Низкотемпературная система отопления


Низкотемпературные системы отопления

Е. Черняк
Развитие технической мысли позволило современному человеку иметь большой выбор систем отопления, в зависимости от требований и материальных возможностей, которого не было даже у предыдущего поколения. Постепенное развитие бытовой теплоэнергетики привело к тому, что все большую популярность у населения стали иметь системы низкотемпературного отопления жилья, о которых и пойдет речь в этой статье.

Практика показала, что при сравнении двух источников тепла – с высокой и низкой температурами – наиболее комфортные для человека условия создаются именно низкотемпературным прибором отопления, который обеспечивает небольшой перепад температур в помещении и не вызывает негативных ощущений. Верхний предел так называемых низких температур, по определению энергетиков, находится в районе 40˚С. Низкотемпературные системы отопления, использующие теплоноситель, работают с температурами 40–60˚С – на входе в теплопроизводящее устройство и на его выходе. А системы воздушного, электрического и лучистого обогрева используют и более низкие температуры, сравнимые с температурой тела человека. Так что само понятие низких температур довольно условное и, тем не менее, использование теплоносителя или других источников тепла с температурой до 45˚Симеет множество преимуществ, влияющих на выбор такой системы для отопления жилья, и, благодаря своим особенностям, органично вписывается в применение с возобновляемыми источниками энергии.

Ко всем системам отопления предъявляются определенные требования, которые призваны сделать наиболее эффективным, комфортным и безопасным их использование. Строительные, климатические, гигиенические и технологические требования подробно изложены в ДБН В.2.5–67:2013 в пунктах 4, 5, 6, 7, 9, 10 и 11. Эти требования позволяют максимально снизить негативные и одновременно повысить позитивные воздействия на человеческий организм, оказываемые системами отопления.

Необходимо отметить, что одним из важнейших условий эффективности работы любых систем отопления является тщательный учет теплопотерь, а для низкотемпературных систем это едва ли не самое важное. В противном случае такие системы будут малоэффективными и излишне энерго-, а, значит, и материально затратными.

Классификация

Системы низкотемпературного отопления можно условно разделить – по способу приготовления тепла – на монолитные, бивалентные и комбинированные. Монолитные системы характеризуются использованием одной или нескольких теплопроизводящих установок. В бивалентных используются два теплогенератора, имеющих различные принципы работы, один из которых может включаться как дополнительный источник тепла при очень низких температурах наружного воздуха. Несколько теплопроизводящих установок, включенных параллельно, образуют комбинированную систему отопления.

Нагрев теплоносителя во всех системах отопления может осуществляться прямым способом или косвенным. Примером прямого нагрева являются водонагревательные котлы различного типа, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, а также и электрические котлы. Косвенным способом нагревают теплоноситель в теплообменниках (бойлерах) или теплоаккумуляторах. Данный способ очень широко используется в системах, работающих на возобновляемых источниках энергии – ветряных и солнечных.

Также системы низкотемпературного отопления можно разделять по типу теплоносителя – жидкие, газовые, воздушные и электрические, и по виду отопительных приборов – поверхностные, конвекционные и панельно-лучевые.

Описание систем

Все большую популярность низкотемпературные системы отопления приобретают за счет того, что они очень гармонично сочетаются с оборудованием, работающим на возобновляемых источниках энергии. Во времена, когда традиционная энергия становится все дороже это немаловажный фактор.

Водяное отопление

Все системы этого типа характеризуются тремя основными параметрами – температура теплоносителя на выходе из теплопроизводящего устройства (в этом случае используются водонагревательные котлы на твердом, жидком, газообразном топливе и электрические), температура на его входе и температура воздуха в отапливаемом помещении. Такая последовательность цифр указывается во всех документах на котлы.Современные системы низкотемпературного отопления, в основном, базируются на европейском стандарте EN422, в котором введено понятие «мягкого тепла», предполагающего использование теплоносителя с температурой на выходе из теплопроизводящего устройства 55˚С, а на входе – 45˚С.

Данный тип отопления предполагает применение в системе циркуляционных насосов, которые размещаются так же, как и в обычных системах отопления. Наиболее экономичными считаются «открытые» системы с размещением расширительного бака в верхней точке. Установка насосов в магистраль подачи теплоносителя позволяет избежать возможных зон разрежения, что имеет место при установке циркуляционных насосов на обратной магистрали.

В закрытых системах, работающих с повышенным давлением, наряду с циркуляционным насосом необходимо использовать автоматический воздухоотводчик и сбросной клапан, а также манометр, показывающий давление в системе. Расширительный бак в этом случае размещается в удобном для пользователя месте.

Одним из требований, определяющим эффективность работы открытого типа отопительных систем, является необходимость хорошей теплоизоляции расширительного бака. Иногда – в случае размещения его на чердаках зданий – требуется и его принудительный подогрев.

Одним из наиболее распространенных видов низкотемпературной системы отопления является всем известный «теплый пол» (рис. 1). Системы поверхностного отопления, например, производства компании Oventrop (Германия), включают трубы, монтаж которых может производиться и в пол, и в потолок, и в стены. При этом совершенно не затрагивается интерьер.

Рис. 1. Система отопления с «теплым полом»

В данных системах, благодаря преимущественно лучистому теплообмену, совершенно отсутствует движение воздуха, и тепло равномерно распределяется по помещению. Электронные программируемые регуляторы существенно повышают экономичность системы.

Подающая магистраль систем поверхностного обогрева содержит теплоноситель температурой 40–45˚С, что позволяет с максимальным эффектом использовать возможности конденсационных котлов, а также альтернативные (возобновляемые) источники энергии. В системе, как правило, используется труба из сшитого полиэтилена с защитным от кислорода слоем.

Паровое отопление

Этот тип отопления характеризуется использованием в качестве теплоносителя «насыщенного» пара, что приводит к необходимости обеспечить соответствующий сбор конденсата. И если в системе отопления присутствует один отопительный прибор, что не создает проблем, то при увеличении их количества конденсат отводить становится все труднее и труднее. Решение этой проблемы нашлось в использовании в качестве теплоносителя «холодного» пара. Его роль в современных системах низкотемпературного парового отопления играет, в частности, хладон-114 – негорючее, неядовитое, без запаха и химически устойчивое неорганическое соединение.

Система на «холодном» паре работает за счет использования тепла, выделяемого при конденсации насыщенных паров, которое и нагревает приборы отопления. Конденсатопроводы работают в «мокром» режиме, что обусловлено подпором конденсата. Конденсатоотводчики в этом случае не нужны – конденсат самотеком возвращается в испаритель. Подпиточный насос также не требуется. И паропроводы, и конденсатопроводы монтируются как горизонтально, так и вертикально. Причем совершенно необязательно соблюдать уклон. В случае вертикального монтажа подающий паропровод может размещаться как сверху, так и снизу.

Регулировка системы, работающей на «холодном» паре, осуществляется воздействием на давление пара и его температуру, для чего систему рассчитывают на давление, соответствующее максимально возможной температуре пара.

В качестве отопительных приборов в системе низкотемпературного парового отопления обычно используются секционные радиаторы и конвекторные панели. Для регулировки теплоотдачи каждый прибор отопления снабжают мембранным клапаном.

Воздушные системы

Использование этого типа систем (рис. 2) довольно ограничено. На это оказывают влияние несколько факторов. Во-первых, достаточно низкая степень теплообмена между воздухом и теплопроизводящим устройством или теплообменником. Во-вторых, по гигиеническим соображениям. Воздушные потоки переносят пыль, а воздушные каналы и теплообменные устройства создают хорошие условия для развития нежелательных бактерий и микроорганизмов, и требуют специальной защиты. И, в-третьих, такие системы очень материалоемкие, а, значит, имеют высокую стоимость.

Рис. 2. Воздушная система отопления

Но, несмотря на это, воздушные системы низкотемпературного отопления можно использовать в следующих случаях:

  • если необходимо обеспечить централизованный обогрев при низкой скорости движения воздуха в каналах. Такой способ подходит для обогрева небольших домов и коттеджей с помощью плинтусного воздуховода;
  • если требуется обеспечить центральный подогрев с высокой скоростью воздуха в каналах – система высокого давления. В этом случае требуется специальное воздухораспределительное оборудование, обеспечивающее равномерное поступление воздуха во все помещения и обладающее шумопоглощающими свойствами. Регулировка этой системы осуществляется двумя способами: первичным – на теплообменнике, и вторичным – количеством приточного теплого воздуха;
  • если нужен локальный подогрев нескольких помещений или одного большого. Такие системы знакомы каждому по большим магазинам – используются и воздушные завесы на входе в помещения, и дополнительные воздуховоды с теплым воздухом в необходимых местах.
Электрическое отопление

Эта система представлена на рынке отопительных систем множеством производителей. В ее основе лежит принцип нагрева специального резистивного кабеля (рис. 3) электрическим током. Тепло, снимаемое с кабеля, передается в окружающую среду, создавая мягкий прогрев помещения. Комплектация системы может включать в себя греющие кабели или готовые маты, терморегуляторы и установочный комплект, обеспечивающий быстрый и легкий монтаж.

Рис. 3. Электрический «теплый пол»

Конструктивные элементы систем

Все системы отопления, как уже говорилось выше, предназначены для поддержания оптимального и комфортного соотношения трех параметров – температура теплоносителя после теплопроизводящего устройства, температура отопительного прибора и температура воздухав помещении. Обеспечить такое соотношение можно правильным подбором важных элементов системы.

Теплопроизводящие устройства

Все устройства для производства тепла можно разделить на три группы.

Первая группа – теплогенераторы на основе использования традиционного топлива и электроэнергии. В основной своей массе это различные водогрейные котлы, работающие на твердом, жидком, газообразном топливе и электрической энергии. Даже для косвенного нагрева «холодного» пара в паровых системах низкотемпературного отопления используются все те же водогрейные устройства.

В этой группе приборов можно отметить бытовой конденсационный котел, являющийся устройством, появившемся в результате инновационных разработок по рациональному использованию водяных паров, образующихся при горении топлива. Исследования, которые направлены на более полное использование энергии и одновременно минимизацию негативного воздействия на окружающую среду, позволили создать новый тип отопительного оборудования – конденсационный котел – позволяющий посредством конденсации получать дополнительное тепло из дымовых газов.

К примеру, итальянский производитель Baxi выпускает линейку конденсационных котлов как напольного, так и настенного исполнения. Модельный ряд настенных котлов Luna Platinum (рис. 4) состоит из одноконтурных и двухконтурных конденсационных котлов, с мощностью от 12 до 32 кВт. Ключевым элементом является теплообменник из нержавеющей стали AISI 316L. Различными составными частями котла управляет электронная плата, есть съемная панель управления с жидкокристаллическим дисплеем и встроенной функцией управления температурой. Система модулирования мощности горелки позволяет адаптировать выходную мощность котла к энергии, потребляемой зданием в диапазоне 1:10.

Рис. 4. Конденсационный котел BAXI Luna Platinum

Вторая группа – установки, использующие тепло внесистемных теплоносителей. В таких случаях применяют теплоаккумуляторы.

К третьей группе относятся устройства, использующие внешний теплоноситель для косвенного нагрева. В них с успехом применяются поверхностные, каскадные или барботажные шаровые теплообменники. Именно такой тип используется для подогрева «холодного» пара в системах парового низкотемпературного отопления.

Отопительные приборы

Отопительные приборы делятся на 4 группы:

  • приборы с равными по площади поверхностями, как со стороны теплоносителя, так и со стороны воздуха. Такой тип приборов известен всем – это традиционные секционные радиаторы;
  • устройства конвекционного типа, в которых площадь поверхности, соприкасающейся с воздухом, намного больше поверхности со стороны теплоносителя. В этих приборах излучение тепла носит второстепенный характер;
  • пластинчатые воздухонагреватели с побудительным воздушным потоком;
  • устройства панельного типа – напольные, потолочные или стеновые. В этой линейке отопительных панелей, к примеру, можно отметить чешские панельные стальные радиаторы Korado под названием Radik, выпускаемые в двух исполнениях – с боковым подключением (Klasik), и с нижним со встроенным термостатическим вентилем (VK). Панельные стальные радиаторы предлагает также компания Kermi (Германия).

Рис. 5. Панельный стальной радиатор Korado

К отопительным приборам низкотемпературных систем можно отнести различного рода секционные и панельные нагреватели, отопительные конвекторы, калориферы и отопительные панели.

Теплоаккумуляторы

Эти устройства необходимы в бивалентных системах низкотемпературного отопления, в которых используется энергия из возобновляемых источников или сбросная теплота. Теплоаккумуляторы могут быть жидко- или твердозаполненными, использующие теплоемкость заполнителя для накопления теплоты.

Широкое распространение все больше получают устройства, в которых тепло выделяется в момент фазовых превращений. В них теплота накапливается в процессе плавления вещества или тогда, когда кристаллическая его структура претерпевает определенные изменения.

Также эффективно работают термохимические теплоаккумуляторы, принцип работы которых основан на накапливании теплоты в результате химических реакций, происходящих с выделением тепла.

Аккумуляторы тепла могут подключаться к системе отопления как по зависимой схеме, так и по независимой, когда в них аккумулируется тепло от внесистемного теплоносителя.

Тепловые аккумуляторы могут быть также грунтовыми, скальными и даже подземные озера могут использоваться в качестве накопителя тепла.

Грунтовые тепловые аккумуляторы получают при размещении регистров, изготовленных из труб, с шагом полтора–два метра. Скальные теплоаккумуляторы обустраивают путем бурения вертикальных или наклонных скважин в скальных породах на глубину от 10 до 50 м, куда и закачивается теплоноситель. Использование подземных озер в качестве теплоаккумуляторов возможно в случае размещения в нижних слоях воды труб с закаченным в них теплоносителем. Отбор тепла осуществляется из труб, размещенных в верхних слоях подземных озер.

Тепловые насосы

При использовании в низкотемпературных системах отопления источника тепла, температура которого ниже температуры воздуха в помещении, а также для снижения материалоемкости отопительных приборов, в систему могут включаться тепловые насосы (рис. 6). Самыми распространенными устройствами этой группы являются компрессионные тепловые насосы, дающие при конденсации температуру от 60 до 80˚С.

Рис. 6. Принцип работы теплового насоса

Эффективную работу теплового насоса в низкотемпературной системе отопления обеспечивает включение в контур испарителя теплового аккумулятора, который способствует стабилизации температуры испарения «холодного» пара. Регулировка этой системы осуществляется путем изменения теплоотдачи самого насоса.

Преимущества и недостатки

Низкотемпературные системы отопления завоевывают своих сторонников тем, что создают более комфортные условия в помещении, нежели традиционные – с высоким нагревом отопительных приборов. Не происходит излишнее «осушение» воздуха, отсутствует – опять-таки излишняя – запыленность помещения вследствие неизбежного перемещения воздуха при очень горячих отопительных приборах.

Плюсом системы можно считать возможность ее нагрузки и до высоких температур, если в том вдруг возникнет необходимость.

Использование теплоаккумуляторов в системе дает возможность накапливать тепло и моментально использовать его в случае необходимости.

Низкий разброс температур – выходной из теплопроизводящего устройства и воздуха в помещении – позволяет легко регулировать систему, используя программируемые термостаты.

А что касается недостатков, то он, по существу, один – стоимость законченной системы несколько, а то и в разы выше, нежели традиционной высокотемпературной.

aw-therm.com.ua

Низкотемпературная система отопления

Температурный режим можно разделить на три отдельных параметра: температура теплоносителя при выходе из котла, на входе в котел и температура воздуха в помещении. Другими словами: подача, обработка, воздух, именно эта последовательность используется во всех числах представленных в документах.

Традиционные системы отопления, рассчитываются по старому, при выходе из котла температура воды составляет в среднем 70-80 градусов, на входе примерно 60. На практике же такой режим не используется, и для расчета систем отопления используют европейские нормы. Именно по этим нормам, настроены импортные котлы длительного горения.

Европейский стандарт по отоплению EN 442 имеет обычный температурный режим 75/65 градусов, помимо этого существует также понятие «мягкое тепло», с режимными параметрами 55/45 град. Данный температурный режим, станет основным в будущем.

Что такое низкотемпературная система отопления? Это система, где температура воды на выходе составляет 60 град. На входе — менее 40. Это довольно условное разграничение по температуре, да и дело здесь не только в температуре.

Довольно широкой известности, приобрела система низкотемпературного отопления «теплый пол». В ней также эффективно могут использоваться радиаторы разного размера. По сути, в каждом частном доме используется низкотемпературная система отопления, и в переходной сезон температура на регуляторе газового котла, равна 50-60 градусам.

Главным преимуществом низкотемпературного отопления, является его комфортность. Ведь не раз уже говорилось об осушении воздуха разогревшимися радиаторами, и о большом количестве пыли, вызванной вследствие воздушной конвекции. Конечно же, не стоит воспринимать это как главный аргумент, доказывающий неэффективность радиаторов, но теоретически эти явления все же бывают. Сложно дать оценку их величине, так как большинство из наших предшественников, благополучно использовали традиционное высокотемпературное отопление. Ясно лишь одно, что теплый радиатор, все же комфортнее горячего.

К еще одному преимуществу низкотемпературного отопления можно отнести, возможность применения в системе, современных технологий. А именно можно использовать конденсационные котлы и солнечные коллекторы. Которые требуют низкой температуры обратки, в системе.

По этому, низкотемпературная система отопления – являет собой систему отопления, рассчитанную на режим работы при низких температурах, в районе 60/40 градусов и ниже. Под этот режим специально подбираются генераторы тепла и радиаторы. Также в низкотемпературном отоплении допускается возможность использования высоких температур во время зимы, при сильных морозах.

housedb.ru

Что такое низкотемпературное отопление

Вопрос, что такое низкотемпературное отопление, возникает у многих людей. Обычно такие системы характеризуются прогревом теплоносителя до 60 градусов по Цельсию. При этом, на входе в систему он имеет температуру около 40 градусов, а на выходе – около 60. Рассмотрим, как это достигается.

Температурный режим отопительных систем может быть описан тремя характеристиками:

  •    • Температура теплоносителя на входе в котел.
  •    • Температура на выходе.
  •    • Температура в обогреваемом помещении.

Данные котла должны указываться в техпаспорте изделий именно в этой последовательности. Отопительные системы традиционного типа (включая и центральное отопление), были рассчитаны таким образом, что на выходе из нагревателя вода должна иметь температуру около 80 градусов при температуре в 60 градусов на входе. Однако в наши дни такие показатели являются несколько устаревшими. Температура может быть снижена или теплосетью, или же самим пользователем. Европейские же котлы, которые сегодня практически полностью вытеснили советские отопительные аналоги, работают по несколько иным схемам.

По европейскому стандарту нормальный режим работы систем отопления предполагает температуру 60-75 градусов по Цельсию. Но здесь же говорится о понятии так называемого «мягкого тепла», предполагающего параметры системы с температурой до 55 градусов. И именно этот режим может стать нормативным в недалеком будущем, если учесть все ужесточающиеся требования к экономии. Таким образом, монтаж теплых полов становится все более актуальным.

О «теплых полах», пожалуй, слышали все. Именно эта система выступает одним из наиболее ярких примеров низкотемпературного отопления. К тому же, большинство владельцев частного дома сегодня уменьшают температуру котлов до «единички», дабы довести температуру теплоносителей до 50-60 градусов.

Какие преимущества есть у низкотемпературного отопления

При установке системы водяных теплых полов, вы получаете следующие преимущества:

  1.   1. Основное преимущество – это уровень комфорта. Ни для кого не секрет, что чересчур горячие батареи сушат воздух, образуя в доме излишнюю конвекцию, которая поднимает в доме много пыли, оказывая на человеческий организм негативное влияние.
  2.   2. Экономичность. Отказываясь от интенсивного обогрева в пользу выборочного, для которого характерна раздельная регулировка температуры, вы можете сэкономить до 20% теплоносителей.
  3.   3. Технологическая экономичность. Используя режим теплых труб, вы сможете открыть для себя сразу две возможности для обогрева – конденсационные котлы, характеризующиеся КПД до 95%, и солнечные коллекторы, позволяющие получить «бесплатную» энергию.

Устраняя основные источники теплопотерь и желая снизить затраты тогда, когда через 5-10 лет система окупится, владельцы домов могут начинать переоборудование отопительных систем на более экономичный режим работы.

geo-comfort.ru

Низкотемпературное отопление зданий

27 апр 2012,

Суть низкотемпературного отопления

Низкотемпературное отопление зданий состоит из низкотемпературного настенного и напольного отопления. Настенное отопление выглядит следующим образом. Трубы, через которые подается теплая вода снизу, и которая выходит сверху, прокладывают в стене, как правило, параллельно полу. Затем трубы фиксируют зажимами и заделывают специальной штукатуркой, имеющей мелово-цементную основу.

Согласно нормативам, трубы от поверхности стены должны находиться на расстоянии 10 миллиметров, что способствует быстрому нагреву помещений. Основное правило создания настенного отопления гласит: для качественного обогрева помещения необходимо занять трубами примерно треть свей площади стен. Например, если площадь стен всего помещения составляет 30 м2, то для его обогрева трубы необходимо уложить на площади 10 м2 стен.

Низкотемпературное напольное отопление функционирует аналогично настенному отоплению. Однако напольный вариант признается как более легкий для монтажа и, соответственно, более дешевый. Напольное отопление особенно эффективно можно применять для влажных помещений и прихожих: везде, где на полу выложена плитка или камень. Напольное отопление, по сравнению со своим настенным аналогом, работает значительно медленней и прогревает помещение значительно дольше.

Главное же отличие низкотемпературных систем отопления от привычных моделей состоит в том, что в обычном радиаторе температура воды составляет 70 градусов и выше, а в низкотемпературных системах воду необходимо нагревать всего до температуры в 30-35 градусам. Такая вода пускается по трубам или пластмассовым шлангам, которые установлены в полу или стене.

Преимущества низкотемпературного отопления зданий

Преимуществ низкотемпературного отопления зданий достаточно много. В первую очередь, следует назвать то, что затраты энергии при использовании низкотемпературных систем значительно ниже, чем при обычном способе отопления. При этом предварительный нагрев воды до температуры 20-25 градусов может быть совершен с использованием установленного на крыше солнечного коллектора.

Во-вторых, низкотемпературное отопление, вмонтированное в перестенки, экономнее, так как не нужно производить изоляцию труб от потерь тепла: ведь их устанавливают сразу в стены, которые непосредственно производят нагрев комнаты. Таким образом, потерь тепла вообще нет.

В-третьих, очень приятно, например, лежать на диване около стены, от которой исходит нежное тепло, подобное теплу от кафельной печки. Также очень приятно контактировать с теплым полом. И даже то, что комната нагревается тепловыми волнами, благотворно влияет на здоровье человека.

В-четвертых, пластмассовые трубы не поддаются воздействию кислорода и служат более длительный срок без отложений и повреждений. Интересно и то, что в помещении с настенным и напольным отоплением значительно снижается циркуляция пыли. Поэтому особо чувствительным к пыли людям стоит отдавать предпочтение низкотемпературным системам отопления.

Также стоит учесть, что вода нагревает не воздух, а поверхности стен, создавая даже при одинаковой температуре помещения субъективное чувство, что в комнате с низкотемпературной системой обогрева значительно теплее. Кроме того, в таком помещении всегда можно установить традиционное отопление.

Особенности низкотемпературного отопления зданий

Если вы решите установить низкотемпературное отопление зданий, то необходимо обратить внимание, что такие системы не так-то просто снять. Поэтому трубы для данного вида отопления нужно брать такие, которые будут иметь долгий срок службы.

Также необходимо следить, чтобы в каждом помещении дома был свой замкнутый цикл воды: это поможет индивидуально в каждой комнате регулировать температуру. Ведь, например, температура в спальной комнате должна быть ниже, чем в других комнатах. Летом низкотемпературные системы отопления можно использовать и для охлаждения: достаточно пропускать по трубам холодную воду.

Как правило, отопление устанавливается в самых холодных стенах. Также нужно заранее продумать, какая стена будет отапливаться, ведь такую стену тогда меблировать не целесообразно. И последнее – необходимо помнить, что трубы во время нагревания будут расширяться, поэтому необходимо подобрать соответствующую штукатурку и другие материалы.

www.stroy.ru


Смотрите также