Что такое низкотемпературное отопление

Низкотемпературные системы отопления

Низкотемпературные системы отопления сегодня по-прежнему еще не получили в России широкого распространения, зато успешно практикуются в Европе, в том числе, в странах с не самым мягким климатом, но там где активно используются для теплоснабжения и климатизации зданий ресурсы возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Г лавными и очевидными достоинствами таких систем является экономия энергоносителей на основе ископаемых углеводород в сочетании с минимизированием вреда экологии. Кроме того, низкотемпературные системы предоставляют пользователю дополнительные возможности в достижении теплового комфорта в доме и управлении микроклиматом помещений.

В России сфера применения низкотемпературных систем отопления ограничена не только климатическими особенностями во многих ее регионах, но и нормативами. В частности, этот фактор действует при массовой застройке, на объектах типа многоквартирных домов, для которых нормативы разработаны под другие режимы теплоснабжения зданий. Поэтому низкотемпературные системы отопления, если и применяются, то в таких учреждениях социального назначения, как поликлиники и детские сады, а также более широко в частном коттеджном секторе. Кроме того, их обычно проектируют и устанавливают для теплоснабжения и климатизации энергосберегающих домов, прежде всего «активных», которые в последние годы тоже стали строится в России. Минимизация теплопотерь через ограничивающие конструкции и вентиляцию здания – вообще одно из главных условий успешного применения там низкотемпературных систем отопления.

Создаются низкотемпературные системы отопления на основе высокоэффективных теплогенераторов и трансформаторов энергии ВИЭ, а также с применением современных моделей отопительных приборов и электронной автоматики, объединяющейся в системы интеллектуального управления.

Генерация с аккумуляцией

По существующим нормативным документам температурный режим системы отопления характеризуется тремя параметрами: температурой теплоносителя на выходе из теплогенератора, на входе в него и температурой воздуха в помещении. Режим, где на выходе из теплогенератора температура теплоносителя не превышает 55 °С, а на входе составляет до 45 °С, считается присущим низкотемпературным системам. Температура воздуха в помещении принимается обычно равной 20 °С. Наиболее распространенные температурные режимы в таких системах – 55/45/20 °С, 45/40/20 °С или даже 35/30/20 °С.

Низкотемпературные системы отопления могут быть моновалентными, где тепло вырабатывается одним теплогенератором, или, чаще, поливалентными, в которых совмещается работа нескольких теплогенераторов или трансформаторов в тепло энергии ВИЭ (рис. 1). Такие поливалентные системы еще принято называть гибридными.

Как для моно-, так и для поливалентных систем (в качестве пикового теплогенератора) удачно подходит конденсационный котел. Его режим работы наиболее близок к указанному выше и в значительной степени зависит от температурных параметров системы отопления. Чем ниже температура теплоносителя в обратном котловом контуре, тем более полно происходит конденсация пара, больше тепла будет утилизировано, выше КПД конденсационного котла. Для газовых котлов пороговая температура конденсационного режима – 57 °С. Поэтому и система отопления должна быть рассчитана на использование теплоносителя с более низкой температурой в обратном контуре.

При средних для зимнего периода температурах она по проектному расчету с учетом максимальной эффективности конденсационного режима не должна превышать 45 °С. Такие параметры обеспечиваются низкотемпературными системами отопления, в которых конденсационные котлы работают преимущественно в «штатном» для них режиме.

Разумеется, в низкотемпературных системах может использоваться и находит применение не только конденсационная котельная техника. Теплогенератором в такой системе, в том числе пиковым, может быть любой высокоэффективный котел, работающий на любом топливе и, в частности, электрический. В гибридных системах котел включается в работу только при пиковых нагрузках, когда остальные теплогенераторы (трансформаторы энергии ВИЭ – солнечные коллекторы, тепловые насосы) не справляются с обеспечением теплового комфорта в отапливаемых помещениях и нужд ГВС.

При использовании энергии ВИЭ в системы низкотемпературного водяного отопления обычно включают теплоаккумуляторы, которые могут быть с жидкими и твердыми заполнителями, фазовыми (использующими теплоту фазовых превращений) и термохимическими (теплота аккумулируется за счет эндотермических реакций и высвобождается при экзотермических).

В теплоаккумуляторах с жидкими и твердыми заполнителями (вода, низкозамерзающие жидкости (раствор этиленгликоля), гравий и др.) теплота накапливается за счет теплоемкости материала заполнителя. В фазовых теплоаккумуляторах накопление теплоты происходит при плавлении или изменении кристаллической структуры заполнителя, а высвобождение – при его твердении.

Наибольшее распространение в гибридных низкотемпературных системах водяного отопления, устанавливаемых в коттеджах, получили водяные баки-аккумуляторы, успешно демпфирующие пиковые нагрузки ГВС, запасающие тепло от работы солнечного коллектора, теплового насоса или (зимой) пикового теплогенератора. Аккумулируя тепловую энергию от различных источников, такой теплоаккумулятор позволяет оптимизировать их работу с точки зрения максимальной экономической эффективности в конкретный момент, резервируя «дешевое» тепло. Избыток выработанного тепла при этом может использоваться для ГВС. Их применение оправдано также при использовании тепловых насосов для оптимизации работы компрессоров и гидравлической развязки контуров теплового насоса и нагрузки.

Водяной бак теплоаккумулятор представляет собой хорошо изолированную, например, слоем пенополиуретана толщиной 80–100 мм емкость, в которую встроено несколько теплообменников. Теплоаккумулятор объемом 0,25–2 м 3 может накапливать 14–116 кВт·ч тепловой энергии.

Приборы для систем низкотемпературного отопления

Низкая температура теплоносителя определяет выбор приборов для систем низкотемпературного отопления, которые должны эффективно осуществлять теплоотдачу в отапливаемых помещениях, работая в гибком режиме. Если эти приборы устанавливаются в коттедже, где давление теплоносителя в трубопроводах заведомо невелико, то их прочностные характеристики уходят на второй план.

По мнению специалистов, наиболее удачно в низкотемпературных системах применяются настенные, парапетные или встраиваемые в пол конвекторы с принудительной вентиляцией (рис. 2) и стальные панельные радиаторы (рис. 3). В таких системах должны применяться конвекторы, оснащенные теплообменником с большой поверхностью – многослойные с частым оребрением и вентилятором, обеспечивающим большой теплосъем. Кроме конвекторов, этим условиям удовлетворяют также настенные настенные и потолочные фанкойлы (вентиляторные доводчики).

В системах принудительной конвекции без вентилятора могут применяться эжекционные доводчики. За счет эффективного теплосъема и большой мощности эти приборы будут обладать небольшими габаритами по сравнению с другими видами оборудования.

Преимуществом таких приборов является возможность их использования в комбинированных системах, которые отапливают помещения в холодный период, а летом используются для охлаждения воздуха.

Если же в низкотемпературных системах применяются конвекторы без вентилятора, их высота должна быть не меньше 400 мм.

Панель с теплоносителем стального панельного радиатора находится снаружи отопительного прибора. От нее греются ламели конвективного элемента. Чем дальше от панели, тем ламели холоднее. Конвекции при низкой температуре радиатора мешает вязкость воздуха, зажатого между ламелями. Но тепловому излучению с панели ничто не мешает.

Стальные панельные радиаторы находят удачное применение в системах низкотемпературного отопления еще и потому, что их модельные линейки включают широкий набор типоразмеров, а это важно для оптимального размещения отопительных приборов в таких системах, в частности, в них должны устанавливаться отопительные приборы, которые перекрывают всю длину оконного проема.

Работа конвекторов с принудительной вентиляцией и стальных панельных радиаторов будет удачно сочетаться с теплым водяным полом (рис. 4), который буквально рассчитан на работу с теплоносителем, характеризующимся низкой температурой. Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», п. 6.5.12, среднюю температуру поверхности полов со встроенными нагревательными элементами следует принимать не выше 26 °С – для помещений с постоянным пребыванием людей; и не выше 31 °С – для помещений с временным пребыванием людей. Температура поверхности пола по оси нагревательного элемента в детских учреждениях, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35 °С. В реальных условиях при существующих технологиях монтажа теплого пола такие температуры его поверхности достигаются при температурах теплоносителя на входе в трубопровод теплого пола не выше 45 °С.

Теплые полы значительно повышают экономичность низкотемпературных систем отопления. Так, при оборудовании теплого пола запаса энергии водяного теплоаккумулятора емкостью 1,2 м 3 достаточно для отопления дома площадью 130–140 м 2 за счет электроэнергии, получаемой по низкому ночному тарифу.

Все приборы водяного отопления в низкотемпературных системах отопления оснащаются терморегулирующей автоматикой.

Интеллектуальное управление

Так как большинство низкотемпературных систем являются гибридными, а также возможно совмещение в одной такой системе функций отопления и кондиционирования, то наибольшей их эффективности и экономичности можно достичь при рациональном управлении всеми составляющими системы. Сегодня для этого применяются системы smart-управления.

Без интеллектуального управления невозможно эффективно и в то же время гибко регулировать систему, основываясь на реальных показаниях датчиков, а не на встроенных графиках, не учитывающих условия конкретно взятого объекта теплоснабжения. Когда в проекте используется smart-управление, необходимо только задать первоначальные настройки, а дальше интеллектуальная автоматика будет автоматически их поддерживать.

Smart-контроллер отвечает за переключение системы с одного источника тепла на другой. Ежесекундно обрабатывая несколько вводных, контроллер выбирает самый экономичный на данный момент источник тепла. Согласно заданной логике сначала используется тепловая энергия от самого дешевого источника.

Применение таких систем интеллектуального управления позволяет дифференцированно задавать температуры в контролируемых помещениях, добиваясь тем самым, кроме экономичности, еще и наивысшего уровня теплового комфорта.

Низкотемпературное отопление в доме

Низкотемпературным называется отопление, в котором нагрев теплоносителя составляет 55-45 градусов. Это значит, что температура воды на выходе из котла не должен превышать 55 градусов, а температура обратной воды должна быть не ниже 45 градусов. При этом поверхность радиатора отопления будет нагрета примерно на 38-40 градусов в верхней части прибора.

Горячим, в общепринятом смысле этого слова, его не назовешь. Рассчитывать на интенсивное тепловое излучение от радиаторов при такой температуре теплоносителя не следует, равно, как не следует устанавливать в низкотемпературных отопительных системах конвекторы – они эффективны только при температуре воды не ниже 70С и используются в высокотемпературных (традиционных) отопительных системах.

Источники тепла для низкотемпературного отопления

В обычной системе отопления температура воды на выходе из котла значительно выше и составляет примерно 70-80 градусов, при этом температура обратки ниже на 20 градусов.

Следует отметить, что низкотемпературные отопительные системы используются не потому, что они лучше и эффективнее, а потому, что только с их помощью можно обогреть дом, применяя для этого тепловые насосы, геотермальные источники тепла или конденсаторные котлы отопления.

Так называемые традиционные котлы отопления в низкотемпературных системах можно использовать только в комплекте с элеваторным узлом, обеспечивающим смешивание холодного теплоносителя с горячей водой из котла и приведение температур теплоносителя к требуемым (55-45) параметрам.

Длительная эксплуатация обычного котла на нагрев обратки с низкой температурой может привести к чрезмерному образованию конденсата в дымоходе и преждевременному его выходу из строя. Поэтому в низкотемпературных системах отопления, работающих на обычных котлах отопления, теплоноситель из обратного трубопровода перед подачей в котел обязательно подогревают, используя для этого часть выработанного котлом тепла.

Все это усложняет конструкцию отопительной системы и ведет не только к увеличению ее стоимости, но и в значительной мере усложняет процесс эксплуатации и технического обслуживания.

Работать на теплоносителе с низкой температурой могут только конденсационные котлы отопления.

Низкотемпературные источники

Как уже было сказано, низкотемпературное отопление ориентировано на потребление тепловой энергии, вырабатываемой тепловыми насосами, а также, тепла, полученного от солнца и геотермального тепла. Именно эти источники являются оптимальными для низкотемпературных систем. Если решено использовать низкотемпературное отопление без применения возобновляемых источников энергии, то проще и экономичнее установить конденсационный котел.

Но работать система получения «мягкого тепла», как часто называют низкотемпературное отопление, будет только при правильном выборе отопительных приборов.

Отопительные приборы для низкотемпературных систем

Обычные радиаторы для низкотемпературных систем отопления не подходят. Они просто не смогут работать на полную мощность, и в доме будет холодно. Обогревать дом при низкотемпературной системе отопления придется с помощью греющих поверхностей. Это могут быть теплые полы или теплые стены. Соотношение простое: чем больше греющая поверхность, тем теплее будет в доме.

Следует отметить, что низкотемпературные отопительные системы имеют ряд достоинств:

• Греющие поверхности с температурой примерно 35-40С излучают тепло в наиболее комфортном для человека диапазоне волн
• Теплые полы позволяют перераспределить тепло в помещении. Если при установке обычных радиаторов самый теплый воздух в помещении (а вместе с ним и самая прогретая зона) находится под потолком, то при использовании теплого пола она расположена под ногами, что более естественно и комфортно для человека.
• Использование геотермального тепла и солнечной энергии позволяет снизить расходы на отопление и положительно сказывается на экологии.

Что дороже?

К сожалению, на сегодняшний день говорить о реальной экономии при использовании низкотемпературного отопления преждевременно.

В нашей стране дешевле топить газом, используя для этого традиционные котлы в комплекте с конвекторами и радиаторами отопления.

Для тех, кто хочет наслаждаться мягким теплом от греющих поверхностей, лучше установить конденсационный котел. Он стоит дороже, но позволяет сократить расход газа на 15-20%.

Что такое низкотемпературное отопление

Характеристики низкотемпературной системы отопления

Вопрос, что такое низкотемпературное отопление, возникает у многих людей. Обычно такие системы характеризуются прогревом теплоносителя до 60 градусов по Цельсию. При этом, на входе в систему он имеет температуру около 40 градусов, а на выходе – около 60. Рассмотрим, как это достигается.

Температурный режим отопительных систем может быть описан тремя характеристиками:

• • Температура теплоносителя на входе в котел.
• • Температура на выходе.
• • Температура в обогреваемом помещении.

Данные котла должны указываться в техпаспорте изделий именно в этой последовательности. Отопительные системы традиционного типа (включая и центральное отопление), были рассчитаны таким образом, что на выходе из нагревателя вода должна иметь температуру около 80 градусов при температуре в 60 градусов на входе. Однако в наши дни такие показатели являются несколько устаревшими. Температура может быть снижена или теплосетью, или же самим пользователем. Европейские же котлы, которые сегодня практически полностью вытеснили советские отопительные аналоги, работают по несколько иным схемам.

По европейскому стандарту нормальный режим работы систем отопления предполагает температуру 60-75 градусов по Цельсию. Но здесь же говорится о понятии так называемого «мягкого тепла», предполагающего параметры системы с температурой до 55 градусов. И именно этот режим может стать нормативным в недалеком будущем, если учесть все ужесточающиеся требования к экономии. Таким образом, монтаж теплых полов становится все более актуальным.

О «теплых полах», пожалуй, слышали все. Именно эта система выступает одним из наиболее ярких примеров низкотемпературного отопления. К тому же, большинство владельцев частного дома сегодня уменьшают температуру котлов до «единички», дабы довести температуру теплоносителей до 50-60 градусов.

Какие преимущества есть у низкотемпературного отопления

При установке системы водяных теплых полов, вы получаете следующие преимущества:

1. 1. Основное преимущество – это уровень комфорта. Ни для кого не секрет, что чересчур горячие батареи сушат воздух, образуя в доме излишнюю конвекцию, которая поднимает в доме много пыли, оказывая на человеческий организм негативное влияние.
2. 2. Экономичность. Отказываясь от интенсивного обогрева в пользу выборочного, для которого характерна раздельная регулировка температуры, вы можете сэкономить до 20% теплоносителей.
3. 3. Технологическая экономичность. Используя режим теплых труб, вы сможете открыть для себя сразу две возможности для обогрева – конденсационные котлы, характеризующиеся КПД до 95%, и солнечные коллекторы, позволяющие получить «бесплатную» энергию.

Устраняя основные источники теплопотерь и желая снизить затраты тогда, когда через 5-10 лет система окупится, владельцы домов могут начинать переоборудование отопительных систем на более экономичный режим работы.

Все о низкотемпературном отоплении зданий

Низкотемпературное отопление зданий по своей конструкции состоит из настенного низкотемпературного, а также напольного отопления. Современное настенное отопление выглядит так: трубы, с помощью которых осуществляется подача теплой воды с нижней части, и той, которая выходит сверху, далее она прокладывается по направлению к стене, в большинстве случаев, параллельно линии пола. После этого трубы фиксируются с помощью специальных зажимов, также они заделываются особой штукатуркой, изготовленной на основе мела и цемента.

В соответствии с установленными нормативами, от поверхности стены трубы должны быть расположены на расстоянии в 10 миллиметров – это может способствовать оперативному нагреванию помещений. Главное правило установки настенного отопления заключается в том, что для как можно более качественного обогрева помещения требуется установить трубы примерно на треть площади стен. К примеру, в том случае, если площадь стен помещения составляет 30 квадратных метров, то для обогрева такого помещения трубы потребуется укладывать на площади, равной 10 квадратных метров стен.

Напольное низкотемпературное отопление работает точно так же, как и настенное отопление. Впрочем, напольный вариант известен как достаточно простой для установки и, как следствие, более доступной по стоимости. Напольное отопление имеет особенно высокую эффективность, если использовать его для влажных помещений, либо для прихожих – в принципе, для любых помещений, пол которых выложен камнем или плиткой. Напольное отопление, если сравнивать его с настенным, функционирует существенно более медленнее, и, соответственно, прогревает помещение дольше.

Основное отличие низкотемпературных систем отопления от стандартных моделей заключается в том, что в обыкновенном радиаторе температура воды равна порядка 70 градусов и более, а в низкотемпературных системах вода нагревается до показателей в 30-35 градусов. Таким образом, нагретая вода поступает по трубам либо по пластмассовым шлангам, установленным в полу или в стене.
К преимуществам низкотемпературного отопления зданий можно отнести то, что затраты энергии в условиях применения низкотемпературных систем существенно ниже, чем при традиционном методе отопления. В то же время, предварительный нагрев воды до показателей в 20-25 градусов можно осуществить с применением смонтированного на крыше солнечного радиатора. Также к преимуществам системы можно отнести и то, что низкотемпературное отопление, установленное в перестенки, более экономично, по той причине, что нет необходимости выполнять изоляцию труб для предотвращения потерь тепла – известно, что их монтируют прямо в стены, которые, собственно, и выполняют нагрев помещения. Следовательно, потерь тепла, как таковых, нет. Известно, что пластмассовые трубы не подвержены воздействию кислорода и их можно эксплуатировать в течение долгого времени без риска появления отложений и повреждений. Особенно следует отметить и то, что в помещении с установленным настенным либо с напольным отоплением существенным образом сокращается циркуляция имеющейся пыли. По этой причине чувствительным к пыли людям имеет смысл отдавать свое предпочтение низкотемпературным системам отопления.

Следует учесть и тот факт, что вода сама по себе нагревает вовсе не воздух, а поверхности стен, формируя даже в условиях одинаковой температуре помещения особое чувство, что в помещении с низкотемпературной системой обогрева гораздо теплее. Также в подобном помещении всегда есть возможность установить и стандартное отопление.

Добавлено: 28.04.2018 16:39:05

Еще статьи в рубрике Вентиляция, кондиционирование, отопление:

• Водонагреватели из нержавеющей стали

Водонагреватели промышленные, как правило, производятся с наличием накопительной емкости из нержавеющей стали, так называемыми накопительными баками .

Электрокотел – лучшее решение для автономного отопления

Электрокотел – стационарный электроотопительный прибор, который предназначен для отопления квартир, домов, таунхаусов, коттеджей, дач, производственных и административных зданий, является основным либо .

Выбираем пол с подогревом

Теплые полы сегодня уже не являются признаком материальной обеспеченности домовладельца. Рынок предлагает богатый выбор различных систем пола с подогревом. А цены .

Инженерные системы в строительстве

Ни один проект дома, коттеджа не обходится без планирования расположения, нагрузки, эффективности инженерных систем. Сложно представить себе современное жилье без водопровода, .

Все об отопительных приборах

В одной из наших статей мы уже рассматривали вопрос выбора системы отопления. Сегодня мы поговорим о выборе отопительных приборов для таких .

Выбираем систему отопления для загородного дома

Эффективное отопление загородного дома – залог комфортного проживания в нем. Организация отопления предусматривает проведение целого перечня ответственных работ, среди которых – .