Схемы водяного отопления: виды, расчет системы, фото и видео примеры

Содержание

Водяное отопление своими руками — схемы разводки труб + Видео инструкция

Самой популярной системой отопления загородных домов является именно водяное отопление. Такой системе уже много десятков лет, сегодня она уже основательно улучшена и усовершенствована, так что выбрать, как говорится, будет из чего. Еще одним плюсом в ее пользу можно назвать то, что на прекрасно сочетает низкую стоимость и высокое качество. Итак, сегодня мы поговорим о том, как сделать водяное отопление своими руками

Содержание статьи:

Схема водяного отопления

Главным элементом схемы водяного отопления любого типа является котел. Таких котлов есть немало и выбор того или иного прибора зависит от массы факторов – климатических особенностей, возможности использовать конкретный вид топлива, личных предпочтений хозяина дома. В целом, все котлы можно поделить на 4 категории:

На твердом топливе.
На жидком.
На электроэнергии.
На газу.

Наиболее распространенными являются устройства на газу и на твердом топливе, так как горючее для них стоит относительно недорого и доступно во всех регионах государства.

Помимо котла, есть и другие элементы водяного отопления – разного рода змеевики, полые детали, регистры. Если говорить о монтаже, то особых отличий в нем между системами с разными типами котлов нет, следует лишь в точности придерживаться инструкции производителя.

Важно! Водяная система отопления позволяет устанавливать сразу несколько разных котлов. При этом важно, чтобы она (система) была оснащена специальной автоматикой, способной переключаться от одного агрегата к другому.

Видео руководство

Типы водяного отопления

Водяное отопление может быть двух типов:

С естественной циркуляцией теплоносителя.
С принудительной его циркуляцией.

Рассмотрим вкратце каждый из типов.

Естественная циркуляция

Система с естественной циркуляцией теплоносителя – это самый простой и малозатратный способ того, как собственноручно обогреть свой дом. Такая система отличается отсутствием каких-либо трудностей в монтаже, для нее потребуются исключительно доступные детали и материалы.

Касаемо же принципа работы, то у такой системы он очень простой. Вода подогревается в котле, поднимается вверх по системе трубопровода (этому способствует разница в температурах) и доходит до всех радиаторов в доме. В то же время охлажденный теплоноситель ввиду все той же разницы в температуре возвращается обратно к источнику тепла. Словом, циркуляция происходит сама собой, без чьей-либо помощи.

Детально ознакомится с этой системой вы можете тут

Важно! При монтаже системы с естественной циркуляцией необходимо, чтобы трубы прокладывались под некоторым уклоном, примерно 5 градусов на метр трубопровода. Если этого не сделать, то система хоть и будет работать, но недостаточно эффективно.

Принудительная циркуляция

Отопительная система с принудительной циркуляцией является еще одним способом обогрева загородного дома. Она отличается тем, что в ее состав дополнительно входит циркуляционный насос. Благодаря такому насосу вода качественно и эффективно перекачивается по системе, она подается даже в самые отдаленные уголки, не теряя при этом тепла. Это особенно хорошо для домов, имеющих по несколько этажей.

Еще одной отличительной чертой принудительной циркуляции можно назвать то, что при монтаже подобной системы нет необходимости в том, чтобы трубопровод прокладывался под некоторым углом. Более того, эффективность ее примерно на треть выше, чем у системы с естественной циркуляцией носителя тепла.

Когда вода движется по системе принудительно, то вместо стандартных расширительных баков необходимо использовать специальные емкости для гидроаккумуляции. Ввиду того, что давление в системе может порой превышать две атмосферы, следует также позаботиться и о дополнительных устройствах безопасности – это могут быть манометры, разного рода предохранители и клапаны.

Помимо того, насос циркуляции с обеих сторон должен иметь запорные клапаны, которые и будут перекрывать подачу теплоносителя в систему отопления.

Варианты разводки труб

Сегодня водяное отопление своими руками имеет несколько видов разводки, давайте рассмотрим каждый из них:

Вариант первый – однотрубный. Это такой тип отопления, при котором есть лишь одна труба, соединяющая все элементы системы на пути движения теплоносителя. Он отличается минимальными финансовыми затратами, простотой, отсюда и немалая его популярность.

С монтажом и подробным принципом работы данного вида разводки вы можете ознакомится тут

Вариант второй – двухтрубный. Для соединения всех элементов системы используется две трубы, которые устанавливаются параллельно к движению теплоносителя. Среди достоинств варианта можно отметить то, что тепло равномерно распределяется по всему помещению, вы сможете быстро регулировать температурный режим.

Вариант третий – трубы располагаются коллекторным образом. В такой системе есть как обратный, так и падающий трубопроводы, которые соединяются между собой специальными распределительными коллекторами. Отличается привлекательной внешностью, а также абсолютным контролем над каждым элементом посредством специального распределительного шкафа.

Основные достоинства

Причин популярности водяного отопления, в особенности, в загородных домах, не так мало. Давайте же вместе рассмотрим основные его преимущества:

Вы сможете оперативно и эффективно регулировать температуру в каждом отдельном помещении своего дома. Для этого устанавливается специальная аппаратура – запорные клапаны и температурные регуляторы.
Такую отопительную систему можно установить в дом практически на любом этапе его строительства. Более того, даже если дом полностью готов, у вас не возникнет никаких проблем с установкой такой отопительной системы.

Оборудование, используемое для установки, может быть самым разнообразным.
Сама вода, используемая здесь в роли теплоносителя, имеет превосходные характеристики. Она дешевая и доступная, прекрасно проводит тепло, имеет хорошую теплоемкость.
Вариантов разводки для такой системы есть много. Выбрать ту или иную можно исходя из многих параметров, таких как площадь дома или ваши финансовые возможности.
Такие системы также универсальны, так как с ними может быть использовано практически любое топливо.

Монтаж системы своими руками

Водяное отопление своими руками должно быть тщательно спланировано, очень тщательно. И этим должны заниматься профессионалы. Зачастую эта процедура начинается с выбора места под котел, который, к слову, устанавливается еще до того, как будет произведена разводка. Конечно, специалисты отлично знают, как правильно совершить планирование, поэтому на предварительном этапе один из них должен быть рядом с вами.

Для увеличения изображения, кликните по ссылке

Когда с местом для котла определились, необходимо сделать под него специальный постамент из бетона. Котел ставится на него и соединяется с дымоходом, а все стыки и соединения при этом замазываются глиной.

Далее вам необходимо вычертить, какова будет разводка труб в вашей системе. Тщательно продумать, где будут размещаться радиаторы, стояки и другие элементы – именно поэтому необходимо участие специалиста. Как мы знаем, радиаторы желательно размещать под окнами. Это необходимо для того, чтобы тепло от них обогревало внутреннюю поверхность окон.

Количество сечений и их создание должно определяться не только вашими финансовыми возможностями, но и протяженностью контура, чем больше будет таких сечений в системе, тем легче теплоносителю будет по ней передвигаться.

Важно! Еще до того, как приступить к установке магистрали, необходимо определить в системе самую высокую точку и оборудовать там расширительный бак. К слову, такой бак может быть двух типов:

Открытого;
Закрытого.

Как расчитать оптимальный объем бака и сделать монтаж правильно, читайте здесь

Следующим этапом установки отопительной системы является прокладка трубопровода и установка радиаторов. В данном случае все предельно просто: труба подводится к месту установки радиатора, он устанавливается, соединяются все необходимые входы и выходы, после чего труба подводится к следующему радиатору. Будет просто отлично, если на каждый из радиаторов вы установите специальный кран, с помощью которого можно будет удалять воздух из системы.

Весь контур должен замыкаться там же, где и начался – на котле. На входе котла устанавливается специальный фильтр и (если необходимо) насос для циркуляции. Самая нижняя точка системы должна быть оборудована узлом залива/слива, необходимая для того, чтоб сливать всю воду в случае ремонтных работ.

В качестве заключения

Как мы выяснили, сегодня не существует более дешевой и вместе с тем эффективной отопительной системы, нежели система водяная. Трубопроводы и радиаторы обновляются чуть ли не ежегодно, следовательно, эффективность такой системы повышается, а стоимость, наоборот, снижается. Поэтому сделать водяное отопление своими руками с каждым годом все легче.

виды, схемы отопления, монтаж отопления

Отапливать дом можно используя различные системы отопления, однако чаще всего делают выбор в пользу водяной системы отопления. Водяное отопление — это традиционная система отопления как для городских, так и для загородных домов. Система водяного отопления надежна, эффективна, проста в монтаже и обслуживании. Простота системы водяного отопления позволяет обслуживать систему своими руками, а в большинстве случаев смонтировать систему водяного отопления дома также можно самостоятельно.

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Система водяного отопления дома состоит из котла, радиаторов отопления (системы водяных теплых полов), расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности, все элементы системы отопления соединены между собой трубами. В качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. Применяя антифриз можно не бояться размораживания системы при ее отключении в зимний период.

Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления дома. Водяная система отопления состоит из котла, расширительного бака, насоса и радиаторов отопления.

Котел отопления – основа любой системы водяного отопления дома. В системе водяного отопления могут применяться котлы на любом виде топлива. Котлы отопления по виду используемого топлива могут быть газовые (на природном и сжиженном газе), твердотопливные (дрова, пеллеты), на жидком топливе (дизельное топливо), электрические. Выбор типа котла зависит от доступности, бесперебойности поставки и стоимости топлива.

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Группа безопасности состоит из воздухоотводчика, манометра и аварийного клапана. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы отопления. Манометр необходим для контроля давления в системе. Аварийный клапан сбрасывает часть теплоносителя при превышении допустимого давления в системе, тем самым предохраняя систему отопления от возможных разрывов.

Трубы в системе водяного отопления дома могут применяться любых видов, т.к. температура в системе отопления частного дома не превышает 90 градусов. Наибольшее распространение получили полипропиленовые трубы. Они надежны в местах соединения и просты в монтаже.

Расширительный бак в системе отопления необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя в системе при нагревании. В зависимости от типа системы отопления расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

В открытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом за счет разности плотности горячей и холодной воды. Вода, нагретая котлом (имеет меньшую плотность), по стояку поднимается вверх в то время как остывшая (имеет большую плотность) опускается вниз, т.е. циркуляция происходит под действием силы тяжести, отсюда и название гравитационная. Также система отопления получила название открытой, т.к. в ней применяется расширительный бак открытого типа, и система сообщается с атмосферой.

Рис.2. Система отопления открытого типа. Для системы этого вида принципиальным требованием является уклон труб и применение расширительного бака открытого типа.

Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, поэтому она энергонезависима, т.е. при отключении электроэнергии циркуляция не прекратится, и система отопления будет работать.

Открытая система отопления обладает рядом недостатков. Она довольно громоздкая и сложная в монтаже, т.к. все трубы должны быть смонтированы с определенным уклоном, а расширительный бак должен быть установлен в высшей точке системы, при этом в теплом помещении, что не в каждом доме возможно. При эксплуатации открытой системы отопления требуется постоянный контроль уровня теплоносителя, т.к. он интенсивно испаряется из открытого расширительного бака. Поэтому выбирать открытую схему системы отопления следует в том случае если есть проблемы с подачей электроэнергии, в противном случае целесообразно выбрать систему отопления закрытого типа, т.к. она не имеет недостатков открытой схемы.

В закрытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, а расширительный бак применяется закрытого типа, что и дало название системе.

Рис.3. Система отопления закрытого типа. В системе отопления закрытого типа отсутствуют ограничения по монтажу элементов. Этот вид системы отопления компактный и простой в монтаже.

Ограничения по месту установки расширительного бака и расположению труб в закрытой системе отсутствуют, поэтому закрытая система получается более компактной и простой в монтаже. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет скрыто расположить трубы системы отопления, а также в качестве обогревателей использовать не только радиаторы отопления, но и водяные теплые полы. Благодаря чему закрытая система водяного отопления получила наибольшее распространение.

Схемы системы отопления дома

Схема системы отопления определяется способом соединения нагревательных приборов. Различают три схемы системы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая.

Однотрубная схема системы отопления представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Особенность схемы в том, что все радиаторы (вход и выход радиатора) подключаются к одной трубе.

Рис.4. В однотрубной схеме отопления все радиаторы подключаются последовательно. Такой подход приводит к тому, что каждый следующий радиатор работает хуже предыдущего. Для устранения этого недостатка необходима балансировка системы отопления.

Достоинство такой схемы системы отопления простота монтажа и низкий расход труб при монтаже. Недостаток – сложность регулировки (балансировки). По мере движения теплоносителя по системе он отдает свое тепло радиаторам отопления, таким образом последнему радиатору тепла достается меньше всего. Поэтому систему необходимо балансировать. Сделать это можно с помощью установки на каждый радиатор специальной запорной арматуры (термоголовок, регуляторы расхода), либо сделать предварительный расчет системы и использовать трубы различного сечения для выравнивания расхода теплоносителя.

Двухтрубная схема система отопления представляет собой систему, в которой горячий теплоноситель подается по одной трубе, а отдав свое тепло радиатору отводится по другой. Таким образом получается, что радиаторы отопления подключены параллельно.

Рис.5. В двухтрубной схеме системы отопления все радиаторы подключены параллельно. Таким образом тепло между радиаторами распространяется равномерно, а система легко балансируется.

Параллельное подключение радиаторов отопления значительно упрощает балансировку системы (регулировку) и позволяет достаточно точно задавать температуру в помещении. Например, в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, а в жилых оптимальную, это позволит сэкономить на отоплении. Недостаток – расход труб для отопления будет в 2 раза больше, чем при однотрубной разводке.

Лучевая схема системы отопления подразумевает подключение каждого отопительного прибора индивидуально. В этой схеме применяется коллектор, который распределяет теплоноситель по радиаторам отопления. Только по этой схеме можно установить водяные теплые полы.

Рис.6. Лучевая схема системы отопления. В этой схеме все радиаторы подключаются индивидуально через коллектор. В коллекторе устанавливается регулирующая арматура, которая позволяет выполнять точную настройку каждого радиатора.

С точки зрения простоты управления системой отопления это схема не имеет конкурентов. Работой каждого отопительного элемента можно управлять индивидуально, и это не скажется на работу остальных отопительных приборов. Такой подход приведет к значительному снижению затрат на отопление. Недостатком является высокий расход труб, необходимость монтажа коллектора.

Система отопления и горячая вода в доме

Горячую воду в доме можно обеспечить двумя способами: установить электрический накопительный водонагреватель или использовать котел отопления для создания горячего водоснабжения. Существует два варианта создания горячей воды по средствам котла: установить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева.

Существует много моделей котлов, имеющих два контура нагрева один для отопления другой для горячего водоснабжения. Таким образом система горячего водоснабжения подключается к котлу и при включении воды котел начинает работать как колонка. Такой способ хорош если одновременно будут работать не более двух точек водоразбора, с большим количеством котел не справится.

Рис.7. Схема работы бойлера косвенного нагрева. Вода из системы отопления направляется в змеевик бойлера. Проходя по змеевику вода в бойлере нарывается и подается в систему горячего водоснабжения.

Решение данной проблемы — это установка бойлера косвенного нагрева. Бойлер косвенного нагрева представляет собой бочку, в которой установлен змеевик. Горячая вода из системы отопления проходя по змеевику нагревает воду в бойлере. Нагретая вода может подаваться на любое число точек водоразбора.

Монтаж водяного отопления дома

Монтаж системы водяного отопления начинают с подбора всех элементов системы. Правильный выбор компонентов системы обеспечит ее комфортную эксплуатацию и легкий монтаж.

Основной элемент системы отопления это котел. Вне зависимости от типа используемого топлива основной характеристикой котла является мощность. Если высота потолков в вашем доме не превышает 3 м, то для расчета мощности котла можно использовать соотношение 1кВт вырабатываемой котлом мощности необходимо для отопления 10 кв.м. площади дома.

Выбирая котел отопления следует сразу позаботится о горячем водоснабжении дома. Если число проживающих в доме 1-2 человека, то целесообразно выбирать двухконтурный котел, который обеспечит и горячую воду, и отопление. Если у вас большая семья, то целесообразнее выбрать одноконтурный котел и установить бойлер косвенного нагрева. Бойлер следует выбирать из расчета, что на 5 человек требуется объем бойлера примерно 100 — 120 литров.

Котлы отопления могут быть с открытой и закрытой камерой сгорания. Для установки первого типа необходимо иметь дымоход и помещение отведенное под котельную, в которой будет обеспечена вентиляция. Котлы второго типа снабжаются воздухом и выводят отработанные газы, через коаксиальный дымоход, который монтируется в стене рядом с котлом. Котлы с закрытой камерой сгорания установить значительно проще.

Рис.8. Схема установки котла с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Достоинство котла этого типа: простота установки, котел не потребляет кислород из помещения, не требует строительства дымохода и системы вентиляции.

Некоторые модели котлов отопления могут быть снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что значительно упрощает монтаж системы водяного отопления. Если котел не имеет этих элементов, то выбрать их можно следующим образом. Объем расширительного бака должен быть примерно 10% от объема системы отопления. Основная характеристика циркуляционного насоса — это напор. Приближенно напор насоса можно вычислить как 5% от мощности котла.

Рис.9. Схема котла отопления. Современные котлы уже снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что упрощает монтаж системы водяного отопления.

В системе водяного отопления дома могут применяться любые виды радиаторов отопления. Приближенный расчет мощности радиатора вычисляется на основе соотношения 100Вт тепловой мощности радиатора необходимо для отопления 1 кв.м. помещения. Рассчитывая мощность радиаторов необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается при одностороннем подключении, а минимальная при нижнем.

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

Все радиаторы отопления должны быть снабжены воздухоотводчиками. Для простоты балансировки системы и для возможности регулировки температуры в помещении радиаторы необходимо укомплектовать терморегуляционными кранами или термоголовками (термостатами).

Рис.11. Радиатор отопления должен комплектоваться воздухоотводчиком и термоголовкой. Также необходимо устанавливать краны для возможности демонтажа радиатора для его замены.

Монтаж системы отопления начинают с установки котла отопления и радиаторов отопления. После чего все элементы системы соединяют между собой трубами.

Для индивидуальных систем водяного отопления удобно применять полипропиленовые трубы, хотя можно использовать и любые другие. В отличие от стальных труб полипропиленовые просты в монтаже, а для их сварки необходим сварочный аппарат для полипропиленовых труб, он имеет небольшую стоимость и им очень просто работать даже не специалисту. Полипропиленовые трубы также выигрывают перед металлопластиковыми, т.к. последние имеют соединительные элементы, которые со временем могут начать подтекать.

При монтаже системы водяного отопления следует предусмотреть отвод для заполнения и слива системы. Этот отвод должен быть расположен в нижней точке системы. Также в верхней точке необходимо установить воздухоотводчик. Вместо воздухоотводчика может быть установлена группа безопасности. Она устанавливается в верхней точке подающей трубы системы отопления.

Рис.12. Для удобства обслуживания и безопасности использования системы водяного отопления необходимо предусмотреть отвод для слива/наполнения в нижней точке системы, и смонтировать группу безопасности в верхней точке системы.

Соединяя элементы системы отопления следует позаботится о том, что некоторые элементы могут сломаться раньше времени и потребуется их замена. Поэтому все приборы (котел, насос, расширительный бак, бойлер и пр.) системы отопления должны устанавливаться через кран и разъемное соединение (американка). Таким образом их можно будет демонтировать и заменить, не сливая систему отопления.

Рассмотренные варианты реализации системы водяного отопления в частном доме позволят вам правильно подобрать все элементы и с монтировать систему. В том случае если вы затрудняетесь все сделать самостоятельно, то полученные знания позволят проконтролировать нанятых работников.

виды, схемы отопления, монтаж отопления

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

Схемы системы отопления дома

Система отопления и горячая вода в доме

Монтаж водяного отопления дома

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

виды, схемы отопления, монтаж отопления

Принцип устройства системы водяного отопления дома

Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.

Виды систем водяного отопления дома

Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

Схемы системы отопления дома

Система отопления и горячая вода в доме

Монтаж водяного отопления дома

Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.

Водяное отопление частного дома своими руками схемы

На чтение 8 мин Просмотров 1.4к.

Самым важным преимуществом малоэтажного строительства по праву является возможность конструирования систем отопления разнообразной сложности и доступности в материальном плане.

Независимые от центральных индивидуальные системы отопления являются наиболее производительными. Систему можно сконструировать с верхней разводкой труб и с нижней разводкой, так же возможно использование нескольких видов теплоносителя – самым приемлемым и недорогим считается вода.

Виды основных систем отопления

Различные конфигурации систем отопления отличаются друг от друга только видом перемещения теплоносителя по системе трубопроводов, основное свойство всегда одинаково – вода, нагреваясь, перемещается по трубопроводу и тем самым обогревает помещения на различных этажах.

Существует три главные разновидности отопления частного малоэтажного дома:

Системы с естественным побуждением:
Системы с механическим побуждением;
Системы отопления с использованием и естественного и механического движения воды.

Можно выделить еще три вида систем отопления в частном доме:

Системы радиаторные;
Системы вида «Теплый пол»;
Плинтусное отопление.

Как сделать водяное отопление в частном доме?

Обращаясь к вопросу конструирования систем отопления в малоэтажном доме, одним из важных условий является изучение порядка и организации нужных этапов для поддержания требуемых условий микроклимата в здании.

В малоэтажном строительстве к параметрам внутреннего воздуха необходимо применять особые требования, поскольку система является независимой от центральной системы отопления.

Что должно быть в составе водяной системы отопления?

Водяная система отопления представляет собой непрерывное циркулирование теплоносителя (в нашем случае воды) по обогреваемому контуру. От источника теплоты (котла) вода направляется непосредственно к системе, проходит ее и затем, остывая, возвращается вновь к источнику теплоту. Далее процесс повторяется. Для обеспечения беспрерывной и самое главное безопасной работы системы необходима установка целого ряда оборудования помимо котельного агрегата и самих труб:

Система фильтрации;
Один или несколько насосов;
Защитные и противопожарные клапаны и прочее.

Варианты монтажа водяных систем отопления

Все системы подразделяются на 2 типа:

Однотрубная система отопления:

Конструирование этой системы различается тем, что теплоноситель проходит к радиаторам отопления исключительно в прямой последовательности. Существенным недостатком однотрубной системы является тот факт, что крайние батарее всегда будут значительно холоднее, чем первые потому, что требуется время, чтобы вода «добралась» до них.

Еще одним минусом является невозможность остановить подачу воды к конкретному радиатору, приходится прекращать подачу теплоносителя ко всей системе. Однако это не будет большой проблемой при разработке схем отопления в частном доме. Плюсом ее является возможность провести систему по всей площади дома, особенно полезно в многоквартирных жилых домах.

Двухтрубная система отопления:

При данной системе отопления теплоноситель подается к нагревательному прибору из разных труб (вода поступает холодная и горячая). При устройстве данной системы возможно регулировать подачу теплоносителя в радиаторный прибор. Данная система отопления является наиболее приемлемой и при малоэтажном, и при многоэтажном строительстве

В свою очередь подразделяется еще на 3 вида систем отопления:

Звездообразная (монтируется так, чтобы трубопровод с холодным снабжением присоединяется с одного края, а с горячим снабжением – с противоположного).
Система типа «Шлейф» (температура отопительных приборов изменяется в зависимости от удаленности батареи от источника теплоты).
Коллекторная система (трубы с холодной и горячей водой подсоединяются отдельно к каждому коллектору – позволяет регулировать температуру помещения в каждой комнате соответственно).

Водяные системы отопления

Системы водяного отопления являются неотъемлемой частью интерьера частного дома. Существует несколько возможных вариантов выбора непосредственно радиаторов отопления. Могут быть:

Классические чугунные;
Стальные;
Алюминиевые.

Тип системы водяного отопления и отопительные приборы следует выбирать, как и в зависимости от условий климата, так и от интерьера и от возможностей материальных затрат.

Система водяная «Теплый пол»

Система является хорошим дополнением к уже давно использующейся системе отопления с использованием радиатором, так и может служить самостоятельной системой в малоэтажном доме.

Большим плюсом настоящей системы является возможность обеспечения различных температур по высоте помещения, как и должно быть по санитарно-гигиеническим нормам – сверху воздух холоднее, снизу теплее. Она позволяет так же снизить температуру системы до 55 ˚С в соответствии с нормами проектирования.

В данном случае трубы монтируются по всей поверхности пола, благодаря этому возможно одновременно обеспечивать и условия микроклимата в здании и комфортный теплый пол. Недостатком является сложности с монтажом системы и возможность выполнения лишь на начальных сроках строительства здания. Минусом так же является сложности в эксплуатации.

Плинтусные системы отопления

Плинтусные системы являются отличной альтернативой одновременно теплым полам и использованию привычных радиаторов. Иногда бывает невозможно установить систему теплого пола, а радиаторы никак не вписываются в интерьер.

Тогда выбор плинтусных систем является лучшим решением, потому что в этом случае трубы отопления устанавливаются на высоте плинтуса (то есть практически на уровне пола), одновременно обогревая помещение в нужной последовательности и отапливая пол до достаточно комфортной температуры в любой период года.

Обширная цветовая гамма систем отопления «под плинтус» позволит вам сохранить любой интерьер в вашем помещении и даже поможет разнообразить его еще больше.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

Система отопления с естественным движением теплоносителя отличается тем, что жидкость циркулирует по трубам из-за разницы своих плотностей при повышении и понижении температуры.

Нагретая вода, как правило, становится легче холодной и поднимается выше по системе, холодная же вода в свою очередь, остывая все больше, опускается ниже. Циркуляция воды от источника теплоты и до возвращения в источник циркулирует без перерыва.

Плюсом такой системы является относительная доступность и простота при ее монтаже. Использование ее не предполагает никаких дополнительных затрат по устройству и оборудованию. Минусом системы является необходимость установки труб под небольшим уклоном, что усложняет монтаж.

Необходимым условием использования такой системы является устройство расширительного бака. Он устанавливается, как правило, на крыше малоэтажного здания – самым оптимальным вариантом его устройства является чердачное помещение коттеджа (если оно предусмотрено проектом).

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Еще одним вариантом конструирования систем отопления в малоэтажном жилом доме является устройство системы с искусственной циркуляцией воды. В данном случае вода перемещается по системе не из-за своего основного физического свойства изменять плотность, а посредством установки циркуляционного насоса, работа которого заключается в перегонке теплоносителя от котла по всей системе с последующим возвращением в источник теплоты.

Эта система считается наиболее эффективной, чем с естественным побуждением, из-за того, что делает возможным поступление теплоносителя в самые крайние точки отапливаемого здания. Особенно важным это является при строительстве коттеджей, состоящих из двух и более этажей.

Настоящий вид отопления повышает эффективность примерно на 30% по сравнению с другим видом. Плюсом ее является возможность устройство труб без уклона, соответственно монтаж упрощается. Вместо привычных в естественных системах расширительных баков, здесь устанавливаются гидроаккумулирующие емкости.

Так же важно предусматривать специальную защитную арматуру на трубах во избежание аварий, поскольку давление в системах повышенное. Специальные предохранительные клапаны устанавливаются с обеих сторон от циркуляционного насоса.

Что нужно знать для установки водяного отопления в доме?

Из-за своей эффективности и относительной дешевизны отопление в частном доме с теплоносителем вода продолжает оставаться самым востребованным. При выборе соответствующей системы необходимо тщательно разобраться к ее конструкции, сложности и материальных затрат.

При частном доме в один этаж нерентабельным считается установка системы с побудительным движением теплоносителя, поскольку указанная эффективность в 20-30% попросту не отработает себя, а циркуляционный насос будет потреблять немало электроэнергии.

Самодельное водяное отопление

Конструировать системы водяного отопления необходимо при консультации специалиста. Для начала необходимо определить точно площади отапливаемых помещений. Затем важно правильно просчитать теплопотери через все наружные ограждения (наружные стены, окна, пол, чердачное или бесчердачное перекрытие). Это без проблем можно сделать в интернете при использовании онлайн-калькуляторов для расчета потерь теплоты.

Эти расчеты необходимы для корректного определения полной мощности будущей системы отопления здания. С их помощью проводится небольшой гидравлический расчет с учетом наружных и требуемых внутренних температур воздуха и выполняется подбор радиаторов отопления на рассчитанные параметры.

Так же по ним выполняется подбор отопительного котла. Важно перепроверить расчеты несколько раз во избежание неполадок при эксплуатации системы.

Схемы водяного отопления частного дома

Самым простым в малоэтажном строительстве является устройство однотрубной системы отопления, поскольку собрать ее можно своими руками без особых затруднений. Однако поскольку ее недостаток – невозможность отключить часть системы нами предлагается другой вариант.

Для частного дома самым оптимальным будет использование двух независимых друг от друга однотрубных систем водяного отопления, из-за того, что даже при выводе из эксплуатации одной системы, из второй будет возможно получать необходимую горячую воду на обогрев.

Схема водяного отопления двухэтажного дома

При строительстве двухэтажного коттеджа важно сразу учитывать всю мощность системы отопления и, исходя из этого, грамотно подбирать водогрейный котел – его мощности должно быть достаточно для обогрева двух этажей здания.

При этом нужно учитывать еще и площади всех отапливаемых помещений. Важным является еще и подбор циркуляционного насоса. Параметры подбора должны быть рассчитаны правильно – это потери давления во всей системе и расход теплоносителя.

Заключение

К выбору системы отопления в частом доме следует относиться с особой серьезностью и выбирать нужный вариант исходя из большого количества требований к ним. Важно учитывать не только дешевизну и доступность определенного вида систем, но и энергозатратность, соответствие вашим климатическим условиям и этажность вашего здания.

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и советы

Недоступность централизованного отопления заставляет задуматься о монтаже автономной системы. С ее помощью можно создать комфортные условия внутри здания в любое время года. Большинство выбирает водяное отопление частного дома. Своими руками схемы самых сложных контуров могут быть смонтированы практически каждым. Предлагаем познакомиться с отличительными особенностями водяного отопления и нюансами выполнения монтажных работ.

Водяное отопление: создаем комфортные условия в частном доме

Читайте в статье

Преимущества и недостатки водяных систем отопления

Для водяного отопления характерен ряд преимуществ:

Возможность монтажа на любом этапе строительства частного дома. При необходимости разработать и смонтировать водяное отопление своими руками можно уже после вводы строения в эксплуатацию.
Доступный теплоноситель. Отличаясь высокой теплопроводностью, вода имеет невысокую стоимость.
Универсальность. Водяное отопление допускает использования котельного оборудования, работающего на различных видах топлива.
Возможность выбора подходящего конструктивного исполнения. Разводка труб подбирается индивидуально в зависимости от квадратуры частного дома, возможностей и предпочтений владельцев.
Возможность регулирования температуры в каждой комнате за счет установки специальных запорных клапанов.

Схема разводки труб прорабатывается индивидуально

К недостаткам водяного отопления следует отнести:

Низкий КПД.
Неравномерный прогрев теплоносителя в трубопроводе.
Необходимость установки расширительного бачка.

Для расширительного бачка требуется место

Теплоноситель и его свойства

В качестве теплоносителя широко используется вода. Этому способствуют ее основные свойства. Она не способна оказать негативного воздействия на человека даже при повреждении отопительного контура. Обладает высоким уровнем теплоотдачи. Вязкость воды делает ее подходящим вариантом для любого современного водяного отопления.

Вода не способна оказать вредного влияния на человека

К недостаткам воды следует отнести:

замерзание при нулевой температуре;
увеличение объема при изменении агрегатного состояния, что может стать причиной разрыва трубопровода;
содержание солей, которые приводят к появлению осадку на внутренней поверхности.

Внимание! Чтобы предотвратить появление осадка на внутренней поверхности, в отопительный контур следует заливать только дистиллированную воду.

Вместо воды часто используются антифризы. Такие вещества не боятся низких температур, однако их не всегда можно использовать в традиционной системе водяного отопления. Они токсичны и способны оказать негативное влияние на здоровье человека при разгерметизации системы.

Нормы и требования к автономному отоплению

Требования к отопительной системе изложены в СНиП 2.04.05-91. Содержащиеся в данном документе нормы призваны создать комфортный микроклимат. Некоторые рекомендации приведены в СНиП 31-02, регламентирующем правила строительства одноквартирных домов.

Отдельно устанавливаются требования к используемому теплоносителю. Его температура должна находиться в диапазоне +60÷80ºС. Максимальный нагрев ограничен +90ºС. При этом наружная поверхность нагревательных элементов, доступ к которым ничем не ограничен, не должна нагреваться выше +70ºС.

Решая, как в частном доме сделать отопление, стоит обратить внимание на возможные способы монтажа отопительного трубопровода. Предпочтение может быть отдано:

Открытой. Трубопровод прокладывается по строительным конструкциям. Для крепления используются хомуты и клипсы. Используются металлические трубы. Выбор в пользу полимерных изделий делается только при возможности их защиты от механического и/или термического воздействия;

Открытое исполнение является более предпочтительным

Скрытой. Прокладка водяного контура выполняется в специально подготовленных каналах и штробах, спрятанных за различными декоративными элементами. Актуальны для строений, которые планируется эксплуатировать минимум 20 лет. При этом срок службы труб должен превышать 40 лет.

Внимание! Открытый способ прокладки является приоритетным.

Скрытая должна иметь достаточный срок службы

Особенности водяной отопительной системы

Такая система стала прямым продолжением печного отопления. Она позволяет одновременно обогревать несколько комнат, в то время как традиционная печь с данной задачей справиться не может. Для этого в каждой комнате монтируются отопительные приборы, схема расположения которых прорабатывается для каждого частного дома индивидуально.

Жидкий теплоноситель, нагретый в котле до нужной температуры, поступает в трубопровод. Продвигаясь по трубам, он начинает отдавать свое тепло отопительным приборам, в качестве которых могут выступать радиаторы или контур «Теплого пола». Отопительные приборы, в свою очередь, передают тепло в окружающее пространство. Остывший теплоноситель возвращается обратно в котел, нагревается до заданной температуры, и цикл повторяется. Благодаря непрерывному движению теплоносителя по трудам удается поддерживать температуру в частном доме на комфортном уровне.

Нагрев воды осуществляется в котле

Основные элементы водяной системы отопления

Узнавая, как правильно сделать отопление в частном доме, стоит познакомиться с основными элементами. Они могут иметь различное конструктивное исполнение или изготавливаться из разных материалов. От сделанного выбора будет зависеть срок службы водяного отопления и удобство эксплуатации.

Элементы и их характеристики заслуживают особого внимания

Котел

Данный элемент поддерживает работоспособность водяного отопления. Он вырабатывает тепло, нагревающее воду до требуемой температуры. Производители предлагают отопительные котлы, работающие на:

Электричестве. Оптимально с точки зрения безопасной эксплуатации. Такое оборудование не предъявляет повышенных требований к месту установки. Не выделяет продуктов горения. Однако высокие затраты на эксплуатацию и зависимость от энергоснабжения заставляет рассмотреть другие варианты;
Газу. Популярный вариант, если вблизи частного дома проходит газопровод. Низкие затраты на эксплуатацию и достаточно высокий КПД делают такое оборудование весьма популярным. Выполнить монтаж газового отопительного котла своими руками не представляется возможным;
Жидком топливе. Близок по конструктивному исполнению к газовому аналогу, но комплектуется горелкой другого типа. Устанавливается в отдельном помещении. Из-за большого количества продуктов горения нуждается в регулярной чистке;
Твердом топливе. Оптимальный вариант для частного сектора. Монтаж может выполняться своими руками. В процессе эксплуатации необходимо постоянно закладывать топливо в топку и убирать продукты горения.

Внимание! Производители предлагают комбинированные котлы, способные работать на различных видах топлива.

Выбирая подходящую модель, следует ориентироваться не только на вид используемого топлива, но и на мощность оборудования. В среднем 1 киловатт будет достаточно для обогрева 10 квадратов в частном доме, расположенном в южных районах. В средней полосе данный показатель возрастет до 1,5 кВт, а в северных – до 2,0. К полученному значению специалисты рекомендуют прибавить еще 20÷30%. Для облегчения расчетов нашей командой был разработан удобный калькулятор.

Котлы на твердом топливе экономичны в эксплуатации

Статья по теме:

Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром. В публикации мы расскажем о достоинствах и недостатках данного типа котлов, как они работают, каких бывают видов, как сделать своими руками, а также познакомим с популярными моделями и производителями.

Калькулятор расчета необходимой мощности котла

Трубы

Для отопительного контура используются изделия, изготовленные из различных материалов, каждый из которых имеет свои особенности. Предпочтение можно отдать трубам:

стальным. Такие изделия еще сравнительно недавно пользовались наибольшей популярностью. Однако при возведении частных домов в настоящее время их применяют реже. Причина кроется в склонности к коррозии стальных поверхностей;

Совет! Решив отдать предпочтение стальным трубам, стоит приобрести оцинкованные изделия или изготовленные из нержавеющей стали.

Стальные трубы стоит защитить от коррозии

медным. Трубопровод из меди способен сопротивляться воздействию высоких температур и давления. Для него характерен длительный срок службы, однако высокая стоимость элементов из меди значительного ограничивает их использование;

Трубы из меди способны прослужить много лет

полимерным. Изделия из металлопластика, основу которого составляет алюминий, покрываемый слоем пластика, или из полипропилена, дополнительно усиленного алюминием, обладают рядом достоинств. Они не боятся коррозии, обладают достаточной прочностью, предотвращают появление осадка на внутренней поверхности. Монтаж водяного отопления не потребует значительных финансовых вложений, так как его можно выполнить своими руками без использования специального оборудования.

Внимание! Из-за высокого коэффициента теплового расширения полимеров велика вероятность повреждения труб при замораживании контура.

Полимерные трубы предъявляют требования к условиям эксплуатации

Радиаторы

Эффективность водяного отопления во многом зависит от характеристик установленных радиаторов. Производители предлагают батареи, изготовленные из:

стали. Такие изделия имеют доступную стоимость. Однако склонность к коррозии значительно снижает возможную продолжительность их эксплуатации;
алюминия. Изделия отличаются высокой стойкостью к коррозионным процессам при низкой сопротивляемости перепадам давления. Учитывая, что в частных домах давление, как правило, стабильно, алюминиевые радиаторы способны прослужить достаточно долго;
стали и алюминия. Биметаллические радиаторы обладают преимуществами, характерными для изделий, изготовленных либо из алюминия, любо из стали;
чугуна. Большой вес батареи предъявляет повышенные требования к используемым крепежным элементам.

Дизайн радиатором может отличаться

Водяные насосы для отопления частного дома

Используется для обеспечения непрерывной циркуляции насоса по отопительному контуру. От его характеристик во многом зависит стабильность работы отопления. Производители предлагают водяные насосы для отопления частного дома различной производительности с разным напором.

Первый параметр можно рассчитать следующим образом: мощность системы разделить на разность температур теплоносителя на входе и выходе и показатель теплоемкости воды. Напор выбирается таким образом, чтобы обеспечить нормальный ток теплоносителя в каждой точке. Специально для наших читателей мы подготовили удобные калькуляторы для расчета производительности и напора циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос нагнетает давление

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Калькулятор расчета необходимого напора циркуляционного насоса

Расширительный бак и система подпитки

Входит в состав закрытой отопительной системы. Позволяет компенсировать разность объемов теплоносителя при нагреве и охлаждении. Расширительный бак состоит из двух частей: водяной и воздушной. Давление в последней регулируется таким образом, чтобы обеспечить гидростатическое равновесие при заполнении воздушной части до определенного уровня.

По мере заполнения камеры горячей водой давление повышается, и жидкость начинает продавливать мембрану, повышая давление в воздушной камере. После того как теплоноситель остынет, избыточное давление выдавливает жидкость обратно. Бывают различного типа и объема. Ниже вы можете воспользоваться удобным калькулятором для определения необходимого объема расширительного бака

Расширительный бачок состоит из двух частей

Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака

Тепловой контур

Предназначен для передачи, распределения и возврата теплоносителя в котел. Нуждается в тщательном выборе материала труб, так как излишняя шероховатость может стать причиной торможения транспортируемого теплоносителя. В зависимости от гидравлического сопротивления выбор делается в пользу схемы с естественной либо принудительной циркуляции.

Схема контура водяного отопления может отличаться

Выбор отопительных устройств

При выборе котла для водяного отопления следует ориентировать на его мощность, особенности монтажа, геометрические параметры и вид используемого топлива. Наиболее практичными считаются газовые модели, которые в случае необходимости может заменить твердотопливный или электрический аналог. Затраты на эксплуатацию котла, работающего на твердом топливе, намного ниже электрической модели. Последние станут оптимальным вариантом для небольшого частного дома.

При выборе отопительного устройства следует учитывать, как установить котел отопления в частном доме. Отсутствие отдельного помещения значительно сужает перечень подходящей модели.

Отопительные устройства зависят от площади отапливаемого помещения

Виды водяных систем отопления

Прежде чем начать разбираться с тем, как провести отопление в частном доме, стоит познакомиться с существующими видами систем. Каждая из них имеет свои отличительные особенности, определяющие возможную область использования и порядок выполнения монтажных работ.

Водяное отопление бывает различным

Водяная система «Теплый пол»

Чаще всего используется совместно с отопительными системами другого вида. Монтаж достаточно сложный и требует тщательно соблюдения требования. Основное преимущество теплых полов – большая площадь обогрева. За счет того, что пол является одним большим радиатором, удается обеспечить теплообмен в оптимальном режиме. Нагретый воздух поднимается снизу вверх, заполняя пространство. При этом температура воды в контуре снижается до +55ºC.

К недостаткам водяной системы «Теплый пол» стоит отнести необходимость выполнения монтажных работ на этапе строительства частного дома. В готовом строении реализовать проект достаточно сложно. После укладки трубопроводом уменьшается высота потолка.

«Теплый пол» редко монтируется один

Плинтусные системы отопления

Нагревательные элементы водяного отопления имеют форму, внешне напоминающую одноименный строительный аналог. Внутри нагревателя располагаются элементы,включающие медные трубки. Прочный глухой металлический короб обеспечивает хороший теплоотвод.

Нагревательные элементы монтируются по периметру комнаты, благодаря чему удается поддерживать температуру на заданном уровне. По мере прохождения теплоносителя происходит последовательный нагрев медных трубок, металлического короба, воздуха, стен. В результате воздух в помещении прогревается не только из-за теплоотдачи плинтусов, но и стен, вдоль которых они смонтированы.

Наиболее рациональным является монтаж водяного отопления в местах, непосредственно граничащим с улицей. Это подходящий вариант для балкона, террасы или веранды. К преимуществам плинтусной системы следует отнести:

формирование комфортного микроклимата без активной циркуляции воздуха;
утепление мест, в которых чаще всего появляется плесень;
простота выполнения монтажных работ;
возможность выбора элементов с подходящим дизайном;
доступность.

К недостаткам следует отнести ограниченную (до 15 метров) протяженность контура. Нередко в одном помещении монтируется 2÷3 контура. Еще одним негативным моментом является невозможность установки мебели вдоль горизонтальных элементов, так как это снизит эффективность водяного отопления.

Плинтусные схемы имеют ограничения по монтажу

Статья по теме:

Теплый водяной плинтус: цена, отзывы. Что из себя представляет эта новейшая система отопления? Цена, отзывы владельцев системы, обзор лучших производителей, рекомендации профессионалов по самостоятельной установке – в этом материале.

Радиаторные

Наиболее распространенный вариант. Теплоотдача осуществляется от нагретых до определенной температуры радиаторных батарей, установленных в каждой комнате. Радиаторному типу отдается предпочтение при устройстве водяного отопления не только в жилых домах, но и общественных зданиях.Грамотный подбор элементов отопительного контура позволяет разумно распорядиться внутренним пространством и создать комфортные условия в каждой комнате.

Популярность обусловлена простотой выполнения монтажных работ. Установку элементов можно выполнить своими руками.

Радиаторная схема самая популярная

Статья по теме:

Какие радиаторы отопления лучше для квартиры подскажет анализ отдельных моделей и характеристик оборудования, рассмотренные в данной статье. От правильного подбора батарей полностью зависит продолжительная работа всей системы и ее эффективность.

Системы отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Водяное отопление с естественной циркуляцией актуально для обогрева частного дома небольшой квадратуры. Движение теплоносителя по отопительному контуру обеспечивается за счет воздействия гравитационных сил и законов физики, обеспечивающих подъем воды по трубе.

Нагревшись да заданного значения вода, покину котел, начинается подниматься по трубопроводу, а затем спускается к дальнему радиатору. После этого по отводам теплоноситель начинает поступать внутрь остальных радиаторов. Остывший радиатор возвращается в обратную трубу и спускается к котлу.

При монтаже системы отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома следует создать достаточный уклон для облегчения протекания теплоносителя по трубопроводу. Протяженность горизонтального участка ограничена 30 метрами.

Монтаж системы отопление без насоса отличается доступностью, так как предполагает отказ от использования дополнительного оборудования. Однако из-за ограниченности горизонтального участка и необходимости монтажа труб большего диаметра многие отдают предпочтению отоплению с принудительной циркуляцией.

Радиаторная схема самая распространенная

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Такая схема предполагает наличие специального насоса, обеспечивающего принудительную циркуляцию теплоносителя по трубопроводу. В результате становится возможным:

обогрев частного дома большей квадратуры, включающего несколько этажей;
формирование контура с многочисленными изгибами;
монтаж труб с небольшими поперечными размерами.

Предпочтительным является замкнутый контур, при котором количество кислорода, переносимого теплоносителем, резко сокращается, что способствует увеличению срока службы монтируемого контура. Расширительный бачок может располагать в любом месте. К недостаткам следует отнести энергозависимости и большие затраты на выполнение монтажных работ.

Схема с циркуляционным насосом достаточно эффективна

Статья по теме:

Тепловой насос для отопления дома. Подобный способ организации отопления жилища вызывает огромное множество споров насчет эффективности и окупаемости. Давайте попробуем разобраться с этим в специальной публикации.

Схемы отопления в частном доме своими руками

Насколько эффективным будет обогрев, зависит от особенностей монтируемого контура. Схема отопления в частном доме своими руками может реализовываться по-разному. Предлагаем ознакомиться с возможными вариантами, чтобы выбрать наилучший вариант.

Всегда можно выбрать подходящий вариант

Схема однотрубной системы отопления частного дома своими руками

Однотрубная схема предполагает, что теплоноситель от котла начинает двигаться по единственной магистрали, а затем по ней же возвращается обратно. Радиаторы к магистрали подключают обоими концами. Правильно смонтированная однотрубная система отопления частного дома своими руками работает следующим образом:

теплоноситель нагревается до +75÷85°С и начинает перемещаться по трубопроводу. Дойдя до первого радиатора, часть горячей воды заполняет батарею, а оставшаяся продолжает двигаться по трубам;
пройдя по радиатору и отдав тепло в окружающее пространство, вода смешивается с теплоносителем, снижая его температур на пару градусов;
на следующем радиаторе ситуация повторяется. В результате в последнюю батарею вода поступается значительно остывшая, что уменьшает количество отдаваемого тепла.

Схема и порядок монтажа однотрубного отопления предполагает наращивание секции радиаторов, начиная со второго от котла, чтобы обеспечить равномерный обогрев всех помещений частного дома. Водяное отопление работает достаточно эффективно, если содержит не более 5 батарей. В многоэтажном строении часто монтируется несколько стояков. Такая вертикальная схема предполагает наличие стабильно работающих 3÷4 батарей.

Внимание! Однотрубная схема может быть с естественной и принудительной циркуляцией.

Однотрубная модель не всегда эффективна

Схема двухтрубной отопительной системы

Стабильный и надежный вариант, обеспечивающий подачу к радиаторам, расположенным в различных комнатах, теплоноситель, прогретый до одинаковой температуры. Нагретая вода движется по одной трубе, а остывшая – возвращается по другой.

В зависимости от выбранной разводки двухтрубная схема может быть:

Тупиковой. Теплоноситель, подаваемый по соответствующей ветки, заполняет все радиаторы, а по обратной – возвращается. Балансировка позволяет обеспечить равномерный прогрев всех батарей;
Попутной. Петлеобразная схема отопления загородного дома.Своими руками выполняя монтажа, следует добиваться того, чтобы теплоноситель по основной и обратной ветви двигался в одном направлении. Подходит для достаточно протяжного контура;
Коллекторной. Подходящий вариант для большого частного дома. Для запитки каждого радиатора используется отдельная двухтрубная ветка, присоединяемая к распределительной гребенке.

Двухконтурный контур позволяет лучше прогреть все комнаты

Схема водяного отопления двухэтажного дома

При монтаже системы в двухэтажном строении редко выбирают самотечную схему. Здесь лучшим выбором становится водяное отопление в частном доме с принудительной циркуляцией. Контур может быть одно- , двухтрубным либо лучевым.

Схема выбирается индивидуально

Коллекторная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

В состав коллекторной (лучевой) системы водяного отопления входит коллектор, представляющий собой устройства, используемого для сбора теплоносителя. К каждому радиатору подсоединяются две трубы: прямая и обратка. Такая схема отопления с принудительной циркуляцией одноэтажного дома позволяет лучше всего спрятать прокладываемые трубы. При этом в каждой комнате может быть своя температура.

Для размещения коллектора используется специальный шкаф. Недостатком такой схемы является повышенная стоимость из-за необходимости закупки нового оборудования.

Коллекторная схема обойдется дорого

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и нюансы монтажа

Выполнить монтаж отопления своими руками несложно, если придерживаться правил и требований производителей. Работы можно выполнять в следующей последовательности:

Таким образом, выполнить монтаж отопления своими руками в частном доме относительно несложно. Делитесь в комментариях, как схема отопления в вашем доме и самостоятельно ли вы выполняли работу.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Водяное отопление: преимущества и недостатки

Рассмотрим, чем отличается водяное отопление от других видов отопления домов, в чем его особенности, какие недостатки, и есть ли перспективы применения в жилом строительстве.

Что такое система водяного отопления

В основе систем водяного отопления лежит принцип конвекционного переноса тепла от жидкого теплоносителя – воды или пара окружающему воздуху. Котел греет воду, горячая вода или пар поступают в трубы и радиаторы, установленные по всем помещениям дома. После чего тепло от горячих ребер или секций радиаторов конвекционным путем распространяется вверх. На его место снизу вдоль пола подтягивается холодный воздух, и нагреваясь уходит верх.

Существуют системы водяного отопления, где организована принудительная циркуляция воды, и системы с гравитационной циркуляцией (самотечные). В первых воду заставляет циркулировать в замкнутой системе циркуляционный насос, во вторых – вода движется самотеком по трубам с небольшим уклоном. Различают также 1-трубные и 2-хтрубные схемы разводки.

До недавнего времени паровое отопление было достаточно популярным. Но в последнее десятилетие, когда все коммунальные технологии ориентированы на энергосбережение, становятся популярными более экономичные низкотемпературные системы теплоснабжения.

Особенности и недостатки парового отопления

Рассмотрим, как организовано отопление зданий паром, как внедрить паровое отопление, его плюсы и минусы. Воду до парообразного состояния (более 100 градусов) подогревает котел, после чего горячий пар под высоким давлением поступает в трубы и батареи, расположенные во всех помещениях здания. Там пар нагревает радиаторы, тепло отдается окружающей среде – воздуху, пар охлаждается и вода конденсатом поступает назад в котел.

Наиболее часто в домах с паровым отоплением устанавливались комплекты чугунных радиаторов, соединенных стальными трубами.

Для работы с паром не допускается применять пластиковые трубы, поскольку они не рассчитаны на высокие давления и температуры.

Современный радиатор парового отопления может быть изготовлен из чугуна, стали или алюминиевых сплавов, он отличается прочностью и рассчитан на высокие давления.

Достоинства

Паровое отопление организовывается на любом котле, догревающем воду до пара, – на дровах, мазуте, угле или газе.
Горячая вода или пар – самый доступный и теплоноситель.
Быстрый прогрев батарей.
Простота монтажа.

Недостатки

Паровые радиаторы подвержены высокому давлению пара и высокой температуре.
Существует опасность поражения людей и имущества при прорывах теплосети парового отопления.
При установке требуется специальное помещение для котла и нормативная вентиляция.
Угроза прорыва перегретого пара из трещин в трубах или радиаторах.
Больше прогревается верхняя часть помещений, а не пространство у пола.
Недостаточный контроль за температурой в помещениях.
Перегретый теплоноситель угрожает коррозией и сокращает срок службы системы радиаторов.
К недостаткам относят и громоздкость котлов, и неконтролируемость парового отопления.

Раньше под паровым отоплением понимали централизованное теплоснабжение многоквартирных и частных домов. В последнее десятилетие вместо нагретого пара с температурой выше ста градусов в централизованных или индивидуальных системах теплоснабжения чаще применяют подогретую воду. Это исключает возможность ожогов при прорыве теплотрассы или радиатора.

Изучив плюсы и минусы парового отопления, переходим к более современным системам водяного отопления.

Водяная система отопления: плюсы и минусы

Водяное отопление дома, где в качестве источника тепла используется газовый, твердотопливный или электрический котел, имеет множество достоинств. Такая система индивидуального обогрева и приготовления горячей воды особенно выгодна для внедрения в частных домах. Вода, прогреваемая котлом до температуры 50 – 80 градусов, принудительно или естественным путем циркулирует в системе радиаторов или в контурах теплого пола. Такое автономное теплоснабжение более экономично, поскольку не требуется подогрев воды до парообразного состояния, нет длинных теплотрасс и потерь тепла. В качестве доводчиков тепла разрешено использовать современные стальные или чугунные радиаторы, а также радиаторы из алюминиевых сплавов. Разводку выполняют медными, стальными или пластиковыми трубами.

Как провести водяное отопление в частном доме? Еще десять лет назад, когда газ был подешевле, угля хватало, проблем это не вызывало. Сейчас, тенденции энергосбережения выходят на первый план и экономия ископаемых видов топлива становится все более популярной и необходимой. Для теплоснабжения частных домов все чаще вместо газовых и электрических котлов устанавливают тепловые насосы, наиболее экономичные в эксплуатации и полнофункциональные источники тепла, горячей воды и холода.

В качестве систем распределения тепла в спальне, ванной, на кухне, в гостиной или детской

устанавливаются системы водяных теплых полов, нагревающие слой воздуха в нижней, самой комфортной для людей, части комнат. Для улучшения теплоотдачи выбирают покрытия пола с высокими показателями теплопроводности, например плитку. Кроме плитки на «теплые полы» укладывают и деревянные покрытия, и линолеум, и ковролин.

Достоинства

Водяное отопление в частном доме с циркуляционными насосами и двухтрубной схемой соединения радиаторов равномерно прогревает все комнаты.
Термостаты настенные и встроенные, термоголовки и автоматика современного котла точно поддерживают нужную температуру в отдельных комнатах.
Возможность устройства индивидуального автономного отопления в квартирах многоэтажного дома, спроектированного под такой вид отопления.
Часто реализуются проекты водяного отопления с системами теплых полов и контурами радиаторов.
Теплые полы с водой в качестве теплоносителя гораздо дешевле в эксплуатации, чем электрические обогреватели.
Бесшумная работа систем водяного отопления в отличие от воздушных систем.
Вода в системе водяного индивидуального отопления циркулирует по замкнутому кругу, не откладываются осадок или загрязнения из общей сети.

Недостатки

Высокие текущие затраты на обогрев при работе с газовым или электрическим котлом из-за высоких тарифов.
Угроза прорыва и затопления из-за повреждения системы водяных теплых полов, труб или радиаторов.
Высокие требования к проектированию систем, обслуживанию и ремонту газовых котлов и твердотопливных котлов, необходимость разрешений от электросетей для установки электрокотла.
Есть угроза замерзания воды в трубах и радиаторах в зимний период, когда дом не отапливается.
Недолгий срок эксплуатации котельного оборудования: до 10-15 лет.
Монтаж проводят только квалифицированные специалисты.

Современное водяное отопление частного дома

Водяное отопление в частном коттедже или особняке, на даче или в квартире имеет свои недостатки. Однако такие системы теплоснабжения продолжают устанавливать и в возводимых новых домах, и в реконструируемых зданиях. Вода, как доступный и дешевый теплоноситель с высокими показателями теплоемкости, остается незаменимой в современном жилом строительстве. Остается выбрать только наиболее экономичный в работе источник тепла. И в настоящее время для этих целей все чаще выбирают тепловые насосы «воздух-вода». Это наиболее выгодный вариант с наивысшими показателями энергоэффективности.

Тепловые насосы обогревают дом или квартиру в 3-5 раз дешевле, чем любые другие источники тепла. В теплонасосных системах теплоноситель для водяного теплого пола и радиаторов подогревается до 45-55 градусов, что сокращает энергозатраты на отопление и подогрев воды.

Кроме того, работая с водяными вентиляторными доводчиками – фанкойлами, они охлаждают помещения дома в летний период, поддерживая комфортную температуру.

Интеллектуальные пульты управления позволяют программировать режимы для каждого помещения в отдельности или для дома в целом.

Низкотемпературные системы тепло-холодоснабжения, реализованные по системе «тепловой насос — водяные теплые полы — фанкойлы», имеют перспективы для широкого внедрения и являются наиболее экономичным климатическим оборудованием для комфорта летом и зимой.

Выводы

Водяное отопление не теряет актуальности и остается выгодным и в настоящее время. Выбирая современные источники тепла – конденсационные газовые котлы, котлы на биотопливе, современные тепловые насосы, вы получаете экономичную и удобную систему отопления с наивысшим уровнем комфорта.

Выбор нового водонагревателя

Выбирая новый водонагреватель для дома, выбирайте систему водяного отопления, которая не только обеспечит достаточное количество горячей воды, но и будет обеспечивать ее энергоэффективность, экономя ваши деньги. Это включает в себя рассмотрение различных типов доступных водонагревателей и определение правильного размера и источника топлива для вашего дома. Ознакомьтесь с инфографикой Energy Saver 101: Water Heating, чтобы узнать больше о различных типах водонагревателей и о том, как выбрать подходящую модель для вашего дома.

Типы водонагревателей

Перед покупкой рекомендуется ознакомиться с различными типами водонагревателей:

Критерии выбора

При выборе наилучшего типа и модели водонагревателя для вашего дома учитывайте следующее:

Вид топлива, наличие и стоимость. Тип топлива или источник энергии, который вы используете для нагрева воды, повлияет не только на годовые эксплуатационные расходы водонагревателя, но также на его размер и энергоэффективность.См. Ниже более подробную информацию о выборе типов топлива.
Размер. Чтобы обеспечить дом достаточным количеством горячей воды и максимизировать эффективность, вам нужен водонагреватель подходящего размера. Посетите страницы, посвященные различным типам водонагревателей (ссылки выше), чтобы узнать больше о размерах.
Энергоэффективность. Чтобы добиться максимальной экономии энергии и затрат, вы хотите знать, насколько энергоэффективен водонагреватель, прежде чем покупать его. Посетите страницы, посвященные различным типам водонагревателей (ссылки выше), чтобы узнать больше об оценке энергоэффективности.
Затраты. Перед покупкой водонагревателя также неплохо оценить его годовые эксплуатационные расходы и сравнить их с другими менее или более энергоэффективными моделями. Посетите страницы, посвященные различным типам водонагревателей (ссылки выше), чтобы узнать больше об оценке затрат.

Также обязательно сделайте все возможное, чтобы сократить потребление горячей воды. Вы также можете изучить другие стратегии, такие как рекуперация тепла сточной воды, чтобы сэкономить деньги на счетах за отопление воды.

Типы топлива, наличие и стоимость нагрева воды

При выборе нового водонагревателя важно учитывать, какой тип топлива или источник энергии вы будете использовать, включая его доступность и стоимость. Топливо, используемое в системе водяного отопления, повлияет не только на годовые эксплуатационные расходы, но также на размер водонагревателя и энергоэффективность.

Изучение вариантов водонагревателя по типу топлива

Тип топлива и его доступность в вашем районе могут сузить выбор водонагревателей.Ниже приведен список вариантов водонагревателей в зависимости от вида топлива или источника энергии:

Электроэнергия
Широко доступны в Соединенных Штатах для использования в качестве топлива для обычных аккумуляторов, безбаковых или нестандартных водонагревателей, а также для водонагревателей с тепловым насосом. Его также можно использовать с комбинированными системами водяного отопления и обогрева помещений, в том числе безрежимными змеевиками и косвенными водонагревателями.

Мазут
Доступно в некоторых районах США для заправки обычных водонагревателей и косвенных комбинированных систем водяного отопления и отопления помещений.

Природный газ
Доступно во многих регионах США для использования в обычных накопительных и требующихся (проточных или проточных) водонагревателях, а также в комбинированных системах водяного отопления и отопления помещений, которые включают безбаковые змеевики и косвенные водонагреватели.

Пропан
Доступно во многих районах США для использования в обычных накопительных и требующихся (проточных или проточных) водонагревателях, а также в комбинированных системах водоснабжения и отопления помещений.

Солнечная энергия
Солнечные водонагреватели доступны на всей территории Соединенных Штатов, особенно на Юго-Западе.

Сравнение затрат на топливо и типов водонагревателей

Если в вашем районе доступно более одного типа топлива, рекомендуется сравнить затраты на топливо, особенно если вы строите новый дом. Даже если вы заменяете водонагреватель, вы можете обнаружить, что в конечном итоге сэкономите больше денег, если будете использовать другое топливо или источник энергии.Свяжитесь с вашим коммунальным предприятием для получения информации о текущих расходах на топливо или тарифах.

Тип водонагревателя, который вы выберете, также повлияет на ваши расходы на нагрев воды. Один тип водонагревателя может использовать один вид топлива более эффективно, чем другой тип водонагревателя. Например, водонагреватель с электрическим тепловым насосом обычно более энергоэффективен, чем обычный накопительный водонагреватель. Кроме того, электрический водонагреватель с тепловым насосом может иметь более низкие затраты на электроэнергию из-за его более высокой эффективности, чем обычный водонагреватель, работающий на газе, даже если местные затраты на природный газ могут быть ниже, чем тарифы на электроэнергию.

Накопительные водонагреватели | Министерство энергетики

Обычные накопительные водонагреватели остаются самым популярным типом систем водяного отопления для дома. Здесь вы найдете основную информацию о том, как работают накопительные водонагреватели; какие критерии использовать при выборе подходящей модели; а также некоторые советы по установке, обслуживанию и безопасности.

Как они работают

Накопительный водонагреватель на одну семью предлагает готовый резервуар — от 20 до 80 галлонов — горячей воды.Он работает, выпуская горячую воду из верхней части бака, когда вы открываете кран горячей воды. Чтобы заменить эту горячую воду, холодная вода поступает на дно бака, гарантируя, что бак всегда полон.

Обычные источники топлива для водонагревателей включают природный газ, пропан, мазут и электричество. Узнайте больше о доступных видах топлива при выборе нового водонагревателя.

Поскольку вода в баке постоянно нагревается, энергия может быть потрачена впустую, даже если кран с горячей водой не работает.Это называется потерей тепла в режиме ожидания . Только водонагреватели без резервуара, такие как водонагреватели по запросу и водонагреватели без резервуара, позволяют избежать потерь тепла в режиме ожидания. Некоторые модели накопительных водонагревателей имеют сильно изолированный бак, что значительно снижает потери тепла в режиме ожидания и снижает годовые эксплуатационные расходы. Ищите модели с резервуарами, которые имеют тепловое сопротивление (R-значение) от R-12 до R-25.

Газовые и масляные водонагреватели также имеют потери энергии, связанные с удалением воздуха. Два типа водонагревателей — газовый водонагреватель с вентилятором и атмосферный водонагреватель герметичного горения — уменьшают эти потери.Посетите сайт Energy Basics, чтобы узнать больше о том, как работают обычные водонагреватели.

Вы также можете рассмотреть некоторые менее традиционные водонагреватели — водонагреватели с тепловым насосом и солнечные водонагреватели. Эти водонагреватели обычно более дорогие, но они обычно имеют более низкие годовые эксплуатационные расходы.

Выбор накопительного водонагревателя

Самый дешевый накопительный водонагреватель может оказаться самым дорогим в эксплуатации и обслуживании в течение всего срока службы.Хотя установка слишком большого размера может показаться привлекательной, она требует более высокой покупной цены и затрат на электроэнергию из-за более высоких потерь энергии в режиме ожидания.

Перед покупкой нового водонагревателя примите во внимание следующее:

Установка и обслуживание

Правильная установка и обслуживание вашего водонагревателя могут оптимизировать его энергоэффективность.

Правильная установка зависит от многих факторов. Эти факторы включают тип топлива, климат, местные строительные нормы и правила и вопросы безопасности, особенно в отношении сжигания воды в водонагревателях, работающих на газе и жидком топливе.Поэтому для установки накопительного водонагревателя лучше обратиться к квалифицированному специалисту по сантехнике и отоплению. При выборе подрядчика обязательно сделайте следующее:

Запросите смету расходов в письменной форме
Спросите рекомендации
Обратитесь в местное бюро Better Business Bureau
Узнайте, получит ли компания местное разрешение, если необходимо, и понимает ли местные строительные нормы и правила и т. д.

Если вы решили установить его самостоятельно, сначала проконсультируйтесь с производителем водонагревателя.У производителей обычно есть необходимые инструкции по установке и эксплуатации. Кроме того, свяжитесь с вашим городом для получения информации о получении разрешения, если необходимо, и о местных нормах и правилах строительства водонагревателей.

Периодическое обслуживание водонагревателя может значительно продлить срок его службы и минимизировать потерю эффективности. Прочтите руководство пользователя для получения конкретных рекомендаций по обслуживанию.

Текущее обслуживание водонагревателей, в зависимости от типа / модели, может включать:

Промывка литра воды из накопительного бака каждые три месяца
Проверка клапана температуры и давления каждые шесть месяцев
Осмотр анодный стержень каждые три-четыре года.

Повышение энергоэффективности

После того, как ваш водонагреватель правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить ваши счета за нагрев воды. Некоторые энергосберегающие устройства и системы дешевле устанавливать вместе с водонагревателем.

Подбор размера нового водонагревателя

Водонагреватель подходящего размера удовлетворит потребности вашего дома в горячей воде и при этом будет работать более эффективно. Поэтому перед покупкой водонагревателя убедитесь, что он подходящего размера.

Здесь вы найдете информацию о том, как определить размеры этих систем:

Водонагреватели без резервуаров или по запросу
Солнечные водонагреватели
Накопительные водонагреватели и водонагреватели с тепловым насосом (с резервуаром).

Для определения размеров комбинированных систем водяного отопления и отопления помещений, в том числе некоторых систем с тепловыми насосами, а также водонагревателей без резервуара и косвенного нагрева, проконсультируйтесь с квалифицированным подрядчиком.

Если вы еще не решили, какой тип водонагревателя лучше всего подходит для вашего дома, узнайте больше о выборе нового водонагревателя.

Определение размеров водонагревателей без резервуаров или по запросу

Водонагреватели без резервуаров или по запросу рассчитаны на максимальное повышение температуры, возможное при заданном расходе. Следовательно, чтобы определить размер водонагревателя по запросу, вам необходимо определить скорость потока и повышение температуры, необходимое для его применения (весь дом или удаленное приложение, например, просто ванная) в вашем доме.

Сначала укажите количество устройств для горячей воды, которые вы планируете использовать одновременно. Затем сложите их скорости потока (галлонов в минуту).Это желаемая скорость потока, необходимая для водонагревателя по запросу. Например, предположим, что вы ожидаете одновременного использования крана горячей воды с расходом 0,75 галлона (2,84 литра) в минуту и насадки для душа с расходом 2,5 галлона (9,46 литра) в минуту. Скорость потока через водонагреватель по запросу должна быть не менее 3,25 галлона (12,3 литра) в минуту. Для уменьшения расхода установите арматуру на слабый расход воды.

Чтобы определить повышение температуры, вычтите температуру входящей воды из желаемой выходной температуры.Если вы не знаете иначе, предположите, что температура поступающей воды составляет 50ºF (10ºC). В большинстве случаев вам нужно нагреть воду до 120ºF (49ºC). В этом примере вам понадобится водонагреватель по запросу, который повышает температуру на 70ºF (39ºC) для большинства применений. В посудомоечных машинах без внутреннего нагревателя и в других подобных устройствах вам может потребоваться нагреть воду до 140ºF (60ºC). В этом случае вам потребуется повышение температуры на 90ºF (50ºC).

Водонагреватели, пользующиеся наибольшим спросом, рассчитаны на различные температуры на входе.Как правило, повышение температуры воды на 70ºF (39ºC) возможно при расходе 5 галлонов в минуту через газовые водонагреватели и 2 галлона в минуту через электрические. Более высокая скорость потока или более низкая температура на входе иногда могут снизить температуру воды в самом дальнем кране. Некоторые типы безбаквальных водонагревателей имеют термостатическое регулирование; они могут изменять свою температуру на выходе в зависимости от расхода воды и температуры на входе.

Расчет солнечной системы водяного отопления

Расчет солнечной системы водяного отопления в основном включает определение общей площади коллектора и объема накопителя, которые вам понадобятся для удовлетворения 90–100% потребностей вашего домохозяйства в горячей воде в летний период.Подрядчики солнечной системы используют рабочие листы и компьютерные программы для определения системных требований и размеров коллектора.

Коллекторная площадь

Подрядчики обычно следуют норме примерно 20 квадратных футов (2 квадратных метра) коллекторной площади для каждого из первых двух членов семьи. На каждого дополнительного человека добавляйте 8 квадратных футов (0,7 квадратных метра), если вы живете в районе Солнечного пояса США, или 12–14 квадратных футов, если вы живете на севере Соединенных Штатов.

Объем хранения

Небольшого (от 50 до 60 галлонов) резервуара для хранения обычно достаточно для одного-двух-трех человек.Средний (80 галлонов) резервуар для хранения хорошо подходит для трех-четырех человек. Большой резервуар подходит для четырех-шести человек.

Для активных систем размер солнечного накопителя увеличивается с размером коллектора — обычно 1,5 галлона на квадратный фут коллектора. Это помогает предотвратить перегрев системы при низкой потребности в горячей воде. В очень теплом, солнечном климате некоторые эксперты предлагают увеличить это соотношение до 2 галлонов хранилища на 1 квадратный фут площади коллектора.

Другие расчеты

Дополнительные расчеты, связанные с определением размеров вашей солнечной системы водяного отопления, включают оценку солнечного ресурса вашей строительной площадки и определение правильной ориентации и наклона солнечного коллектора. Посетите страницу солнечных водонагревателей, чтобы узнать больше об этих расчетах.

Определение размеров водонагревателей с накопительным и тепловым насосом (с баком)

Для правильного определения размеров накопительного водонагревателя для вашего дома, включая водонагреватель с тепловым насосом с баком, используйте номинал первого часа водонагревателя.Рейтинг за первый час — это количество галлонов горячей воды, которое водонагреватель может подавать в час (начиная с бака, полного горячей воды). Это зависит от емкости бака, источника тепла (горелка или элемент) и размера горелки или элемента.

На этикетке EnergyGuide рейтинг первого часа указан в верхнем левом углу как «Емкость (оценка за первый час)». Федеральная торговая комиссия требует наличия маркировки EnergyGuide на всех новых обычных водонагревателях, но не на водонагревателях с тепловым насосом.В документации по продукту от производителя также может быть указана оценка за первый час. Ищите модели водонагревателей с рейтингом в первый час, который соответствует в пределах 1 или 2 галлона вашей потребности в час пик — дневной пиковой потребности в горячей воде для вашего дома за 1 час.

Чтобы оценить вашу потребность в час пик:

Определите, в какое время дня (утро, полдень, вечер) вы используете больше всего горячей воды в своем доме. Помните о количестве людей, живущих в вашем доме.
Используйте таблицу ниже, чтобы оценить максимальное использование горячей воды в течение этого одного часа дня — это ваша потребность в час пик.Примечание: таблица не оценивает общее ежедневное потребление горячей воды.

Пример рабочего листа показывает общую потребность в 36 галлонов в час пик. Следовательно, этому домашнему хозяйству потребуется модель водонагревателя с мощностью от 34 до 38 галлонов в первый час.

16 902 =

Рабочий лист для оценки потребности в пиковый час / рейтинг в первый час *
Использование	Среднее количество галлонов горячей воды на одно использование		Время использования в течение 1 часа		Галлонов12, использованных за 1 час
Душ	10	×		=
Бритье (.05 галлонов в минуту)	2	×		=
Мытье посуды вручную или приготовление пищи (2 галлона в минуту)	4	×				=	=	Автоматическая посудомоечная машина	6	×	=
Стиральная машина	7	×		=
902

**ПРИМЕР**
3 ливня	10	×	3	=	902 902	902 902 902 902 1	=	2
1 мытье посуды вручную	4	×	1	=	4
Пиковая потребность в часах				=	36

Расчет стоимости энергии на основе информации из Федеральной программы управления энергопотреблением.
* Приведенный выше рабочий лист основан на стандартном использовании без каких-либо мер по экономии воды.

5 типов водонагревателей для вашего энергоэффективного дома

Представьте себе: сейчас разгар зимы, и вы только что закончили расчищать подъездную дорожку после целого часа уборки снега. Нет ничего лучше, чем теплый душ, чтобы вернуть жизнь вашему замерзшему телу, но после запуска горячей воды выходит только холодная вода. Ваш водонагреватель покрылся пылью, и время не могло быть хуже.

В идеальном мире водонагреватели были бы непобедимы — никакие испытания временем или долговечностью не смогли бы их изменить, — но на самом деле средний водонагреватель прослужит всего 8–12 лет. Когда пришло время заменить водонагреватель, вы быстро поймете, что существует не только несколько типов водонагревателей, но и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. При таком большом количестве современных вариантов на рынке всегда лучше быть вооруженным знанием множества вариантов, чем оставлять это на усмотрение случайного выбора или потенциально предвзятого профессионала.

Есть пять основных типов водонагревателей; обычные, безбаковые, тепловые насосы, солнечные и конденсационные. Каждый из них имеет свои собственные технологические достижения и показатели энергоэффективности, поэтому стоит потратить время на то, чтобы понять различия между ними, чтобы принять обоснованное решение.

Используя это руководство, мы проведем вас по всем пяти типам водонагревателей и расскажем о плюсах, минусах и многих причинах, по которым один водонагреватель может быть лучше для вашего дома, чем другой.

Типы водонагревателей

Обычный водонагреватель
Водонагреватель без резервуара
Водонагреватель с тепловым насосом
Солнечный водонагреватель
Конденсационный водонагреватель

Типы водонагревателей

1.Обычный водонагреватель

Обычный водонагреватель — один из самых популярных вариантов водонагревателя. Они имеют большой изолированный резервуар, в котором хранится и нагревается вода.

Плюсы:

Более низкая начальная стоимость: Если вы не выберете ультрасовременную модель, вы, вероятно, потратите гораздо меньше на первоначальные первоначальные затраты на обычный водонагреватель, чем на любой из четырех альтернатив.
Эффективен в любом климате: Независимо от того, где вы живете, вы можете быть уверены, зная, что обычный водонагреватель будет работать безупречно.Солнечные водонагреватели, водонагреватели без бака и водонагреватели с тепловым насосом требуют определенных условий для оптимальной работы. Обычный водонагреватель будет обеспечивать стабильную и бесперебойную работу при надлежащем уходе.
Более низкие затраты на установку: В дополнение к привлекательным начальным затратам установка обычных водонагревателей также является недорогой. Это, конечно, зависит от того, где в вашем доме вы планируете установить, и где вам может потребоваться водопровод, газ и электрические конфигурации.Как правило, затраты на установку обычно ниже, чем при альтернативных типах установки.

Минусы:

Повышенные потери энергии: Поскольку обычные водонагреватели содержат постоянный колодец с теплой водой, они постоянно используют энергию для поддержания температуры. Напротив, безбаковые модели нагревают воду только по мере необходимости.
Space hog: Размер обычного водонагревателя никуда не денется. Поскольку они предназначены для размещения резервуаров с теплой водой, они имеют тенденцию работать с большим спектром размеров.
Уязвимость к повреждению водой: Одним из наиболее заметных фатальных недостатков обычных водонагревателей является их потенциальная опасность повреждения водой. Если вы откажетесь от регулярных профилактических осмотров, вы можете столкнуться с ржавчиной и коррозией, которые могут влиять на функциональность и состояние вашего водонагревателя. Это может даже привести к значительному и очень дорогостоящему повреждению вашего дома водой.

2. Водонагреватель без резервуара

Водонагреватель без резервуара может вырабатывать горячую воду мгновенно за счет перегретых змеевиков.Эти змеевики наполняются водой в тот момент, когда вы этого требуете, обеспечивая почти безграничное горячее водоснабжение вашего дома.

Плюсы:

Мгновенная горячая вода: Вместо того, чтобы ждать, пока холодная вода превратится в теплую, а теплая вода превратится в горячую, водонагреватели без резервуаров мгновенно обеспечат горячую воду в тот момент, когда вы этого потребуете. Поскольку водонагреватели без резервуаров нагревают воду только тогда, когда она вам нужна, они потребляют меньше энергии, особенно по сравнению с обычными водонагревателями, которые поддерживают постоянное тепло.
Экономия места: Одним из наиболее заметных преимуществ безбаквального водонагревателя является его компактный размер. Без необходимости в постоянном резервуаре с водой модели без резервуаров не требуют громоздких складских помещений. Это позволяет легко устанавливать их на стены или хранить в компактных укромных уголках и трещинах.
Снижение ежемесячных затрат: Обустройство вашего дома безрезервуарным водонагревателем эффективно снижает ежемесячные расходы, а также экономит сотни долларов в год.Уменьшение потребности в потоке энергии позволяет вам наслаждаться плодами вашего выбора энергосбережения.

Минусы:

Более высокая начальная стоимость: Даже самые доступные варианты безрезервуарного водонагревателя начинаются с 1000 долларов, тогда как средний обычный водонагреватель будет стоить около 500 долларов. Хотя переход имеет много преимуществ, тем, у кого ограничен бюджет, придется подождать некоторое время, прежде чем компенсировать разницу в стоимости.
Ограниченное снабжение горячей водой: Для небольших семей идеально подойдет водонагреватель без резервуара — для большой семьи запас горячей воды может закончиться, если в данный момент будет предъявлено слишком много запросов.Например, если кто-то принимает душ во время работы посудомоечной машины, потребность в горячей воде, скорее всего, снизится.
Нет выдающихся преимуществ по сравнению с аналогичными недорогими вариантами: Водонагреватели без резервуаров значительно дороже, чем ряд других вариантов водонагревателей, но не обязательно имеют впечатляющие преимущества, которые трудно найти с более дешевыми альтернативами. Прежде чем начнется ежемесячная экономия, может потребоваться от 6 до 12 лет, чтобы покрыть первоначальные затраты и затраты на установку.

3. Водонагреватель с тепловым насосом

Водонагреватели с тепловым насосом, также известные как гибридные водонагреватели, предназначены для работы без непосредственной выработки тепла. Используя тепло земли и окружающего воздуха, единственная используемая электроэнергия используется для передачи тепла из точки A в точку B.

Плюсы:

Экономия денег: Согласно отчетам потребителей, тепловой насос водонагреватели потребляют примерно на 60% меньше энергии, чем обычные водонагреватели.Хотя нагреватели с тепловым насосом, как правило, имеют более высокую среднюю стоимость, чем модели без резервуаров, вы увидите плоды энергосберегающей окупаемости быстрее. Экономьте воду дома, не меняя привычек, с помощью системы теплового насоса.

Долгосрочная эффективность: Водонагреватели с тепловым насосом являются наиболее эффективной альтернативой топливным, масляным и электрическим водонагревательным системам. Для тех, кто ищет энергоэффективный и экономичный водонагреватель, водонагреватели с тепловым насосом представляют большие перспективы.

Меньше обслуживания: Когда дело доходит до регулярного обслуживания, системы тепловых насосов невероятно просты. Требуя проверки только один раз в год, контроль вашей гибридной системы может быть легко проведен самооценкой и завершен — потребуются специалисты по энергоэффективным системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или дорогостоящие счета за рабочую силу. — это . Рекомендуется профессионально проверять вашу систему каждые 3-5 лет.

Минусы:

Посредственный срок службы: Водонагреватели с тепловым насосом обычно имеют средний срок службы до 10 лет.По сравнению с солнечными и безбактовыми нагревателями, срок службы которых составляет в среднем 20 лет, и обычными системами, срок службы которых составляет в среднем 10-15 лет, водонагреватели с тепловым насосом скромнее.
Требования к пространству: Для безопасной и оптимальной работы водонагревателей с тепловым насосом требуется не менее 1000 кубических футов пространства. Также стоит отметить, что гибридные водонагреватели можно устанавливать только в климате, который находится в диапазоне от 40 до 90 градусов, поэтому тем, кто живет на холодном севере или жарком юге, может не повезти.

Нейтральный углерод: Хотя водонагреватели с тепловым насосом напрямую не вырабатывают электричество, они в значительной степени зависят от него для бесперебойной работы. Те, кто ищет вариант водонагревателя, который снижает их углеродный след, скорее всего, не одобрят эту углеродно-нейтральную систему.

4. Солнечный водонагреватель

Солнечные водонагреватели зависят от энергии солнца. Они работают с использованием установленных на крыше панелей, которые передают энергию через замкнутую систему, которая подключается к резервуару для воды, который затем нагревает воду r.

Плюсы:

Использует возобновляемую энергию: Солнечные водонагреватели — это наиболее энергоэффективные варианты водонагревателей, доступные сегодня. Поскольку солнечная энергия полностью зависит от солнечного света, ее можно использовать везде, где солнечные лучи достигают в любой день.
Меньшие счета за коммунальные услуги: Солнечные панели не только невероятно экологичны, но и невероятно экономичны. Хотя первоначальная стоимость установки может нанести ущерб вашему кошельку, вы можете значительно сократить свои счета за воду и электричество, если включите солнечную батарею.
Право на получение налоговой льготы: Федеральное правительство сделало огромный рывок к стимулированию проектов солнечных панелей. Существует ряд налоговых льгот на федеральном уровне, которые могут помочь в оплате понесенных затрат на установку.

Минусы:

Отлично подходит только для климата с большим количеством солнечного света: Если вы живете в тенистой местности или в климате, где дождливых дней больше, чем солнечных, переход на солнечный водонагреватель может оказаться неэффективным. так же плодотворно, как и для жителей Южной Калифорнии или прибрежной Флориды.Хотя солнечная энергия может собираться в серые дни, последовательные дни с низким уровнем солнца могут заметно повлиять на производительность вашей системы.
Стоимость рассрочки: Стоимость установки солнечных панелей — один из самых заметных недостатков солнечного нагрева воды. К счастью, существует ряд программ финансирования, которые упрощают процесс оплаты, если вы нацелены на переход на солнечную энергию.
Требования к свободному пространству на крыше: Чем больше электроэнергии вы потребуете от своих солнечных панелей, тем больше солнечных панелей вам действительно понадобится.Чем больше солнечных панелей, тем больше места на крыше вам нужно будет выделить. Если ваш дом небольшой по размеру, ваша крыша может не выдержать желаемого уровня мощности панели.

5. Конденсационный водонагреватель

Хотя конденсационные водонагреватели похожи на обычные системы отопления, они работают за счет улавливания горячих выхлопных газов, которые обычно выходят из дома через дымоход, и перенаправления их в теплообменник, расположенный внутри помещения. бак.

Плюсы:

Лучше для окружающей среды: Согласно ENERGY STAR, конденсационные водонагреватели позволяют сократить расходы на электроэнергию на 30% при условии, что ваш дом оборудован системой отопления, соответствующей требованиям ENERGY STAR.Уже одно это позволяет минимизировать углеродный след за счет снижения выбросов парниковых газов.
Дешевле в эксплуатации: Конденсирующие водонагреватели, сконструированные с учетом требований к эффективности, могут значительно снизить ваши счета за природный газ.
КПД: Конденсационные водонагреватели способны производить горячую воду так же быстро и мгновенно, как водонагреватели без резервуаров. Бак нагревает воду так же быстро, как и наполняется, поэтому вы можете наслаждаться почти постоянным потоком горячей воды, когда это необходимо.

Минусы:

Дорогой ценник: Новые модели конденсационных водонагревателей могут стоить от 2 до 3 раз дороже, чем обычные водонагреватели, и это только начальная стоимость. Хотя затраты на установку конденсационных систем обычно ниже, чем затраты на установку обычного нагревателя, первоначальная стоимость может не компенсировать разницу.
Суетливая реконфигурация: Переключение на конденсационный водонагреватель не так просто, как быстрая установка — это сложный процесс, требующий значительного изменения конфигурации.Прежде чем принимать окончательное решение, обязательно учтите скрытые расходы, от газовых линий до вентиляционных отверстий.

Размер: Конденсационные водонагреватели, как правило, вмещают воду емкостью 55 галлонов или более, что означает, что они предназначены для использования в тяжелых условиях воды. Эта сверхмощная способность напрямую отражается в громоздких размерах самого нагревателя. Вам нужно будет выделить место для этой мега-машины.

Резюме

Прежде чем выбрать идеальный тип водонагревателя для вашего дома, необходимо провести множество исследований и качественного взвешивания.Обладая всесторонним пониманием всего, что вам доступно на современном рынке, вы можете быть уверены, что принимаете наилучшее и наиболее обоснованное решение.

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии.Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Один из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, — это использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической).Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров за последние годы.Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используются для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования не учитываются.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

А топка , камера, в которой сжигается топливо;
A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
A насосно-трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

Горение . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) — это процесс, при котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

По мере того, как температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева все смолы и газы улетучатся.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, насколько быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как недостаток воздуха.

Подача слишком большого количества воздуха в камеру сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какое-либо повреждение системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют «водяными плитами».«В агрегатах этого типа стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки из огнеупорного кирпича. Огнеупорный кирпич замедляет отвод тепла от огня и, таким образом, увеличивает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, работает так же хорошо, как белый огнеупорный кирпич для облицовки топки.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пятую часть дешевле белого огнеупорного кирпича.

Конструкция топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного агрегата. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка еще не слишком мала, добавление облицовки из огнеупорного кирпича может помочь, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения можно описать двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина будет достаточной. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.

**Таблица 1. Зависимость производительности системы от объема камеры сгорания.**
Производительность системы (БТЕ / ч)	Объем камеры сгорания (кубические футы)
50 000	2
100 000	5
200 000	9
300 000	27
400 000	40
500 000	75
750 000	100
1 000 000	200
2 000 000	400
3 000 000	500

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие расстановки и их комбинации:

Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная мощность системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб. Футов / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

405 кубических футов в минуту x 1,5 = 608 кубических футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Допущение статического давления воды в 1 дюйм было бы более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.

**Таблица 2. Размеры стеклопакетов для различных систем.**
Производительность системы (БТЕ / ч)	Размер вентилятора стека (куб. Фут / мин при 1 дюйм.давление воды)
50 000	40
100 000	75
200 000	140
300 000	180
400 000	240
500 000	300
750 000	425
1 000 000	550
2 000 000	1,100
3 000 000	1,650

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является коробление дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на рис. 2, была сделана из стали ¹ ⁄ ₂ дюйма со значительным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что полностью решить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть мощности циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Решетка Дизайн

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 ¹ ⁄ ₂ футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от ¹ ⁄ _{2 от} дюйма до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх ногами, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии ¹ ⁄ ₂ на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это бак для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.

**Таблица 3. Типоразмеры металлических резервуаров для хранения.**
Емкость (галлонов)	Диаметр	Длина
500	48 из	64 в
560	42 из	92 из
1 000	49 ¹ ⁄ ₂ дюйм	10 футов
2,000	64 в	12 футов
4,000	64 в	24 футов
6,000	8 футов	16 футов 1 дюйм
8,000	8 футов	21 фут 4 дюйма
10 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ фут	26 футов 1 дюйм 15 футов 8 дюймов
12 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ фут	31 фут 11 дюймов 18 футов 7 дюймов
15 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ фут	39 футов 11 дюймов 23 фута 4 дюйма
20 000	10 ¹ ⁄ ₂ фут	31 фут
25 000	10 ¹ ⁄ ₂ фут	38 футов 9 дюймов
30 000	10 ¹ ⁄ ₂ фут	46 футов 6 дюймов

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Внимание: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и провентилирован. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (BTU) — это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F — 65 ° F = 147 ° F

указывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, снижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка составляет 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10714 фунтов

Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода идет к загрузке и от нее.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии резервуара. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также хорошей идеей является установка термометра на линиях с обеих сторон нагрузки — например, на впускной и выпускной линиях радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной работы будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость аккумулирования не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирования тепла в системе слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый резервуар для хранения чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.

**Таблица 4. Эффективность изоляции трех толщин на большом резервуаре для горячей воды.**
Толщина изоляции (дюймы)	Значение «R»	Тепловые потери (БТЕ / ч) ¹	Ежемесячная стоимость потерянной энергии ²	Стоимость изоляции ³
0.0	0,5	200 000	384,00 $	$ 0
0,5	4,0	25 000	48,00	500
1,0	7,5	13 300	25,54	1 000
2,0	14,5	6 900	13.25	2 000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов. ¹ При разнице температур воды и окружающей среды 100 ° F. ² При условии, что древесина стоит 40 долларов за шнур. ³ Предполагается, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут на дюйм толщины.

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции могут быть легко оправданы за счет экономии затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более ¹ ⁄ ₂ дюйма трудно оправдать.

Один из вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, можно удерживать на месте с помощью проволочной сетки с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано так, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.

**Таблица 5. Линейные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.**
Номинальный размер трубы (дюймы)	Внешний диаметр (дюймы)	Линейных футов на квадратный фут внешней площади
1/2	0,840	4,55
3/4	1,050	3.64
1	1,315	2,90
1 1/4	1,660	2,30
1 1/2	1.900	2,01
2	2,375	1,61
2 1/2	2,875	1,33
3	3.500	1,09
3 1/2	4.000	0,95
4	4.500	0,85
4 1/2	5.000	0,76
5	5,563	0,67
6	6,625	0,58

Правильный размер трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящей топкой такого объема может быть топка 1 ¹ ⁄ ₂ футов в длину, 2 фута в ширину и 3 фута в высоту. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Около 147 погонных футов 1 ¹ ⁄ _{2 трубы} дюйма требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения затрат, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 ¹ ⁄ ₂ дюйма и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако большую трубу сваривать намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на пожарные трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение — установить постоянно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перекачки воды из самой холодной части резервуара в самую горячую. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса мощностью ¹ ⁄ _{6 от} до ¹ ⁄ ₂.

Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.

Таблица 6. Минимальные размеры труб для нагрузок на расстоянии 100 и 300 футов от резервуара.
Нагрузка (БТЕ / ч)	Расход (галлон / мин)	Диаметр стальной трубы (дюймы) ¹
Нагрузка (БТЕ / ч)	Расход (галлон / мин)	100 футов	300 футов
100 000	8	1 1/4	1 1/2
200 000	16	1 1/2	2
300 000	24	2	2 1/2
400 000	32	2 1/2	2 1/2
500 000	40	2 1/2	3
750 000	60	3	3
1 000 000	80	3	4
1 500 000	120	4	4
2 000 000	160	4	4
¹ Для трубы из ХПВХ подходит следующий меньший размер

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или помещений для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

Насосы

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы как к нагрузке, так и от нее были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы должны быть проложены над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает при защите от солнечных лучей.

Гораздо труднее изолировать трубу, когда она проложена под землей. просто закапывать трубу в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из пенопласта, таких как изоляция с разъемными трубками, изготовлены из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных трубопроводов, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы поддерживаются на расстоянии 2 или 3 дюймов от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, которая полностью окружает и покрывает трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор размером 1 ¹ ⁄ ₂ футов шириной и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать, и его можно отключить вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что дымовые трубы являются теплообменниками, и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Древесина, хотя и является хорошим топливом, имеет недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, ее называют выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. равновесное содержание влаги (EMC). Фактическое процентное значение определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.

**Таблица 7. Энергетическая ценность древесины при различной влажности.**
Влагосодержание во влажном состоянии (в процентах)	Теплотворная способность (БТЕ на фунт)	Вес (фунтов на шнур)
0	8,600	2,960
5	8,120	3,116
10	7,640	3 289
15 (правильно приправленные)	7,160	3,482
20	6 680	3,700
25	6 200	3 947
30	5,720	4,229
40	4,760	4 933
50 (зеленый)	3,800	5,920

Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для обогрева древесины, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных видов древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со стройплощадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 долл. США / фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 долл. США за миллион БТЕ

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион БТЕ

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, недостаточно, чтобы система эффективно сжигала топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / час

Эффективность системы — это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости древесного топлива и других широко используемых видов топлива, чтобы сделать древесные системы экономически эффективными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.

**Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.**
Тип системы	КПД (в процентах)
Электрический резистивный нагреватель	98
Обогреватель сжиженного или природного газа	75
Масляная печь	65
Система горячего водоснабжения на древесном топливе	60

Значения в Таблице 9 основаны на эффективности, показанной в Таблице 8, и на предположениях, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.

Таблица 9. Сравнение безубыточной стоимости древесного топлива по сравнению с мазутом и сжиженным газом с учетом относительной эффективности системы.
Расходы на топливо
Дерево (на шнур)	Мазут (на галлон)	Сжиженный газ (на галлон)
$ 10	0 руб.06	0,043 долл. США
20	0,12	0,086
30	0,18	0,129
40	0,24	0,172
50	0,30	0,215
60	0,36	0,258
70	0.42	0,301
80	0,48	0,344
100	0,60	0,430
140	0,84	0.602
180	1,08	0,774
200	1,20	0,860
250	1.50	1,075
300	1,80	1,290
400	2,40	1,720
500	3,00	2,150

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет: Филип Моррис Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

р.В. Уоткинс: Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

Подробное объяснение 5 основных типов водонагревателей

Вот очень подробная статья, объясняющая 5 типов водонагревателей, включая обычные, безбаквальные, солнечные, тепловые насосы и конденсационные.Узнайте все, что вам нужно знать о водонагревателях, здесь.

Если вы хотите купить новый водонагреватель, возможно, вы не совсем понимаете, что ищете.

Конечно, водонагреватель — это не то, что вы покупаете каждый день, и некоторым людям может потребоваться купить только один или два за всю жизнь.

Итак, нет ничего постыдного в том, чтобы ничего не знать о системах отопления, пока, конечно, вам не понадобится знать. Что еще хуже, на рынке существует множество различных типов водонагревателей, таких как электрические водонагреватели, солнечные водонагреватели, водонагреватели по запросу, обычные водонагреватели, водонагреватели с накопительными баками, газовые обогреватели, безбаковые системы для нагрева воды и высокоэффективная вода. обогреватели.

Если вы хотите купить новый водонагреватель для своего дома и задаетесь вопросом, какие у вас есть варианты, то вы нашли правильное место.

Связано: Кредитные карты для сантехников | Виды сантехников | Виды сантехнических труб | Идеи подарков для сантехников

A. 5 основных типов водонагревателей

Существует пять основных стилей водонагревателей, каждый из которых имеет свои преимущества и потенциальные недостатки. Вот немного о каждом стиле водонагревателя, чтобы помочь вам выбрать, какой из них лучше всего подходит для вас и вашего дома.

1. Обычный водонагреватель резервуара для хранения

Этот тип водонагревателей является наиболее популярным и, вероятно, наиболее знакомым вам.

а. Что такое обычный водонагреватель накопительного бака?

Водонагреватель этого типа имеет резервуар, в котором находится вода для нагрева. Это означает, что вместимость бака определяет, сколько горячей воды вам доступно за один раз. Бак изолирован, поэтому при нагревании вода остается теплой до тех пор, пока она не понадобится.Этот бак имеет два клапана, клапан контроля температуры и клапан контроля давления. Клапан контроля температуры открывается для выпуска тепла и умеренной температуры, когда вода достигает более 120 градусов по Фаренгейту. Клапан сброса давления открывается для понижения давления, когда оно достигает примерно 150 фунтов на квадратный дюйм. Это самый распространенный тип водонагревателя среди семейных домов, но вы ограничены тем, сколько горячей воды вы можете вместить. Если ваш резервуар слишком мал или вам нужно в один прекрасный день чрезмерное количество горячей воды, у вас может закончиться резервуар, и вам придется ждать, пока следующий резервуар нагреется.

г. Какое обслуживание требуется?

Поскольку резервуар предназначен для постоянного хранения воды, вам необходимо регулярно его чистить, чтобы продлить срок службы вашего водонагревателя. Вы должны очищать бак водонагревателя не реже двух раз в год, чтобы удалить отложения и минеральные отложения и уменьшить коррозию. В этом нет необходимости, и ваш водонагреватель обычно работает без очистки, но может и не работать так долго. Типичный срок службы обычного водонагревателя с накопительным баком составляет около двенадцати лет.

г. Каковы преимущества этого стиля водонагревателя?

Водонагреватели традиционного типа, как правило, являются наиболее доступными по цене и довольно простыми в установке.

г. Какие минусы покупки обычного водонагревателя с накопительным баком?

Этот водонагреватель вмещает только определенное количество воды за раз. Это количество основано на его вместимости, а это означает, что бак на 40 галлонов обеспечит вас непрерывным потоком 40 галлонов горячей воды, прежде чем она закончится.Однако после того, как горячая вода уйдет, может потребоваться некоторое время — иногда час или больше, — чтобы снова наполнить и нагреть еще 40 галлонов воды.

2. Бесконтактный водонагреватель (водонагреватель по требованию)

Водонагреватель «без бака» оснащен современными технологиями и может обеспечить почти бесконечное количество горячей воды для вашего дома.

а. Что такое безрезервуарный водонагреватель?

Бесконтактный водонагреватель, как нетрудно догадаться, не имеет бака. Вместо этого есть перегретые змеевики, которые наполняются водой и нагревают воду в мгновение ока по мере необходимости, поэтому его также называют водонагревателем по запросу.Это отлично подходит для быстрого нагрева воды даже для больших семей, которым сразу требуется большое количество горячей воды. Этот тип водонагревателя бывает разных размеров, и вам нужно убедиться, что у вас есть правильный размер для вашего дома, так как меньший водонагреватель без резервуара не сможет справиться с вашим потреблением воды, и это приведет к теплой или холодная вода. Эти модели хорошо работают в домах, в которых для питания водонагревателя используется природный газ, но для более крупных моделей требуется больший газопровод и больше газа для правильной работы.Для более крупных водонагревателей без резервуаров, работающих на электричестве, может потребоваться увеличить электрическую мощность вашего дома, что может быть дорогостоящим.

г. Какое обслуживание необходимо?

Несмотря на то, что бака нет, вы все равно должны чистить безбаковый водонагреватель не реже одного раза в год, чтобы удалить минеральные отложения и избежать коррозии. Очистка может быть более сложной, поскольку детали меньше и труднодоступны. Срок службы водонагревателя такого типа составляет 8–10 лет.

г. Какие преимущества по сравнению с другими стилями водонагревателей?

Водонагреватели без резервуаров невероятно энергоэффективны, потому что они нагревают воду только по требованию, а не поддерживают нагретую воду весь день, даже когда она не используется. Если у вас есть модель, достаточно большая для вашего дома, у вас будет неограниченное количество горячей воды все время.

г. А как насчет минусов?

Первоначальные вложения в покупку безбаквального водонагревателя значительно выше, чем у более традиционного стиля, и для этого могут потребоваться большие газовые линии или большая мощность, чем у вашего дома в настоящее время (не всегда), что может быть дорогостоящим ремонтом.

3. Водонагреватель с тепловым насосом (гибридный водонагреватель)

Этот гибридный водонагреватель может помочь сэкономить деньги на электроэнергии, поскольку он непосредственно не генерирует тепло.

а. Что такое тепловой насос / гибридный водонагреватель?

Этот водонагреватель уникален тем, что использует тепло воздуха и земли для нагрева воды. Это означает, что электричество используется только для передачи тепла от земли или воздуха к воде, вместо альтернативы, когда электричество используется для выработки тепла.Водонагреватели с тепловым насосом могут потреблять до 60 процентов меньше электроэнергии, чем традиционные водонагреватели. Поскольку насос находится сверху, вам может потребоваться довольно много места для этого водонагревателя, иногда до восьми футов вертикального зазора.

г. Есть ли техническое обслуживание?

Этот водонагреватель имеет бак, и, как и обычные водонагреватели с накопительным баком, его необходимо регулярно чистить (до двух раз в год), чтобы продлить срок его службы.

г.Каковы преимущества теплового насоса / гибридных водонагревателей?

Этот водонагреватель невероятно энергоэффективен и, следовательно, может быть невероятно экономичным в долгосрочной перспективе.

г. А как насчет минусов такого стиля водонагревателя?

Поскольку этот тип водонагревателя основан на отборе тепла от земли или воздуха вокруг себя, он не будет работать очень хорошо в холодных помещениях, таких как подвалы, или в климате, где чрезмерно холодно в течение длительных периодов в течение года.Однако это один из самых дорогих для покупки стилей водонагревателей.

4. Водонагреватель на солнечных батареях

Водонагреватель на солнечных батареях позволяет получать энергию от солнца. Это отличная идея, если у вас уже есть солнечные батареи или вы планируете их добавить.

а. Что такое водонагреватель на солнечных батареях?

Этот тип водонагревателей может быть наиболее энергоэффективным из всех и использует установленные на крыше солнечные панели в качестве источника энергии.Энергия передается замкнутой системе, содержащей теплопроводящий материал, который затем нагревает воду в резервуаре. Это может сэкономить много денег в солнечные дни и особенно хорошо работает для тех, кто живет в теплом солнечном климате. Однако для этой системы часто требуется резервный план, например, природный газ или электричество, чтобы водонагреватель мог продолжать работать в пасмурные дни.

г. Какое обслуживание мне следует делать?

Опять же, эта система имеет резервуар, который необходимо регулярно чистить для удаления накипи и предотвращения коррозии.Вы также должны учитывать необходимость обслуживания солнечных батарей.

г. Каковы преимущества?

Эти водонагреватели очень энергоэффективны и, следовательно, очень экологичны. Вы можете ежемесячно экономить кучу денег на электричестве, если позволяете солнцу обеспечивать большую часть энергии для вашего водонагревателя.

г. А как насчет недостатков?

Эти водонагреватели на солнечных батареях невероятно дороги, и иногда может потребоваться до 40 лет, чтобы окупить свои инвестиции.В неблагоприятных погодных условиях, когда мало или совсем нет солнца, вам может понадобиться альтернативный источник энергии для вашего водонагревателя, что может стать проблемой.

5. Нагреватель конденсационной воды

Этот водонагреватель использует неиспользованные газы вашего дома для нагрева воды.

а. Что такое конденсационный водонагреватель?

Конденсационный водонагреватель может быть лучшим вариантом, если в доме вашей семьи в качестве источника энергии используется в основном природный газ.Этот тип воронки водонагревателя нагревает выхлопные газы из системы природного газа и использует их для нагрева воды, которая хранится в резервуаре, как и в обычной версии водонагревателя. Дымовые газы проходят через змеевик, расположенный на дне резервуара, для нагрева воды. Следовательно, для нагрева воды в вашем доме используется очень мало энергии (кроме газа, который уже сжигался где-то еще, например, у вашей духовки или обогревателя). Это водонагреватель в виде резервуара, поэтому вам нужно обязательно купить достаточно большой для размера вашей семьи.

г. Какое обслуживание я буду делать?

Как и в других стилях, здесь есть резервуар для чистки. Для этого типа также может потребоваться чистка клапанов для импорта газа один раз в год.

г. Каковы преимущества этого стиля водонагревателя?

Обычно это наиболее энергоэффективная версия для семей, которые отапливают свой дом природным газом. Как правило, воды достаточно, так как для этого типа водонагревателя обычно требуется резервуар большего размера.

г. Есть ли у этого стиля недостатки?

Водонагреватель такого типа нелегко найти в моделях меньшего размера и лучше всего подходит для семей, которым требуется емкость более 55 галлонов. Это также не лучший выбор для домов, которые не работают на природном газе.

B. Причины замены водонагревателя

Есть несколько вещей, на которые вы должны обратить внимание, чтобы определить, нужна ли вам замена водонагревателя. Конечно, если не работает, ничего страшного.Но вы можете подумать, что он работает нормально, и на самом деле вам уже давно нужна была замена. Если вам интересно, стоит ли вам обновиться, подумайте об этом:

1. Срок действия гарантии истек

Хороший способ узнать, что, возможно, пришло время для обновления, — это когда вы на несколько лет превысили свою 12-летнюю гарантию. Мало того, что у вас больше нет покрытия для ремонта вашего водонагревателя в случае внезапных повреждений, но есть вероятность, что конструкция вашего водонагревателя довольно устарела и потребляет намного больше энергии, чем необходимо.Это может стоить вам кучу лишних денег каждый месяц, и вы этого не заметите. Если срок службы вашего водонагревателя давно превысил ожидаемый срок службы, возможно, пришло время выбросить его и заменить обновлением.

2. У вас течет водонагреватель

Обычно, когда ваш водонагреватель протекает, вам понадобится сантехник, чтобы устранить проблему. Это может быть очень дорогостоящим и трудоемким. Иногда утечки водонагревателя трудно обнаружить, и до устранения проблемы может произойти много повреждений, вызванных водой.Если у вас есть протечка, вы можете попросить сантехника ее осмотреть. Если это достаточно плохо, вам, вероятно, будет лучше купить новый водонагреватель, чем платить за устранение утечки.

3. У вас закончилась горячая вода, когда она вам понадобится

Если вы обнаружите, что часто принимаете теплый душ или у вас заканчивается горячая вода во время мытья посуды, возможно, у вас нет водонагревателя, достаточно большого, чтобы преодолеть объем горячей воды, который использует ваша семья. Это означает, что вам может потребоваться обновление до водонагревателя с резервуаром большего размера.

4. Ваши строительные коды изменились

Другая причина, по которой вам может понадобиться новый водонагреватель, — это то, что он больше не соответствует строительным нормам вашего района. Вам следует регулярно проверять местные строительные нормы и правила, и, если вы переехали в другой штат, у вас могут быть другие строительные нормы и правила, чем раньше. Если ваши строительные нормы и правила изменились, возможно, потребуется и водонагреватель.

C. Что следует учитывать при выборе водонагревателя

1. Гарантия:

Гарантия на водонагреватель

может сильно различаться как по стоимости, так и по продолжительности.Поскольку ваш водонагреватель является неотъемлемой частью повседневной жизни вашей семьи, вы всегда должны внимательно следить за условиями гарантии при выборе нового водонагревателя. В случае его повреждения вы можете получить новый, не потратив тысячи долларов по требованию. Гарантия обычно составляет около 2–10 лет, но вы можете найти производителей, которые предлагают гарантию сроком до 12 лет. Если вы являетесь владельцем дома, вы можете рассмотреть возможность продления гарантии, даже если вам придется заплатить немного больше, чтобы избежать неожиданных затрат в будущем.Поскольку водонагреватели могут сломаться, а они очень важны, мы предлагаем вам выбрать самую длительную доступную гарантию.

2. Сливные клапаны: пластик или латунь?

Сливной клапан расположен рядом с нижней частью водонагревателя и используется для слива воды из водонагревателя перед техническим обслуживанием или для облегчения подъема при перемещении. Этот клапан обычно изготавливается из латуни или пластика. Если вам нужно заменить сливной клапан водонагревателя или вы покупаете новый водонагреватель, вам нужно будет решить, какой тип использовать.И пластик, и латунь — особенно экономичные варианты. Пластик может быть менее реактивным, хотя ни один из материалов не вызывает коррозии. Латунь намного прочнее пластика, а также более податлива, поэтому она получит больше повреждений. Латунь, в отличие от пластика, не подвержена изменению температуры. Это не слишком серьезное решение, но вам все же нужно будет его принять.

3. Устройства защиты от накипи:

Минеральные отложения могут повредить ваш водонагреватель и другие водоизмерительные приборы.Некоторые производители включают в свой водонагреватель устройства для защиты от накипи. Это устройство перемещает воду на дно резервуара. Постоянно движущаяся вода менее склонна к накоплению минералов, что может увеличить срок службы вашего водонагревателя. Эта функция может работать, но есть и другие факторы, помимо накопления минералов, которые могут повредить ваш водонагреватель. Нет необходимости покупать водонагреватель с устройством защиты от накипи, а при длительной гарантии он вам, вероятно, не понадобится.

4.Стеклянные резервуары:

Вы можете заметить, что некоторые водонагреватели имеют внутри стеклянную облицовку. Эта облицовка на самом деле представляет собой фарфоровую эмаль, а покрытие помогает защитить водонагреватель (который обычно делается из стали) от коррозии. Эмалевое покрытие может творить чудеса, продлевая срок службы вашего водонагревателя, но из-за процесса покрытия участки стали чаще всего остаются незащищенными. Покрытие керамической эмалью становится все более популярным и сегодня может быть даже стандартным дизайном для некоторых производителей.Опять же, это необязательное добавление, но оно определенно может замедлить процесс коррозии внутри вашего водонагревателя.

5. Цифровые дисплеи:

Водонагреватели

с цифровыми дисплеями удобны тем, что вы можете легко настроить параметры водонагревателя в соответствии с вашими личными потребностями. Вы можете легко настроить мощность водонагревателя, температуру воды, а в некоторых моделях даже есть функция расписания, которая позволяет вам вводить часы, в которых ваш дом занят, чтобы повысить энергоэффективность водонагревателя, отключая его, когда ты далеко.Водонагреватели без цифрового дисплея часто показывают только основные показания, такие как общая температура и давление воды. Цифровой дисплей — определенно то, что вам нужно в современном водонагревателе.

6. Вместимость:

Определение емкости вашего водонагревателя зависит исключительно от количества людей, использующих воду в вашем доме. Может быть сложно определить, какого размера резервуар вам понадобится, поскольку потребление воды каждым человеком может сильно различаться. Вы можете использовать рейтинг первого часа (FHR), чтобы определить размер водонагревателя, который нужен вашей семье.Чтобы рассчитать FHR вашей семьи, подсчитайте количество людей в вашем доме и умножьте его на двенадцать. Это означает, что у семьи из четырех человек FHR составляет 48 галлонов. Вы можете проверить частоту сердечных сокращений вашего водонагревателя, чтобы определить, достаточно ли он нагревает воду для вашего дома. Вот еще одно хорошее практическое правило:

Если в вашем доме только один или два человека, 30-галлонного бака должно быть достаточно.

Если в вашем доме два или три человека, вам может понадобиться бак водонагревателя на 40 галлонов.
Если в вашем доме живет от трех до четырех человек, вы должны выбрать что-то побольше, около 40–50 галлонов.
Для более чем пяти человек вам следует рассмотреть резервуар, вмещающий 55 галлонов или более.
Для восьми и более человек вам могут понадобиться два водонагревателя, чтобы обеспечить дом горячей водой.

Конечно, для безрезервуарных водонагревателей вам нужно будет использовать FHR, чтобы определить, какой размер покупать.

D. Где купить водонагреватель

Обычно вы не встретите огромную вывеску «Водонагреватели на продажу» каждый раз, когда идете на местный продуктовый рынок, и если вы никогда раньше не покупали водонагреватель, вы можете не знать, где искать.К счастью, у вас есть несколько вариантов:

1. Ваш местный хозяйственный магазин

Иногда в местных семейных хозяйственных магазинах есть небольшой выбор водонагревателей. В противном случае они могут точно знать, где взять тот, который вам нужен, и, вероятно, закажут его для вас. Конечно, вам придется подождать доставки. Вероятно, они тоже предлагают доставку за небольшую плату.

2. Товары для дома

Если у вас есть сеть магазинов товаров для дома рядом с вами, можете быть уверены, что у них есть довольно большой выбор водонагревателей.При покупке водонагревателя в магазине товаров для дома у вас будет квалифицированный персонал, который поможет вам принять решение.

3. Посетите Интернет

Обычно вы можете сделать заказ в местном магазине товаров для дома через Интернет, и вам доставят водонагреватель. Вы также можете проверить Amazon, особенно если вам нужен водонагреватель меньшего размера.

Связанные с: Типы сантехнических инструментов | Учебники по сантехнике своими руками | Сантехник против сантехника

типов водонагревателей: солнечные водонагреватели

По оценкам, в Соединенных Штатах установлен один миллион жилых и 200 000 коммерческих солнечных водонагревательных систем.Хотя существует большое количество различных типов солнечных водонагревательных систем, основная технология очень проста.

Солнечный свет падает и нагревает «абсорбирующую» поверхность внутри «солнечного коллектора» или фактического накопительного резервуара. Эти установленные на крыше солнечные обогреватели обеспечивают около 80% горячей воды для дома. Либо теплоноситель, либо реальная питьевая вода, которая будет использоваться, протекает по трубкам, прикрепленным к абсорберу, и забирает от него тепло. (Системы с отдельным контуром теплоносителя включают теплообменник, который затем нагревает питьевую воду.) Нагретая вода хранится в отдельном баке для предварительного нагрева или в обычном баке водонагревателя, пока не понадобится.

Если требуется дополнительное тепло, оно вырабатывается электричеством или ископаемым топливом с помощью традиционной системы водяного отопления.

Солнечный водонагреватель, установленный на крыше.

Как работает солнечный водонагреватель

Нажмите кнопку «Играть», чтобы увидеть, как работает солнечный водонагреватель.

Как работает солнечный водонагреватель
Текстовое описание анимации «Как работает солнечный водонагреватель».

Холодная вода подается в солнечный коллектор на крыше дома, где нагревается солнечными лучами. Затем теплая вода поступает в накопительный бак, а затем в обычный водонагреватель. Вода нагревается и становится горячей, и ее можно использовать.

видео кредит здесь

За счет уменьшения количества тепла, которое должно быть обеспечено обычным водонагревателем, солнечные водонагревательные системы напрямую заменяют традиционную энергию возобновляемыми источниками энергии, сокращая использование электричества или ископаемого топлива на 80%.

Современные солнечные водонагревательные системы доказали свою надежность при правильном согласовании с климатом и нагрузкой. Текущий рынок состоит из относительно небольшого числа производителей и установщиков, которые предоставляют надежное оборудование и качественную конструкцию систем.

Программа обеспечения качества и оценки производительности для солнечных водонагревательных систем, учрежденная добровольной ассоциацией производителей солнечной энергии и различными группами потребителей, упрощает выбор надежного оборудования с уверенностью.

Владельцы зданий должны изучить возможность установки солнечных систем водяного отопления для снижения потребления энергии. Однако перед определением размеров солнечной системы следует реализовать стратегии сокращения водопотребления.

Типы солнечных водонагревателей

Есть пять типов солнечных систем горячего водоснабжения:

Термосифонные системы . Эти системы нагревают воду или антифриз, например гликоль. Жидкость поднимается естественной конвекцией из коллекторов в резервуар для хранения, который расположен на более высоком уровне.Никаких насосов не требуется. В термосифонных системах движение жидкости и, следовательно, теплопередача увеличивается с повышением температуры, поэтому эти системы наиболее эффективны в областях с высоким уровнем солнечной радиации.
Системы прямой циркуляции. Эти системы перекачивают воду из хранилища в коллекторы в солнечные часы. Защита от замерзания достигается за счет рециркуляции горячей воды из накопительного бака или путем промывки коллекторов (слив). Поскольку система рециркуляции увеличивает потребление энергии, а промывка сокращает часы работы, системы прямой циркуляции используются только в тех областях, где низкие температуры нечасты.
Дренажные системы. Эти системы, как правило, являются системами косвенного нагрева воды. Очищенная или неочищенная вода циркулирует по замкнутому контуру, а тепло передается питьевой воде через теплообменник. Когда солнечное тепло недоступно, жидкость из коллектора сливается под действием силы тяжести, чтобы избежать замерзания и возникновения контуров конвекции, в которых холодная вода из коллектора снижает температуру хранимой воды.
Системы косвенного нагрева воды. В этих системах защищенная от замерзания жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а ее тепло передается питьевой воде через теплообменник с эффективностью от 80 до 90 процентов.Наиболее часто используемые жидкости для защиты от замерзания — это водно-этиленгликолевые растворы и водно-пропиленгликолевые растворы.
Пневматические системы . В этой косвенной системе коллекторы нагревают воздух, который перемещается вентилятором через теплообменник воздух-вода. Затем вода используется для бытовых или хозяйственных нужд. КПД теплообменника находится в диапазоне 50%.

Системы с прямой циркуляцией, термосифонами или насосами требуют более тщательного обслуживания в холодных климатических условиях.Для большей части Соединенных Штатов наиболее подходящими являются непрямые системы подачи воздуха и воды. Воздушные солнечные системы, хотя и не такие эффективные, как водяные, следует рассмотреть, если обслуживание является первоочередной задачей, поскольку они не протекают и не лопаются.