Типовые схемы обвязки котельной для отопления

с бойлером, с 2 котлами

Тепловая схема котельной предназначена для графического изображения основного и вспомогательное оборудование, и взаимосвязи  с помощью инженерных сетей. Такие схемы являются обязательными при разработке проектной документации, их выполняют с использованием элементов, утвержденных СНИП.

На схеме отмечают потоки движения теплоносителя по трубам к приборам отопления, котлу, баку и насосу. На линиях указывают расположение регулирующей арматуры и приборов безопасности.

Чем отличаются принципиальные и развернутые тепловые схемы

Тепловые схемы теплоснабжения бывают принципиальные, развернутые и монтажные. На принципиальной схеме котельной указывают только основное теплосиловое оборудование: котлоагрегаты, теплообменные аппараты, деаэрационные установки, фильтры химической очистки воды, питательные, подпиточные и дренажные центробежные насосы, а также инженерные сети, которые объединяют все это оборудование без конкретизации числа и месторасположения. На таком графическом документе обозначают расходы и характеристики теплоносителей.

На развернутой тепловой схеме отражается размещенное оборудование, а также трубы, с помощью которых они соединяются, с уточнением расположения запорно-регулирующей арматуры, приборов безопасности.
В случае, когда нанесение на развернутую теплосхему всех узлов невозможно, то такую ее разъединяют на составляющие части по технологическому принципу. Технологическая схема котельной дает развернутую информацию по установленному оборудованию.

Чем отличаются схемы с закрытой и открытой системой

Основным различием открытой или гравитационной системы отопления от закрытой, считается полное отсутствие устройств для принудительного перемещения теплоносителя по трубам. Этот процесс происходит только за счет температурного расширения нагреваемой жидкости.

Состав элементов в тепловой схеме котельной с открытой схемой теплоснабжения:

• Источник отопления – водогрейный котел, работающий на твердом, жидком и газообразном топливе.
• Расширительный бак, для термокомпенсации теплоносителя.
• Переливная труба термокомпенсатора.
• Подающая (горячая) магистраль со стояками отопления.
• Отопительные приборы.
• Обратная магистраль со стояками отопления.
• Вентиль слива теплоносителя.
• Вентиль подпитки тепловой сети.

Циркуляция отопления теплоносителя, в закрытой схеме котельной установки, осуществляется благодаря циркуляционному насосу (3), который устанавливается на линии выхода воды из котла (1), как правило, в его верхней части, здесь же размещен воздушник (4). Вода, нагреваясь в котле поступает в подающий трубопровод отопления и направляется к батареям (9) через терморегулирующий кран (8).

На подающей линии устанавливают расширительный бак (7), для температурной компенсации воды при нагреве, предохранительный клапан (6), для сброса аварийного давления в сети и манометр (5) для контроля рабочего давления среды.

На отопительном приборе устанавливаются кран маевского для спуска воздушной пробки (10). По ходу обратного движения теплоносителя установлен трехходовой кран (17), фильтр очистки воды (13), запорный вентиль (15) и дренажный вентиль (14).

Газ к котлу поступает через газовый кран (18) и фильтр (19) для очистки энергоносителя перед форсункой горелочного устройства. Вода для подпитки в схеме водогрейной котельной поступает из водопровода (11) через вентиль (16) на фильтр для очистки от взвешенных веществ и солей жесткости. Котел оборудован линией подачи горячей воды на собственные нужды (2).

Схема котельной при использовании твердого топлива

Твердотопливные котлы имеют определенный недостаток, который вызван высокой инертностью работы, из-за невозможности тонкой регулировки процесса горения твердого топлива.

Для того чтобы сгладить недостаток, в схеме устанавливают буферную емкость, которая набирает температуру для нагрева контура отопления и расходует тепло в течении продолжительного времени.

Такая тепловая схема котельной на твердом топливе состоит:

• Источник теплоснабжения с первичным контуром нагрева: твердотопливный котел;
• группа безопасности с предохранительным клапаном;
• буферная емкость;
• циркуляционный насос контура отопления;
• циркуляционный насос котлового контура;
• расширительный бак;
• запорная арматура, дренажи, воздушники;
• балансировочный вентиль;
• смесительный узел контура отопления, для автоматического поддержания температуры в батареях;
• смесительный узел котлового контура, для оптимального режима работы котла;
• погодозависимая или настраиваемая автоматика с сигнализацией аварийного режима.

План с электрокотлом

Электрический котел — агрегат, нагревающий теплоноситель с помощью преобразования электричества в тепловую энергию. Он применяется в качестве источников теплоснабжения для небольших пригородных домов либо, как аварийный источник   с газовым или твердотопливным котлом.

Исходя из модификации таких устройств, используются разнообразные схемы подсоединения электрокотлов к отоплению. Наиболее популярной является многоуровневая система отопления с комбинацией приборов нагрева в виде радиаторов и системы «теплый пол».

Базовые элементы электронагрева частного дома:

1. Источник отопления, электрокотел.
2. Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном и манометром, для сбрасывания излишнего давления в сети.
3. Коллектор для направления воды по контурам.
4. Радиаторы.
5. Теплообменник для ГВС.
6. Расширительный бачок, для гидрокомпенсации системы.
7. Коллектор для системы «теплый пол».
8. Система теплый пол.
9. Фильтр  очистки теплоносителя от взвешенных веществ.
10. Обратный клапан.
11. Циркуляционный электронасос.
12. Сети электроснабжения.
13. Автоматика безопасности с сигнализацией.

Схема с газовым котлом

Газовые котлы являются самыми экономичными и функциональными источниками отопления. В небольшом корпусе, по сути, размещается мини-котельная в частном доме.

Производители современных котлов обустраивают в корпусе все необходимое оборудование в виде насосов, расширительного бака, предохранительно сбросного клапана и воздушника. Собственнику такого оборудования остается только подключить агрегат к контуру отопления и ГВС, что существенно снижает затраты на монтаж.

Но главное преимущество комплексной сборки котла – это согласованность работы всех вспомогательных узлов, которые прошли проверку и наладку в заводских условиях.

Самая простая тепловая схема газовой котельной:

1. Источник теплоснабжения – газовый котел.
2. Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном, манометром и расширительным баком.
3. Подача теплоносителя к нагревательным приборам.
4. Обратка теплоносителя от нагревательных приборов
5. Радиаторы отопления
6. Подача водопроводной воды для подпитки тепловой сети с фильтром и запорно-предохранительной арматурой.
7. Подача водопроводной воды в контур ГВС котла.
8. Фильтр грубой очистки теплоносителя от взвешенных веществ на линии обратки.
9. Обратный клапан на линии обратки.
10. Циркуляционный насос на линии обратки.

Бойлер в схеме котельной

Существуют разнообразные варианты включения бойлера косвенного нагрева к котлоагрегатам, которые могут работать на любом виде топлива: газ, твердое и жидкое топливо.

В этой схеме с бойлером косвенного нагрева не установлена гидрострелка или распределительный коллектор. Монтаж данных элементов связан с определенными сложностями, так как создает очень сложную гидросистему.

В данной схеме используется 2 насоса циркуляции — на отопление и ГВС. Насос для отопления работает постоянно при работе котельной. Циркуляционный насос ГВС, запускается по электросигналу термостата, установленного в баке.

Термостат определяет падение температуры жидкости в баке и передает сигнал на включение насоса, который начинает циркулировать теплоноситель по контуру нагрева между агрегатом и бойлером, нагревая воду до заданной температуры.

Такая схема используется для всех модификаций источников нагрева, устанавливаемых и в водогрейной, и в паровой котельной.

Допускается определенное видоизменение схемы, когда в ней установлен маломощный котел. Электронасос отопления может отключаться тем же термостатом, который включает насос к бойлеру.

В таком варианте теплообменник греется быстрее, а отопление остановлено. При продолжительном простое, температурный режим в комнате будет падать.

Кроме того после завершения прогрева в бойлере, насос в контуре отопления включается в работу и начинает прокачивать в котел холодный теплоноситель, что вызывает образование конденсата на поверхностях нагрева котла и приводит к преждевременному выходу его из строя.

Процесс конденсатообразования также может проявляться в случае длинных трубопроводов, проложенных к батареям. При большом теплосъеме на приборах отопления, теплоноситель аналогично может сильно остыть, низкая температура обратки станет вредить работе котла.

Для защиты его от конденсата и гидравлического удара, возникающего при соприкосновении холодной воды с горячими поверхностями нагрева, в системе предусматривают защитный контур, оборудованный трехходовым клапаном.

На схеме изображена температура 55С. Интегрированный в схему терморегулятор автоматически выбирает требуемую интенсивность движения потока для поддержания температуры теплоносителя на обратке.

Обвязка с гидрострелкой

В сложных многоуровневых системах теплоснабжения для балансировки потоков жидкости на разнообразных участках схемы с индивидуальными циркуляционными электронасосами зачастую применяют гидромеханический распределитель — гидравлическую стрелку либо коллектор.

Подобная схема котельного агрегата предполагает включение бойлера косвенного нагрева через насос НБ и НР, радиаторное отопление через насос НК1 и НК2, теплый пол — через Н1.

Она имеет возможность работать и без наличия гидравлического модуля, в таком случае предусматривают установку балансировочных вентилей, чтобы компенсировать перепады давления в разнообразных «ветках» системы.

Комплектация тепломеханического оборудования:

1. Источник теплоснабжения – 2.
2. Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном, манометром и расширительным баком.
3. Подача теплоносителя к нагревательным приборам.
4. Обратка теплоносителя от нагревательных приборов
5. Радиаторы отопления.
6. Система теплый пол.
7. Бойлер косвенного нагрева
8. Фильтр грубой очистки котловой воды от взвешенных веществ на линии обратки.
9. Обратный клапан на линии обратки.
10. Циркуляционные насосы: по магистральному трубопроводу, в контуре теплого пола и бойлера косвенного нагрева.

Схема котельной с 2 котлами

Применение двух газовых агрегатов для одной системы теплоснабжения является достаточно востребованным решением среди владельцев автономного отопления при тепловой мощности системы выше 50 кВт.

Это может быть и большая обогреваемая площадь объекта, и наличие дополнительных тепловых нагрузок в виде горячей воды или установок с воздушным калориферным обогревом.

Применение двух агрегатов на одну тепловую схему обладает рядом преимуществ по сравнению с одним источником равноценной мощности. Прежде всего, потому, что несколько малогабаритных агрегатов меньшего веса, значительно проще и экономичнее разместить в котельной, что особенно актуально при возведении крышных либо полуподвальных топочных.

Кроме этого, установка 2-х агрегатов значительно увеличивает эксплуатационную надежность системы теплоснабжения. При аварийной остановке одного из агрегата, она будет продолжать функционировать с 50% тепловой нагрузкой.

Такая схема обвязки существенно увеличивает рабочий ресурс котлов, из-за того что они меньше нагружены в отопительный период года.

Печи и котлы | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Большинство домов в США отапливаются печами или котлами. Печи нагревают воздух и распределяют нагретый воздух по дому с помощью воздуховодов. Котлы нагревают воду и обеспечивают либо горячую воду, либо пар для отопления. Пар распределяется по трубам к паровым радиаторам, а горячая вода может подаваться через плинтусные радиаторы или системы лучистого пола или может нагревать воздух через змеевик. Паровые котлы работают при более высокой температуре, чем водогрейные котлы, и по своей природе менее эффективны; однако в настоящее время доступны высокоэффективные версии всех типов печей и котлов. Чтобы узнать больше о печах, котлах и других типах систем отопления дома, изучите нашу инфографику Energy Saver 101, посвященную отоплению дома.

Переход на высокоэффективную печь или котел — эффективный способ сэкономить на отоплении дома.

Понимание рейтинга эффективности печей и котлов

Эффективность центральной печи или котла измеряется годовой эффективностью использования топлива (AFUE). Федеральная торговая комиссия требует, чтобы новые печи или котлы отображали их AFUE, чтобы потребители могли сравнивать эффективность нагрева различных моделей. AFUE — это мера того, насколько эффективно прибор преобразует энергию из топлива в тепло в течение обычного года.

В частности, AFUE представляет собой отношение годовой тепловой мощности печи или котла к общему годовому потреблению энергии из ископаемого топлива. AFUE, равный 90 %, означает, что 90 % энергии топлива превращается в тепло для дома, а остальные 10 % уходят в дымоход и куда-либо еще. В AFUE не включаются тепловые потери системы воздуховодов или трубопроводов, которые могут составлять до 35 % энергии на выработку печи при расположении воздуховодов на чердаке, в гараже или другом частично кондиционируемом или некондиционируемом помещении.

Полностью электрическая печь или котел не имеет потерь дымовых газов через дымоход. Рейтинг AFUE для полностью электрической печи или котла составляет от 95% до 100%. Более низкие значения относятся к блокам, установленным на открытом воздухе, поскольку они имеют более высокие потери тепла через рубашку. Однако, несмотря на их высокую эффективность, более высокая стоимость электроэнергии в большинстве районов страны делает полностью электрические печи или котлы неэкономичным выбором. Если вы заинтересованы в электрическом отоплении, рассмотрите возможность установки системы теплового насоса.

Прочтите о стандартах для жилых печей.

Определить и сравнить эффективность системы можно не только по ее АФУЭ, но и по характеристикам ее оборудования.

Старые низкоэффективные системы отопления:

• Естественная тяга, создающая поток дымовых газов
• Постоянная контрольная лампа
• 56% до 70% AFUE.

Среднеэффективные отопительные системы:

• Вытяжной вентилятор более точно регулирует поток воздуха для горения и дымовых газов
• Электронное зажигание (без контрольной лампы)
• Компактный размер и меньший вес для снижения циклических потерь
• Дымоход малого диаметра
• от 80% до 83% AFUE.

Высокоэффективные системы отопления:

• Конденсация дымовых газов во втором теплообменнике для повышения эффективности
• Закрытое сжигание
• от 90% до 98,5% AFUE.

Модернизация вашей печи или котла

Печи и котлы можно модернизировать для повышения их эффективности. Эти обновления повышают безопасность и эффективность более старых систем. Затраты на модернизацию следует тщательно сопоставить со стоимостью нового котла или печи, особенно если замена, вероятно, произойдет в течение нескольких лет или если вы хотите перейти на другую систему по другим причинам, например, для установки кондиционера. Если вы решите заменить свою систему отопления, у вас будет возможность установить оборудование, в котором используются самые энергоэффективные технологии отопления.

Модернизация зависит от топлива, поэтому информацию о модернизации см. в следующих разделах:

• Газовые печи и котлы (включая установки, работающие на природном газе и пропане)
• Дизельные печи и котлы.

Другие варианты модернизации, которые могут повысить энергоэффективность системы, включают установку программируемых термостатов, модернизацию воздуховодов в системах с принудительной вентиляцией и добавление зонального контроля для систем горячего водоснабжения. Этот вариант обсуждается в разделе «Системы распределения тепла».

Замена печи или котла

Хотя более старые системы печей и котлов, работающих на ископаемом топливе, имеют КПД в диапазоне от 56% до 70%, современные традиционные системы отопления могут достигать КПД до 98,5%, превращая почти все топливо в полезное тепло для вашего дома. Модернизация энергоэффективности и новая высокоэффективная система отопления часто могут вдвое сократить ваши счета за топливо и выбросы загрязняющих веществ в вашей печи. Модернизация вашей печи или котла с 56% до 9Эффективность 0 % в среднем доме с холодным климатом сэкономит 1,5 тонны выбросов углекислого газа в год, если вы отапливаете его природным газом, или 2,5 тонны, если вы отапливаете его мазутом.

Если ваша печь или котел устарели, изношены, неэффективны или значительно увеличены, самое простое решение – заменить его на современную высокоэффективную модель. Старые угольные горелки, которые были переведены на жидкое топливо или газ, являются первыми кандидатами на замену, а также печи, работающие на природном газе, с запальниками, а не с электронным зажиганием. Более новые системы могут быть более эффективными, но они по-прежнему могут быть слишком большими, и их часто можно модифицировать, чтобы уменьшить их операционную мощность.

Перед покупкой новой печи или котла или модификацией существующего агрегата рекомендуется сначала повысить энергоэффективность вашего дома, утеплив его и/или установив новые энергосберегающие окна, а затем попросить подрядчика по отоплению определить размеры вашей печи. Повышение энергоэффективности сэкономит деньги на новой печи или котле, потому что вы можете купить меньший блок. Печь или котел подходящего размера будут работать наиболее эффективно, и вам нужно выбрать надежный агрегат и сравнить гарантии каждой печи или котла, которые вы рассматриваете.

При покупке высокоэффективных печей и котлов обратите внимание на этикетку ENERGY STAR®. Если вы живете в холодном климате, обычно имеет смысл инвестировать в систему с максимальной эффективностью. В более мягком климате с более низкими годовыми затратами на отопление дополнительные инвестиции, необходимые для повышения эффективности с 80% до 90% и 95%, могут быть трудно оправданными. Однако имейте в виду, что устройства с более высокой эффективностью будут иметь более низкие выбросы, чем устройства в диапазоне 80%.

Укажите герметичную печь для сжигания или котел, который будет подавать наружный воздух непосредственно в горелку и отводить дымовые газы (продукты сгорания) непосредственно наружу, без необходимости в вытяжном колпаке или заслонке. Печи и котлы, которые не являются блоками с закрытым сгоранием, всасывают нагретый воздух в блок для сжигания, а затем направляют этот воздух вверх по дымоходу, тратя впустую энергию, которая использовалась для нагрева воздуха. Блоки с закрытым сгоранием позволяют избежать этой проблемы, а также не представляют риска попадания опасных дымовых газов в ваш дом. В печах, не являющихся герметичными, обратная тяга дымовых газов может быть большой проблемой.

Высокоэффективные герметичные установки для сжигания обычно производят кислые выхлопные газы, которые не подходят для старых дымоходов без футеровки, поэтому выхлопные газы следует либо отводить через новый воздуховод, либо дымоход должен быть облицован для размещения кислых газов (см. раздел о поддержании надлежащей вентиляции ниже).

Обслуживание вашей печи или котла

Специалист по системам отопления должен проводить следующее техническое обслуживание.

Все системы:

• Проверьте состояние вентиляционной трубы и дымохода. Детали вентиляционной системы со временем могут прийти в негодность. Проблемы с дымоходом могут быть дорогими в ремонте и могут помочь оправдать установку нового отопительного оборудования, которое не будет использовать существующий дымоход.
• Проверьте физическую целостность теплообменника. Теплообменники котла могут пропускать воду, и это легко обнаружить. Теплообменники печи смешивают дымовые газы с воздухом помещения, когда они протекают, что является важной причиной для их проверки с точки зрения безопасности. Попадание дымовых газов в дом может вызвать отравление угарным газом. Предполагается, что в каждом доме должна быть работающая сигнализация угарного газа.
• Отрегулируйте органы управления на котле или печи, чтобы обеспечить оптимальные настройки температуры воды и воздуха для эффективности и комфорта.
• Если вы планируете заменить или модернизировать существующую систему отопления, попросите техника провести проверку эффективности сгорания.

Системы принудительной подачи воздуха:

• Проверить камеру сгорания на наличие трещин
• Тест на угарный газ (CO) и меры, если он обнаружен
• Регулировка управления вентилятором и температуры приточного воздуха
• Очистите и смажьте воздуходувку
• Удалить грязь, сажу или коррозию с печи или котла
• Проверить подачу топлива и характеристики пламени, при необходимости отрегулировать
• Уплотнить соединения между топкой и главными каналами.

Системы горячего водоснабжения:

• Контрольный предохранительный клапан
• Проверка контроля верхнего предела
• Осмотрите напорный бак, который должен быть заполнен воздухом, чтобы убедиться, что он не заполнен водой
• Очистите теплообменник.

Паровые системы:

• Слить немного воды из котла для удаления отложений и повышения эффективности теплообмена
• Испытание защитного устройства отсечки при низком уровне воды и защитного устройства защитного отключения по верхнему пределу
• Опорожнить поплавковую камеру для удаления отложений, что предотвратит засорение отсечкой отсечки по малой воде
• Анализ котловой воды и добавление химикатов по мере необходимости для борьбы с отложениями и коррозией
• Очистить теплообменник
• См. также паровые радиаторы.

Дымоходы

Правильно функционирующие дымоходы выводят побочные продукты сгорания из дома. Таким образом, проблемы с дымоходом подвергают вас риску попадания этих побочных продуктов, таких как угарный газ, в ваш дом.

Большинство старых печей и котлов имеют дымоходы с естественной тягой. Дымовые газы выходят из дома через дымоход, используя только свою плавучесть в сочетании с высотой дымохода. Дымоходы с естественной тягой часто имеют проблемы с выпуском дымовых газов из-за засорения дымохода, ветра или давления внутри дома, которое преодолевает плавучесть газов.

Атмосферные, открытые печи и котлы, а также печи и котлы с вентилятором должны вентилироваться в каменные дымоходы, металлические двустенные дымоходы или изготовленные дымоходы другого типа. Каменные дымоходы должны иметь шамотную, каменную облицовку или модернизированную металлическую облицовку дымохода.

Многие старые дымоходы имеют изношенные футеровки или вообще не имеют футеровки, и их необходимо заново футеровать при замене печи или котла. Облицовку дымохода следует производить при любом из следующих изменений в системе отопления пламенем:

• Когда вы заменяете старую печь или котел на более новый, который имеет AFUE 80% или более. Эти устройства средней эффективности имеют больший риск отложения кислотного конденсата в дымоходах, и дымоходы должны быть подготовлены к тому, чтобы справиться с этой коррозионной угрозой. Размер нового вкладыша дымохода должен соответствовать размеру нового отопительного прибора и водонагревателя (если имеется) установщиком.
• При замене старой печи или котла новым прибором 90+ AFUE или тепловым насосом. В этом случае отопительный прибор больше не будет выходить в старый дымоход, а при наличии водонагревателя он теперь будет выходить через увеличенный дымоход. Этот слишком большой дымоход может привести к образованию конденсата и недостаточной тяге. Новый вкладыш дымохода должен быть рассчитан только на водонагреватель, или в некоторых случаях водонагреватель может быть выведен прямо через стену.

Другие проблемы с вентиляцией

Некоторые неконденсационные печи и котлы с вентилятором, установленные в период с 1987 по 1993 год, могут вентилироваться горизонтально через высокотемпературную пластиковую вентиляционную трубу (не из ПВХ, которая безопасно используется в конденсационных печах). Этот тип вентиляции был отозван и должен быть заменен вентиляционной трубой из нержавеющей стали. Если использовалась горизонтальная вентиляция, может потребоваться дополнительный вытяжной вентилятор рядом с вентиляционным отверстием для создания достаточной тяги. У напольных печей могут быть особые проблемы с вентиляцией, потому что их вентиляционный патрубок выходит из печи близко к полу и может пройти от 10 до 30 футов, прежде чем достичь дымохода. Проверьте, не нуждается ли в замене этот тип вентиляции или сама напольная печь. Если вы чувствуете запах газов, у вас есть проблема с вентиляцией, которая может повлиять на ваше здоровье. Обратитесь в местную коммунальную службу или подрядчика по отоплению, чтобы немедленно устранить эту проблему с вентиляцией.

• Узнать больше
• Ссылки

Печи и котлы

Котлы и печи на жидком топливе Узнать больше

Газовые котлы и печи Узнать больше

Системы распределения тепла Узнать больше

Программируемые термостаты Узнать больше

Минимизация потерь энергии в воздуховодах Узнать больше

Как считывать показания счетчиков электроэнергии и природного газа в жилых домах Узнать больше

видов систем отопления | Smarter House

Центральное отопление

Печи

Большинство домохозяйств в Северной Америке зависят от центральной печи для обеспечения тепла. Печь работает, продувая нагретый воздух через воздуховоды, которые доставляют теплый воздух в комнаты по всему дому через воздушные регистры или решетки. Этот тип системы отопления называется канальной или принудительной системой распределения теплого воздуха. Он может работать на электричестве, природном газе или мазуте.

Внутри печи, работающей на газе или жидком топливе, топливо смешивается с воздухом и сжигается. Пламя нагревает металлический теплообменник, в котором тепло передается воздуху. Воздух проталкивается через теплообменник вентилятором печи «обработчика воздуха», а затем нагнетается по воздуховоду после теплообменника. В топке продукты сгорания выводятся из здания через дымоход. Старые «атмосферные» печи выбрасывали воздух прямо в атмосферу и тратили впустую около 30% энергии топлива только на то, чтобы выхлоп оставался достаточно горячим, чтобы безопасно подниматься по дымоходу. Современные печи с минимальной эффективностью значительно сокращают эти потери за счет использования «нагнетательного» вентилятора для протягивания выхлопных газов через теплообменник и создания тяги в дымоходе. «Конденсационные» печи предназначены для рекуперации большей части уходящего тепла путем охлаждения выхлопных газов до температуры ниже 140°F, когда водяной пар в выхлопе конденсируется в воду. Это основная характеристика высокоэффективной печи (или котла). Обычно они вентилируются через боковую стенку с пластиковой трубой.

В настоящее время Министерство энергетики США разрабатывает новые стандарты для печей, которые должны быть окончательно утверждены весной 2016 года. Текущие стандарты для печей не обновлялись с 1987 года. компоненты системы отопления включаются и выключаются. С вашей точки зрения, самым важным элементом управления является термостат, который включает и выключает систему или, по крайней мере, систему распределения, чтобы вам было комфортно. Типичная система с принудительной подачей воздуха будет иметь один термостат. Но в системе отопления есть и другие внутренние элементы управления, такие как выключатели «верхнего предела», которые являются частью невидимого, но критического набора средств управления безопасностью.

Лучшие газовые печи и котлы на сегодняшний день имеют КПД более 90%

КПД печи или котла, работающего на ископаемом топливе, является мерой количества полезного тепла, производимого на единицу подводимой энергии (топлива). Эффективность сгорания — простейшая мера; это просто эффективность системы во время ее работы. Эффективность сгорания подобна количеству миль на галлон, которое ваш автомобиль проезжает со скоростью 55 миль в час по шоссе.

В США КПД печи регулируется минимальным AFUE (годовая эффективность использования топлива). AFUE оценивает сезонную эффективность, усредняя пиковые и частичные нагрузки. AFUE учитывает потери при запуске, охлаждении и другие эксплуатационные потери, возникающие в реальных условиях эксплуатации, и включает оценку электроэнергии, используемой системой обработки воздуха, нагнетательным вентилятором и органами управления. AFUE похож на пробег вашего автомобиля между заправками, включая как движение по шоссе, так и движение с частыми остановками. Чем выше AFUE, тем эффективнее печь или котел.

Бойлеры

Бойлеры – водонагреватели специального назначения. В то время как печи переносят тепло в теплом воздухе, котельные системы распределяют тепло в горячей воде, которая отдает тепло, проходя через радиаторы или другие устройства в комнатах по всему дому. Затем более холодная вода возвращается в котел для повторного нагрева. Системы горячего водоснабжения часто называют гидравлическими системами. Бытовые котлы обычно используют в качестве топлива природный газ или мазут.

В паровых котлах, которые сегодня гораздо реже встречаются в домах, вода кипятится, и пар переносит тепло по дому, конденсируясь в воду в радиаторах по мере охлаждения. Обычно используются нефть и природный газ.

Вместо вентилятора и воздуховода в котле используется насос для циркуляции горячей воды по трубам к радиаторам. В некоторых системах горячего водоснабжения вода циркулирует по пластиковым трубам в полу. Такая система называется лучистым подогревом пола (см. «Современное отопление»). Важные элементы управления котлом включают термостаты, аквастаты и клапаны, которые регулируют циркуляцию и температуру воды. Хотя стоимость не является тривиальной, как правило, гораздо проще установить «зональные» термостаты и элементы управления для отдельных помещений с водяной системой, чем с принудительной вентиляцией. Некоторые элементы управления входят в стандартную комплектацию новых котлов, в то время как другие могут быть добавлены для экономии энергии (см. раздел «Модификации специалистами по системам отопления» на странице обслуживания систем отопления).

Как и в случае с печами, конденсационные газовые котлы относительно распространены и значительно более эффективны, чем неконденсационные котлы (если только не используются очень сложные средства управления). Конденсационные котлы, работающие на жидком топливе, не распространены в США по нескольким причинам, связанным с более низким потенциалом скрытой теплоты и возможностью большего загрязнения обычным мазутом.

Тепловые насосы

Тепловые насосы — это просто кондиционеры двухстороннего действия (см. подробное описание в разделе «Системы охлаждения»). Летом кондиционер работает, перемещая тепло из относительно прохладного помещения в относительно теплое снаружи. Зимой тепловой насос меняет этот трюк, забирая тепло из холода снаружи с помощью электрической системы и отводя это тепло внутрь дома. Почти все тепловые насосы используют системы принудительной подачи теплого воздуха для перемещения нагретого воздуха по всему дому.

Геотермальный тепловой насос нагревает и охлаждает в любом климате, обмениваясь теплом с землей, температура которой более постоянна.

Существует два относительно распространенных типа тепловых насосов. Воздушные тепловые насосы используют наружный воздух в качестве источника тепла зимой и радиатора летом. Тепловые насосы с наземным источником (также называемые геотермальными, GeoExchange или GX) получают тепло из-под земли, где температура более постоянна круглый год. Воздушные тепловые насосы гораздо более распространены, чем геотермальные, потому что они дешевле и проще в установке. Однако геотермальные тепловые насосы гораздо более эффективны, и их часто выбирают потребители, которые планируют оставаться в одном и том же доме в течение длительного времени или имеют сильное желание жить более устойчиво. Как определить, подходит ли тепловой насос для вашего климата, обсуждается далее в разделе «Варианты топлива».

В то время как тепловой насос с воздушным источником устанавливается так же, как центральный кондиционер, для тепловых насосов с использованием грунта требуется, чтобы «контур» был закопан в землю, как правило, в длинных неглубоких (глубиной 3–6 футов) траншеях или в одна или несколько вертикальных скважин. Конкретный используемый метод будет зависеть от опыта установщика, размера вашего участка, недр и ландшафта. В качестве альтернативы некоторые системы всасывают грунтовые воды и пропускают их через теплообменник вместо использования хладагента. Затем грунтовые воды возвращаются в водоносный горизонт.

Поскольку электричество в тепловом насосе используется для перемещения тепла, а не для его производства, тепловой насос может производить больше энергии, чем потребляет. Отношение поставленной тепловой энергии к потребленной энергии называется коэффициентом полезного действия или КПД, его типичные значения находятся в диапазоне от 1,5 до 3,5. Это «установившийся» показатель, который нельзя напрямую сравнивать с коэффициентом эффективности отопительного сезона (HSPF), сезонным показателем, обязательным для оценки тепловой эффективности воздушных тепловых насосов. Преобразование между мерами не является простым, но блоки с наземным источником обычно более эффективны, чем тепловые насосы с воздушным источником.

Прямой нагрев

Газовые обогреватели

В некоторых районах популярны газовые обогреватели прямого нагрева. Сюда входят настенные, отдельно стоящие и напольные печи, все они характеризуются отсутствием воздуховодов и относительно небольшой тепловой мощностью. Поскольку в них нет воздуховодов, они наиболее полезны для обогрева одной комнаты. Если требуется обогрев нескольких помещений, необходимо либо оставить открытыми двери между помещениями, либо необходим другой способ обогрева. В лучших моделях используются системы «герметичного воздуха для горения» с трубами, проложенными через стену как для подачи воздуха для горения, так и для отвода продуктов сгорания. Эти блоки могут обеспечить приемлемую производительность, особенно для кают и других зданий, где допустима большая разница температур между спальнями и главными помещениями. Модели могут работать на природном газе или пропане, а некоторые — на керосине.

Газовые обогреватели без вентиляции: плохая идея

Газовые или керосиновые обогреватели, у которых нет выпускного отверстия, продавались десятилетиями, но мы настоятельно не рекомендуем их использование по соображениям здоровья и безопасности. Известные производителями как «безвентиляционные» газовые отопительные приборы, они включают в себя настенные и отдельно стоящие обогреватели, а также газовые камины с открытым пламенем с керамическими бревнами, которые фактически не подключены к дымоходу. Производители утверждают, что, поскольку эффективность сгорания продуктов очень высока, они безопасны для жильцов здания. Однако это утверждение справедливо только в том случае, если вы держите ближайшее окно открытым для достаточного количества свежего воздуха, что противоречит цели дополнительного тепла. Опасности включают воздействие побочных продуктов сгорания, как описано в разделе «Вентиляция», и кислородное истощение (эти обогреватели должны быть оснащены датчиками кислородного истощения). Из-за этих опасностей по крайней мере в пяти штатах (Калифорния, Миннесота, Массачусетс, Монтана и Аляска) их использование в домах запрещено, и во многих городах США и Канады они также запрещены.

Электрические обогреватели

Портативные электрические обогреватели недороги в покупке, но дороги в использовании. К таким резистивным нагревателям относятся «маслонаполненные» и «кварцевые инфракрасные» нагреватели. Они преобразуют электрический ток из розетки прямо в тепло, как тостер или утюг. Как поясняется далее в разделе «Выбор новой системы», требуется много электроэнергии для производства того же количества полезного тепла, которое может дать природный газ или нефть на месте. Подключаемый нагреватель мощностью 1500 Вт будет использовать почти всю мощность 15-амперной ответвленной цепи; таким образом, добавление большой дополнительной нагрузки приведет к срабатыванию автоматического выключателя или перегоранию предохранителя. Стоимость эксплуатации 1500-ваттной установки в час вычислить просто: она в 1,5 раза превышает стоимость электроэнергии в центах за киловатт-час. При средних расценках по стране — 12 центов за кВт/ч за электроэнергию — этот нагреватель будет стоить 18 центов в час, и его стоимость быстро превысит его покупную цену. С другой стороны, для периодического использования это «наименее плохое» решение, когда альтернативы потребуют крупных инвестиций, например, для улучшения воздуховодов в определенной области. Просто помните, что нагрев электрическим сопротивлением обычно является самой дорогой формой нагрева, и поэтому его редко рекомендуют.

«Электрический плинтусный обогрев» — это еще один вид резистивного обогрева, аналогичный подключаемому обогревателю, за исключением того, что он имеет проводную проводку. Он имеет два основных преимущества: низкая стоимость установки и простота установки индивидуальных комнатных термостатов, позволяющих отключать отопление в неиспользуемых помещениях. Эксплуатационные расходы, как и для всех резистивных систем, как правило, очень высоки, если только дом не «сверхизолирован».

Дровяные печи и печи на пеллетах

Дровяное отопление может иметь большое значение в сельской местности, если вам нравится складывать дрова и топить печь или топку. Цены на древесину, как правило, ниже, чем на газ, нефть или электричество. Если вы сами рубите дрова, экономия может быть большой. Загрязнители от сжигания древесины были проблемой в некоторых частях страны, в результате чего Агентство по охране окружающей среды США (EPA) ввело правила, регулирующие выбросы загрязняющих веществ из дровяных печей. В результате новые модели довольно чисто горят. Пеллетные печи имеют ряд преимуществ перед дровяными печами. Они меньше загрязняют окружающую среду, чем дровяные печи, и предлагают пользователям большее удобство, контроль температуры и качество воздуха в помещении.

Камины

Газовые (и большинство дровяных) камины в основном являются частью декора комнаты, обеспечивая теплое свечение (и способ избавиться от секретных документов), но обычно не являются эффективным источником тепла. В обычных установках, которые полагаются на воздух, поступающий из комнаты в камин для сжигания и разбавления, камин, как правило, теряет больше тепла, чем дает, потому что через устройство проходит так много теплого воздуха, который должен быть заменен холодным наружным воздухом. С другой стороны, если у камина есть плотно закрывающаяся стеклянная дверца, источник наружного воздуха и хороший дымоходный клапан, он может обеспечить полезное тепло.

Современное отопление

Лучистое отопление пола  обычно относится к системам, которые циркулируют теплую воду в трубах под полом. Это нагревает пол, который, в свою очередь, согревает людей, использующих помещение. Он легко поддается контролю, его сторонники считают его эффективным, и его установка стоит дорого. Это также требует очень опытного системного проектировщика и установщика и ограничивает выбор ковров и другой отделки пола: вы не хотите «закрывать» свой источник тепла.

Обратитесь в ассоциацию Radiant Panel

Бесканальный, мини-сплит, мульти-сплит . Жилые воздуховоды относительно редко встречаются за пределами Северной Америки. Широко используются «бесканальные» тепловые насосы, которые распределяют энергию по линиям хладагента вместо воды или воздуха. Крупные полевые испытания на северо-западе Тихого океана показывают, что они могут иметь хорошие характеристики в холодную погоду и быть очень рентабельными при замене электрического нагрева сопротивления. Как и в случае с наземными системами, относительная незрелость рынка помогает гарантировать, что мульти-сплит-системы для всего дома продаются по премиальным ценам.