Водяное отопление частного дома

Водяным называется способ отопления, при котором перенос тепловой энергии от ее источника (например, от котла) потребителям осуществляется с помощью жидкого теплоносителя, в роли которого может выступать как обычная вода, так и антифриз.

Если в качестве основного вида топлива используются дрова, то речь идет о дровяном водяном отоплении.

Характерные особенности системы водяного отопления

Системы водяного отопления могут работать с любыми взаимозаменяемыми источниками тепловой энергии. Это значит, что котел, работающий на дровах, при газификации можно заменить газовым котлом, а тот, в свою очередь, может быть поменян на дизельный или электрический теплогенератор.

Сама система водяного отопления остается неизменной и состоит из следующих элементов:

• трубопровода

• расширительного бака

• циркуляционного насоса (для систем с принудительным движением теплоносителя)

• приборов отопления

Принцип действия системы водяного отопления

Устройство системы водяного отопления можно смело назвать одним из самых гениальных изобретений 19 века. Горячая вода поднимается вверх, создавая направленное движение или восходящий поток. В замкнутой системе трубопровода на место перемещенного объема горячей воды устремляется поток более холодной воды. При постоянном нагреве жидкости создается ее непрерывное движение, в ходе которого тепло от источника энергии через стенки трубопровода поступает в окружающее пространство.

Основной движущей силой, создающей циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, является естественная конвекция. Вода движется по кругу в трубопроводе «сама». Такая система отопления называется «самотечной».

Движение воды в трубопроводе системы отопления можно смело сравнивать с «бегом с препятствиями»: чем больше их (препятствий), тем труднее бежать. В роли препятствий в отопительной системе выступают радиаторы, при проходе через которые скорость водяного потока падает, а вместе с нею снижается интенсивность теплоотдачи.

Горячая вода, теряя скорость движения, застаивается в приборе отопления и остывает, а вместе с ней остывает поверхность прибора отопления. Эффективно обогреть пространство с помощью остывшего радиатора вряд ли удастся. Придать ускорение движению теплоносителя можно, встроив в трубопровод циркуляционный насос. В этом случае речь идет о принудительном движении теплоносителя.

Отопительные системы с принудительным движением теплоносителя значительно выигрывают по сравнению с самотечными системами: они более экономичны и эффективны. Их единственным недостатком является зависимость от источника электрической энергии, что порой может стать определяющим критерием при выборе отопительной системы.

Но вернемся к генераторам тепла, работающим на дровах. Это могут быть различные печи с теплообменниками или дровяные котлы отопления.

Печь с теплообменником или котел?

Печи на дровах могут быть массивными, предназначенными для аккумуляции тепловой энергии и последующего ее постепенного потребления. Примером такого устройства может быть русская печь или любая другая печь из камня и обожженного кирпича.

Характерной особенностью печи из кирпича является ее массивность и, как следствие, необходимость специального фундамента для ее установки, отделенного от основного фундамента дома.

Более популярными в последние годы стали металлические печи отопления, эффективные только в процессе горения топлива. В них аккумуляции тепла нет.

Для устройства водяного отопления на дровах в печи отопления встраивается теплообменник, к которому подключается вся система водяного отопления. Металлическую печь можно купить с уже встроенным теплообменником. Как правило, это печи серии «бойлер», присутствующие в перечне продукции всех ведущих производителей теплотехнического оборудования.

Для поддержания непрерывной работы отопительной системы горение дров в металлической печи должно быть непрерывным.

Другое дело массивная печь из камня или из кирпича, способная накапливать тепло! Встроенный в ее массив теплообменник будет нагреваться за счет тепла, накопленного в камне, что позволит поддерживать работу системы отопления.

В свою очередь эффективность работы системы водяного отопления на дровах прямо пропорциональна степени нагрева камня. Чем ниже температура остывающей печи, тем ниже температура теплоносителя и тем холоднее в помещениях, обогреваемых радиаторами. Причем температура в помещении, обогреваемом массивом печи и температура в помещении, отапливаемом с помощью радиаторов, может существенно отличаться. (разница может составлять 10-15 градусов)

Частично причина столь существенного отличия кроется в снижении скорости движения теплоносителя: при уменьшении температуры нагрева воды она снижается. В этом случае (именно с массивной печью отопления) повысить эффективность работы системы отопления на дровах можно, установив циркуляционный насос, поддерживающий скорость движения воды на постоянном уровне.

Русская печь с теплыми полами

Массив печи может использоваться не только в качестве аккумулятора тепловой энергии, но и в качестве своеобразного теплового изолятора между зоной высоких температур и теплообменником. Для этого теплообменник нужно расположить не в топке печи, а в ее массиве. При этом не следует ожидать нагрева теплоносителя до высоких температур (90 градусов и более).

Скорее всего, температура теплоносителя будет находиться в интервале от 30 до 60 градусов Цельсия, что является идеальным условием для устройства теплого пола.

Следует отметить, что устанавливать теплообменник в массиве печи следует только после проведения серии замеров температуры и ряда специальных расчетов, позволяющих дать предварительную оценку эффективности проектируемой отопительной системы. Зачастую массивные печи устраиваются по индивидуальным проектам печников и имеют свои конструктивные особенности, что мешает давать общие рекомендации по устройству системы водяного отопления на их основе.

Обязательным элементом системы теплого пола на основе массивной дровяной печи должен стать циркуляционный насос.

А вот для работы отопительной системы на основе металлической печи его наличие вовсе не обязательно. Дело в том, что металлические печи эффективны только во время горения топлива. При этом они обеспечивают интенсивный нагрев воды в теплообменнике и создают идеальные условия для ее циркуляции, что позволяет устраивать самотечные системы отопления, эффективные и в двухэтажных постройках.

Остается добавить, что печь в качестве источника тепловой энергии хороша. Она дает возможность наслаждаться видом открытого пламени, создает в доме уют и романтическое настроение, но для постоянно действующей отопительной системы на дровах все же лучше использовать твердотопливный котел, об особенностях работы которого читайте на страницах нашего сайта.

Подведем итоги