Низкотемпературное отопление. Элементы контура, конденсационный котел

На пути экономии при выборе отопления в частном доме нелишне обратить внимание на низкотемпературные системы отопления. Несмотря на большие затраты на оборудование при начальном этапе устройства контура, в дальнейшем он существенно снизит стоимость обслуживания и расходных ресурсов. А тепловые потери здания исключаются качественным утеплением стен. Затраты на изоляционный материал с лихвой окупаются экономией в зимний период. При этом выбросы в окружающую среду минимальны.

Система, в которой теплоноситель имеет предельную температуру не более 55 градусов, и есть низкотемпературное отопление. Между показателями входа выхода совсем небольшое различие. На выходе из котла теплоноситель нагрет до 50-60 градусов, в радиаторе 45, а по возвращении из контура остывает до 30.

Согласно нормативам, трубы, проложенные для низкотемпературного отопления, должны занимать около 30% площади стен, так как они имеют низкую теплоотдачу и медленно прогревают помещение. Такая пропорция обеспечит достаточный обогрев для проживания семьи в доме круглый год.

Кроме экономических показателей, системы низкотемпературного отопления обладают рядом существенных плюсов:

• Малый расход энергоресурсов. Можно использовать геотермальные источники и солнечные батареи.
  
• Сокращенный объем выбросов в окружающую среду.
  
• Комфортная атмосфера в комнатах. Невысокая температура радиаторов не высушивает воздух, как это случается при нагреве до 85 градусов. Плавный прогрев помещения создает наилучшие условия для жизни.
  
• Хорошо работает в системе теплых полов. Равномерное распределение тепловых потоков от пола лучше подогревает комнаты.
  
• Безопасная эксплуатация. К радиаторам могут прикасаться даже дети, ведь 30-45 градусов это не критично.
  
• Длительный ресурс эксплуатации оборудования из-за невысокой нагрузки на котел.
  
• Применение конденсационного оборудования, что повышает КПД практически до 100%.
  

И незначительными минусами:

• Большая стоимость в начале проектирования и установки.
  
• При сильных морозах не всегда справляется с задачей. Требуется подключение дополнительных источников тепла.
  
• В контур ставят только металлические батареи.
  

Контур низкотемпературного парового отопления в частном доме оборудуют классическими элементами.

В низкотемпературных системах водяного отопления используют чугунные, алюминиевые и биметаллические батареи. Их подбирают по параметрам высоты, ширины и глубины, в зависимости от интерьера комнат. Основной показатель выбора – тепловая мощность, которую вычисляют по стандартной формуле. К примеру: одна секция биметаллического радиатора выделяет 200 кВт тепла при стандартном отоплении. При низкотемпературном отоплении, она выделит 140 КВт. Поэтому частота установки батарей должна быть на треть гуще обычного.

Для предполагаемой схемы подойдут разнообразные виды труб:

• Металлопластиковые трубы изготовлены из полипропилена, с внутренним алюминиевым армированием. Преимуществом таких труб является гладкая внутренняя поверхность, что препятствует засорению просвета. Имеют высокий коэффициент линейного расширения, поэтому их укладывают только снаружи – заливать бетонным раствором нельзя.
  
• Стальные – прочные металлические трубы. Лучше выбирать из нержавейки, чтобы не иметь проблем со ржавчиной. Преимущества – длительный срок службы и низкий коэффициент линейного расширения.
  
• Мягкие полиэтиленовые. Хорошо подойдут для прокладки теплого пола. Можно закладывать в бетонную заливку. Срок службы не менее 25 лет.
  

Можно выбрать металлические или пластиковые – все зависит от предпочтений проектировщика и финансовых возможностей владельца дома.

Низкотемпературные системы отопления хорошо сочетаются с конденсаторными котлами. Топливо при этом можно выбирать любое, в зависимости от близости к газовой магистрали или наличия земельных ресурсов (уголь, дрова, электричество).

Конструктивно котел выполнен, как обычный отопительный и может работать от тех же источников энергии. Отличительной особенностью прибора есть теплообменник, сделанный их прочной коррозиеустойчивой стали, выдерживающей соприкосновение с кислотами. Конструкция теплообменника усилена дополнительными ребрами и спиралями, значительно увеличивающими площадь теплоотдачи.

Принцип действия конденсационного котла для низкотемпературных водяных систем отопления:

• Пламя нагревает воду или другой теплоноситель.
  
• При сгорании топлива образуется углекислый газ и водяной пар температурой до 150 градусов. В классическом котле продукты сгорания выходят через коаксиальную трубу, согревая только наружный воздух.
  

• В конденсационном котле продукты сгорания проходят через заднюю, более прохладную стенку теплообменника. Горячий поток охлаждается на поверхности ребер и спиралей, образуя капли конденсата.
  
• При конденсации из струи выделяются не только капли воды, но и тепло, которое возвращается в отопительную систему.
  

Происходит нагрев охлажденной воды в обратной линии трубопровода. К горелке подается наполовину нагретый теплоноситель, поэтому для повторного нагревания такого же объема требуется затратить вполовину меньше энергии.

Остатки продуктов сгорания выводятся через коаксиальный дымоход, оборудованный дополнительной внутренней трубой, поставляющий приточную струю. Проходя через дымоход, поток поступает на горелку уже слегка подогретым, что обеспечивает дополнительную экономию энергии.

Благодаря конструкции конденсационного котла в работе используется на 10% больше энергии, чем в традиционном отоплении. Во многих странах Европы признали не только экономические, но и экологические выгоды подобных низкотемпературных систем отопления, поэтому классические котлы постепенно выходят из производства и применения в частном домовладении. А в некоторых странах разрешены только конденсационные котлы, а применение классических запрещено на законодательном уровне.

Коэффициент полезного действия котла исчисляется прямой теплоотдачей плюс 10% от продуктов горения, возвращающих большую часть тепла обратно в систему. Поэтому общий КПД выше 100%.

После всех операций из системы выделяется некоторое количество концентрированной жидкости. Ее нельзя просто вылить на землю, так как содержание кислот выше нормы. Если это обычный бытовой контур, то объем жидкости не более 30 литров в сутки, поэтому ее просто спускают в канализацию. В промышленных цехах, где объем конденсата большой, предусматривают методы специальной утилизации.

Контур оснащается автоматическими приборами, регулирующими высоту нагревания и скорость циркуляции теплоносителя. Установка автоматики снимает нагрузку с человека, которому не нужно постоянно следить за работой контура.

• Термостат с регулирующей термоголовкой – монтируется на каждую батарею. Электроника термостата чутко реагирует на малейшие изменения в комнате. Настроив головку на определенную температуру, (обычно это 22-25 градусов) можно не беспокоиться. Автомат выключит подачу тепла при перегреве и заново включит, после охлаждения. Монтируют, слегка вынося за плоскость радиатора, чтобы датчик находился в свободном пространстве.
  
• Автоматический регулятор тяги. Устанавливают на твердотопливных котлах. Контролируя степень нагрева теплоносителя, подает сигнал на заслонку, для увеличения тяги и усиления горения. Превышение температуры заставляет прикрыть заслонку и уменьшить пламя.
  
• Манометр – контролирует давление в системе. Если случится протечка и давление упадет, манометр отключит циркуляцию, чтобы не потерять теплоноситель.
  

Контур можно оборудовать в полу, смонтировав трубы в цементную стяжку. В сравнении с другими видами обогрева, теплый пол выигрывает по причине равномерного распределения нагретого воздуха по комнате. Его предпочитают монтировать в кухнях, ванных и коридорах, где обычно укладывают керамическую или кварц-виниловую плитку.

Правила монтажа теплого пола для низкотемпературного отопления:

• В нижний слой под трубы прокладывают теплоизоляцию – полистирол, технониколь. Толщина листа 5 см для первого этажа и 3 см для второго.
  
• По периметру комнаты устанавливают демпферную ленту для компенсации расширения стяжки.
  
• Шаг укладки в классическом варианте равен 15-30 см между соседними трубами, в краевых зонах 10 см. В низкотемпературных системах отопления он сужается до 10-20 см и 5 в пристенных зонах.
  
• Фиксировать трубу крепежными скобами к утеплителю или сетке с расстоянием каждой точки около метра.
  
• При заливке цементной стяжки труба должна плотно прилегать к основанию.
  

Низкотемпературное отопление может работать с любым котлом на разных видах топлива:

• Газ – самый распространенный источник тепла. Его используют при наличии газопроводных магистралей в доступной близости. Подключение нельзя производить самостоятельно, необходимо разрешение газовой службы.
  
• Твердое топливо – уголь, пеллеты, дрова.
  
• Электричество – для подключения электрического котла можно использовать не только центральное энергоснабжение. Современные методы подразумевают установку солнечных батарей и ветрогенератров. Что существенно снизит расход на электроэнергию.
  

Низкотемпературное отопление главным образом экономит ресурсы, что в конечном итоге отражается на вашем кошельке.

Низкотемпературное напольное отопление равномерно обогревает помещение, создавая уют во время зимних холодов.

При укладке системы теплого пола расстояние между соседними трубами сужают на 30%, так как низкая теплоотдача требует дополнительного оборудования.

По этой же причине общая внешняя площадь батарей и труб в комнатах должно быть не менее трети от площади стен.

Качественное утепление стен позволит использовать низкотемпературную систему даже в сильные морозы без установки дополнительных приборов.