Инженер ПРО

Требования к системе отопления

Если вы думаете в своем доме устанавливать систему отопления собственными силами, то наверняка уже изучили сайты Интернета в поисках ответа на вопрос какое отопление лучше, какие радиаторы лучше, а также какие трубы лучше для отопления. И наверняка уже знаете, что для отопления существует множество схем разводки трубопроводов (стояковая вертикальная или горизонтальная, коллекторная лучевая, одно-или двухтрубная система), множество материалов трубопроводов, будь то стальные или пропиленовые трубы, металлопластиковые или медные трубы для отопления. Что из этого лучше? Какая система отопления лучше? Есть возможность проконсультироваться с представителем фирмы-производителя, чтобы он рассказал плюсы и минусы продукции, можно поискать информацию на различных сайтах. Но велика вероятность, что вам подскажут «лучший материал» не с точки зрения плюсов для хозяев дома, а с точки зрения легкости монтажа отопления для монтажников или максимальной прибыли от продажи вам оборудования. Объективную информацию вы найдете на сайтах проектных организаций, которым не придется таскать тяжелые трубы или отопительные приборы. От проектных организаций требуется рассчитать вам систему отопления, которая для всех типов труб считается одинаково.  

Поэтому вам важно знать какие требования предъявляются к системе отопления.

  1. Надежность в эксплуатации и долговечность. Под надежной системой отопления подразумевается такая система, в которой каждый ее элемент имеет высокую степень надежности, выливающуюся в безаварийную работу максимально продолжительное время, исключающее разного рода протечки и поломки. Долговечность системы отопления особенно актуальна в современном мире, так как все лишние (по мнению хозяев дома) коммуникации пытаются спрятать от глаз долой. Поэтому долговечность системы должна быть никак не меньше срока эксплуатации здания или времени, отпущенного ему до капитального ремонта (реконструкции). 
  2. Ремонтопригодность. Также как и в первом пункте, эта характеристика отопления очень важна в современном мире.  Какой бы система отопления не была надежной, в какой-то момент ее жизни произойдет поломка или вследствие каких-либо воздействий со стороны она перестанет работать в расчетном режиме. Поэтому уже на этапе проектирования необходимо предусмотреть все возможные бедствия, приводящие систему отопления к ремонту, чтобы максимально безболезненно провести эту процедуру. В нужных местах необходимо, например, применять не сварку, а резьбу, в каких-то местах нужно установить дополнительную арматуру, чтобы можно было отключить ветку или данный элемент. Также не стоит забывать про слив воды из системы отопления во время аварии. Не на пол здания же ее сливать. Поэтому, не приняв во внимание это требование к системе отопления, можно поплатиться финансовыми затратами в виде ремонта и вашего затопленного жилища.
  3. Гидравлическая устойчивость системы отопления. Система отопления – сложная гидравлическая система, в которой вода течет по принципу «куда ей легче», поэтому при изменении характеристик одного элемента системы отопления (например, открыли термостатический вентиль и в него хлынула вода со всех соседних отопительных приборов) возможен такой вариант развития событий, что это скажется на других приборах в виде недогрева помещений, или наоборот перегрева. Также возможны гидравлические удары. Все возможные циркуляционные кольца рассчитываются при проектировании на предмет гидравлической устойчивости.
  4. Теплоёмкость системы отопления. Хотя сейчас эта характеристика довольно спорная, вытекающая из того, как будет эксплуатироваться дом, но в любом случае эту характеристику надо учитывать при проектировании. Если вы редко бываете дома, то вас интересует как можно меньше отапливать дом в ваше отсутсвие, а когда вы приезжаете зимой в дом, вам необходимо его быстро нагреть. В этом случае вам нужна низкая инерционность. Если же вы живете в доме постоянно, но у вас бывают перебои с электричеством, то вам нужна высокая теплоинерционность системы отопления.  Иначе при отключении электричества, у вас прекращается циркуляция воды (в насосной системе отопления), вследствие чего вы сможете греться только тем теплом, которое накоплено только ставшей водой в системе отопления. Если перебои с электричеством быстро исправляются, то дом ваш не застудится. В любом случае над теплоинерционностью надо задумываться заранее.
  5. Производство качественного тепла, комфортного для жизни. 

С вышеперечисленными пунктами трудно не согласиться, да и понять их можно без особого технического образования. Непонимание вызывает последний пункт – что это такое «качественное тепло»?

 

Какое отопление лучше: лучевое отопление или конвективное?

Как может быть тепло качественным? Если есть качественное, значит есть и некачественное? Как такое может быть – ведь главное, чтобы человеку было тепло и всё. Не все так просто. Такое определение дается исходя из наших восприятий тепла. Перед тем, как сказать какое тепло качественное, а какое нет, поймем, каким образом тепло в принципе передается от отопительного прибора. От любого отопительного прибора  тепло передается в помещение двумя путями: это конвекцией и радиацией

Что такое конвекция? Все мы неоднократно в жизни слышали это слово. Пришла пора понять его техническое применение. Конвекция – это обмен воздуха между верхними и нижними слоями в помещении, происходящий от их неравномерного нагревания. Другими словами конвекция подразумевает вертикальное движение воздуха вследствие нагрева и охлаждения. Если отопительный прибор имеет большую оребренную поверхность, то воздух, находящийся вокруг этой поверхности нагревается, вследствие чего уменьшается его плотность и он устремляется ввысь. На его смену, к отопительному прибору, приходит другой воздух и так далее. Этот нагретый воздух отдает тепло стенам, людям, предметам в помещении и т.д. Другими словами, при конвекции тепло в помещение передается через нагретый воздух.

Что такое радиация? Это слово несет в себе не особо приятные краски, поэтому обычно это тепло называют лучистым. Передачу тепла с помощью радиации, или лучей, мы ощущаем каждый день – это передача тепла от солнца. Задумаемся только – земля  вращается вокруг солнца на расстоянии от него около 150млн.км, но на земле так тепло! Солнце нагревает поверхность земли, и только после этого греется воздух. То есть воздух в данном случае нагревается от нагретых окружающих поверхностей. Так же и отопительные предметы дома – передают тепло излучением, лучами, радиацией. Где эти лучи видны, спросите вы? Вот солнце светится ярким светом! Температура на поверхности солнца порядка 5700 по Цельсию! Все правильно, именно поэтому оно и светит белым, или несколько желтоватым светом. Но если вспомнить курс физики средних классов, то мы можем сказать, что любой предмет, имеющий температуру выше нуля Кельвин (то есть -273,15ºС) излучает тепло. Вот вы, человек, имеющий температуру 36,6ºС также излучаете тепло путем радиации. Но вы не светите таким же светом (излучением) как солнце! Также и приборы отопления, стоящие у стены и ничем себя внешне не выдающие, обогревают предметы вокруг себя этим самым излучением. 

Исходя из описанного выше, отопительные приборы по методу передачи тепла бывают конвекторами (конвективная передача тепла) или радиаторами (радиационная или лучистая передача тепла). Сказать, что в конвекторе тепло передается только конвекцией и нет радиации, нельзя. Также как нельзя говорить, что радиатор передает тепло только с помощью лучей. И в конвекторе и в радиаторе есть оба вида передачи тепла, но в разных соотношениях. Поэтому сейчас вы можете уже более точно сформулировать свой вопрос: какой радиатор отопления лучше или какой конвектор лучше? К какой из групп относится какой-либо отопительный прибор определяется его конструкцией. А именно, для конвекторов характерна большая ореберенность нагревающей поверхности (не наружной, а встроенной внутрь поверхности, за кожух).

 

Для технически подкованных людей приведем справку из литературы по теплотехнике.

­В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным или лучистым. 

­К конвективному относят отопление, при котором температура внутреннего воздуха tB поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения tR (tB>tR), понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине этого помещения. Это широко распространенный способ отопления.

­Лучистым называют отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха (tR> tB). Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия человека в помещении (например, до 18-­20ºС вместо 20-­22ºС в помещениях гражданских зданий). 

 

Из описанного выше видно, что при конвективном отоплении (конвекторами), необходимо нагревать помещения на несколько градусов больше, нежели при лучистом отоплении (радиаторами). И дело здесь не столько в перерасходе топлива и финансовых средств, сколько в качестве воздуха. Дело в том, что при нагревании воздуха уменьшается его относительная влажность. То есть если мы проветривает помещение и впускаем к себе домой воздух с температурой -28ºС и  относительной влажностью 30-40%, то при его нагревании через конвектор до комнатной температуры относительная влажность падает до 2-3%. С таким пересушенным воздухом мы живем всю зиму. При лучистом отоплении относительная влажность выше, она также не дотягивает до норматива, но все же воздух не такой пересушенный. Из-за сухости воздуха страдает наша кожа, волосы, слизистые оболочки и дыхательные пути.

При строительстве дома вы наверняка представляете себе жизнь в нем, уют и полный комфорт. Для того, чтобы вам было на самом деле комфортно, необходимо позаботиться о том, чтобы наружные стены (соприкасающиеся с улицей) в вашем доме не были холодными, чтобы их внутренняя поверхность была теплой. Для этого в стене необходимо применять высокоэффективную теплоизоляцию. Понятно, что при утеплении стен вами движет мысль об экономии тепла. Но учтите, что от качества утепления зависит ваш комфорт в целом, поэтому скупиться на хорошей теплоизоляции стен – себе дороже. 

Количество лучевого тепла, излучаемого телом, зависит от размеров этого тела и от температуры теплоносителя. Температуру воды в трубах бесконечно увеличивать нельзя, иначе вода в системе отопления может закипеть. К тому же об отопительный прибор, заполненный такой горячей водой можно обжечься. Остается только наращивать размер отопительного прибора. Но если дом плохо утеплен и в нем большие теплопотери, то приходится ставить отопительные приборы большей длины. Есть еще один способ увеличения поверхности отопительного прибора – это оребрение, то есть на какую-либо трубу отопительного прибора одевается множество пластин, которые нагреваются от основной трубы и излучают тепло. Они именно излучают! Но так как все пластины параллельны друг другу, то их поверхности  обращены непосредственно на соседнюю пластину. Каждая из этих платин греет соседнюю. Соседняя в свою очередь излучением греет первую. Так лучевое тепло и не выходит из этого замкнутого круга, а может передавать энергию только воздуху между пластинами, причем довольно интенсивно. В результате таких мероприятий можно из радиатора получить конвектор. При этом первоначальное соотношение тепла радиатора, в котором 40% тепла передается конвективным методом, а 60% -лучевым,  превращаются в 20% лучевых и 80% конвективных. При этой трансформации радиатора в конвектор теплопоступления от него (за счет введения ореберения) стали значительно больше. То есть конвектор той же самой длины, ширины и высоты будет выдавать значительно больше энергии, нежели радиатор. Другой вопрос, что тепло это будет некачественное. Поэтому, чтобы устанавливаемый вами радиатор не выходил за габариты окна, был оптимальных размеров и красив, надо позаботиться о хорошем утеплении стен дома, качественных окнах, полах и покрытии. 

Перейдем к следующему пункту, определяющему комфорт. При конвективном отоплении тепло поднимается вверх, затем, остывая, опускается к уровню пола. При таком круговороте всегда наверху, под потолком, температура воздуха значительно выше, чем внизу, им может составлять у потолка значения в 25ºС, а у пола 18-19ºС. На уровне головы температура составляет 22-23ºС. Такое соотношение температур не вызывает комфорта, когда ноги в прохладе, а голова испытывает перегрев, создается ощущение духоты. Ведь еще Кутузов в свое время говорил «Держи голову в холоде, желудок в голоде, а ноги в тепле». При отоплении излучением распределение температур не такое резкое, так как все предметы в помещении греют воздух, но то, что воздух на уровне головы теплее, чем у пола – факт. Так что же делать в этой ситуации, если вы ищете максимального комфорта? Нет ничего проще! Достаточно установить теплые полы! При одновременной работе радиаторов и теплых полов достигается равномерное распределение температур по всей высоте помещения. В любой точке помещения у вас температура будет составлять 18ºС или 20ºС, как вам угодно! Теплые полы бывают двух основных видов – это водяные и электрические. Электрические теплые полы актуальны для небольших помещений, квартир. Устанавливать их в большом доме экономически нецелесообразно. С другой же стороны водяные теплые полы – сложная гидравлическая система, с помощью которой вы сможете чуть ли не круглогодично довольствоваться теплом. Но водяной теплый пол требует досконального изучения и проектирования специалистами, имеющими в этой сфере большой опыт.  Выбор за вами, но помните, что отопление с помощью радиаторов под окнами и теплых полов – вот залог комфортного существования в доме.

Для высоких помещений (выше 5-6м) применять традиционные системы отопления нет смысла, так как тепло в любом случае будет оставаться под потолком помещения и температура верхнего слоя воздуха может отличаться от температуры у пола на 10 и больше градусов. Относительно недавно на российский рынок вышли инфракрасные обогреватели. Смысл этих обогревателей таков, что они подобны солнцу, и в большом и высоком помещении, в котором нет системы отопления в принципе, можно обогревать небольшой участок  (например, рабочее место в холодном цехе). Человек находится под лучами ультрафиолетового обогревателя, греется сам, греются предметы вокруг него и обогревается воздух.  Экономия налицо – нет перегретого воздуха под потолком помещения, нет необходимости греть все пространство. Поэтому в последнее время в производственных и некоторых общественных зданиях все чаще применяются такие системы отопления.

Из сказанного выше, можно сделать вывод, что создать комфортную систему отопления довольно легко. Достаточно при строительстве дома позаботиться о хорошем утеплении стен, установке качественных окон, с возможностью проветривания (не забывайте о вентиляции!). Запомнить для себя из чего состоят ваши стены, записать. Перед монтажом системы отопления обратиться к хорошей проектной организации, которой нужно указать, что вы хотите систему отопления именно на радиаторах и водяных теплых полах. Передать проектной организации информацию о том, из чего состоят стены вашего дома, и какие окна вы установили. И далее, по готовому проекту выбрать монтажную организацию, которая и воплотит проект системы отопления в жизнь. Если вы уже решили установить систему отопления в своем доме, то можете ознакомиться с нашими ценами на проектирование отопления. Мы будем рады сотрудничеству с вами!


->  Подробнее о видах систем отопления.

->  Подробнее о проектировании систем отопления: исходные данные, состав проекта отопления и порядок разработки проекта. 

->  Примеры выполненных проектов отопления.

 

 

 
СТАТЬИ Какую выбрать систему отопления