Разновидности новых технологий в отоплении частных домов. Новые технологии в отоплении частного дома - современные отопительные системы на примерах Инновационные технологии в отоплении частных домов

Газовые и электрические установки для обогрева жилья применяются давно и повсеместно, но им на смену приходят новые, основанные на современных технологиях .

Среди современных способов обогрева выделяют гидротермальные и геотермальные установки, солнечные батареи, инфракрасное излучение, паровое отопление и другие.

Какие можно предложить альтернативные варианты обогрева домов

Альтернативные источники обогрева появились относительно недавно. Они отличаются экологичностью и пожаробезопасностью , а также экономичностью в использовании.

Гидротермальная система

Для поддержания обогрева жилища применяется тепло водоёма, находящегося поблизости. Он должен быть довольно глубоким, чтобы не замерзать зимой.

Принцип действия

Гидротермальная установка для обогрева состоит из:

• внешнего контура из труб;
• внутреннего контура;
• теплового насоса;
• теплообменника.

Внешний контур из труб укладывается на дно водоёма. Внутренний расположен в доме. Это система радиаторов или тёплого пола. В трубах находится вода или антифриз. С помощью насоса теплоноситель закачивается в теплообменник. Там он охлаждается, передавая тепло во внутреннюю систему обогрева, и возвращается обратно.

Важно! Вода во внутреннем контуре нагревается меньше, чем при традиционном способе. Температура составляет около 50°С вместо 90°. Поэтому при использовании для обогрева радиаторов приходится увеличивать их площадь.

Более эффективно сочетание обогрева с системой тёплого пола. Затраты в таком случае снижаются примерно на 20%.

Фото 1. Монтаж гидротермальной установки. В водоём помещают специальные шланги, при помощи которых получают тепло.

Преимущества обогрева:

• Высокая эффективность. За час работы тепловой насос тратит около 1 кВт электроэнергии и вырабатывает тепла до 4 кВт.
• Пожарная безопасность.
• Нет необходимости в хранении топлива.
• Простота в использовании.
• В жару гидротермальная установка способна охлаждать дом. То есть она работает и в качестве кондиционера.
• Экологичность. Нет вредных выбросов в атмосферу.

Недостатки обогрева:

Для строительства подобной системы требуется, чтобы рядом с домом находился водоём . Так бывает не всегда, а создание искусственного водоёма заметно увеличит затраты. К тому же для него понадобится место.

Существует ещё один минус. Это довольно значительные первоначальные вложения: на оборудование и монтаж.

В сильные морозы эффективность комплекса заметно снижается. Кроме того, для работы необходима электроэнергия. Если с ней случаются перебои, придётся дополнительно покупать бензиновый или дизельный генератор. Но в таком случае сложно говорить о полной безопасности и экологичности.

Геотермальные источники тепла

Геотермальная установка обогрева домов сходна с гидротермальной. Но она работает за счёт тепла подземных недр, а не воды.

Они делятся на 2 типа:

• Вертикальные. Трубы заглубляются до 100—150 м . от уровня земли.
• Горизонтальные . Заглубление труб происходит только на 5—6 м., но площадь поверхности участка больше.

Справка. Вертикальные установки занимают меньше места, но обходятся дороже.

Принцип действия

Суть обогрева та же, что и в предыдущем способе, отличается только источник тепла. Но такая система эффективнее, максимальная выработка тепла — до 5 кВт.

Преимущества геотермального обогрева:

• экологичность;
• эффективность;
• безопасность;
• простота и удобство в использовании;
• нет необходимости в водоёме.

Недостатки геотермального обогрева:

Основной минус обогрева — дороговизна устройства. Перед началом работ рекомендуется рассчитать, окупятся ли эти затраты в обозримом будущем.

Какую можно найти информацию о солнечных батареях

Батареи преобразуют солнечное тепло в электроэнергию. Она запасается в специальных аккумуляторах. А затем передаётся к устройствам через преобразователи.

Фото 2. Солнечные коллекторы, установленные на крыше дома. Приборы переводят тепло солнца в электроэнергию.

При желании энергия тратится не только для обогрева дома, но и на другие нужды.

Важно! Систему обогрева, полностью работающую за счёт солнечного света, стоит обустраивать только в южных регионах. В остальных её будет недостаточно, поэтому потребуется гибридный комплекс с использованием другого источника.

Вам также будет интересно:

Принцип действия

Солнечная батарея представляет собой пластину, состоящую из отдельных кремниевых ячеек. Сверху они покрыты стеклом. Эти ячейки генерируют постоянный ток с напряжением в 12В или 24В . Электроэнергия подаётся в аккумуляторы или сразу к устройствам, работающим от постоянного тока.

Справка. Для эффективной работы системы обогрева батареи располагают под углом в 30—45° к горизонту.

Преимущества:

• бесшумность;
• экологичность и безопасность;
• низкие расходы во время эксплуатации.

Недостатки:

• непостоянство выработки;
• дороговизна оборудования;
• малая плотность мощности, то есть количество энергии, которое можно получить с единицы площади.

Инфракрасная установка

Инфракрасные обогреватели подходят и для общего обогрева, и для дополнительного нагрева отдельных зон. По типу они подразделяются на:

• рефлекторы;
• панели;
• плёнки.

Инфракрасное излучение используется и для обустройства тёплого пола.

Принцип действия

Такой обогреватель излучает энергию в инфракрасном диапазоне. Исходящие лучи нагревают поверхности, на которые направлены: стены, пол, предметы. А уже от них нагревается воздух.

Преимущества инфракрасного обогрева:

1. Высокая эффективность. КПД составляет около 95% . Причём при заморозках он не снижается.
2. Универсальность. Используется для подогрева, как всего дома, так и отдельного помещения или его части.
3. Быстрый нагрев. Это особенно удобно для дачи, где не живут постоянно.
4. Оборудование легко монтируется. Возможно и самостоятельное подключение.
5. Небольшой расход энергии.
6. Не требуется место для оборудования и топлива.
7. Безопасность и экологичность. Не выделяется вредных веществ, воздух в комнате не пересушивается.
8. Нет шума при работе.

Фото 3. Инфракрасные обогреватели, установленные на внутренней стороне крыши частного дома.

Недостатки инфракрасного обогрева:

Перед монтажом системы обогрева обязательно составить проект, учитывающий распределение тепла в помещении. При слишком сильном воздействии возникает риск перегрева, пересушивания кожи и даже ожога.

Долго находиться непосредственно под работающим обогревателем довольно некомфортно. Поэтому их нежелательно располагать над зонами отдыха и рабочими местами.

Как обогреть частный дом паровым способом

Паровое отопление сходно с более распространённым водяным. Но жидкость нагревается до состояния пара, поэтому используются трубы меньшего диаметра.

Внимание! Радиаторы и подводящие трубы сильно нагреваются (до 100°С ). Чтобы не обжечься при случайном прикосновении, батареи закрывают защитными экранами.

Такая система обогрева бывает:

1. Одноконтурной , если работает только на обогрев.
2. Двухконтурной , если ещё и согревает воду для бытовых нужд.

А также паровое отопление подразделяется на:

1. Естественное . Теплоноситель движется самостоятельно.
2. Принудительное . Для движения теплоносителя применяется насос.

Принцип действия

Для нагрева воды до состояний пара используется котёл, иногда — печь. При этом сжигаются:

• дрова;
• уголь;
• торф;
• солярка;
• бензин;
• и т. п.

Пар проходит по трубкам до радиаторов. Там он охлаждается, конденсируется и в виде воды возвращается обратно.

Внимание! Монтируются только металлические трубы (медные, нержавеющие, оцинкованные и т. п.). Пластиковые не способны выдержать такие высокие температуры.

Преимущества парового обогрева:

• высокая эффективность;
• способность работать на разных источниках энергии;
• относительно невысокая стоимость оборудования.

Недостатки парового обогрева:

1. Довольно большой риск ожогов.
2. Вероятность аварии с выходом пара из труб.
3. Сложно отрегулировать температуру.

Виды твердотопливного отопления, применение угля

Для работы обогревателя используются твёрдые виды топлива:

• дрова;
• уголь;
• топливные брикеты;
• торф;
• и т. д.

Что предпочесть из этих вариантов, зависит от региона. Стоимость и доступность топлива в них различается.

Принцип действия

При сгорании топлива в котле образуется тепловая энергия. Она нагревает воду (или незамерзающую жидкость), которая по трубам поступает к радиаторам .

Остывший теплоноситель возвращается назад в котёл.

По типу котлы для обогрева делятся на:

• классические (обычные);
• пиролизные (более экономичные);
• автоматические.

В последние не требуется закладывать топливо вручную.

Они обеспечивают стабильный нагрев. Эффективность работы доходит до 85% , а у других типов котлов она составляет около 70—80%.

Справка. Для поддержания постоянной температуры устанавливают теплоаккумуляторы. Это баки с водой большого объёма. Они вбирают тепло при работе котла, а затем долго его отдают.

Преимущества:

1. Как правило, нет проблем с топливом.
2. Большая безопасность, чем у жидких вариантов.
3. Образуется незначительное количество золы, поэтому убирать её приходится реже, чем из печки.
4. Большинству видов котлов для работы не требуется дополнительного источника питания. В доме будет тепло даже без электричества.

Недостатки:

5 из 5 .
Оценили: 1 читатель .

Все современные системы отопления частных домов и других жилых зданий можно условно разделить на 2 группы. К первой относятся традиционные способы обогрева, где используется единый источник тепла - котел, работающий на одном или нескольких энергоносителях. При этом тепловая энергия раздается по помещениям посредством теплоносителя – воды или воздуха. Здесь инновационные решения направлены на усовершенствование отопительного оборудования путем повышения его теплоотдачи, а также на внедрение современных средств автоматизации.

Ко второй группе следует отнести все системы, использующие новые технологии отопления с энергосберегающим оборудованием. В них не предусматривается сжигания углеводородов, из энергоносителей в обогреве дома участвует только электроэнергия. Это различные гелиосистемы, солнечные коллекторы и новейшие разновидности электрического отопления. Несмотря на всю привлекательность этих систем, большинство домовладельцев предпочитает устройство обогрева частных домов традиционными способами, а почему – рассказано в нашей статье.

Эволюция традиционных систем и котлов

В советские времена, когда никто не озабочивался стоимостью энергоносителей, отопительное оборудование и системы были достаточно примитивны, хотя делались весьма надежно и прослужили немало лет. Сейчас приоритеты изменились, стали актуальными современные энергосберегающие технологии, позволяющие экономить постоянно дорожающие энергоносители.

Благодаря этому традиционные системы стали совершеннее за счет внедрения таких решений:

• повышение КПД всех котельных установок, исключая электрические, поскольку их эффективность и без того очень высока (98-99%);
• использование новых материалов и технологий для изготовления радиаторов отопления;
• внедрения современных средств автоматики, управляющей работой систем в зависимости от погодных условий и времени суток, в том числе и дистанционно;
• применение низкотемпературных отопительных сетей – водяных теплых полов с автоматическим регулированием нагрева;
• реализация отбора тепла от выбрасываемого вытяжного воздуха при воздушном отоплении зданий (рекуперация).

Ярким примером энергосберегающего газового оборудования являются конденсационные котлы, где установлены самые современные теплообменники. Дело в том, что при сгорании метана образуется вода, которая тут же испаряется в пламени горелки и таким образом отнимает часть выделяемого тепла. Теплообменник конденсационного котла устроен так, чтобы заставлять пары конденсироваться и отдавать эту энергию обратно. За счет такого инновационного решения КПД теплогенератора достигает 96%.

Претерпели изменения и горелочные устройства, теперь они умеют самостоятельно дозировать количество топлива и воздуха, а также автоматически менять интенсивность горения. Это касается и твердотопливных котлов, сжигающих древесные гранулы – пеллеты. Благодаря чистоте данного вида твердого топлива, полной автоматизации процесса и развитой поверхности теплообмена современный пеллетный котел может работать с эффективностью до 85%.

Повышение КПД обычных дровяных котлов для обогрева частных домов может быть достигнуто только за счет отбора тепла у дымовых газов, средний показатель этих агрегатов составляет 70-75%.

Современные отопительные приборы изготавливаются из лучших теплопроводящих материалов – алюминиевого сплава и стали, хотя и у чугунных батарей в стиле ретро еще остается множество поклонников. Настоящая новинка в сфере отопления – водяные плинтусные конвекторы, выполненные из медных пластин и очень эффективно передающие тепло в помещения частного дома.

О теплых полах и воздушном отоплении

Широко применяющиеся напольные системы отопления нельзя назвать такими уж новыми. Но они проявили себя на практике как весьма экономичные и вот почему:

• теплоноситель в контурах теплого пола греется не более, чем до 45 °С;
• нагрев комнаты происходит всей поверхностью пола;
• система хорошо поддается управлению современными средствами автоматизации;
• нагретая стяжка долго сохраняет тепло после отключения нагрева.

Примечание. Помимо того, что теплый пол эффективно использует тепло, он обеспечивает его подачу в нижнюю зону помещения, что очень комфортно для находящихся там людей.

Современные решения в части воздушного обогрева зданий заключаются в том, чтобы не терять тепло, затраченное на нагрев вентиляционного воздуха. Отбор тепла у вытяжного воздуха осуществляется специальными теплообменниками – рекуператорами. Это действительно инновации в отоплении, поскольку они в состоянии вернуть до 80% затраченной энергии и передать ее приточному воздуху, существенно экономя энергоносители.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один - стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3-5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5-10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, - на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Выводы

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, - это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.

Использование новых систем отопления частных домов становится не просто данью моде, а актуальным решением насущных проблем. Благодаря внедрению подобных новинок удается сократить расход приобретаемого топлива, увеличить в целом эффективном отопления и уменьшить вред, причиняемый окружающей среде. Вместе с тем, любые новаторские идеи должны быть изначально простыми в использовании, чтобы стать действительно конкурентными традиционными методам.

Задачи новых методик

Современные отопительные системы для частного дома призваны решать сразу несколько ключевых задач одновременно:

• снижение расхода невозобновляемых энергоресурсов;
• повышение эффективности действующих установок;
• привлечение в большей мере возобновляемых энерготехнологий;
• снижение нагрузки на экологию;
• обеспечение эффективного отопления и работы всех участвующих в этом процессе систем и пр.

При этом внедряемые новые системы и технологии не должны ухудшать комфорт пользователя, а в эксплуатации обязаны быть максимально простыми.

В некоторых случаях разработчики объединяют все имеющиеся в доме новации в единую систему с комплексным названием «умный дом». Такое решение повышает автоматизацию и также способствует достижению цели.

Твердотопливные технологии

Наиболее распространенные системы, использующие каменный уголь либо торфяные брикеты вряд ли можно назвать новыми. Однако, производители данного оборудования модернизируют свои установки и повышают эффективность их работы. В связи с этим снижается уровень выбросов, и топливо отдает максимальное количество калорий.

Отопительные системы для частного дома с твердотопливными котлами активно эксплуатируют газогенераторные процессы. Позитивным решением в данной области является применение пиролизного газа для обогрева помещения. Топливо фактически тлеет, а не горит во время эксплуатации, при этом происходит более полное сгорание его.

Пиролизные установки выдают больший коэффициент полезного действия по сравнению с традиционными твердотопливными котлами. Сперва сгорает само топливо, после горит пиролизный газ, выдавая на-гора более 90%

Разновидности жидкого топлива

В районах, где к актуальным типам топлива относят различные жидкие углеводороды, например, отработку, дизтопливо или сжиженный природный газ, монтируют котлы последнего поколения. Новые технологии в отоплении этих частных домов существенного сохранения топлива пока не приносят.

Наиболее продвинутое оборудование для жидкотопливных котлов повышает экологическую составляющую данного процесса, снижаются выбросы, обеспечивается более полное сгорание жидкости, минимизируются неприятные запахи за счет повышения герметизации установки.

Реализовать снижение расхода в полной мере пока не удается. Однако, во многих случаях, когда необходимо получить автономную систему за относительно небольшую сумму, то этим котлам нет равных среди аналогов.

Отдельно стоит отметить эффективность работы котлов на сжиженном газе. Конечно, по сравнению с централизованной газовой магистралью этот метод не является более дешевым, но в целом он экономичнее электрического или твердотопливного отопления.

Газовые системы

Разработки, повышающие эффективность газовых систем подходят к пику своих возможностей. Отопление дома по новым технологиям с помощью газа производители решают с помощью конденсационных моделей. В таких аппаратах КПД стремительно приближается к 100%.

Также происходит внедрение аппаратуры с использованием сжиженного газа. В этой ситуации необходимо обновить форсунки, чтобы сопло имело соответствующий диаметр.

Электроустановки

В мире современное отопление частного дома активно использует возможности электричества. Хотя недостатком является относительно высокая стоимость, но при постоянном повышении энергоэффективности данный вопрос также решается.

К новинкам в данной сфере относятся:

• пленочные обогреватели;
• инфракрасные модули обогрева;
• системы электрических теплых полов.

Пока эти виды используются в качестве вспомогательных систем, снижающих нагрузку на основной теплогенератор.

Применение тепловых насосов

Схема геотермального отопления

Использование современной отопительной системы для частных домов в скандинавских странах ассоциируется часто с преобразованием энергии земли или воздуха в тепловую энергию для своего жилья. Внедрение данного типа установок известно еще с 80-х годов прошлого века. За это время успело смениться не одно поколение оборудования.

Мощностные характеристики тепловых насосов постоянно растут, а по своей популярности, например, в Швеции по данной схеме происходит обогрев каждых трех из четырех строений. Кроме этого, на законодательном уровне в некоторых европейских странах подрядчиков принуждают закладывать в смету монтаж данных установок.

Срок окупаемости такого проекта в среднем составляет 7-9 лет в зависимости от объема потребляемых ресурсов и площади дома. Но с учетом того, что полностью отсутствуют затраты на топливо, такой способ является самым рациональным и экологически чистым. Боле того, если во дворе частного дома или поблизости есть водоем, затраты на установку и запуск теплового насоса сокращаются еще на 30%.

Применение энергии солнца

Современные системы отопления, применяемые для бытовых нужд, используют энергию солнца. Получаемые порции света от самой близкой к нам звезды перерабатываются на тепловую энергию посредством двух популярных типов аппаратов:

• тепловые коллекторы;
• солнечные панели.

Между ними есть небольшая разница в эксплуатационных характеристиках и сложности конструкции. Применять для промышленного обогрева их пока не удается за счет высокой стоимости, но для обеспечения горячей водой или электричеством в масштабах дома они являются вполне уместными. Их монтаж проводится на открытой площадке или на крыше здания, где отсутствуют препятствия для солнечных лучей.

Конвекционные технологии

Использование тепловых панелей завоевывает своих поклонников. Преимуществами их эксплуатации являются следующие особенности:

• простота и комфорт в эксплуатации;
• сниженное потребление электроэнергии;
• высокая функциональность;
• эстетичная внешность.

Рабочий элемент для прогрева квадратного метра площади тратит около 0,05 кВт, в отличие от традиционных источников, которым нужно 0,1 кВт для такой же поверхности.

Тыльная сторона панели покрыта теплоаккомулирующим слоем, что позволяет набирать ей температуру в 90 0 С и выше, а затем легко отдавать полученную энергию. В процессе работы используется эффект конвекции. За счет максимальной безопасности и надежности такие модули можно безболезненно использовать даже в детских учреждениях.

Пленочные системы

В качестве современных систем отопления частных домов используют ПЛЭН-системы. Лучистые электронагреватели относятся к эффективным энергосберегающим технологиям. Они часто способны с высокой долей замещения являться альтернативными источниками тепла в помещениях.

Рабочий элемент фиксируется на пленку, которая является термостойкой. Крепление данного обогрева осуществляется в области потолка. Целостная конструкция легко монтируется и подключается к электросети. За счет фолгированного экрана происходит рассеивание тепла в пространстве.

Снижение потерь

Кроме применения всего нового в отоплении частного дома, необходимо снижать потери тепла. Для этого используют термоизоляционные материалы, не позволяющие «отапливать улицу». Это снижает расход топлива для обогрева, повышая эффективность теплогенерирующих установок.

В качестве основных теплоизоляционных материалов используют пеноплекс, пенопласт, экструдированный пенополистирол и минеральную вату. Какой из этих способов выбрать, зависит только от финансовых возможностей и поверхности утепления. Но при этом имейте в виду, что только в крайних случаях допускается утепление дома изнутри, в основном все работы по сохранению тепла проводятся снаружи.

ВИДЕО: ТОП-10 ошибок по утеплению домов

Выбор способа обогрева зависит от финансовых возможностей домовладельца. Горожан с достатком выше среднего больше интересуют современные системы отопления и новейшее энергосберегающее оборудование. Сельские жители с невысокими доходами ставят задачу иначе: экономно обогреть квартиру либо частный дом, понеся минимальные затраты на монтаж.

Обе группы домовладельцев объединяет вполне понятное желание – меньше платить за коммуналку. Вариантов решения проблемы тоже два: пользоваться новыми технологиями или уходить / уменьшать потребление дорогостоящих энергоносителей.

Высокотехнологичные решения

Обогрев жилых и производственных помещений – сфера довольно консервативная, здесь сложно изобрести что-то новое, кардинально отличающееся от традиционных вариантов. Поэтому современные принципы отопления остаются прежними – перенос тепла от источника водяной системой либо прямой нагрев воздуха.

Как правило, инновации в отоплении затрагивают теплосиловое оборудование. Производители стремятся повысить КПД твердотопливных и газовых котлов, а также предлагают разнообразные альтернативные варианты:

• тепловые насосы;
• солнечные коллекторы;
• напольный и панельный электрический обогрев с помощью инфракрасной пленки.

Так выглядят наружные блоки теплового насоса «воздух-воздух», напоминающие внешние модули сплит-систем

За последние 10 лет видоизменились тепловые сети загородных и многоквартирных домов (новостроек). Появились новейшие средства автоматизации, безопасности и дистанционного управления обогревом. Рассмотрим применяемые технологии по порядку.

Справка. За прошедший 10-летний период очень мало изменились отопительные приборы. В квартирах по-прежнему используется 4 типа водяных радиаторов – чугунные, алюминиевые, стальные и . Аналогичная картина наблюдается в сфере электрообогрева, где применяются конвекторы, тепловентиляторы и приборы инфракрасного отопления.

Традиционные тепловые установки

Котлы, сжигающие различное топливо и использующие электричество, постоянно совершенствуются. Модернизируются и традиционные установки воздушного отопления, которые 20 лет назад встречались лишь в производственных зданиях. Мы однозначно относим к новинкам следующее оборудование:

• котлы газовые конденсационные;
• автоматические теплогенераторы на пеллетах и каменном угле;
• установки нагрева воздуха с регенерацией теплоты – рекуператоры.

Газовый конденсационный (слева) и пеллетный автоматический котел (справа)

Примечание. Казалось бы, ассортимент классических электрообогревателей тоже дополнился новыми изделиями, например, и модели. Эти приборы нельзя назвать инновационными, поскольку их принцип действия и КПД идентичен инфракрасным обогревателям.

Разберемся, за счет чего повышена эффективность котельного оборудования:

1. В оптимальном режиме работы конденсационный котел использует скрытую теплоту сгорания природного газа, КПД достигает 96%. В обычных условиях при сжигании образуется вода, которая испаряется и улетает в дымоход. Цилиндрический теплообменник нашего агрегата заставляет пар сконденсироваться и отнять обратно теплоту парообразования.
2. Автоматическая подача твердого топлива в горелку позволяет увеличить КПД сжигания угля и пеллет до 86%. Решающую роль играет четкая дозировка горючего и объема воздуха, нагнетаемого вентилятором. Заметьте: теплообменная часть котла мало отличается от дровяных «собратьев» прямого горения.
3. Теплообменник рекуператора умеет подогревать приточный воздух, отнимая теплоту вытяжного потока. На практике удается передать 50…70%, остальные 30…50 процентов догревает отопительная установка.

Особенность классического рекуператора с перекрестными воздушными потоками – энергонезависимость и абсолютная изоляция . С другой стороны, для перемещения воздуха нужны вентиляторы, потребляющие электричество.

Самое лучшее теплосиловое оборудование стоит больших денег. Конденсационные теплогенераторы дороже обычных газовых на 40-80%, а стоимость 1 ретортной пеллетной горелки превышает цену простого котла с цепочкой. Но с течением времени и по мере распространения котельные установки дешевеют, становясь доступнее с каждым годом.

Оборудование для альтернативного отопления

Выше мы привели список нетрадиционных источников тепла, теперь раскроем секреты их эффективности:

1. Тепловые насосы (ТН), используя , переносят энергию внутрь жилых помещений. Агрегат отнимает низкопотенциальное тепло грунта, воды либо воздуха. Соотношение потребленного электричества к перенесенной тепловой энергии составляет 1: 3 у воздушных и 1: 5 у геотермальных установок.

   Способы отбора теплоты геотермальным ТН

2. Расположенные на открытом участке солнечные коллекторы греют воду напрямую либо посредством вещества, заключенного внутри прозрачных вакуумных трубок. Энергия достается практически даром, но с перебоями – ночью и в зимний период гелиосистемы сильно теряют эффективность.

   Солнечные коллекторы не могут отапливать дом самостоятельно, поэтому отдают энергию в буферную емкость или бойлер косвенного нагрева

3. Тонкая полимерная пленка с нагревательным углеродным слоем не экономит электричество напрямую. Но будучи заложена под напольное покрытие (потолок, стены) по всей площади комнаты, она позволяет уменьшить затраты на электроотопление за счет невысокой температуры нагрева.
   

Уточнение. Тепловые агрегаты различных типов греют непосредственно воздух комнат или теплоноситель, направляемый к приборам отопления. Самая лучшая по эффективности – современная геотермальная установка, добывающая энергию земли. На каждый затраченный киловатт электричества она приносит 4-5 кВт теплоты.

Из-за высокой стоимости оборудования и монтажа перечисленные способы отопления дома реализуются немногими пользователями. Исключение – инфракрасная пленка, доступная благодаря низкой цене и простоте укладки.

Постепенно дешевеют и тепловые насосы – некоторые фирмы уже показывают удобоваримые цифры, например, 300 у. е. за 1 кВт отопительной мощности вместе с монтажом (бурение скважин считается отдельно). При большом желании грунтовый ТН можно , используя старую сплит-систему.

Отопительные сети

Водяные системы не собираются сдавать позиции воздушному отоплению и прямому электрическому нагреву, оставаясь наиболее распространенным методом передачи тепла в помещения. Выделим 3 схемы отопления, постепенно вытесняющие классическую двухтрубную систему закрытого типа:

• радиаторная сеть, подключенная коллекторным (лучевым) способом;
• контуры напольного отопления;
• панельный обогрев - так называемые теплые стены.

Пример лучевой разводки к батареям от гребенки

Примечание. По-хорошему, только лучевую схему следует считать современной. Греющие полы и стены описаны еще в советских учебниках по отоплению и вентиляции, но широкую популярность обрели в середине 2000-х годов.

Суть коллекторной разводки заключается в скрытой прямой прокладке труб к каждой батарее индивидуально. Регулировка производится на гребенке, куда подсоединяются все трубопроводы, спрятанные в полу, за подшивкой потолков либо замурованы в стенах. Схема позволяет максимально автоматизировать работу отопления и управлять температурой каждой комнаты отдельно.

Проект греющих напольных контуров одноэтажного здания

Преимущества теплых полов (сокращенно – ТП) хорошо известны домовладельцам – комфортный обогрев нижней зоны помещений теплоносителем низкой температуры (30-50 °С), отсюда экономия топлива 10-30%. Существенный недостаток – инерционность (длительный прогрев и остывание бетонного монолита).

Справка. В санузлах и коридорах малой площади лучше устраивать электрические теплые полы, где нагревательным элементом служит резистивный кабель или та же пленка. Причина – меньшие затраты на монтаж.

Панельный обогрев – это аналог теплого пола, только труба крепится к стене и заделывается штукатуркой. При подключении к тепловому насосу либо чиллеру настенный контур может охлаждать комнату в летний период. Подробнее о современном варианте отопления смотрите на видео.

Средства автоматизации и арматура безопасности

В современных системах отопления применяются следующие устройства автоматики:

1. Терморегуляторы–программаторы подключаются к газовым и электрокотлам, снабженным электронными «мозгами». Фиксируя температуру воздуха, прибор управляет горением/нагревом отопителя и таким образом поддерживает микроклимат в доме. Следуя установкам пользователя, регулятор меняет температуру в зависимости от присутствия людей в разное время суток.
2. Радиаторные термоголовки + термостатические вентили ограничивают проток теплоносителя через батареи, не позволяя нагревать помещение выше заданной температуры.
   
3. Термоголовки RTL управляют расходом теплоносителя в петлях ТП, ориентируясь по нагреву обратного потока.
4. Смесительные узлы на базе двух– и трехходовых клапанов ограничивают температуру теплоносителя в любой магистрали – греющих напольных контурах, тупиковых ветвях с радиаторами, в малом кольце циркуляции твердотопливного котла.
5. Система зонального контроля включает электронный блок, комнатные терморегуляторы и сервоприводы, установленные на вентилях распределительного коллектора. Контроллер регулирует расход воды в контурах и автоматически поддерживает в помещениях разную температуру, задаваемую пользователем.
6. Дистанционное управление обогревом через GSM-канал либо интернет. К котлу подключается электронный блок, например, «Кситал», обменивающийся информацией с сотовым телефоном домовладельца. Последний всегда видит состояние отопителя, температуру в доме и может дистанционно отдавать различные команды.

Справка. В последние годы появились приложения для смартфона, взаимодействующие с котлом в режиме реального времени через интернет.

Настоящей новинкой в сфере безопасности отопления мы считаем клапаны теплового сброса, применяемые в закрытых системах с ТТ-котлами. В отличие от обычных предохранительных клапанов, срабатывающих по давлению, реагируют на превышение температуры воды и быстро охлаждают рубашку котла в случае закипания.

Принцип следующий: через один патрубок клапан сбрасывает кипяток в канализацию, а по второму подает в котловой бак холодную воду из водопровода. Вероятность взрыва твердотопливного котла сводится к нулю.

Варианты бюджетного отопления

В сельской местности и отдаленных регионах отопительные системы частных домов монтируются с учетом усложняющих факторов:

• при перебоях с подачей электроэнергии любые инновации и технологичные решения превращаются в груду бесполезного хлама, после отключения света помещения остывают;
• нередко приходится рассматривать варианты обогрева без газа, поскольку подключение к магистрали слишком дорогое либо невозможно технически;
• цена сжиженного газа и соответствующего оборудования не позволяет хозяину с небольшими доходами устроить автономное отопление;
• ограниченный бюджет.

Замечание. Если отключения света или перепады напряжения наблюдаются постоянно, покупать блок бесперебойного питания либо электрогенератор бессмысленно. У первого может не хватить заряда, второй без помощи хозяина не запустится. Результат: вы приходите с работы и попадаете в холодный дом.

В подобных условиях современной считается энергонезависимая схема обогрева, реализуемая 2 способами:

1. Монтируется самотечная разводка из труб увеличенного диаметра с соблюдением уклонов на горизонтальных участках, как сделано выше на схеме двухэтажного дома. Теплоноситель нагревает печка с водяным контуром или котел, не нуждающийся в электричестве.
2. кирпичная печь с выходом в 3-4 комнаты. В небольшом дачном домике ставится металлическая либо чугунная печка на дровах.

Небольшую плиту с баком-котлом можно сложить своими руками

Источником тепла может выступать напольный газовый котел с энергонезависимой автоматикой типа « », «Лемакс», АОГВ и тому подобные. Если газ на участке отсутствует, можно установить твердотопливный теплогенератор прямого горения, управляемый цепным регулятором тяги.

Во времена СССР, когда населенные пункты массово газифицировались, владельцы жилых домов разрушали кирпичные печки, напрасно занимающие площадь. Теперь наблюдается обратная тенденция – печи восстанавливаются либо выкладываются с нуля.

Многие современные застройщики предпочитают заложить в проект добротный отопитель из кирпича и не зависеть от внешних факторов. Если же старая печка в доме сохранилась, восстановите ее, как показано в видеосюжете:

Заключение

Современная система отопления в нашем понимании – это эффективный способ обогрева, соответствующий нынешним условиям. Нет смысла вкладывать средства и городить автоматику, которая отключится вместе с сетевым напряжением, покупать одни аппараты (генераторы, бесперебойники), чтобы работали другие (насосы, контроллеры, приводы). Исповедуйте принцип экономической целесообразности.

Отопление должно быть не только эффективным, но и экономичным. Способствовать росту этого показателя должны новейшие технологии отопления частного дома и его монтажа. Их главной характеристикой является показатель КПД. Но не нужно забывать и о минимизации эксплуатационных трат.

Принципы новых методик отопления

Любые инновационные технологии в отоплении должны улучшать систему, ее показатели и комфорт эксплуатации. Существует несколько областей развития, которые определяют будущие тенденции в организации автономного отопления дома.

Наиболее популярной является модернизация текущих классических схем, а в частности – отдельных компонентов. В первую очередь это касается котлов отопления. Повышение эффективности работы (КПД), максимальная автономность и экономичность – вот главные показатели при выборе современного котла.

Но кроме этого новые технологии отопления загородного дома включают в себя следующие направления:

• Использование альтернативных источников тепла – геотермальное отопление, солнечные коллекторы и т.д.;
• Усовершенствование традиционных схем отопления. В особенности это касается систем, которые используют электричество в качестве основного источника тепловой энергии;
• Новые материалы изготовления радиаторов и трубопроводов, модернизация конструкций отопительных приборов.

Не всегда предлагаемые новые технологии отопления частного дома являются по-настоящему эффективными. Но есть уже проверенные методики улучшения характеристик системы поддержания оптимальной температуры при работе автономного отопления.

Солнечные коллекторы или геотермальное отопление могут устанавливаться лишь в качестве вспомогательных систем. Учитывая суровые зимы, они не способны поднять температуру в помещении до требуемого уровня.

Инфракрасное отопление дома

Как наиболее эффективно преобразовать электрическую энергию в тепловую? Идеальный вариант – генерирование ИК лучей в диапазоне волн от 10-15 мкм. Для этого используют специальные резистивные элементы, изготовленные из карбона. Современная финская технология отопления применяет именно такой тип обогревателей.

Они представляют собой полимерную вспененную основу с нанесенным слоем фольги. На ее поверхности располагаются резистивные элементы, которые при подключении электрического тока излучают ИК волны. Эти современные технологии отопления не возможны без электронного блока управления – они предназначены для регулировки мощности в зависимости от температурных параметров в помещении и установок пользователя

По схеме финской технологии отопления монтаж выполняется на потолок в комнате. Таким образом достигается максимальный нагрев всего объема помещения. Боковой монтаж менее эффективен. Но в отличие от технологии монтажа отопления из полипропиленовых труб, установка ПлЭн требует обязательного утепления потолка и стен. Помимо этого нужно учитывать такие особенности ИК отопления:

• Максимальный уровень нагрева пленки составляет около 40-50°С;
• Тепловые потери в здании не должны превышать нормативных. В противном случае нагрев воздуха не будет выше 16-17°С;
• Технология установки радиаторов отопления предусматривает относительно небольшую площадь батарей. Для эффективности работы ПлЭн площадь покрытия потолка должна достигать 60-70% от общей;
• В отличие от технологии монтажа водяного отопления для ИК не нужно устанавливать котлы, трубопроводы и другие элементы системы.

Но почему же ПлЭн не получил столь широкого развития? Несмотря на то, что оно относится к инновационным технологиям в отоплении, степень нагрева воздуха в жилом здании во многих случаях остается неудовлетворительной. Это объясняется большими тепловыми потерями.

К тому же нужно учитывать инертность этой системы, что во многих случаях недопустимо для новых технологий отопления загородного дома. Выход на нормальный режим может продлиться от 2-х до 4-х недель.

Фактическая тепловая мощность пленочного нагревателя отличается от номинальной на 10-15%. Это нужно учитывать при расчете площади покрытия.

Комплектующие системы и их монтаж

Любая новая технология монтажа водяного отопления всегда предусматривает использование инновационных материалов для изготовления ее компонентов. Благодаря развитию полимерной отрасли появились более экономичные модели труб – полипропиленовые, из сшитого полиэтилена и металлопластиковые. Они просто устанавливаются и характеризуются долгим сроком безремонтной службы.

Установка полипропиленовых труб отопления

До появления современных технологий в отоплении монтаж магистралей занимал «львиную» долю средств и сил. Стальные трубопроводы соединялись сварным методом, а в случае невозможности применения сварочного аппарата – на резьбовых муфтах. Это не всегда приводило к желаемому результату.

Принцип технологии монтажа отопления из полипропиленовых труб заключается в создании соединений с помощью диффузионной сварки. Поверхность элементов нагревается до текучего состояния, в результате чего происходит их спайка. Такая методика имеет ряд положительных моментов:

• Возможность самостоятельно прокладывать трубопроводы. Для этого необходимо приобрести специальный паяльный аппарат. Стоимость самой доступной модели составляет 400-700 руб;
• Надежность соединения. Для этого нужно лишь соблюсти время нагрева труб;
• Упрощенная технология монтажа радиаторов отопления.

Однако полипропиленовые трубы обладают одним немаловажным «минусом» – максимально возможная температура воды не должна превышать +90°С. В противном случае произойдет их деформация и отслоение армирующей оболочки.

Для повышения тепловой отдачи в новых технологиях установки батарей отопления предусматривается монтаж отражающей поверхности. Чаще всего применяют фольгированный пенофол.

Теплый пол для отопления

Зачастую при выборе технологи установки водяного отопления придерживаются классической схемы – монтаж трубопроводов для транспортировки теплоносителя и радиаторов, предназначенных для передачи тепловой энергии в помещение. Однако подобная организация не всегда оправдывает себя. Поэтому в некоторых случаях предпочитают сделать водяной теплый пол по всей площади дома.

В чем же заключается инновация этой технологии в качестве отопления? Главный показатель – эффективность работы. Задача для собственника загородного коттеджа – правильно подобрать материалы и конструктивные компоненты:

• Трубы . Оптимальный вариант – сшитый полиэтилен с оболочкой, защищающей от проникновения воздуха. Эти трубы имеют достаточную гибкость, монтируются с помощью фитингов и обладают высокой теплоотдачей;
• Система управления . Без этого невозможны новые технологии в отопления загородного коттеджа. Для водяного теплого пола – это коллектор с автоматическим смесительным узлом. Также потребуется программатор, подключенный к внешним датчикам температуры;
• Напольное покрытие . Оно играет не последнюю роль, так как именно тепловые потери на прохождение энергии через цементную стяжку или ламинат определят окончательный КПД всей системы.

Во сколько обойдутся подобные новые технологии отопления в частном доме? Все зависит от выбранных компонентов и схем расположения магистралей. Учитывая, что большинство тепловых потерь в частной застройке происходит из-за недостаточного утепления фундамента – водяной теплый пол в настоящее время считается одним из лучших вариантов поддержания комфортного уровня температуры. Немаловажным преимуществом является возможность выбора технологии монтажа отопления – из полипропиленовых труб, из сшитого полиэтилена или металлопластика. Разница будет заключаться лишь в стоимости комплектующих и трудоемкости монтажа.

В отличие от финской отопительной технологии, водяной теплый пол может нагревать воздух в комнате до 25-28°С. Но при этом затраты на закупку оборудования и его обследование теплого пола значительно выше. Выбор той или иной системы определяется требуемыми характеристиками отопления.