Комбинированные системы отопления: как правильно использовать приборы и топливо

Создание проекта отопления

Сейчас мы предоставим основной инструмент, с помощью которого можно задать направление по работе с системой отопления.

Пример проекта отопления

Обычно принимают за меру, что в 10 квадратных метрах площади нужно 1 киловатт мощности. Ежели участок здания является сто метров квадратных, в таком случае нагревательный котёл нужно иметь мощностью 10 киловатт. Но верная настройка отопления в жилище обязана учесть и вероятные утечки тепла, источниками которых станут, к примеру, окошки и пространство, где располагается дом.

Кроме этого, в случае если, выполняя установку отопления в жилище, намечается, что тёплая вода в будущем станет применяться в домашнем хозяйстве, то необходимо, ёмкость котла повысить как минимум на 25%. Иным неотъемлемым обстоятельством, которое нужно реализовать – станет использование котла, нацеленного на районные топливные ископаемые (газ, дерево, солярка).

Естественно, что мы не можем предположить всё что может повлиять на выбор котла, но мы сможем предположить и посчитать поможет сделать первоначальный выбор. В последнее время выбор котлов очень широк и существует большое количество их модификаций.

Внедрение тёплой воды для подогрева и установка системы отопления здания имеют все шансы быть сделаны разными методами и с ними нужно хотя бы познакомиться, для осмысливания как это будет воплощаться в действительность.

Стоимость конструкций

Разумеется, когда котёл располагает разновидностями топливных систем, он дороже и тяжеловеснее. Лишь котлы в сочетании электрический + дрова в размерах неизменны, основа нагревания встроена в котёл, включается он автоматически после затухания горелки и понижения температуры ниже, чем критическая точка.

Схема комбинированного отопления с использованием солнечной энергии

Стоимость комбинированных котлов с твёрдым топливо + электричество такая же, как и на просто дровяные – изменения несущественные, да и размер практически одинаковый, вставляется лишь небольшой обогреватель. Подобная конструкция выручит в случае отсутствия возможности регулярно подкладывать дрова или нежелания прерывать ночной сон.

Одно только нужно помнить, что подобные электрокотлы могут выдавать только третью часть мощности, хорошо обогреть дом не получится, а вот не разморозить систему поможет. Аналогичное устройство имеет составной котёл уголь + электричество. В него можно закладывать любое твёрдое топливо, только почаще.

Системы отопления

Системы отопления и их виды. Каким бы ни было здание, большим или маленьким, чтобы в нем было уютно и тепло круглый год, необходимо надежное и удобное отопление. С развитием строительства в последние годы, наряду с поиском архитектурно – планировочных решений строений, на первый план выходят требования по обеспечению комфорта находящихся в них людей.

Одной из основных задач в этой области прежде всего являются системы отопления, отвечающие современным требованиям.

Под современными требованиями подразумевается:

1. Высокая эффективность системы.
2. Экономичность.
3. Возможность автоматического регулирования и создания максимально комфортных условий проживания.
4. Возможность получения необходимого количества горячей воды.

Отопительные системы разрешают одну из задач по созданию искусственного климата в помещениях. Они служат для поддержания заданной температуры воздуха во внутренних помещениях зданий в холодное время года.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, паровое, и другие. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

Многотопливный котел

Универсальный котел, работающий на различных видах топлива

Схема комбинированной системы отопления может включать в себя котел, работающий от нескольких видов топлива. Это универсальное устройство может отличаться по своей мощности. Для оптимального ее выбора необходимо учесть площадь дома и степень необходимости в отоплении. Среди популярных и наиболее эффективных сочетаний топлива выделяют 5 видов комбинаций.

Газ и дизельное топливо

Наиболее распространенный вариант комбинированных систем отопления частного дома. Это связано с легким переходом с одного вида топлива на другой, достаточно просто сменить тип горелки. Данная деталь идет в стандартной комплектации к котлу. Общая камера сгорания топлива позволяет быстро и без труда совершить замену.

Работа устройства зависит напрямую от качества теплообменника, который может изготавливаться из чугуна или стали. При наличии газовой магистрали этот способ является наиболее приемлемым. Он совмещает в себе эффективность работы и финансовую доступность.

Газ и твердое топливо

Такую смешанную систему отопления частного дома можно организовать самостоятельно. Для этого необходим котел, работающий на природном газе и твердом топливе (дрова, пеллеты, уголь).

Данная система будет обладать автоматизированным процессом и контролем безопасности, однако это не исключает наличие внимания со стороны пользователя.

Твердое топливо и электроэнергия

Комбинированное отопление частного дома может совмещать в себе использование твердого топлива и электричества. Данные котлы работают от 220 В или от 380 В. Очень часто такой способ отопления используется владельцами дачных участков, которые проживают в доме не круглый год. Во время пребывания в доме можно использовать твердое топливо, а во время отсутствия – электроэнергию.

Единственным недостатком является достаточно высокая стоимость электричества, но при отсутствии других вариантов – это вполне приемлемое решение.

Природный газ, дизельное и твердое топливо, электроэнергия

Смешанная система отопления включает в себя использование четырех распространенных видов топлива: газ, дизель, электроэнергия и твердое топливо. В качестве последнего вида можно применять не только дрова, но и уголь, кокс, отходы древесины.

Это оптимальный вариант для частных домов, которые удалены от условий цивилизации или наблюдаются перебои в работе газовой магистрали и электросети.

Электродный и пиролизный котел

Электродные отопительные котлы

Это оптимальная схема комбинированного отопления двухэтажного дома. Система позволяет поддерживать оптимальные температурные показатели даже при отсутствии владельцев дома. Подходит также при нерегулярном проживании.

Для организации отопления потребуется приобретение двух отдельных агрегатов, поскольку они не способны комбинироваться друг с другом.

Сейчас не в каждой местности пролегает газовая магистраль или электросеть, поэтому для отопления дома необходимо предпринимать некоторые меры. Можно воспользоваться альтернативными источниками энергии (солнечные батареи, геотермальные установки) или организовать смешанное отопление частного дома.

Современное оборудование регулярно совершенствуется, теперь вполне доступны комбинированные котлы. Они могут работать от нескольких видов топлива, включая природный газ, уголь, древесину, дизельное топливо, электричество и прочее. Каждый из этих видов имеет свои недостатки, а в сочетании происходит дополнение друг друга.

https://youtube.com/watch?v=fm_dud7HRyQ

Комбинация различных систем и приборов отопления

Сложно назвать комбинированной систему, в которой на одной ветке установлены чугунные батареи, на другой — алюминиевые радиаторы, а на третьей — стальные. По принципу нагрева, подключения и конструктивно эти отопительные приборы чрезвычайно схожи и полностью взаимозаменяемы. Не так уж сильно отличаются от настенных радиаторов конвекторы, встраиваемые в пол. Схема разводки у этих приборов идентична, более того радиаторы и конвекторы можно подключать на одну ветку (контур). Действительно серьёзное различие имеется между традиционными радиаторами и относительно новыми типами отопления, полностью встроенными в строительные конструкции — тёплыми полами и стенами.

Сочетание радиаторов и обогреваемых полов

Как радиаторы, так и водяные тёплые полы, наряду с достоинствами, имеют и некоторые недостатки. Сочетание этих двух типов отопления позволяет найти наиболее комфортное, удобное и эстетичное решение для каждого помещения либо зоны жилища. К примеру, зачастую лучший вариант для зимнего сада и прихожей — тёплый пол, спальни — панельный радиатор, а гостиной и бассейна — комбинированное отопление: основной нагрев осуществляют тёплые полы, радиаторы и конвекторы — дополнительный.

Условия и принципы работы радиаторов и тёплых полов значительно разнятся. Первые могут быть подключены по различным схемам: одно-двухтрубной, лучевой, система может быть открытой, закрытой, гравитационной либо циркуляционной. Греющие полы, если веток обогрева более одной, возможно подключить лишь по коллекторной (лучевой) схеме.

Вполне допустима комбинация различных схем отопления: разводка радиаторов двухтрубная, а веток тёплого пола — лучевая. Последний в любом случае подключается к стоякам не напрямую, а через смесительный узел, где трёхходовой кран смешивает для достижения нужной температуры горячую и охлаждённую воду из подающей и обратной линий

Комбинированная система отопления будет нести в себе ограничения, присущие тёплым полам: она может быть только герметичной (закрытой) и циркуляционной. Нет никакой сложности в том, чтобы совместить в одной системе отопления разные схемы: оба контура (радиаторы и пол) подключаются к общему стояку (контуру котла).

Теплоноситель поступает в контур полов не напрямую, а через смесительный узел, где к нему при необходимости подмешивается охлаждённая вода из обратной линии, чтобы температура пола не превысила комфортного уровня в 40 ºС. После смешивания теплоноситель поступает в гребёнки коллектора, откуда распределяется по отдельным веткам. Общего давления в системе недостаточно, чтобы «продавить» тёплые полы, поэтому они снабжаются отдельным циркуляционным насосом.

Но оптимального гидравлического баланса, а значит, наилучшего теплового режима можно достичь, если и полы и радиаторы подключать по лучевой схеме. При этом приборы отопления разного типа гидравлически должны быть разделены: у каждой системы свой коллектор на этаже.

Немного места и денег можно сэкономить, если подключить все приборы через универсальный коллектор для комбинированной системы отопления. Это устройство «два в одном», объединяющее коллектор для радиаторного отопления (внизу слева) и тёплых полов (справа вверху)

Всё же применение в одной системе разных типов отопления плюс к этому необходимость нагревать воду для горячего водоснабжения приводит к тому, что различные контуры начинают влиять на работу друг друга. Чтобы снизить это влияние и наилучшим образом сбалансировать комбинированную систему отопления, подключение контура котла к контурам радиаторов, тёплого пола и ГВС осуществляют через гидрострелку

Греем-охлаждаем стены и полы

Теплотехники утверждают, что чем больше площадь нагрева отопительного прибора и ниже его температура, тем более комфортные и благоприятные для здоровья условия создаются в доме. Практика многолетней эксплуатации тёплых полов подтверждает этот факт. Не зря в Германии 95% вновь строящихся домов оснащается комбинированной, с тёплыми полами на первом этаже и радиаторами на втором, системой отопления.

Но сегодня уже не ограничиваются обогревом пола, растёт популярность «тёплых стен». Принцип работы и конструкция достаточно схожа с системой тёплого пола: трубки с циркулирующим по ним теплоносителем встраиваются в строительные конструкции стен. Таким образом, в помещении, помимо окон, не остаётся холодных поверхностей, отсутствуют сильно нагретые предметы. Тепло распределяется равномерно и по большей части через инфракрасное излучение, что наш организм воспринимает самым положительным образом. Тёплые водяные стены так же, как и полы, подключаются отдельными ветками по лучевой схеме.

Различные типы теплогенераторов в одной системе

Комбинированной может быть не только разводка с применением разных типов отопительных приборов, но и теплогенерация: для отопления одного дома могут применяться котлы на разных видах топлива и даже источники тепла, работа которых основана на разных физических принципах.

Использование нескольких видов топлива

Применение в одной системе разнотопливных котлов может быть обусловлено несколькими соображениями:

Стремление повысить надёжность системы. Нередко практичные хозяева, подведя газопровод к жилому дому и установив газовый котёл, оставляют уже поработавший твердотопливный. В случае, если авария случится в газопроводе или с новым котлом, всегда можно принести дровишек и «раскочегарить» старый. В любом случае, чем больше способов обогрева имеется в доме, тем меньше его зависимость от внешних катаклизмов.

Возможность прямой интеграции двух разных водогрейных котлов в одну систему отопления нужно решать исходя из характеристик конкретного оборудования. К примеру, газовый котёл лучше проявит себя в закрытой системе, а многие твердотопливные предназначены для открытых. В этом случае нагрев теплоносителя от контура дровяного теплогенератора происходит опосредствованно, через дополнительный теплообменник

Желание сэкономить, не особо поступаясь комфортом. Это касается жилых домов, расположенных в негазифицированной местности. Как правило, в отсутствие природного газа выгоднее отапливать жилище местным топливом: дровами и древесными отходами, углём, топливными брикетами. Однако неравномерность теплогенерации при сгорании твёрдого топлива, необходимость постоянного обслуживания твердотопливных котлов делает такое отопление малокомфортным и хлопотным. В то же время очень удобное и поддающееся полной автоматизации электро и жидкотопливное отопление ощутимо опустошает хозяйский бюджет — дизтопливо и электроэнергия нынче в цене. К тому же солярка в баке может закончиться, а электричество в деревне отключат на денёк-другой.

При таком раскладе комбинированная система отопления частного дома может снизить остроту проблем, разные теплогенераторы частично компенсируют недостатки друг друга. К примеру, электрообогрев (электрокотёл, кабельные полы, электроконвекторы) можно включать только с вечера до утра, когда действует льготный тариф, почти вполовину меньший. Дровами топить, когда есть время и желание подбрасывать их в топку и выгребать золу. А дизтопливом — когда нет возможности возиться с твёрдым топливом, но есть деньги на солярку. В последнее время всё более популярным в тех домах, где нет газа, является тандем «пеллетный котёл днём + электроотопление ночью», это достаточно комфортное и не очень дорогое в эксплуатации сочетание.

Комбинированное отопление пеллетами днём и электричеством ночью (по льготному тарифу) — вполне рациональное сочетание: умеренная цена и минимум хлопот

Для того чтобы иметь комбинированное отопление, совсем необязательно устанавливать в котельной несколько теплогенераторов. Достаточно одного, но многотопливного. К примеру, финские котлы серии Jaspiот компании Tulpa практически «всеядные» — газ/дизель/масло/дрова/брикеты/электроэнергия

Комбинация водяного и воздушного отопления

Никто не мешает иметь в доме одновременно водогрейный котёл и печку. Или камин, который будет служить дополнительным, а в случае поломки котла аварийным источником отопления. Можно приобрести каминную топку со встроенной водяной рубашкой и интегрировать её в водяную систему отопления. Но это стоит денег и финансово неоправданно, если очаг растапливают нечасто. Если ставится цель распространить воздушное отопление не только на гостиную, где установлен камин, но и на другие помещения, можно проложить в комнаты воздуховоды и принудительно, при помощи вентилятора подавать туда нагретый воздух. Забирают тёплый воздух из специальных конвекторов двойного корпуса топки либо из термоизолированного колпака облицовки.

Чтобы наиболее полно использовать тепло от дровяного камина, в комнаты можно провести воздуховоды. Воздушное отопление может дополнить водяное

О различных элементах системы отопления

Все используемые комплектующие для систем отопления могут быть разделены на несколько различных групп.

Котельное оборудование

К нему можно отнести:

• водогрейный котел;
• расширительный бак;
•  насос;
• горелку;
• автоматику управления работой и обвязку котла.

Так, котел определяется по доступному виду топлива, расширительный бак в зависимости от типа системы может быть открытым или закрытым, что опять же определяется системой отопления. Все эти вопросы – какое оборудование для отопления дома будет использоваться, должны быть решены на этапе проектирования.

Котельное оборудование

Достаточно отметить, что при выборе системы отопления, в которой используется естественная циркуляция, дополнительный насос не требуется, так что правильная постановка задачи, какой она должна быть, позволит значительно сократить затраты на ее создание. В то же время комплектующие для отопления частного дома должны подбираться под параметры конкретных условий работы на этапе проектирования.

Отопительные приборы

Они являются не менее значимой частью системы отопления, чем котел. Достаточно сказать, что именно они непосредственно обогревают помещения. На сегодняшний день применяемые нагреватели для отопления обычно делятся по виду материалов, используемых при изготовлении. Как правило, это радиаторы:

• алюминиевые;
• биметаллические;
• стальные;
• чугунные.

Трубы

Не менее обширен выбор подобных компонентов системы отопления. Наиболее используемыми как материалы для отопления частного дома являются:

• металлические, в том числе
• стальные;
• медные;
• оцинкованные;
• нержавеющие;
• полимерные, в том числе:
• полиэтиленовые;
• металлопластиковые;
• полипропиленовые;
• армированные.

Выбор того или иного типа труб во многом зависит от возможностей создателя системы отопления. Так, медные при всех своих достоинствах дороги, то же самое относится к нержавеющим и оцинкованным трубам. Во многих случаях определяющим становится выбор способа их соединения, металлические чаще всего требуют сварки или пайки, а также использования резьбовых соединений, что подразумевает обладание определёнными навыками. Кроме того, такие трубы тяжелы и неудобны в работе. Но зато они обладают высокой механической прочностью

Поэтому, выбирая материалы для отопления, такие как трубы, необходимо учесть множество дополнительных факторов, в том числе далеко не маловажным будет их цена. Во многом она зависит от выбранного типа разводки – двухтрубная или однотрубная.

Однотрубная и двухтрубная системы отопления

Запорно-регулирующая арматура

Должна рассматриваться как неотъемлемая часть системы отопления. Ее предназначение – регулировка температуры, которая может осуществляться изменением потока теплоносителя как на выходе из котла отопления, так и на любой точке трубопровода. С этой целью используются различные комплектующие, для отопления в качестве регулирующих элементов применяются:

• вентили, шаровые краны и задвижки;
• редукторы давления;
• датчики давления и потока;
• воздухоотводчики и поворотные заслонки;
• обратные клапаны;
• предохранительные, запорные и балансировочные клапаны;
• манометры;
• термостатические устройства.

Подобная арматура устанавливается в необходимых местах, начиная от обогревательных котлов и заканчивая непосредственно радиаторами отопления.

Запорно-регулирующая арматура системы отопления

Фильтры

Рассмотренное оборудование для отопления дома будет неполным, если обойти вниманием такой его компонент, как фильтры. Они препятствуют попаданию мусора в котел и обеспечивают поступление в него чистой воды

Конструктивно они могут быть разной формы (косые, прямые) и разного диаметра, позволяющего использовать их в любых трубопроводах

Конструктивно они могут быть разной формы (косые, прямые) и разного диаметра, позволяющего использовать их в любых трубопроводах.

Обязательные условия для монтажа

В частном доме желательно наличие отдельного помещения с вентиляцией под котел

• наличие в загородном доме отдельного помещения, предназначенного специально для размещения котельного оборудования и контрольной аппаратуры с автоматикой;
• возможность обустройства эффективной системы вентиляции, без которой невозможно безопасное функционирование отопительных агрегатов;
• допустимость организации отдельного отвода от магистрали водоснабжения, используемого исключительно в целях ГВС и отопления.

Для размещения отопительного оборудования категорически запрещается использование жилых пространств (кухни и других подсобных помещений).

По каким критериям выбирать котлы

Довольно сложный вопрос, для принятия правильного решения нужно на нем остановиться более подробно. С точки зрения монтажа дополнительных систем отопления технические показатели котлов не имеют большого значения, все они генерируют тепловую энергию в достаточном количестве, что дает возможность подключать системы. Но на практике не все так просто. Какие существуют отопительные котлы?

Тип котла	Технические параметры
Газовый	Оптимальный выбор для комбинированных систем отопления. Может работать полностью в автоматическом режиме, имеет отличные показатели КПД. В реализации есть товары, отличающиеся по размерам, способу монтажа (напольный и настенный), тепловой мощности, количеству контуров (одно- и двухконтурные), установленному электрооборудованию и арматуры. Широкий диапазон технических параметров и стоимости позволяет всем покупателям выбрать подходящий для себя вариант. Единственная проблема – не во всех регионах нашей страны есть газовые магистрали.
Электрический	Современный котел, полностью отвечает жестким требованиям по технике безопасности, степени автоматизации и эффективности. Может подключаться к системам «умный дом», что существенно улучшает параметры микроклимата в помещениях и экономит энергоносители. Имеет два недостатка. Первый всем известен – большая мощность выдвигает особые требования к электропроводке, необходимы согласования с контролирующими организациями. Второй недостаток известен только практикам. Нагрев воды осуществляется специальным элементом теном, площадь его поверхности незначительна. Во многих регионах вода очень жесткая, на нагревательном элементе откладываются твердые соли. Толщина отложений всего в один миллиметр понижает коэффициент полезного действия примерно на 5–10%. Кроме того, из-за них ухудшается процесс теплообмена между нагревателем и водой, температура его нагрева превышает критическую, это становится причиной быстрого выхода устройства из строя. Что касается различных фильтров очистки воды от растворов солей, то их фактические возможности очень далеки от рекламируемых.
Твердотопливный	Чаще всего используется на дачах или в загородных поселках, в которых отсутствует природный газ. Современные модели увеличивают время горения топлива, что упрощает эксплуатацию котла. Но подключать их к системам комбинированного отопления не рекомендуется из-за сложности регулировки температуры теплоносителей.

Все современные твердотопливные котлы имеют еще один существенный недостаток, о нем не упоминают производители.

Проблемы твердотопливных котлов

Почему профессионалы настоятельно не рекомендуют подключать к комбинированным системам обогрева твердотопливные котлы? Мы не будем останавливаться на том, что температура нагрева теплоносителя зависит не от пожеланий жильцов, а от физических характеристик и параметров горения топлива, это понимает большинство потребителей. Твердотопливные котлы имеют еще один неприятный недостаток.

Увеличения коэффициента полезного действия можно добиться одним способом – увеличить количество передаваемой энергии топлива (огня и дыма) емкости с водой. Достигается это путем увеличения площади поверхности контакта и длительности передачи энергии. Размеры емкости имеют прямое влияние на габариты котла, злоупотреблять этим параметром нельзя. Для повышения теплоотдачи конструкторы дополнительно замедляют процесс горения за счет ограничения подачи к топливу кислорода, так оно горит длительный период времени. Но уменьшение кислорода автоматически уменьшает тягу и температуру дыма.

Котел длительного горения на твердом топливе

Все виды твердого топлива в результате горения продуцируют много пепла и сажи, при недостатке кислорода их количество еще более увеличивается. Топливо имеет определенную влажность, при горении выделяется пар. Пар конденсируется на стенках дымохода, к нему прилипает сажа и со временем тяга полностью исчезает. Такая ситуация может стать причиной трагических возникновения ситуаций.

Скопление сажи на внутренних стенках дымохода

В домах с обыкновенным печным отоплением дымоходы периодически прочищаются сильным горением, в современных закрытых отопительных системах так сделать нельзя. Вода может закипеть, а установленные расширители закрытого типа. Как следствие – разрыв пластиковых труб, котла или нарушение герметизации фитингов.