Комбинированная система отопления частного дома


Не в каждой местности есть такое удобство, как газопроводная магистраль. Именно поэтому жителям отдаленных мест и любителям отдохнуть на даче приходится искать альтернативные способы обогрева своего дома. Ведь такая сфера, как производство оборудования для отопления домов, не стоит на месте, а развивается, поэтому сегодня, кроме газового отопления, можно оборудовать комбинированное отопление частного дома – эффективный способ обогреть жилище. Такой вариант – это сочетание разных систем отопления, которые удачно дополняют друг друга, позволяя использовать одну энергию, пока отсутствует другая.

Представитель комбинированного отопления частного дома – это многотопливный котел. Если вы хотите такой купить, то при выборе его нужно учесть то, что универсальные котлы обладают определенной мощностью. Это важный фактор, который обусловливает эффективность отопления. Важно учитывать и площадь здания, и потребности в его отоплении. Рассмотрим же, какие сочетания систем отопления являются наиболее распространенными и эффективными.

Газовое + дизельное отопление


Такая комбинированная система отопления – это очень распространенный способ обогрева. И это обусловлено тем, что переход с одного топлива на другое производится только таким действием, как замена горелки. Горелка идет в комплекте к устройству. При замене не нужно производить сложные операции по настройке, а инструкция ответит на все вопросы. Простота такой операции объясняется тем, что для газа и дизельного топлива применяется одна и та же камера сгорания.

Если оценивать с технической точки зрения, то это очень эффективное совмещение, хоть стоимость солярки отличается от стоимости газа.

Ресурс работы устройства зависит, в основном, от такого параметра, как качество теплообменника. Этот элемент может быть выполнен из чугуна, стали, быть совмещенным или раздельным. Многие пользователи такой системы говорят, что если у вас рядом с домом проходит газовая магистраль, то лучше не просто оборудовать водяное отопление, а сделать комбинированное отопление дома газом и соляркой. Это дешево не только при приобретении, но и в дальнейшей работе.

Газовое + твердотопливное отопление

Своими руками вы можете оборудовать и такую комбинацию, как газовое отопление, совмещенное с отоплением на твердом топливе. Для этого потребуется многотопливное устройство, использующее еще дрова и уголь.

Устройство, конечно, имеет контроль безопасности и специальную автоматическую систему, однако они сведены к минимуму, поэтому с такими устройствами при работе требуется повышенное внимание пользователя. Но если сравнивать их с аналогами, то такие агрегаты дешевые, а поэтому и популярны.

Электрическое + твердотопливное отопление


Также комбинированные системы отопления частного дома могут быть представлены и в таком виде, как совмещение электрического отопления с твердотопливным. Такие котлы обычно могут функционировать от 220 или 380 В, а мощность таких агрегатов колеблется от 4 до 9 кВт. А некоторые модели могут также работать, переключаясь с одной фазы на три, и обратно.

Конечно, подобные варианты для дачников – прекрасное решение, так как на даче они проживают не круглый год.

Когда владельцы дома находятся в нем, то можно отапливать дом дровами, создавая уют, а вот во время отъезда включать автоматический режим, который будет поддерживать температуру на необходимом уровне.

Конечно, здесь пользователей может смутить стоимость электричества, однако если нет других вариантов – то приходится использовать такую схему.

Газовое + дизельное + твердотопливное + электрическое отопление

Иногда встречается и такая смешанная система отопления частного дома – у тех, кто ценит в работе максимальную универсальность. Такие котлы способны работать на четырех основных видах топлива. Здесь можно использовать, если говорить о твердом топливе, и дрова, и уголь, и кокс, и брикеты, и даже обычные отходы пиломатериалов.

Конечно, подобная система хорошо подойдет для тех местностей, которые отдалены от цивилизации, хоть где и проходит газопровод. Однако если наблюдаются стабильные перебои в электричестве и газе – такая схема комбинированного отопления дома спасет вас. К тому же, дров вполне достаточно – их можно как нарубить, так и приобрести. Поэтому оборудование и работа с таким агрегатом отлично подойдут для экстремальных условий.


Пиролизный + электродный котел

Еще одна комбинированная система отопления двухэтажного дома. Если ваш дом служит в качестве дачи, то система подойдет.

Пиролизный и электродный котлы позволят поддерживать температуру, пока вас не будет дома.

Конечно, это уже два агрегата – не один многотопливный котел, как было в предыдущих случаях. Но такая схема комбинированного отопления уже успела заявить о себе.

Заключение

Несомненно, комбинированное отопление является прекрасным изобретением для тех, у кого есть проблемы с одним из источников тепла. Но в данном случае всегда будет уместным вопрос, а нужно ли это именно вам? Если вам требуется постоянно поддерживать температуру в водяном контуре, то здесь нужно будет вмешательство электричества, так как только вследствие бесперебойной подачи энергоносителя такой режим сможет быть обеспечен.

Однако если нет необходимости оборудовать комбинированное отопление загородного дома или частного, то проще будет установить монотопливный традиционный котел, который будет работать, к примеру, только на газу или только на твердом топливе. Это будет дешевле, да и ресурсы не будут пропадать зря.


otoplenie-doma.org

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте home-engineering.net. Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.


Введение
Комбинированные системы отопления дома: радиаторы и теплый пол
В чем сложности реализации комбинированной системы отопления
Описание загородного дома с типичной комбинированной системой отопления
Канонiчный способ реализации системы отопления с радиаторами и теплыми полами
Народные модификации. Кроилово и попадалово
Предлагаемое нами решение для полноценной системы отопления
Заключение

Введение наверх


В этой статье мы хотим подробно остановиться на одной из самых распространенных задач в области организации отопления загородного дома: как организовать обогрев дома комбинированной (смешанной) системой отопления с радиаторами и водяными теплыми полами наиболее оптимально. Вариантов решений этой задачи существует, наверное, десятки. И в доказательство этому — многочисленные вариации систем отопления в различных домах, которые мы встречали за время нашей работы. Почти все они хорошо выполняют поставленные задачи, но на удивление очень редко встречаются технически грамотные, красивые и надежные решения. Именно для того, чтобы таких решений — простых и элегантных — было больше, мы и решили написать этот материал.


В первую очередь, материал будет полезен людям, которые только задумались о том, какая именно система отопления нужна в их строящемся доме, что в ней должно быть обязательно, а чего может и не быть. Без опыта эксплуатации загородного дома и без специальной подготовки ответить на эти вопросы очень не просто. В общем-то понятно, что система отопления должна обеспечивать комфорт жильцов, быть доступной по цене в монтаже и эксплуатации. Но какие конкретно элементы и как именно нужно связать в единую систему часто не понятно..

Если у вас останутся вопросы по системам отопления, обвязке котлов, радиаторным системам отопления, водяным теплым полам, вам требуется выполнить расчет и монтаж систем отопления для вашего дома в Минске, Минском районе и Минской области, пожалуйста, свяжитесь с нами по контактным телефонам или электронной почте, размещенным в разделе КОНТАКТЫ.

Комбинированные системы отопления дома: радиаторы и теплый пол наверх


Комбинированной (смешанной) назовем такую систему отопления, в которой присутствуют как традиционные высокотемпературные (обычные радиаторы, конвекторы), так и низкотемпературные (теплые полы, реже — теплые стены) нагревательные приборы.


личие двух различных типов нагревательных приборов неизбежно приводит к увеличению стоимости и технической сложности всей системы отопления дома. Однако комбинированные системы отопления для загородного дома встречаются очень часто. По нашим наблюдениям почти в 90% новых частных домов есть водяной теплый пол, пусть и на небольшой площади: чаще всего в санузлах, прихожих, кухнях. Значит, увеличение стоимости и сложности системы отопления дома для обычного человека не является самым важным критерием выбора в пользу того или иного способа обогрева своего жилища. Теплые полы, как дополнительный или даже основной источник тепла, в частном доме выбирают за удобство и комфорт. А в некоторых случаях теплый пол и вообще является единственной системой обогрева загородного дома.

Удобство теплых полов связано с возможностью избавиться от радиаторов под окнами или на стенах, где они могут мешать оформлению интерьера или просто занимать место. А комфорт водяных теплых полов — с более качественным и равномерным прогревом помещений и с избавлением от холодных на ощупь полов с таким практичным и распространенным напольным покрытием как керамическая плитка или керамогранит.

В общем, теплым полам в современном доме быть, если только не ставится задача максимально сэкономить на оборудовании, комплектующих и монтаже системы отопления! Другой вопрос, как в этом случае правильно реализовать эту самую комбинированную систему отопления.


В чем сложности реализации комбинированной системы отопления наверх


Ошибки и сложности в реализации систем отопления с радиаторами и теплыми полами возникают, несмотря на то, что все узлы обвязки давно уже изобретены, а производители котлов приводят в своих инструкциях соответствующие рекомендации.

Основные моменты, на которые следует обратить внимание, при реализации комбинированной системы отопления частного дома (радиаторное отопление плюс водяной теплый пол):

1. Необходимость технической организации получения в системе отопления двух независимых температурных режимов — для контура радиаторов и контура теплых полов. Дело в том, что для радиаторов требуется относительно высокая температура в подаче/обратке (не выше 70/55°С для современных систем отопления). Для теплого пола в то же самое время требуется относительно низкая температура (порядка 40/30°С).

Современные настенные газовые котлы, а так же, и твердотопливные, и электрокотлы, эту задачу сами по себе штатными средствами решить не могут!

2. Поэтому для решения предыдущей задачи требуется применение дополнительных комплектующих: смесительных клапанов, циркуляционных насосов, запорной арматуры и т.п., которые требуют не только дополнительных расходов на покупку, но и технически правильную стыковку с котлом.


3. Для регулирования комбинированной системы отопление требуется выбор соответствующих технических средств и их правильная увязка. Смесительные узлы с регулировкой при помощи термостатических клапанов, электронная регулировка температуры подачи или погодозависимое управление внешним контроллером или средствами самого котла, управление теплым полом по комнатным датчикам (термостатам), логика работы циркуляционных насосов и т.п.

Одно дело: подсоединить систему радиаторного отопления к котлу, когда весь функционал для этого в котле уже заложен.
Совсем другое дело: добавить к технически достаточно сложному устройству (котлу) дополнительные узлы (смесительные узлы, циркуляционные насосы и т.п.). Не достаточно все это просто "скрутить", нужно это сделать правильно, чтобы система отопления:

  • работала эффективно (обогревала дом как следует),
  • была надежной в эксплуатации (отдельные ее элементы должны работать в правильных режимах, которые гарантируют длительный срок эксплуатации),
  • требовала минимальных затрат на эксплуатацию (экономия времени на регулировку, экономия электроэнергии на работу дополнительных насосов),
  • была удобной в техническом обслуживании (чтобы для очистки фильтров грубой очистки или проверки расширительного бака не требовалось сливать воду из системы отопления и полдня выгонять из труб системы отопления воздух, ведь есть в жизни более интересные вещи).

Описание загородного дома с типичной комбинированной системой отопления наверх


Итак, возьмем для примера типичный случай. Имеется загородный дом, общей отапливаемой площадью 200м², 2 этажа. Требуется отопить его с помощью радиаторов и водяных теплых полов. Количество радиаторов в современном доме обычно составляет от 0 до 20шт (в среднем — 8-12шт., 1-3шт. в каждом помещении). Общая площадь теплых полов — от 5 до 200м².

Площадь и этажность в нашем примере весьма условны. Это может быть и одноэтажный, и двухэтажный дом с мансардой и подвалом (всего — 4 уровня), а площадь его может быть от 50 до 300м². Во всех этих случаях реализовать систему отопления в нем можно достаточно простыми и стандартными решениями на основе настенных газовых котлов с необходимым минимумом дополнительного оборудования, а значит, стоимость реализации будет разумной, а обслуживание инженерных систем будет несложным.

Следует отметить, что если вы решились на водяные теплые полы, нет особого смысла ограничивать их площадь. Скажем, делать их только в двух санузлах и прихожей (площадь теплых полов при этом составит около 20м²). Лучшим решением будет сделать водяной теплый пол везде, где планируется плитка (обычно прихожие, холлы, кухни, кладовые, и даже гостиные, отапливаемый подвал), а по возможности и в других помещениях дома, даже спальнях. Почему? — на это есть следующие соображения — судите сами.


При реализации водяного теплого пола даже на небольшой площади при наличии в системе отопления радиаторов, вам придется делать смесительный узел с регулировкой и насосами, покупать коллектор для теплых полов и обвязывать его с помощью запорной арматуры и труб. Будет этот смесительный узел работать на 10м² или на 100м² теплых полов, — существенной роли не играет. А стоить и в том, и другом случае он будет почти одинаково, ведь запорная арматура, смесительные клапаны и циркуляционные насосы будут одними и теми же. Да, коллектор теплого пола будет, скажем, не на 2-3 контура, а на 10, но стоить при этом он будет не в 3..5раз дороже, а раза в 2.

Если вы укладываете теплый пол только в части помещений в пределах этажа, перед вами все равно встает вопрос заливки стяжек по всей площади дома (этажа). Это нужно для того, чтобы у вас не было ступенек и порожков между комнатами: это неудобно, небезопасно, да и просто некрасиво. Заливать полы по плите перекрытия, утеплителю на плите или по утеплителю с теплыми трубами разницы нет — стоить это будет одинаково (цена идёт за площадь заливки). А вот потом переделать и в будущем добавить теплый пол в других местах будет очень сложно, а чаще — просто невозможно.

Сколько раз мы сталкивались с такой ситуацией: заказчик решил сделать теплый пол только в части помещений (обычно под плиткой или керамогранитом), а пожив в доме, понял, что надо было делать теплы пол по всему этажу, даже в жилых комнатах. Т.к. ходить в спальне по полу с ламинатом это совсем не то же самое, что ходить по полу с ламинатом и с теплым полом! Особенно если снизу — подвал или пол по грунту. Поверьте.

Тут же встаёт вопрос и по утеплению полов в тех помещениях, где хоть и нет теплого пола, но делать его необходимо. А утеплять пол под стяжкой нужно над подвалами, если они будут неотапливаемыми или отапливаемыми частично и для полов по грунту. Это делается для того, чтобы экономить тепло от потерь вниз и чтобы полы не были очень холодными на ощупь. Т.е. утеплитель все равно покупать и стелить надо.

Таким образом, разница между разными домами, в одном из которых теплых полов мало, а в другом много в деньгах будет определяться только стоимостью трубы для теплого пола и стоимостью ее монтажа. Стоимость трубы для теплого пола составляет порядка 5-10у.е. на 1 м² пола, а стоимость монтажа теплого пола — порядка тех же 5-10у.е за 1м². Т.е. удорожание составит 10..20у.е. на 1 м² площади теплого пола дома. А теперь посмотрите вокруг и найдите среднюю цену квадратного метра пристойного жилья в нашем королевстве. Цены могут неприятно удивить (тех, кто в танке).

Вот поэтому с точки зрения инвестиций в будущее, да и в комфорт вашей семьи, удорожание квадратного метра вашего жилья, скажем, с 500у.е. до 520у.е. выглядит малозначительным (всего на 4%, если теплый пол будет ВЕЗДЕ). Однако при возможной продаже в будущем, ваш дом с грамотной и комфортной системой отопления с водяными теплыми полами будет, несомненно, в более выигрышном положении по сравнению с конкурентами. А, значит, вы его продадите или быстрее, или дороже. А, если продумаете хорошенько и другие детали, то, и быстрее, и дороже!

Канонiчный способ реализации системы отопления наверх


В этом разделе мы рассмотрим стандартную проверенную и рекомендованную производителями оборудования схему обвязки настенных газовых котлов в комбинированных системах отопления с радиаторами и водяными теплыми полами. Мы рассмотрим ее основные составляющие и их назначение. Далее в этой же главе мы проанализируем, к чему приводят необдуманные попытки “модернизировать” эту стандартную схему, когда очень хочется сэкономить, но не очень хочется разбираться и думать.

Зато в следующем разделе мы предложим альтернативный вариант стандартной схемы, который будет правильным и функциональным, но более простым и дешевым в реализации.

Ну а пока, вот обобщенная стандартная схема подключения. Чтобы не загромождать ее, мы не показываем дополнительную арматуру (краны и т.п.).

Обозначение основных элементов схемы:

  1. настенный газовый котел со встроенным циркуляционным насосом и расширительным баком;
  2. гидравлический разделитель (термогидравлический разделитель или гидравлическая стрелка);
  3. коллектор (коллекторная балка) для подключения отопительных контуров;
  4. узел циркуляции контура радиаторного отопления;
  5. смесительный узел конура водяного теогопл пола;
  6. предохранительный термостат.

Рассмотрим принцип работы и назначение основных узлов.

Настенный газовый котел 1 (это может также быть и электрокотел, твердотопливный, пеллетный или дизельный котел, тепловой насос и т.п.) нагревает теплоноситель (например, воду) и посредством встроенного циркуляционного насоса подает его в термогидравлический разделитель 2 (гидравлическую стрелку). Гидравлическая стрелка, по сути, является ничем иным как отрезком трубы большого диаметра с четырьмя отводами. Т.о. нагретый теплоноситель постоянно циркулирует по замкнутому контуру котел-стрелка(А-В)-котел.

При включении насосов контура радиаторов 4 или/и контура теплых полов 5 происходит подача нагретой воды из гидравлической стрелки 2 (С-D) через коллектор 3 в радиаторы и теплый пол. В контур радиаторов 4 вода поступает той же температуры, до которой она была нагрета котлом, а в смесительном контуре теплого пола 5 вода понижает свою температуру в смесительном узле (в данном примере при помощи трехходового смесительного клапана) и поступает в теплые полы.

Гидравлическая стрелка в этой схеме нужна для следующих целей:

  • oбеспечивает постоянную и независимую от отопительных контуров циркуляцию теплоносителя через котел посредством котлового насоса;
  • обеспечивает независимость работы циркуляционных насосов в контурах радиаторов 4 и теплых полов 5 от насоса котла 1 и друг от друга;
  • облегчает гидравлический расчет системы отопления;
  • служит местом дополнительного обезвоздушивания и улавливания шлама из теплоносителя (см. воздухоотводчик и сливной кран на стрелке);
  • является украшением котельной гордого обладателя сего устройства (шутка юмора)

Народные модификации. Кроилово и попадалово наверх


Желание сэкономить, неискоренимая находчивость и жажда приключений приводит к различным вариациям во всех схемах систем отопления чуть более сложных, чем печь-буржуйка.

Гидравлическая стрелка представляет собой для непрофессионала достаточно непонятное устройство типа "какой-то кусок трубы втридорога" (стоит она недешево). А в магазине, торгующем полипропиленовыми шалабушками, купить ее можно ооочень редко. Поэтому часто у народа возникает желание не использовать эту самую стрелку-белку совсем, что выливается в модифицированные схемы подключения комбинированной системы отопления, где этой "лишней детали" просто нет.

При этом оказывается возможным отказаться и от коллектора 3 (что вполне обоснованно), и от циркуляционного насоса радиаторного контура 4 (теперь его функцию может выполнять сам котловой насос). Незаметно под шумок выбрасывается предохранительный электрический термостат 6, который должен защищать теплые полы от попадания слишком горячей воды в трубы теплого пола при аварийных ситуациях. Ну и заодно и перепускной клапан в контуре теплого пола. Лепота! Сплошная экономия.

Вот как это может в итоге выглядеть:

Согласитесь, все стало гораздо проще, понятнее, а главное — дешевле! Одна беда — не совсем правильно. Нет, эта схема работать будет, и она работает у очень многих людей, но так делать все же неправильно, потому что:

  1. В этой схеме отсутствует развязка (независимость) двух оставшихся насосов котла 1 и контура теплых полов 3, т.к. они подключены к общим точкам схемы A и B, между которыми есть большое гидравлическое сопротивление. В отличие от предыдущей схемы с гидравлической стрелкой, где между точками A и B (D и C) сопротивление очень мало (на то он и гидравлический разделитель).
  2. В некоторых ситуациях (когда все радиаторы закрыты, а теплый пол работает) насос котла и насос теплых полов работают последовательно, мешая друг другу. Это приводит к изменениям расхода теплоносителя через теплообменник котла.
  3. В ситуациях, когда работают и радиаторы, и теплый пол, насос теплых полов 3 при определенных положениях смесительного клапана 2 снижает перепад давления между точками A и B и тем самым снижает циркуляцию теплоносителя через контур радиаторов.
  4. А в случае остановки котла 1, насос теплых полов 3 все равно гоняет теплоноситель через котел и через контур радиаторов, создавая паразитную циркуляцию. И если с паразитной циркуляцией через контур радиаторов можно бороться установкой обратного клапана (в точке A по направлению к радиаторам), то с паразитной циркуляцией через котел справиться не получится.
  5. Т.к. не поставили (забыли, забили, пропили,…) защитный термостат 6, то при аварийных ситуациях (например, заклинил смесительный клапан) при попадании слишком горячего теплоносителя (свыше 55°С) в трубы теплого пола может произойти разрушение стяжки пола и напольного покрытия. Да и трубы спасибо не скажут, если в них подать градусов 80.
  6. Из-за того, что нет перепускного клапана в контуре теплых полов, то при закрытии всех петель теплого пола (автоматикой или просто шаловливыми ручками) циркуляция теплоносителя в контуре прекращается и насос 3, который, конечно же, никто не выключил (ну забыли, с кем не бывает) работает на закрытую задвижку и греется. Конечно, хороший циркуляционный насос типа Grundfos UPS 25-40(60) может, наверное, и год проработать в таком режиме, но рано или поздно и он устанет от такой собачей жизни…

Защитный (предохранительный) термостат нужен всегда. Так положено, традиция такая.

А вот перепускной клапан можно и не ставить, но только в случаях, когда:

  1. либо хотя бы одна петля пола будет всегда открыта;
  2. либо циркуляционный насос будет с частотным регулированием;
  3. либо автоматика управления контурами теплого пола умеет управлять и циркуляционным насосом, отключая его, когда все петли теплого пола закроются.

Реальным спасением здесь будет только случай №1, т.к. у тех, кто экономит на кранах и термостатах не водятся ни насосы с частотным регулированием, ни умные комнатные автоматики управления теплым полом. Боятся, наверное…

Исходя из недостатков модифицированной схемы, мы призываем не использовать её при монтаже смешанной системы отопления дома (с радиаторами и теплым полом). Давайте рассмотрим другой полноценный вариант, доработанный и опробованный нами.

Предлагаемое нами решение для полноценной системы отопления наверх


Вот предлагаемое нами решение для смешанной системы отопления дома с радиаторами и теплым полом. Первая картинка — вариант смесительного узла с трехходовым клапаном, вторая — с двухходовым клапаном. Оба варианта одинаково функциональны, однако второй вариант может быть более подходящим для большей площади теплых полов, все зависит от характеристик смесительных клапанов (Kvs), нужно рассчитывать. Вообще говоря, при проектировании и монтаже системы отопления желательно не забывать проводить расчеты, чтобы она работала как следует. Но это требует серьезной подготовки и усидчивости, а как тут усидишь, когда руки чешутся создать что-нибудь великое…

На рисунках показаны:

  1. источник тепла (настенный газовый или электрический котел) со встроенным насосом, расширительным баком, предохранительным клапаном и т.п.;
  2. перепускной клапан для радиаторного контура;
  3. смесительный клапан для теплого пола (трехходовой или двухходовой);
  4. циркуляционный насос контура водяных теплых полов;
  5. перепускной клапан для контура теплых полов;
  6. предохранительный термостат;
  7. балансировочный вентиль на подмесе для двухходового смесительного клапана.

С-D — участок схемы с малым гидравлическим сопротивлением, расстояние между отводами тройников не более 100..200мм, выполняет роль гидравлической стрелки.

Итак, в нашей схеме мы так же предлагаем использовать котловой насос, который встроен в практически любой бытовой настенный котел вменяемой мощности (до 35кВт) для циркуляции теплоносителя в контуре радиаторов. Было бы неразумным не использовать его потенциал и дополнительно усложнять и удорожать систему отопления.

Дело в том, что встроенные в настенные котлы циркуляционные насосы обеспечивают напор на выходе котла порядка 20..25кПа (2,0..2,5м.вод.ст.) при расходах теплоносителя порядка 1000..1500л/ч (1,0..1,5м³/ч). Более точные данные зависят от конкретного котла, и их следует искать в инструкциях к нему. Например, для котла Baxi Luna 3 Comfort 24 кВт расход теплоносителя составит 1100л/ч при перепаде давления на выходных патрубках котла в 25кПа. Расход 1100л/ч при разности температур ΔT=20°К (стандартно) может обеспечить отопительную мощность в 24кВт. Значит, если контур радиаторов будет иметь гидравлическое сопротивление не более 25кПа, то встроенного в котел насоса будет достаточно, чтобы передать в радиаторный контур полную мощность котла (24кВт).

Для того чтобы воспользоваться потенциалом котлового насоса, да еще и обеспечить циркуляцию через теплые полы в отдельном контуре требуется их правильная увязка между собой. Достигается это в нашей схеме с помощью организации т.н. кольцевой схемы. Это к счастью, не наше изобретение, но кольцевые схемы чаще всего используются в системах отопления в США. Можно с этими интересными решениями ознакомиться у нас
Modern hydronics
Многокотловые отопительные системы с первичными и вторичными циркуляционными кольцами.
Рассмотрим нашу схему подробнее.

В нашей схеме обвязки присутствуют два независимых кольца циркуляции теплоносителя:

  1. Кольцо котлового контура (котел-радиаторы-котел);
  2. Кольцо контура теплого пола.

Эти два кольца имеют один общий друг с другом участок С-D. Конструктивно, этот участок представляет два близко распложенных тройника с отводами на контур теплого пола. Близкое расположение отводов тройников (на расстоянии не более 100..200мм друг от друга) гарантирует низкое гидравлическое сопротивление этого участка С-D, а значит и чрезвычайно малое влияние контуров друг на друга. Это этакий аналог гидравлической стрелки, только без функций шламоуловителя и сепаратора воздуха. Ну и похвастаться им особо не получится, зато почти бесплатно, элегантно и не занимает места. Функцию шламоуловителя будет выполнять обязательный к установке в системе отопления косой фильтр-грязевик с сеткой, а воздухоотводчики есть в самом котле (автоматический), радиаторах и на коллекторе теплого пола.

Теперь как это все работает.
Нагретая в котле вода поступает в подачу радиаторного контура (точка А). Благодаря перепаду давления между подающим и обратным патрубками котла теплоноситель проходит через радиаторы и возвращается в котел по пути: подача котла-А-радиаторы-В-С-D-обратка котла.

Между точками А и В установлен перепускной клапан 2, который мы настраиваем на значение перепада давления в 20..25кПа. Это значит, что до тех пор, пока все или большинство радиаторов открыто, основной поток теплоносителя идет через сами радиаторы, а не через перепускной клапан 2. При закрытии части радиаторов избыток теплоносителя начинает проходить через перепускной клапан 2. При полном перекрытии радиаторов (режим "только теплый пол"), уже весь поток проходит через клапан 2. Таким образом, в контуре котла сохраняется постоянство потока теплоносителя. Это, во-первых, положительно сказывается на работе самого теплообменника котла, во-вторых, на участке кольца C-D так же всегда сохраняется полный поток теплоносителя, с которого мы можем снять тепло на нужды теплого пола.

При включении циркуляционного насоса контура теплого пола 4, создаваемый им перепад давления заставляет часть теплоносителя из точки C поступать в трехходовой смешивающий клапан и соответственно в точке D возвращаться остывшим из контура теплых полов в обратку котлового кольца. Независимо от того, с какой скоростью работает насос 4, насколько открыт клапан 3 или сколько петель теплого пола работает в данный момент, количество воды, входящее в тройник С равно количеству воды, выходящей из тройника D в котел. Т.е. количество теплоносителя, проходящего в котловом кольце, постоянно.

При отключенном котловом насосе (котел остановился по достижению требуемой температуры) не возникает паразитной циркуляции через теплообменник котла. Теплоноситель циркулирует по кольцу контура теплого пола и только на участке C-D котлового кольца.

При отключенном насосе теплого пола 4 и включенном котловом насосе (режим "только радиаторы") перепада давления на участке C-D недостаточно, чтобы возникла паразитная циркуляция в контуре теплого пола. Становятся ненужными обратные клапаны.

Перепускной клапан 5 в контуре теплого пола обеспечивает минимальную циркуляцию теплоносителя при закрытии петель теплого пола. Его можно не ставить, если насос будет с частотным регулированием или будет использована покомнатная автоматика для теплого пола с модулем управления циркуляционным насосом.

Предохранительный термостат 6 устанавливается на подающий трубопровод контура теплого пола и при превышении температуры в контуре выше 50°С отключает насос 4.

В схеме с двухходовым термостатическим клапаном балансировочный вентиль 7 необходим для настройки степени смешения теплоносителя в контуре теплых полов. Его положение настраивается при пусконаладке системы отопления.

В итоге:

  1. Удается отказаться от гидравлической стрелки, дополнительного циркуляционного насоса для контура радиаторов и элементов их обвязки без ущерба функциональности системы отопления, требуется лишь правильный расчет;
  2. Упрощается управляемость системы отопления и снижаются эксплуатационные затраты на электроэнергию для третьего насоса (экономия порядка 20..40кВтч в месяц).

Заключение наверх


Вот, собственно, и все, что мы хотели рассказать в этой статье о комбинированной системе отопления частного дома с радиаторами и теплыми полами от настенного газового котла (электрокотла, теплового насоса и т.п.). Мы рассмотрели стандартную схему, предлагаемую всеми производителями оборудования. Рассмотрели типичные ошибки, возникающие при непродуманном упрощении схемы подключения отопительного оборудования. И предложили свою альтернативную и полнофункциональную схему смешанной системы отопления загородного дома. В примерах работ вы можете посмотреть на реализацию такой схемы отопления на конкретном объекте, что для этого может понадобиться и как это может выглядеть.

Пример реализации комбинированной системы отопления.
Система отопления с радиаторами и теплым полом в загородном доме на базе котла Bosch WBN 6000 HR. Пример реализации кольцевой системы отопления.


Если вам необходимо выполнить работы по расчету и монтажу инженерных систем: отопления, водоснабжения, канализации, электрики, вентиляции и встроенного пылесоса, вы можете обратиться к нам в разделе КОНТАКТЫ. Мы проводим работы по монтажу инженерных систем в Минске и Минском районе.

home-engineering.net

Основные источники выработки тепла

Если главным источником тепла является тепловой насос, то с ним можно комбинировать различные виды тепловых устройств. В качестве основы для отопительной конструкции может быть использован другой генератор тепла. К нему добавляют разные виды котлов, инфракрасные системы, солнечные батареи и другие приборы (прочитайте также: “Инфракрасное отопление: плюсы и минусы системы”). Сейчас популярны схемы комбинированные – радиаторы отопления плюс «теплые полы» (подробнее: “Как устроена система отопления с теплым полом и радиаторами – варианты комбинированного отопления”).   

комбинированные системы отопления частного дома

Нельзя не вспомнить кондиционеры, которые спасают людей, находящихся в помещениях в жаркие душные дни, принося прохладу. Холодный воздух поступает внутрь здания, а горячий выходит в атмосферу, но можно изменить данный порядок и тепло направить в комнаты. 

Таков принцип функционирования воздушного теплового насоса. Этот прибор, забирая из атмосферы тепло, преумножает его и направляет на отопление помещения и подогрев воды. Тепловой насос отлично функционирует в российских регионах с весьма различными климатическими условиями в пределах от 25°C мороза до 35°С жары (прочитайте также: “Зависимая и независимая система отопления – различия схем, плюсы и минусы”).
 

Дополнительные отопительные устройства

В качестве примера основного источника тепла в данной статье взят тепловой насос. Когда создается комбинированная система отопления, вместе с ним можно установить разные виды теплогенераторов. 

комбинированные радиаторы отопления

Нагревательные котлы

 В зависимости от используемого топлива они бывают:

  • газовыми;
  • жидкотопливными;
  • электрическими;
  • твердотопливными;
  • комбинированными. 

 

teplospec.com

Что комбинируем

В пределах одного дома могут поочередно или одновременно функционировать:

  • Разные источники тепла (как правило, котлы на разных видах энергоносителя), подключенные к общему отопительному контуру;
  • Две и более полностью независимых системы отопления. Они могут делить дом на несколько отапливаемых разными способами помещений или при необходимости заменять друг друга на всей его площади;
  • Один отопительный контур с двумя или несколькими типами отопительных приборов.

Теперь перейдем к исследованию образцов таких отопительных систем.

Вариант 1: конвекционное и внутрипольное отопление

Устройство

В одном отопительном контуре одновременно или поочередно работают радиаторы и теплый пол. Такая схема работы может быть реализована двумя способами:

Схема Описание
table_pic_att14953521910 Теплый пол запитан от обратки радиаторов. При этом температура обратки на выходе из высокотемпературного контура не должна быть выше 40 градусов, а котел должен иметь возможность работать при температуре обратного трубопровода около 30 °С. Из современных котлов на это способен только газовый конденсационный.

Очевидный недостаток такой схемы — невозможность независимой работы контуров: если отключить радиаторы, то температура теплоносителя будет слишком высокой для теплого пола, а без внутрипольного контура вырастет до неприемлемых для котла значений температура обратки на его входе.

table_pic_att14953521911 Теплый пол подключен независимо от радиаторов через трехходовой смеситель. В зависимости от температуры на выходе внутрипольного контура смесительный клапан открывается или закрывается, увеличивая или уменьшая количество горячего теплоносителя с подачи в контуре с рециркуляцией.

Рециркуляцию теплоносителя в низкотемпературном контуре обеспечивает собственный циркуляционный насос. Схема работает с любым котлом, контуры радиаторов и теплого пола могут включаться и отключаться независимо друг от друга.

Какие материалы стоит предпочесть при монтаже такой системы своими руками?

Трубы:

  • Для радиаторного отопления — недорогой полипропилен с армированием алюминием. Температура в автономном контуре не поднимается выше 80 °С, а давление — выше 2,5 кгс/см2, что с запасом перекрывается допустимыми для полипропиленовых труб эксплуатационными параметрами.
    Армирование уменьшает удлинение трубопроводов при нагреве: у неармированного полипропилена оно равно 6,5 мм/погонный метр при нагреве на 50 градусов, у армированного алюминиевой фольгой — 1,5 мм;
  • Для контура теплого пола — сшитый или термомодифицированный полиэтилен. Трубы поставляются в бухтах длиной до 200 метров; это позволяет вывести все соединения за пределы стяжки.

Радиаторы: алюминиевые секционные. Инструкция связана с тем, что они сочетают высокую теплоотдачу (до 210 ватт на секцию) с низкой стоимостью (от 240 рублей/секция).

Преимущества

Недостаток радиаторного отопления — в нерациональном распределении температур в отапливаемом объеме. Воздух под потолком на несколько градусов теплее, чем над полом. Но пространство под потолком — необитаемое, и его нагрев дает лишь увеличение теплопотерь через потолок и верх стен.

Теплый пол экономичнее: он греет комнату снизу; по мере приближения к потолку температура падает. Снижение средней температуры в отапливаемом объеме приводит к уменьшению суммарных теплопотерь.

Недостаток теплого пола — в том, что его температура ограничена значением +35-+40°С. При фиксированной площади теплообмена и ограничении температуры теплоотдача тоже ограничена, и при больших теплопотерях она может оказаться недостаточной.

Дефицит тепла помогут восполнить радиаторы. В автономном контуре они могут нагреваться до 75-80 градусов и за счет большей разницы температур с воздухом отдавать куда больше тепла, чем теплый пол с той же площадью поверхности.

Вариант 2: газ и дизель

Устройство

В единственном отопительном контуре монтируется универсальный котел, предназначенный для использования обоих видов топлива. Переход с соляры на газ и обратно требует только замены горелки.

Преимущества

Согласование подключения построенного дома к газовой магистрали и монтаж ввода занимают от нескольких месяцев до 2-3 лет. Если вы уже переехали в построенный дом, зимой вам нужно чем-то отапливаться.

Универсальный котел будет прекрасным компромиссом, требующим минимальных вложений:

  • До подключения газа вы отапливаетесь дизтопливом;
  • Как только подключение дома к газовой магистрали будет выполнено, вы без каких-либо дополнительных вложений переходите на газ.

Справка: цена киловатт-часа тепла при сжигании солярки и магистрального газа различаются в 5-7 раз (0,5-0,7 рубля против 3,5-4).

Вариант 3: твердотопливный и электрический котлы

Устройство

Оба котла параллельно подключены к общему отопительному контуру и работают на нагрев поочередно. В качестве дополнительного элемента обвязки, общего для обоих источников тепла, может выступать теплоаккумулятор — объемный бак с теплоизоляцией, способный долгое время сохранять температуру воды постоянной.

Преимущества

  • Энергонезависимость. При длительных отключениях электроэнергии всегда можно перейти на твердое топливо (дрова, пеллеты или уголь);

Если твердое топливо используется в качестве основного источника тепла, электрокотел выступает в роли страхующего. Он обеспечит дом теплом, если у вас закончатся дрова или уголь, а их доставка по каким-то причинам задержится.

  • Удобство пользования. Ночью владелец такой отопительной системы может не просыпаться для растопки: достаточно разрешить электрокотлу поддерживать заданную температуру теплоносителя;
  • Экономичность при работе на электроэнергии. На двухставочном тарифе вы можете пользоваться электричеством по более дешевой ночной ставке. Днем, когда киловатт-час стоит втрое дороже, система отопления работает на твердом топливе.

Какие функции выполняет в этой схеме теплоаккумулятор?

  1. Увеличивает время работы системы отопления частного дома на дешевой электроэнергии. Электрокотел греет воду в баке во время действия ночного тарифа. Утром накопленное тепло используется для обогрева дома;
  2. Делает более редкими растопки твердотопливного котла днем. Котел, работая на полной мощности, за короткое время нагревает воду в буферной емкости и следующие несколько часов простаивает.

Использование теплоаккумулятора выгоднее прикрытого поддувала котла, ограничивающего его тепловую мощность. Классический котел при ограниченном притоке воздуха снижает КПД (коэффициент полезного действия) за счет неполного сгорания топлива. При работе на полной мощности КПД котла максимален.

Вариант 4: воздушный тепловой насос + дрова

Устройство

Такая схема реализована в соседнем доме. В качестве основного источника тепла используется тепловой насос, работающий по схеме «воздух-вода»: внешний блок отбирает тепло у окружающего воздуха, внутренний — отдает полученное тепло теплоносителю (воде в контуре теплого пола). Дополнительный источник энергии — дровяной камин с водяной рубашкой вокруг топки.

Преимущества

Тепловой насос выгоднее любого прибора прямого нагрева (в том числе электрокотла): он обеспечивает эффективный КПД в… 200-500 %.

Позвольте, но как это возможно? Ведь коэффициент полезного действия по определению не может быть больше 100 %, не так ли?

Дело в том, что прибор не является источником тепла. Он лишь перекачивает его в дом, отбирая у низкопотенциального (читай — нагретого до более низкой по сравнению с отапливаемым помещением температуры) источника — внешней среды. Электроэнергия тратится только на работу компрессора, обеспечивающего циркуляцию хладагента.

У тепловых насосов есть две общих особенности:

  1. Зависимость между эффективностью и температурой на теплообменниках. COP прибора (параметр, описывающий отношение эффективной тепловой мощности к электрической) падает по мере увеличения перепада температур между испарителем и конденсатором;
  1. Ограничение по температуре испарителя (внешнего теплообменника). Насос не может отбирать воздух у среды с температурой ниже -25 °С. Ограничение связано с температурой изменения агрегатного состояния хладагента.

Для воздушного теплового насоса это означает, что:

  1. По мере похолодания стоимость отопления дома будет расти — и за счет увеличения теплопотерь, и за счет снижения COP;
  2. При -25 °С на улице придется использовать другой источник тепла.

Здесь-то на выручку и приходит дополнительный теплообменник в камине, печи или твердотопливном котле. Подключенный к общему с тепловым насосом контуру, он помогает ему греть теплоноситель, а в сильные холода полностью берет на себя отопление дома.

Вариант 5: кондиционеры и электрокотел

Устройство

В моем доме реализованы две независимых друг от друга схемы отопления.

Основной источник тепла: инверторные кондиционеры, установленные в каждой комнате дома. Кондиционер является частным случаем воздушного теплового насоса: в качестве низкопотенциального источника тепла он использует уличный воздух; внутренний теплообменник отдает тепло воздуху отапливаемого помещения без посредничества теплоносителя.

Инверторные кондиционеры отличаются от использующих «старт-стоп» компрессоры возможностью плавного снижения производительности. Она, в свою очередь, дает:

  • Отсутствие пиковых стартовых нагрузок с максимальными токами запуска, а, значит, больший ресурс оборудования;
  • Экономичность. COP современных инверторов достигает 4,2-5 против 3,6 у лучших моделей традиционных кондиционеров;
  • Низкую эксплуатационную температуру при работе на обогрев (-15 – -25 градусов).

Резервный источник тепла: ТЭНовый электрокотел с двухтрубной системой водяного отопления. Он предназначен для экстремально низких температур: в Севастополе, где я живу, сильные заморозки крайне редки, но раз в несколько лет все же бывают.

Преимущества

Они относятся, прежде всего, к отоплению кондиционерами. Вот список достоинств решения:

  • Экономичность. Как соотносится тепловая мощность теплового насоса с потребляемой, я уже упоминал. На отопление у меня уходит от 800 до 1500 кВт·ч электроэнергии в месяц в зависимости от погоды;

При переходе на электрокотел комбинированное отопление в моем доме лишится своей экономичности: чтобы получить киловатт тепла, нужно будет потратить киловатт электроэнергии. Однако за четыре года эксплуатации кондиционеров температура воздуха еще ни разу не опускалась ниже -20°С. Резервный контур простаивает.

  • Равномерный нагрев воздуха. Подвижные заслонки внутреннего блока сплит-системы позволяют направить теплый поток в пол. Нагревшийся пол сам станет источником тепла.

Кроме того, поток будет непрерывно перемешивать воздух комнаты, исключая его расслоение по температуре;

  • Низкая стоимость реализации. Расходы на покупку и установку кондиционеров составили в общей сложности 110 тысяч рублей; резервная отопительная система монтировалась предыдущим владельцем дома и обошлась примерно в 40 тысяч. Для сравнения: расходы на воздушный тепловой насос и камин с теплообменником в соседнем доме — 850 тысяч рублей;
  • Высочайшая отказоустойчивость. Если один из кондиционеров выйдет из строя, комната без собственного источника тепла будет прогреваться остальными кондиционерами через открытые двери. С учетом количества сплит-систем (в доме их 5) нагрузка на каждый прибор возрастет незначительно;
  • Точность регулировки температуры. На пульте кондиционера можно задать ее в явном виде и настраивать с точностью в 1 градус;
  • Минимальная инерционность. Если вы меняете заданную температуру с +20 на +24 градуса, воздух нагревается на 4 градуса в течение 10-15 минут.

Заключение

Искренне надеюсь, что мои рекомендации и опыт помогут читателю обогреть свой дом с минимальными расходами и обеспечить максимальное удобство пользования отоплением. Как всегда, дополнительные материалы вы обнаружите в видео в этой статье. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!

otoplenie-gid.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.