Комбинированное отопление

Опубликовано kamil 12/12/2015 0 Комментарии

Преимущества комбинированных систем отопления.

Если говорят про комбинированные системы отопление частного дома, часто имеют в виду различные понятия. Совместить в пределах одной системы отопления можно различными видами обогревательных приборов с характеризующими их схемами разводки либо тепловые генераторы, использующие разные виды топлива, либо вообще работающие на  различных физических принципах.  

 

Комбинирование различных систем и приборов для отопления Трудно называть комбинированной ту систему, в которой на одной ветке установлены чугунные батареи, на другой — алюминиевые радиаторы, а на третьей — стальные панельные.  В  принципе нагревания, подключения и конструктивно эти  приборы подобны и полностью взаимозаменяемы. Не так  сильно отличаются от настенных радиаторов и конвектора, встраиваемые в пол.  разводка у этих приборов подобна, более того радиаторы и конвекторы можно подключить в одну ветку (контур). Более  серьёзное различие будет между традиционными радиаторами и более новыми типами отопления, полностью вмонтированные   в строительные конструкции — тёплыми полами и стенами. Сочетание радиаторов и теплых полов. Как радиаторы, так и водяные тёплые полы, наравне с плюсами, имеют и некоторые минусы. Комбинирование  этих двух типов отопления позволяет подобрать наиболее комфортное, удобное и изящное решение для любого помещения либо зоны жилья. К примеру,  лучший вариант для зимнего сада и прихожей зоны — тёплый пол, спальни — панельные радиаторы, а в гостиной и бассейне использование комбинированного отопления: основной нагрев это тёплые полы, радиаторы и конвекторы  это дополнительный. Параметры и принцип работы радиаторов и тёплых полов значительно отличаются. Первые могут быть подключены по разным схемам: одно и двухтрубная, лучевая, система бывает открытой, закрытой, гравитационной или циркуляционной. Греющие полы, если контуров обогрева больше одной,  подключаем только по коллекторной (лучевой) схеме. Также допустима комбинация различных схем отопления: делаем разводку  радиаторов двухтрубную, а ветки тёплого пола — лучевым способом. Крайний способ  в любом случае подключается к стоякам не напрямую, а посредством смесительного узла, где трёхходовой кран смешивает для достижения необходимой температуры горячую и охлаждённую воду из подающей и обратной магистралей. Комбинированная система отопления будет иметь и  ограничения, присущие тёплым полам: она должна быть только герметичной (закрытой) и циркуляционной. В практике нет никакой сложности в том, чтобы совместить в одной системе отопления различные схемы: оба контура (радиатор и пол) подключаются к общей магистрали (контуру котла). Теплоноситель идет в контур полов не напрямую, а через смесительный узел, где к нему при надобности подмешивается охлаждённая вода из обратной линии, чтобы температура пола не превышала стандартного уровня в 40 ºС.  Смешивания теплоноситель поступает в гребёнки коллектора, откуда распределяется по  веткам.

 

Общего давления в системе недостаточно, чтобы «продавить» тёплые полы, поэтому здесь необходим отдельный циркуляционный насос. Но равновесного гидравлического баланса, а значит, наилучшего теплового режима можно достичь, если и полы и радиаторы обвязать по лучевой схеме. При этом приборы отопления разного типа гидравлически нужно  разделить: у каждой системы свой коллектор на этаже. Места и денег можно сэкономить, при подключении всех приборов через универсальный коллектор для комбинированной системы отопления. Так называемое устройство «два в одном», объединяющее коллектор для радиаторного отопления и тёплых полов, применение же в одной системе разных вариантов отопления плюс к этому необходимость нагрева воды для горячего водоснабжения приводит к тому, что различные контуры начинают отражаться на работе контуров. Чтобы снизить это влияние лучшим способом сбалансировать комбинированную систему отопления, подключаем контур котла к контурам радиаторов, тёплых полов и ГВС  через гидрострелку .

Нагреваем, охлаждаем стены и полы.

 Специалисты  уверенны, что чем больше площадь нагрева отопительного прибора и ниже  температура, тем более комфортные и оптимальные для здоровья условия создаются в доме. Опыт многолетней эксплуатации тёплых полов доказывает данный факт. По этому видимо в Германии 93%  строящихся домов оснащены комбинированной, с тёплыми полами на первом этаже и радиаторами на следующем, системой отопления.  Сегодня уже не ограничиваются обогревом пола, Распространяется и практика «тёплых стен». Принцип работы и конструкция  сходна тёплыми полми: трубки с циркулирующим по ним теплоносителем встраиваются в  конструкции стен. Следовательно, в помещении, помимо окон, не остаётся холодных поверхностей, нет нагретых предметов отопления, циркуляция тепла более равномерна и по большей части инфракрасным излучением, что наш организм принимает очень положительно.  Тёплые водяные стены так же, как и полы, обвязываются отдельными ветками по лучевому принципу. Поэтажные коллекторы необходимо оснащать циркуляционными насосами и при необходимости  смесительными узлами (макс. температура носителя 60 ºС). Тёплые стены хорошо себя показали не только в странах с холодным, но и с  тёплым климатом. Летом, в жару, по трубам запускают  охлаждённую воду, система работает как кондиционер. Трубы настенного отопления смонтированы, осталось их только залить, спрятать в слой штукатурки. Удобнее с точки зрения комфорта решение, но  помните о двух вещах: наружные стены должны быть хорошо утеплены, а забивать гвозди, чтобы повесить картинку, нужно аккуратно.

Разновидности схем для “правильного”дома

Рассмотрим более углубленно несколько наиболее оптимальных комбинированных схем отопления Разновидности схем для “правильного” дома. Вот предлагаемое нами решение для комбинированной системы отопления дома с радиаторами и теплым полом.  Схема 1 — вариант смесительного узла с трехходовым клапаном, схема 2 — с двухходовым клапаном. Оба варианта одинаково работоспособны, однако второй вариант  более подходит для большой площади теплых полов, все зависит от характеристик смесительных клапанов (Kvs), нужен расчет. Вообще говоря, при проектировании и монтаже системы отопления желательно основательно произвести расчет, чтобы все работало как надо. На это нужно серьезно подготовиться и доля усидчивости, а как тут ждать, когда руки чешутся создать что-нибудь грандиозное…

1 Схема подключения котла в комбинированной системе отопления с радиаторами и теплым полом с применением трехходового смесительного клапана.

Система отопления на трёхходовом клапанеНа рисунках показаны:

     источник тепла ( газовый, электрический, или иной котел)

желательно установить перепускной клапан  радиаторного контура;

смесительный клапан для теплого пола (трехходовой или двухходовой);

циркуляционный насос контура водяных теплых полов;

желательно установить перепускной клапан для контуров “теплый пол”;

предохранительный термостат;

балансировочный вентиль на подмесе для двухходового клапана.

Участок  схемы с малым гидравлическим сопротивлением, расстояние между отводами тройников не более 100..250мм, является своего рода гидро-стрелкой.

Итак, в нашей схеме мы так же рекомендуем использовать котловой насос, который установлен в  любой бытовой настенный котел для циркуляции теплоносителя в контуре радиаторов отопления. Будет непрактично, если мы не используем его потенциал и дополнительно усложним и удорожим смету отопления.

Суть 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 определенного котла, и их следует искать в инструкции по эксплуатации. К примеру, 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 (стандарт) может обеспечить отопительную мощность в 24кВт. Значит, если контур радиаторов будет иметь гидравлическое сопротивление не больше 25кПа, то встроенного в котел насоса будет достаточно, чтобы отдать в радиаторный контур всю мощность котла.

Чтобы использовать потенциал котлового насоса, да еще и обеспечить циркуляцию через теплые полы в отдельном контуре необходима грамотная увязка контуров между собой. Решается это в нашем случае при помощи т.н. кольцевой схемы. Это не наше изобретение, но кольцевые схемы чаще  применяются в системах отопления в США.

2,3 Схема изображения  решения системы отопления на основе первичных-вторичных колец.

В нашей схеме обвязки присутствуют два независимых кольца циркуляции теплоносителя:

Кольцо котлового контура (котел-радиатор-котел);

Кольцо контура теплых полов.

Эти два кольца имеют один общий друг с другом участок, на схеме обведен красной чертой. Конструктивно, этот участок представлен двумя близко распложенными тройниками с отводами на контур теплого пола. Участок с близким расположением отводов тройников (расстояние не более 100..250мм друг от друга) дает гарантировано низкое гидравлическое сопротивление этого участка , а следовательно и наименьшее влияние контуров друг на друга. Это  аналог гидравлической стрелки, только без функций Грязевого накопителя и сепаратора воздуха. Хвалится этим особо не получится, зато почти даром, элегантно и компактно. А функцию шламоуловителя возмет на себя обязательный  в системе отопления косой фильтр-грязевик с сеткой, а воздухоотводчик  установлен и в самом котле (авт), радиаторах и на коллекторе теплого пола.

Как это все работает.
Нагретая в котле вода движется в подачу радиаторного контура .Исходя из перепада давления между подающим и обратным патрубками газового котла теплоноситель протекает через радиаторы и возвращается в котел по пути: подача котла, радиаторы (А), от радиатора до теплого пола(В),участок 200 мм  между тройниками на теплый пол(С-Д) и обратка котла.

Между точками А и В смонтирован перепускной клапан, который  настроен на значение перепада давления в 20..25кПа.  Следует из этого то что до тех пор, пока все или больше радиаторов открыто, в основном поток теплоносителя идет через радиаторы, а не через перепускной клапан . При закрытии части радиаторов излишек теплоносителя  проходит через перепускной клапан . При полном закрытии радиаторов ( "только теплый пол"),  весь поток будет проходит через клапан . Следовательно, в контуре котла сохранено постоянство протока теплоносителя. Это, во-первых, положительно отражается  на работе самого теплообменника котла, во-вторых, на отрезке кольца C-D так же всегда сохраняется полный поток теплоносителя, с которого  можем снять тепло на потребности теплых полов.

 Включаясь циркуляционный насос контура теплого пола , создает  перепад давления и заставляет часть теплоносителя из точки C поступать в трехходовой  клапан и соответственно в точке D возвращаться остывшим из контура теплых полов в обратку основного контура. Неважно  от того, с какой скоростью работает насос , насколько открыт смесительный клапан  или сколько петель теплого пола работает в данное время, количество воды, входящее в тройник С равно количеству воды, вышедшей из тройника D в котел. Следовательно количество теплоносителя, проходящем в котловом кольце, постоянно.

При выключенном котловом насосе (котел остановился по достижению заданной температуры) нет  паразитной циркуляции через теплообменник котла. Теплоноситель циркулирует по кольцу контура теплого пола и только на отрезке C-D  кольца.

При отключение насоса теплого пола  и включение котлового насоса (режим  радиаторы) перепада давления на участке C-D мало, чтобы произошла паразитная циркуляция в контуре теплого пола. Отпадает надобность в  обратных клапанах.

Наличие перепускного клапана  в контуре теплого пола гарантирует минимальную циркуляцию теплоносителя при закрытии петель теплого пола. Его можно не ставить, если насос с частотным регулированием или есть комнатно  раздельная  автоматика для теплого пола с  управлением циркуляционным насосом.

Защитный предохранительный термостат  устанавливается на подающий трубопровод контура теплого пола и при скачке температуры в контуре выше 50°С  командует насосу на  отключение .

Итог:

Можно  отказаться от гидравлической стрелки, от дополнительного циркуляционного насоса на контур радиаторов и обвязки к ним без  изменения работоспособности системы отопления, Необходим только точный расчет;

 Управляемость систем отопления проще , уменьшаются затраты на электроэнергию для третьего насоса (экономим..40кВтч в месяц)

Плюсы разнотопливных систем.

Различные виды тепло генераторов в одной системе Комбинированной может быть не только разводка с применением разных типов отопительных приборов, но и теплогенерация: для отопления одного дома могут применяться различные котлы на разнообразных видах топлива и даже источники тепла, работа которых основана на разных физических законах.

 

Применение нескольких видов топлива

 

Применение в единой системе разнотопливных котлов может быть вызвано несколькими факторами: Желание повысить надёжность системы. Часто практичные хозяева, подведя газопровод к  дому и установив газовый котёл, оставляют и поработавший твердотопливный. В случае, если авария на  газопроводе или с новым котлом, всегда можно наколоть дровишек и использовать резервный. В любом случае, чем больше способов обогрева  в доме, тем меньше его зависимость от внешних факторов. Возможность  интеграции двух разных водогрейных котлов в одну систему отопления необходимо решать исходя из характеристик данного оборудования, например, газовый котёл лучше покажет себя в закрытой системе, а  твердотопливные предназначены больше для открытых. В этом случае нагрев теплоносителя от контура дровяного теплогенератора идет параллельно, через дополнительный теплообменник. Желая сэкономить, не особо поступаясь комфортом. Это касается жилых домов, находящихся в негазифицированном крае. Обычно, в отсутствие природного газа выгоднее топить жилье местным топливом: дровами и древесными остатками(пеллетами, углём,  брикетами. Однако неравномерная теплогенерация при сгорании твёрдого топлива, необходимость постоянного присмотра твердотопливных котлов дает такое отопление некомфортным и хлопотливым. В то же время  удобное и поддающееся полной автоматизации процесса  электро и жидкотопливное отопление  опустошает хозяйский бюджет — дизтопливо и электроэнергия недешевые ресурсы. Так же солярка в баке может закончиться, или обесточат поселок да день ,два. При таком подходе комбинированная система отопления  дома может решить вопросы отопления, разные теплогенераторы частично компенсируют свои недостатки друг друга. Например, электрообогрев (электрокотёл, кабельный пол, конвектор) можно включать только с вечера до утра, когда считаем по  льготному тарифу, почти вполовину меньше. Дровами топить, когда есть желание подбрасывать их в печь и выгребать золу. А дизтопливом — когда не хочется возиться с твёрдым топливом, но есть деньги на солярку. В последнее время всё более распространенными  в тех домах, где нет газа, является комбинация «пеллетный котёл в день + электроотопление  на ночь», это  комфортное и не сильно дорогое в эксплуатации сочетание. Комбинированное отопление пеллетами днём и электричеством ночью (по льготе) — вполне разумное сочетание: умеренная цена и минимум хлопот Для того чтобы иметь комбинированное отопление,  необязательно устанавливать в котельной несколько котлов. Достаточно единственного, но многотопливного. Как вариант, финские котлы серии Jaspiот компании Tulpa  «всеядные» это газ/дизель/масло/дрова/брикеты/электроэнергия Комбинировать водяное и воздушное отопления Никто не мешает иметь в доме и водогрейный котёл и печку. Либо камин, который будет  дополнительно, а в случае поломки котла аварийно быть источником отопления. физических принципах получения тепловой достаточно много. Мы уже рассказывали об отопительных котлах, использующих энергию сгорания топлива. Указывали на электрические отопительные приборы прямого нагрева, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую. На практике применяется ещё два типа передовых теплогенерирующих устройств,  которые используют «дармовую» энергию возобновляемых источников это солнечные коллекторы и термодинамические тепловые насосы. Первые «собирают» солнечное тепло панелями-коллекторами. Физический принцип работы вторых схож по принципу с холодильником или кондиционером. Если просто, то тепловой насос — это холодильник наоборот Тем не менее, все эти разные теплогенерирующие устройства  уживаются в одной системе, если грамотно собрать схему. Обычно солнечные панели применяются для подогрева горячей воды, тепловой насос в качестве основного и недорогого в эксплуатации отопления, а электрический или пеллетный котлы в резерве. Комбинирование в одной системе отопления теплового насоса, водогрейного котла и солнечного коллектора не позволит обойтись без аккумулятора  тепла Проектирование и монтаж комбинированных схем отопления частного дома требует особенного подхода, эффективность которой зависит от грамотного проекта  системы обвязки. Советуем  поручать основные работы по монтажу инженерного оборудования своего дома ответственным  специалистам.

 

Оставить комментарий