься при изменениях температуры.
• друг с другом соединяются при помощи специальных фитингов, которые можно зафиксировать своими руками. Надежность отдельных элементов обеспечивается благодаря пятислойной структуре. Сами крепления на стыках могут быть неразъемными, компрессионными или резьбовыми.
• Медные изделия в основном используются, когда необходимо добиться длительного срока службы. В этом плане подобные элементы вряд ли сможет превзойти какой-либо другой материал. Однако при приобретении придется распрощаться с серьезной денежной суммой.

Примечание! Для обеспечения циркуляции жидкости вполне подходят все перечисленные виды: отопление в таком замкнутом контуре все равно получится надежным. Названы лишь основные варианты.

Обогрев при помощи пара

Такой способ отопления строений предполагает вместо жидкого теплоносителя использование пара водяного пара. Однако в нашем государстве подобные системы не разрешается устанавливать в общественных и жилых зданиях, что подтверждается строительными нормами и правилами. Как правило, в качестве нагревательных устройств выступает паровой котел или редукционно-охладительная установка.

Список основных достоинств:

• Компактные размеры приборов и относительно низкая стоимость.
• Небольшая инерционность позволяет осуществлять быстрый прогрев.
• Не наблюдается потерь тепла в теплообменниках.

Перечисление существенных недостатков:

• Довольно высокие показатели термометра на плоскости приборов.
• Отсутствие возможности плавного понижения и снижения температуры.
• Высокие звуковые колебания при заполнении теплоносителя.
• Есть сложности при установке отводов.

Внимание! Другие виды систем отопления считаются наиболее безопасными в отличие от представленного варианта. Кроме того, элементы парового оборудования изнашиваются быстро, так как им приходится выдерживать высокие температуры.

Воздушное обогревание

В современном мире такой способ аккумуляции тепла активно используется для создания комфортных условий в торговых и складских помещениях, которые имеют большой объем. Источником нагретого воздуха может являться калорифер или тепловой генератор. Данные устройства поддерживают заданную пользователем температуру, затрачивая при этом минимальное количество мощности.

Преимущества климатического оборудования:

• Экономичность, ведь имеется возможность двойного использования (для обогрева зимой и кондиционирования летом).
• Продолжительный срок службы, который в большинстве случаев составляет не менее двадцати лет.
• При эксплуатации происходит прямой нагрев воздуха. Другими словами, нет промежуточных теплоносителей.
• Во время использования расходуется топлива гораздо меньше, чем в случае с водяными системами.

Примечание! Остальные виды отопительных систем не могут похвастаться такими разносторонними возможностями. При необходимости удастся даже охладить воздух в помещении, что актуально в летнее время.

Инфракрасное излучение

Обогрев осуществляется благодаря специальным излучателям. Инфракрасное отопление может применяться в качестве основного или дополнительного источника тепла. Прочие виды системы отопления не смогут обеспечить качественный обогрев открытых пространств, как это способен сделать подобный излучатель.

В чем преимущество этих изделий?

• Во-первых, они не сушат воздух и не сжигают кислород, а также не образуют никаких продуктов горения.
• Во-вторых, данные источники тепла функционируют обычно всего лишь 5-20 минут в час, осуществляя быстрый и равномерный прогрев.
• И, в-третьих, приборы такого типа позволяют экономить около пятидесяти процентов электрической энергии.

Дополнение! Получение тепла с помощью лучей является самым естественным, так как наша планета прогревается именно по этому принципу. Примерно одна вторая часть мощности солнца находится в инфракрасном диапазоне.

Динамический обогрев

Со временем появляются новые виды отоплений. Одним из таковых можно считать способ, когда одна часть тепла передается в помещение, а другая – затрачивается на функционирование специального насоса, который находится между помещением и внешней средой.

Классификация тепловых машин производится, исходя от источника отбора тепла.

1. Геотермальное оборудование замкнутого типа за основу берет тепло земли или грунтовых вод.

• Горизонтальное размещение коллектора производится на расстояние ниже глубины промерзания грунта.
• Вертикальное расположение коллектора осуществляется в скважины, имеющие глубину до двухсот метров.
• Водная конструкция устанавливается в любом водоеме ниже глубины промерзания.

1. Оборудование открытого типа требует использование теплообменной жидкости, циркулирующей через систему теплового насоса.

Огневоздушный обогрев

До этого были представлены современные виды автономного отопления, но к отдельному типу получения тепла для помещений можно отнести огневоздушный способ поддержания нужной температуры в жилище. Источником является пневматическая печь, состоящая из камеры для нагрева воздуха, топки и горнила.

Микроклимат и отопление жилища ">

Микроклимат и отопление жилища.

Микроклимат (греч. mikros - «малый») - комплекс физических факторов окружающей среды в ограниченном пространстве, оказывающий влияние на тепловой обмен организма. Эти физические факторы принято называть метеорологическими (meteora - «атмосферные явления»). Микроклимат жилища - это искусственно создаваемые климатические условия для защиты от неблагоприятного (внешнего) воздействия и создания зоны комфорта одетому в легкую одежду и находящемуся длительное время в сидячем положении человеку. В холодный период эти условия в основном зависят от теплофизических свойств ограждений (стен, потолка, пола) и системы отопления. В жаркое время года оптимальные условия могут быть созданы только при подаче в помещение кондиционированного воздуха. Жилище позволяет людям жить практически в любых климатических зонах земного шара.

Микроклимат жилища определяется основными физическими параметрами: температурой, влажностью и скоростью движения воздуха, температурой окружающих поверхностей. Атмосферное давление имеет существенное значение только в особых условиях деятельности человека, и в жилище его изменить практически не возможно.

Воздействие на человека тех или иных микроклиматических факторов создает различные условия теплообмена со средой и обеспечивает определенное состояние, которое принято называть тепловым. При оценке теплового состояния организма выделяют зону теплового комфорта. Под зоной теплового комфорта понимают такой комплекс метеорологических условий, при котором система терморегуляции находится в состоянии покоя, а все физиологические функции осуществляются на уровне, наиболее благоприятном для отдыха и восстановления сил организма после нагрузки. В условиях теплового комфорта наблюдается тепловой баланс, когда в результате реакции обмена веществ образование тепла и отдача или получение тепла из окружающей среды находятся в равновесии.

Гигиеническое нормирование делит параметры микроклимата жилища на оптимальные и допустимые, учитывает возрастные особенности различных групп населения, назначение помещений, а также внешние климатические условия проживания.

Важнейшим фактором микроклимата жилых помещений является температура воздуха. Оптимальные температурные параметры варьируют от 20 до 22°С в условиях холодного климата, от 18 до 20°С в умеренном и 17-19°С в жарком климате. Жалобы на дискомфорт проявляются лишь при температуре воздуха 24°С и выше.

В спальных помещениях для лучшего сна желательна температура воздуха 16-18°С. Согласно существующим нормативам отопительная система должна обеспечить следующие температуры воздуха внутри помещений в жилых домах:: коридоры, передние - 18°С, кухни - 15°С, душевые, ванные - 25°С, лестницы, туалеты - 16°С.

Важное значение имеет величина перепадов температуры воздуха по горизонтали и высоте жилых помещений. При перемещении по комнате человек не ощущает температурной разницы, если колебания температуры воздуха по горизонтали не превышают 2-3°С.

Условия теплового комфорта определяются с учетом влажности и скорости движения воздуха. Оптимальной относительной влажностью считают 40-60%, допустимы параметры 30% и 70%. При более низких значениях у человека возникает сухость кожи и слизистых дыхательных путей, кроме того, возникает опасность появления статического заряда электричества на поверхности ковровых покрытий. Влажность воздуха определяется количеством водяных паров, которые обладают большой теплоемкостью и теплопроводностью. Это значит, что они способны забирать тепло.

При увеличении относительной влажности до 80% и более при температуре 18-20°С человек уже не будет чувствовать себя комфортно. Необходимо повысить температуру воздуха до 22°С, чтобы восстановить тепловой баланс.

Скорость движения воздуха до 0,1-0,2 м/с считается оптимальной в холодный период года. Увеличение ее до 0, 3 м/с не вызывает неприятного ощущения (сквозняка) при комнатной температуре.

Проблема нормирования микроклимата жилых помещений летом наиболее актуальна для районов с жарким климатом. Оптимальная температура воздуха в условиях жаркого сухого климата при кондиционировании воздуха несколько выше, чем зимой, и составляет 17-19°С при влажности воздуха 30-50% и скорости движения воздуха 0,2-0,3 м/с. Достичь таких параметров температуры без кондиционирования воздуха невозможно, поэтому, допустимой считается температура 23-25°С. При высокой температуре среды и высокой влажности возможность теплоотдачи через испарение пота уменьшается, поэтому перегревание организма может наступать при более низкой температуре.

Дискомфортные условия при длительном воздействии могут привести к ослаблению общей и специфической сопротивляемости организма, снижению иммунитета. Однако это не означает, что создание тепличных условий в жилых помещениях является обязательным и лучшим для здоровья. Оказывается, что динамический пульсирующий микроклимат вызывает полезное напряжение терморегуляции, тонизирующее и закаливающее действие.

Большое значение имеет температура ограждений и пола. Перепад между температурой поверхности внутренних стен и воздухом около них не должен быть выше 5°. Неблагоприятный микроклимат жилых помещений может быть обусловлен плохими теплоизоляционными качествами наружных ограждений, недостаточной герметизацией стыков панелей и окон. Отрицательное влияние на микроклимат оказывает увеличение площади остекления.

Не менее важным фактором формирования микроклимата помещений являются отопительные системы. Отопление - это подогрев воздуха и ограждающих конструкций в закрытом помещении в холодное время года для поддержания температуры на заданном уровне.

Основные гигиенические требования к отоплению

1. Обеспечение в помещениях устойчивых параметров температуры воздуха с допустимыми колебаниями по вертикали и горизонтали.
2. Исключение загрязнения воздуха помещений угарным газом и продуктами, образующимися при горении топлива.
3. Воздух помещений не должен загрязняться газами, образующимися при сухой возгонке органической пыли, оседающей на отопительных приборах. Эти газы раздражают слизистую оболочку дыхательных путей, вызывают ощущение сухости в горле, головную боль. Пригорания пыли не происходит, если температура отопительных приборов не превышает 85°С.
4. Отопительные приборы не должны быть громоздкими, исключать опасность пожаров, ожогов, не загрязнять помещение топливом, золой. Быть удобными в эксплуатации.

Отопление осуществляется системой, включающей три основных элемента: генератор тепла, теплопроводы и нагревательные приборы.

Различают два вида отопления: местное и центральное. При местном отоплении тепло продуцируется в отапливаемом помещении. В системах местного отопления (дровяных, угольных, газовых, электрических) генератор тепла объединяется с теплопроводами и нагревательными приборами в один агрегат (печь).

Большинство нагревательных приборов местного отопления требует непрерывной работы в связи с их малой теплоемкостью. В помещениях трудно создать равномерность температуры в течение суток. Воздух помещений может загрязняться пригоревшей пылью и вредными газами. При центральном отоплении генератор тепла устраивают отдельно (котельная) от нагревательных приборов, находящихся в обогреваемых помещениях. Системы центрального отопления могут быть водяные, паровые, пароводяные, воздушные, водолучистые. Чаще всего при правильной эксплуатации центральное отопление отвечает гигиеническим требованиям, особенно воздушное отопление, где в качестве теплоносителя используется нагретый в калориферах и увлажненный наружный воздух. Эта система часто совмещается с системой кондиционирования воздуха.

Кондиционирование воздуха - создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях заданных оптимальных параметров микроклимата, наиболее благоприятных для самочувствия людей. В зависимости от назначения кондиционеры оснащаются соответствующим оборудованием, позволяющим нагревать, охлаждать, осушать, увлажнять воздух, очищать его от пыли, вредных запахов и газов.

Кондиционеры подразделяются на центральные и местные. Центральные системы предназначены для обслуживания группы помещений, в которых необходимо поддерживать одинаковые параметры микроклимата. Подача воздуха в помещения осуществляется по хорошо изолированным каналам. Местные кондиционеры обеспечивают заданные параметры микроклимата обычно в одном сравнительно небольшом помещении. Производительность их составляет 1-10 тысяч м 3 воздуха в час.

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

Типы современных систем отопления

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

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

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

Нагревательные приборы системы отопления бывают:

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

Схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией

В качестве источника тепла могут использоваться:

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

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

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

Схема устройства воздушного отопления в частном доме

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

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

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

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

Воздушное отопление с дополнительными приборами

Водяное отопление

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

Виды водяных систем

В зависимости от типа присоединения нагревательных приборов системы делят на:

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

По способу разводки различают:

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

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

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

Схема двухтрубного водяного отопления загородного дома

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

Закрытая система отопления дома

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

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

Котел для парового отопления

Электрическое отопление

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

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

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

Схема традиционного и электрического отопления зданий

Инновационные системы отопления

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

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

Инфракрасные полы

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

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

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

Тепловые насосы

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

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

Принцип работы теплового насоса

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

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

Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева

Солнечные коллекторы

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

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

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

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

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

Видео: виды систем отопления

Создание эффективной системы отопления больших зданий существенно отличается от аналогичных автономных схем коттеджей. Разница заключается в сложности распределения и контроля параметров теплоносителя. Поэтому следует ответственно отнестись к выбору системы отопления зданий: виды, типы, расчеты, обследования. Все эти нюансы учитываются еще на стадии проектирования сооружения.

Требования к отоплению жилых и административных зданий

Следует сразу отметить, что проект отопления административного здания должен выполняться соответствующим бюро. Специалисты оценивают параметры будущего здания и согласно требованиям нормативных документов выбирают оптимальную схему теплоснабжения.

Независимо от выбранных видов систем отопления зданий, к ним предъявляются жесткие требования. Они базируются на обеспечении безопасности функционирования теплоснабжения, а также эффективности работы системы:

• Санитарно-гигиенические . К ним относятся равномерное распределение температуры во всех помещениях дома. Для этого предварительно выполняется расчет тепла на отопление здания;
• Строительные . Работа отопительных приборов не должна ухудшаться из-за особенностей конструктивных элементов здания как внутри, так и снаружи его;
• Монтажные . При выборе технологических схем установки рекомендовано выбирать унифицированные узлы, которые можно будет оперативно заменить на аналогичные в случае выхода из строя;
• Эксплуатационные . Максимальная автоматизация работы теплоснабжения. Это является первичной задачей наряду с теплотехническим расчетом отопления здания.

На практике используют проверенные схемы проектирования, выбор которых зависит от типа отопления. Это является определяющим фактором для всех последующих этапов работы по обустройству отопления административного или жилого здания.

При сдаче в эксплуатацию нового дома жильцы вправе потребовать копии всей технической документации, в том числе и системы отопления.

Виды систем отопления зданий

Как правильно подобрать определенный тип теплоснабжения здания? Прежде всего учитывается вид энергоносителя. Исходя из этого можно планировать последующие этапы проектирования.

Существуют определенные виды систем отопления зданий, отличающиеся как принципом работы, так и эксплуатационными качествами. Наиболее распространенным является водяное отопления, так как оно обладает уникальными качествами и может быть относительно легко адаптировано к любому типу здания. Выполнив расчет количества тепла на отопление здания можно выбрать следующие типы теплоснабжения:

• Автономное водяное . Характеризуется большой инертностью нагрева воздуха. Однако наряду с этим является наиболее популярным типом систем отопления зданий из-за большого разнообразия компонентов и низкими затратами на обслуживание;
• Центральное водяное . В этом случае вода является оптимальным типом теплоносителя для ее транспортировки на большие расстояние – от котельной к потребителям;
• Воздушное . В последнее время оно применяется в качестве общей системы климатического контроля в домах. Является одной из самых дорогостоящих, что сказывается на обследовании системы отопления здания;
• Электрическое . Несмотря на небольшие затраты по первичной закупке оборудования, электрическое отопление является самым дорогостоящим в обслуживании. В случае его установки следует максимально точно выполнить расчет отопления по объему здания, чтобы снизить планируемые затраты.

Что рекомендуется выбирать в качестве теплоснабжения дома – электрическое, водяное или воздушное отопление? Прежде всего нужно выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания и другие виды проектных работ. На основе полученных данных и подбирается оптимальная отопительная схема.

Для частного дома лучший способ теплоснабжения – установка газового оборудования в совокупности с водяной отопительной системой.

Типы расчета теплоснабжения зданий

На первом этапе необходимо выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания. Суть этих вычислений состоит в определении тепловых потерь дома, подборе мощности оборудования и теплового режима работы отопления.

Для корректного выполнения этих вычислений следует знать параметры здания, учитывать климатические особенности региона. До появления специализированных программных комплексов все расчеты количества тепла на отопление здания выполнялись вручную. При этом была высока вероятность ошибки. Теперь же, применяя современные методы вычислений, можно получить следующие характеристики для составления проекта отопления административного здания:

• Оптимальная нагрузка на теплоснабжение в зависимости от внешних факторов – температуры на улице и требуемой степени нагрева воздуха в каждой комнате дома;
• Правильный подбор компонентов для комплектации отопления, минимизация затрат на его приобретение;
• Возможность в дальнейшем провести обновление теплоснабжения. Реконструкция системы отопления здания выполняется только после согласования старой и новой схем.

Делая проект отопления административного или жилого здания нужно руководствоваться определенным алгоритмом вычислений.

Характеристики системы теплоснабжения должны отвечать действующим нормативным документам. Их перечень можно взять в государственной архитектурной организации.

Вычисление тепловых потерь зданий

Определяющим показателем отопительной системы является оптимальное количество вырабатываемой энергии. Она же определяется тепловыми потерями в здании. Т.е. фактически работа теплоснабжения призвана компенсировать это явление и поддерживать температуру на уровне комфортной.

Для корректного расчета тепла на отопление здания необходимо знать материал изготовления наружных стен. Именно через них происходит большая часть потерь. Основной характеристикой является коэффициент теплопроводности строительных материалов – количество энергии, проходящей через 1 м² стены.

Технология расчета тепловой энергии на отопление здания заключается в следующих этапах:

1. Определение материала изготовления и коэффициента теплопроводности.
2. Зная толщину стены можно рассчитать сопротивление теплопередачи. Это величина обратная теплопроводности.
3. Затем выбирается несколько режимов работы отопления. Это разница между температурой в подающей и обратной трубе.
4. Деля получившеюся величину на сопротивление теплопередачи получаем тепловые потери на 1 м² стены.

Для такой методики нужно знать, что стена состоит не только из кирпича или ж/б блоков. При расчете мощности котла отопления и теплопотерь здания обязательно учитываются теплоизоляция и другие материалы. Общий коэффициент сопротивления телепередачи стены не должен быть меньше нормированного.

Только после этого можно приступать к вычислению мощности отопительных приборов.

Для всех полученных данных для расчета отопления по объему здания рекомендуется прибавить поправочный коэффициент 1,1.

Расчет мощности оборудования для отопления зданий

Для вычисления оптимальной мощности теплоснабжения следует начала определиться с его типом. Чаще всего затруднения возникают при расчете водяного отопления. Для корректного вычисления мощности котла отопления и тепловых потерь в доме учитывается не только его площадь, но и объем.

Самый простой вариант – это принять соотношение, что для обогрева 1 м³ помещения потребуется 41 Вт энергии. Однако такое вычисление количества тепла на отопление здания будет не совсем корректно. Оно не учитывает тепловые потери, а также климатические особенности конкретного региона. Поэтому лучше всего воспользоваться методикой, описанной выше.

Для расчета теплоснабжения по объему здания важно знать номинальную мощность котла. Для этого необходимо знать следующую формулу:

Где W – мощность котла, S – площадь дома, К – поправочный коэффициент.

Последний является справочной величиной и зависит от региона проживания. Данные о нем можно взять из таблицы.

Такая технология позволяет выполнить точный теплотехнический расчет отопления здания. Одновременно выполняется проверка мощности теплоснабжения относительно тепловых потерь в здании. Кроме этого учитывают назначение помещений. Для жилых комнат уровень температуры должен составлять от +18°С до +22°С. Минимальный уровень нагрева площадок и бытовых комнат равен +16°С.

Выбор режима работы отопления практически не зависит от этих параметров. Он определит будущую нагрузку на систему в зависимости от погодных условий. Для многоквартирных домов расчет тепловой энергии на отопление делается с учетом всех нюансов и согласно нормативной технологии. В автономном теплоснабжении подобных действий выполнять не нужно. Важно, чтобы суммарная тепловая энергия компенсировала все тепловые потери в доме.

Для уменьшения затрат на автономное отопление рекомендуется при расчете по объему здания использовать низкотемпературный режим. Но тогда следует увеличить общую площадь радиаторов, чтобы повысить тепловую отдачу.

Обслуживание системы отопления зданий

После корректного теплотехнического расчета теплоснабжения здания необходимо знать обязательный перечень нормативных документов на ее обслуживание. Это нужно знать для своевременного контроля работы системы, а также минимизации появления аварийных ситуаций.

Составление акта осмотра системы отопления здания происходит только представителями ответственной компании. При этом учитывается специфика теплоснабжения, его вид и текущее состояние. Во время обследования системы отопления здания должны заполняться следующие пункты документа:

1. Местонахождение дома, его точный адрес.
2. Ссылка на договор о поставке тепла.
3. Количество и местонахождение приборов теплоснабжения – радиаторов и батарей.
4. Замер температуры в помещениях.
5. Коэффициент изменения нагрузки в зависимости от текущих погодных условий.

Для инициации обследования отопительной системы дома необходимо подать заявление в управляющую компания. В нем обязательно указывается причина – плохая работа теплоснабжения, аварийная ситуация или несоответствие текущих параметров системы нормам.

Согласно текущих норм во время аварии представители управляющей компании должны в течение максимум 6 часов ликвидировать ее последствия. Также после этого составляется документ о причиненном ущербе собственникам квартир из-за аварии. Если причиной является неудовлетворительное состояние – УК должна за свой счет восстановить квартиры или выплатить компенсацию.

Нередко во время реконструкции системы отопления здания необходимо выполнить замену некоторых ее элементов на более современные. Затраты определяются фактом – на чьем балансе состоит отопительная система. Восстановлением трубопроводов и других компонентов, не находящихся в квартирах должна заниматься управляющая компания.

Если же собственник помещения захотел поменять старые чугунные батареи на современные – следует предпринять такие действия:

1. В управляющую компанию составляется заявление, в котором указывается план квартиры и характеристики будущих отопительных приборов.
2. По истечении 6 дней УК обязана предоставить технические условия.
3. Согласно им выполняется подбор оборудования.
4. Монтаж осуществляется за счет собственника квартиры. Но при этом должны присутствовать представители УК.

Для автономного теплоснабжения частного дома ничего этого делать не нужно. Обязанности по обустройству и поддержанию отопления на должном уровне полностью относятся к собственнику дома. Исключения составляют технические проекты электрического и газового отопления помещений. Для них обязательно нужно получить согласие УК, а также выполнить подбор и монтаж оборудования согласно условиям технического задания.

В видеоматериале рассказывается об особенностях радиаторного отопления:

Основная гигиеническая задача отопления жилищ состоит в том, чтобы создать оптимальную температуру воздуха, посто­янную во времени и пространстве,

В качестве единой температуры воздуха в жилых помещениях принят показатель 18-20 °С.

Оптимальной температурой в по­мещении для холодной климатической зоны считают 21-22 °С, умеренной - 18-20 °С, теплой - 18-19 °С, жаркой - 17- 18 °С. Расчетные нормы температуры в общественных зданиях дифференцируют в зависимости от назначения помещений: в кабинетах врачей, больничных палатах, процедурных наиболее благоприятная температура воздуха 20 °С, в операционных - 22 °С, в классах - 16 °С, спортивных залах - 15 °С.

Для обеспечения теплового комфорта температура воздуха в помещениях по вертикали и горизонтали должна быть отно­сительно равномерной. Допускается разница в температуре воз­духа по вертикали не более 2-2,5 °С на каждый метр высоты, по горизонтали - от наружной к противоположной внутренней стене - до 2 °С. Особенно важно уменьшение температурной разницы в вертикальном направлении, так как переохлаждение ног может вызвать общее охлаждение организма. Для детей до­школьного возраста пониженная температура у пола создает определенную опасность простудных заболеваний. Допустимая разница между температурой воздуха и внутренней поверхнос­ти наружных стен составляет 3 °С.

Отопление не должно ухудшать качество воздуха за счет пос­тупления продуктов неполного сгорания, особенно окиси углерода, и подгорания пыли, осевшей на отопительных при­борах. Сухая возгонка органической пыли с поверхности ото­пительной системы происходит при нагреве ее до 80 °С. При высокой температуре поверхностей нагревательных приборов {более 80 °С) усиливаются неприятные запахи и возрастает общая запыленность помещения, что является одним из су­щественных источников порчи воздуха. Отопление должно быть безопасным в пожарном отношении и удобным в эксплу­атации.

Местное отопление. К весьма давнему и распространенному виду местного отопления относятся кирпичные печи, предна­значенные для обогревания одной или двух смежных комнат. Сжигание топлива, в основном дерева или угля (редко природ­ного газа), производят в помещении. Недостатками данного ви­да отопления считают загрязнение помещения, трудность об­служивания, возможность отравления окисью углерода при преждевременном закрытии дымогарной трубы. Печное отоп­ление не обеспечивает достаточно постоянной температуры воздуха на протяжении суток (допускаются перепады до 5-6 °С). Реже используют металлические печи, отличающиеся еще боль­шими недостатками в гигиеническом отношении. По способ­ности сохранять тепло различают печи большой, средней и ма­лой теплоемкости.

В последние годы для дополнительного обогрева помещений применяют электрические камины и рефлекторы.

Центральное отопление. В настоящее время в городах устра­ивают преимущественно центральное отопление, обслуживаю­щее одно или несколько зданий из одного источника тепла. Оно имеет значительные преимущества перед местным отопле­нием: не загрязняет воздух, удобно в эксплуатации и обеспечи­вает более ровную температуру воздуха в помещениях. Суточные колебания температуры при центральном отоплении не долж­ны превышать 3 °С. С введением центрального отопления зна­чительно уменьшилось задымление атмосферы городов. Оно более выгодно и в экономическом отношении. Различают не­сколько систем центрального отопления.

Водяное отопление, представляющее собой наиболее распро­страненную и отвечающую гигиеническим требованиям систе­му, позволяет обогревать из центральной котельной группу зда­ний, осуществлять теплофикацию города за счет отработанной горячей воды с электростанций и некоторых промышленных предприятий. Водяное отопление позволяет легко регулировать степень нагревания помещения путем подачи воды, нагретой в соответствии с температурой наружного воздуха, а также ис­пользуя регуляторы, имеющиеся непосредственно у отопитель­ных приборов в помещениях. Благодаря этому можно поддер­живать в различных помещениях разную температуру воздуха соответственно установленным дифференцированным нормам.

На рис. 4.8 приведена схема водяного отопления с верхней раз­водкой для отдельного здания. Воду нагревают в котле, установ­ленном в подвальном этаже, до температуры не выше 80-90 °С в зависимости от погоды. Затем она поднимается в связи с бо­лее низкой относительной плотностью по восходящему стояку вверх (на чердак) в распределительную магистральную сеть, из которой разводится по нисходящим стоякам вниз последо­вательно по этажам, где проходит через нагревательные прибо­ры, отдает им часть своего тепла и возвращается по обратным

стоякам опять в котел. Чтобы возместить потери тепла, в ниж­них этажах устанавливают приборы с большей нагревательной поверхностью. Существуют разновидности этой системы.

Нагревательные приборы (батареи) располагают у наружных стен в нишах под окнами, чтобы компенсировать наибольшее охлаждение помещений в этих местах. Ниши рекомендуется за­крывать съемными решетками. Наиболее благоприятны в гиги­еническом отношении батареи с гладкой поверхностью, состав­ленные из отдельных металлических элементов (радиаторов). По сравнению с ребристыми батареями они более доступны для очистки и позволяют увеличивать поверхность нагрева путем добавления числа элементов.

Водяное отопление обеспечивает постоянную и равномер­ную температуру воздуха, не вызывает его загрязнения, так как нагрев поверхности батарей редко достигает 80 °С, чем исклю­чается подгорание пыли.

Паровое отопление конструктивно мало отличается от водя­ного, в гигиеническом же отношении уступает ему, так как цир­кулирующий в системе пар нагревает батареи до 100 °С, что влечет за собой возгонку пыли, опасность ожогов и временами создает перегревание помещений. При паровом отоплении ис­ключается возможность центральной и местной регулировки, при впуске пара нередко возникает треск вследствие прорыва пара через скопления конденсационной воды в изгибах труб.

Паровое отопление устраивают лишь в больших помещени­ях, рассчитанных на временное пребывание людей.

Воздушное отопление заключается в подогреве профильтрован­ного наружного воздуха до 45-50 °С в камерах, расположенных в подвале здания, откуда он через имеющиеся вверху отверстия поступает по каналам во внутренних стенах в помещения.

К недостаткам этой системы отопления относятся неболь­шой радиус действия каждой камеры, высокая температура по­даваемого воздуха, что делает его чрезмерно сухим, неравно­мерность обогревания помещений и возможность загрязнения приточного воздуха пылью. Однако воздушное отопление эко­номично, не требует труб и отопительных приборов, позволяет совместить отопление с вентиляцией, просто в эксплуатации и показано для помещений с большой влажностью воздуха (зрительные залы, крытые бассейны для плавания). В послед­ние годы это отопление, совмещенное с вентиляцией, устроено в ряде новых московских школ.

Лучистое отопление впервые было применено в нашей стране В.А. Яхимовичем в больницах (1907). В настоящее время оно широко распространено в ряде стран и рассматривается как од­но из перспективных. Источником излучения тепла служат на­гретые внутренние поверхности наружных стен, под которыми прокладывают небольшие трубы водяного или, реже, парового отопления. В этом случае оно носит название панельно-лучистого отопления. Иногда обогревают потолок или пол. Температуру нагрева стенных панелей поддерживают на уровне 35-40 °С, что обеспечивает устранение охлаждающего влияния стен. Это очень важно, так как отдача тепла с поверхности тела происхо­дит главным образом посредством излучения к окружающим холодным поверхностям и прежде всего стенам.

Лучистое отопление обеспечивает равномерную температуру воздуха в помещении по вертикали и горизонтали, выгодно в технико-экономическом отношении, В условиях жаркого климата оно может быть использовано с целью охлаждения по­мещений, для чего по трубам пропускают холодную воду.