Теплообменник для отопления частного дома

Теплообменник для тёплого водяного пола в квартире

Обустраивая свое жилище, каждый старается сделать его максимально комфортным, уютным и безопасным. Водяные теплые полы появились относительно недавно, однако их популярность возрастает с каждым годом, и многие отдают предпочтение именно такой системе обогрева.

Водяной теплый пол более надежный, безопасный и экономичный, в отличие от электрического.

При его обустройстве от системы центрального отопления, часто применяется коллекторная система подачи теплоносителя . Однако наряду с насосами, коллекторными системами устанавливается теплообменник.

Система тёплого пола с теплообменником

Принцип действия

Теплообменник — это устройство, благодаря которому осуществляется обмен теплом в напольной и центральной системе отопления. Принцип его работы базируется на том, что вода, проходящая по системе центрального водоснабжения, передает тепло жидкости, циркулирующей в теплых полах.

Теплообменник для тёплого водяного пола

Таким образом, если у вас в доме отключат центральное отопление или оно вовсе отсутствует, то на температуре пола это никак не отразится. Но стоит учесть, что вам понадобится не только теплообменник, но и расширительный бак, узел с грязевиком и группа безопасности .

Самые элементарные образцы теплообменников выглядят как конструкция «труба в трубе».

Водяной теплый пол в квартире функционирует с носителем, температура которого до 45°. Благодаря работе при такой невысокой температуре создается более благоприятный климат и воздух насыщается положительными ионами.

Устанавливают теплообменник чаще всего по вертикали. Осуществляя монтаж устройства, нужно уделять внимание диаметрам подключения.

Самым распространённым является пластинчатый теплообменник . Он состоит из пластинчатых элементов с оригинальной штампованной конфигурацией. Эти элементы находятся параллельно по отношению друг к другу и внутри устройства создаются два контура: один отдает тепловую энергию, другой — приобретает. Внешние элементы конструкции обособлены от тех частей, которые проводят тепло. Это значит, что энергия практически не теряется и вы можете не беспокоиться, что кто-то из домашних получит ожог, если нечаянно коснется теплообменника. Пластинчатые теплообменники производятся из качественных сталей, которые отличаются химической инертностью и устойчивостью к коррозии.

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Преимущества использования теплообменника

Используя теплообменник при обогреве квартиры с помощью тёплого водяного пола, можно получить множество преимуществ:

1. 1. Водяной пол намного выгоднее электрического, а с теплообменником вы не будете зависеть от центрального отопления и сможете обогревать полы в любое время.

Мощность теплообменника для тёплого пола рекомендуется брать с запасом.

1. Такая система отопления не требует больших затрат электроэнергии и является более экономной.
2. Функционирование теплообменника устроено таким образом, что его температура снижаться не будет и давление в системе не понизится.
3. В трубах будет отсутствовать ржавая вода.

Всё это позволяет сделать вывод, что устанавливать теплообменник необходимо при монтаже тёплого водяного пола.

Источник: teplofan.ru

Расчет совокупности теплообменника и отопительной системы

В современном мире обеспечить теплом частный дом можно разными способами. Но электронагревательные системы и бойлеры не самые эффективные способы для этих целей, да и при нагреве помещения несут большие затраты на электроэнергию. Поэтому чтобы создать комфортную температуру воздуха экономя на семейном бюджете, рекомендуется установить хороший котел и приобрести теплообменник для горячей воды от отопления.

В данный момент существует огромное количество разновидностей теплообменника и для того чтобы не ошибиться с выбором стоит ознакомиться с самыми популярными видами.

Модели теплообменника и их характеристики

Задачей теплообменника в нагревательной системе, является распределение горячей жидкости, пара или газа от носителя до остывших мест. Каждый вид теплообменника имеет хорошую эффективность для поддержания необходимого тепла в здании. Но при его выборе стоит обратить внимание на следующие модели, которые хорошо себя зарекомендовали на потребительском рынке.

У этой конструкции цилиндрический змеевик размещен в сосуде. Применяют такой теплообменник, где дозволено только механическое включение. Положительным показателем такой модели считается быстрое увеличение времени на отдачу тепла приборам системы и долгий срок эксплуатации.

Пластинчатый

Состоит такая модель из камер, рамы и пластин, которые в свою очередь разделены прокладками. Пластины изготавливаются из высококачественной стали, благодаря чему модель имеет высокую эффективность в циркуляции потока тепла по всей отопительной системы. К достоинствам данной конструкции можно отнести легкость монтажа, низкое сопротивление гидравлики, быстрое нагревание воздуха.

У этого прибора чувствительным элементом выступает концентрический змеевик, который закреплен на специально предназначенные для этих целей головки. Вся эта конструкция защищена кожухом и использует для подачи тепла две жидкости, где одна заполняет трубки, а вторая пространство между ними. Данная модель обладает высокой стойкостью к резким сменам давления и имеет высокие сроки эксплуатации.

Спиральный

Этот вид состоит из скрученных металлических листов, которые закреплены в крен. Такие модели довольно сложно ремонтировать, так как для полноценной работы теплообменника его необходимо герметизировать, при помощи прокладок. Но, несмотря на эти показали и на то, что такой теплообменник нельзя эксплуатировать в системе с высоким давлением, он имеет не большой вес и высокие показатели в эффективности работы.

Несмотря на то, что это самые эффективные теплообменники для отопления, но для такого, чтобы определить какой наиболее удачно подойдет для достижения требуемой температуры в помещении, необходимо произвести его расчет совместимости с отопительной системой.

Расчет совместимости

Для лучшей эффективности теплообменника в работе, необходимо учесть и состояние теплоносителя, его скорости и массы. Поэтому необходимо предварительно произвести расчет, для совместимости модели теплообменника для системы отопления и мощности системы.

1. Начальная температура теплоносителя для ГВС.
2. Максимальное потребление горячей воды.
3. Требуемая температура ГВС.
4. Допустимая норма снижения температуры в теплоносители, после его прохождения через теплообменник.
5. Температура среды теплоносителя в самой обогревающей системе.
6. Выбор теплоносителя.

Так же для расчета понадобиться значение теплоемкости выбора теплоносителя в системе отопления. Для расчета ГВС берут значение влаги плюсовой температуры 20 градусов = 4,182 кДж/кг х К. Но для циркуляции жидкости следует отдельно рассчитать удельную теплоемкость, учитывая наличие любых присадок для его увеличения положительных качеств. Если обогрев помещения происходит от центральной системы отопления, тогда берут значение, предоставленное коммунальными службами.

Целевой расход рассчитывают от потребления горячей жидкости и наличием бытовых устройств и техник. По требованиям СНиП 2. 04. 01 – 85 учитывают следующие показатели:

• душевая – 165 литров в час,
• ванная – 200 литров в час,
• раковина – 40 литров в час.

Расчет происходит следующим методом: потребление воды для раковины умножают на все дополнительные устройства в здании и приплюсовывают потребление жидкости в ванных или душевых комнат. Для бытовых техник, которые используют горячую жидкость, значение берут из их технических документов.

Еще одним важным элементом, является — мощность теплообменника. Высчитать его можно от полученного значения потребления теплоносителя и разницы температуры воды при выходе и входе в теплообменнике, по следующей формуле:

P = m х С х Δt, где:

m – расход жидкости,

с – удельная теплоемкость,

Δt – средняя температура жидкости в теплообменнике при входе и выходе.

Для вычисления потребления всей горячей жидкости нужно расход, выраженный в литрах на один час умножить на плотность жидкости 1000 килограммов на кубический метр.

Коэффициент полезного действия теплообменника в среднем составляет 80 – 85%, поэтому полученный результат нужно разделить на 0,8 (5).

Так же нужно будет высчитать мощность другого теплоносителя, применяя допустимую разницу температуры для нагревательной системы. Итоговое значение будет лучшим вариантом между полученными данными.

Рассмотрев все характеристики и качества теплообменника, у вас уже не встанет вопрос какому виду отдать предпочтение. А узнав как правильно произвести и выполнить расчет теплообменник для отопления, сможет прослужить не один десяток лет в подаче равномерного тепла для помещения.

Источник: tepliepol.ru

Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

Поиски альтернативных источников энергии привели к изобретению устройств, которые способны аккумулировать тепло, в большом количестве находящееся в окружающей среде человека. Солнечные лучи, гейзерные источники, грунт — все это в той или иной степени может удовлетворить потребности в нагреве теплоносителя для системы отопления и ГВС.

Как получить тепло в дом из земли

Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать. Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

Как устроено геотермальное отопление

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

Монтаж и установка геотермального отопления

Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя. После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:

1. Выезд инженера на дом. Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.
2. Заключение договора и приобретение необходимого оборудования. Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $
3. Монтажные работы. Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.
4. Пуско-наладочные работы. Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.

Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:

• Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.
• На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.
• Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.

Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

Гейзерное отопление частного дома

Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года. Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет. Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

Тепловая энергия буквально лежит под ногами. Дело только за тем, чтобы нагнуться и «поднять» ее. В этом может помочь геотермальная установка. Монтаж насоса позволяет в зависимости от местности либо полностью компенсировать потребности в тепловой энергии, или удовлетворить их частично, существенно снизив нагрузку на основной источник отопления и систему ГВС частого дома.

Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола

Калькулятора выбора мощности отопительного котла

Калькулятор расчета количества секций радиаторов

Калькулятор расчета метража трубы теплого водяного пола

Расчет теплопотерь и производительности котла

Расчет стоимости отопления в зависимости от типа топлива

Калькулятор расчет объема расширительного бака

Калькулятор расчета отопления ПЛЭН и электрокотлом

Расходы на отопление котлом и тепловым насосом

Источник: avtonomnoeteplo.ru

Подземная энергия для отопления дома

Сегодня многих волнует вопрос обогрева частного или загородного дома. Может показаться, что геотермальное отопление дома совершенно не подходит для нашей климатической зоны.

При слове «геотермальный» у людей сразу возникают образы вулканов, гейзеров и горячих источников где-то в Исландии. Отчасти это верно, но геотермическое отопление дома возможно и в нашей стране.

Организация геотермального отопления

Для отопления с помощью теплом земли не требуется чего-то сверхъестественного. Все необходимое можно найти и в умеренном климате. А понадобится нам всего лишь тепловой насос, который может работать и при средних температурах. Так что, оборудовать подземное отопление может каждый желающий. Однако обустройство такого источника обогрева сопряжено со многими трудностями.

Схема и компоненты геотермального отопления

Поэтому, прежде, чем начать установку геотермического насоса, прочтите специальную литературу об этой отопительной системе. Выделите для себя сильные и слабые стороны геотермального отопления дома, подробно разберитесь в принципах работы всех элементов. Только после тщательного изучения теоретических вопросов можно приступать к сборке системы.

Виды теплообменников

Любая геотермическая система отопления состоит из теплового насоса, теплообменного агрегата и воды. Впервые тепловой насос начали использовать около 70 лет назад, и с тех пор он хорошо зарекомендовал себя как надежный и экологичный источник энергии. Насос используется разницу температур земли и воздуха и отдает излишки энергии на обогрев или охлаждение дома. Система состоит из двух циклов (кругов). Внутренний круг напоминает обычную систему отопления из трубопровода и батарей. Внешний круг состоит из теплообменника, который устанавливается под землей или под водой.

Внутри теплообменника находится жидкость с примесями антифриза для оборудования. Такой источник тепла аккумулирует энергию и направляет подогретую жидкость в тепловой насос. Насос посылает жидкость во внутренний круг, где вода еще сильнее нагревается. Как видно, тепловой насос является в этой системе связующим звеном.

Описанная выше система довольно дорогая в плане установки. Прежде чем решится на отопление дома с помощью энергии земли, составьте бюджет всех земляных работ, монтажу теплообменника, сборке составных частей системы. Все операции выльются в кругленькую сумму. Поэтому многие сторонники геотермального отопления решаются самостоятельно его установить.

Дело это, прямо скажем, непростое, но возможное. Для начала разберемся в типах главной составляющей – теплообменника. По его положению в пространстве выделяют три категории устройств.

Теплообменник с горизонтальным размещением труб

Название говорит само за себя. В предполагаемом месте выкапывается несколько траншей, куда на глубину метра закладываются трубы. Отметим, что такой тип подземного отопления очень распространен. У такого типа теплообменника есть один существенный недостаток – необходима большая площадь для траншей. Так что, если у вас маленький приусадебный участок, возможно, вам подойдет другой вариант геотермического отопления.

Теплообменник с вертикальным размещением труб

Хороший вариант для владельцев небольших участков – не придется ничего перекапывать. Но потребуется пробурить скважину глубиной до 190 метров. Для этого нужна будет специальная аппаратура и опытные рабочие. Так что дешевым этот тип отопления никак не назовешь. Зато прослужит он больше века. Но что делать владельцам участков с прилегающими водоемами, где земли почти нет?

Теплообменник с размещением труб в воде

Самый экономный и наименее трудоемкий вид геотермического отопления. На глубину 3-5 метров в водоем закладываются трубы. Оптимальная площадь водоема – 250 квадратных метров. Как видите, здесь не нужно ничего вскапывать и бурить. Система использует разницу температур воды и земли, а излишки отправляет в дом.

Как видно, самостоятельная установка подземного отопления очень сложная. Нужно обладать как минимум специальными теоретическими знаниями. Но лучше нанять команду профессионалов. Сейчас на рынке услуг есть много фирм подрядчиков, занимающихся подобными операциями. Не стоит экономить и пытаться установить систему самостоятельно или с помощью друзей. Качественный монтаж системы подземного отопления – это залог его долгой и эффективной работы.

Плюсы геотермального отопления

Геотермическое отопление дома имеет несколько козырей перед остальными системами отопления:

• Неисчерпаемый источник энергии. Отопление работает за счет разности температур земли и воздуха и поэтому энергия системы неисчерпаема.
• Абсолютная пожарная безопасность. Нет никакой возможности для возгорания.
• Не потребляет никакого топлива.
• Экологичность и безопасность
• Автономность. Вмешательство человека не требуется, все процессы происходят автоматически.
• Затраты на обслуживание системы нулевые
• Высокий коэффициент полезного действия

Для достижения максимального эффекта от подземного отопления, стоит подумать о комбинировании системы с подогревающимся полом.

Две отопительные системы позволят вам отопить помещение морозной зимой без перегревов и равномерно. Затраты на такое сочетание окупятся через 3-5 лет.

Нюансы установки

В нашей стране отопление на основе энергии земли пока еще не приобрело широкого размаха. Но постепенно этот вид обогрева частного дома становится всё более популярным. Непривычный, на первый взгляд, принцип работы при внимательном изучении напоминает водяное отопление.

По сути, подземное отопление состоит как бы из двух частей – подземной и наружной. В состав наружной части входят радиаторы и трубопровод, по которым идет горячая вода. Большая часть системы находится под землей. Внутрь дома ставится только тепловой насос, который и вырабатывает тепло.

Геотермальное отопление дома постепенно становится все более популярным и доступным. Сейчас развивается целая сеть услуг связанная с таким типом обогрева – это и фирмы подрядчики, и университеты, и фирмы производители оборудования. Ознакомившись с теорией вопроса, советуем вам изучить рынок предоставляемых услуг по монтажу термальных отопительных систем. Внимательно прочитайте отзывы, узнайте у соседей или знакомых услугами какой фирмы пользовались они. Все это сэкономит вам время и деньги в дальнейшем.

Если же вы решили самостоятельно установить себе подобную систему отопления, приготовьтесь к большим трудностям. Вначале стоит провести геологическую разведку местности. Заказать такую услугу довольно просто и недорого. После того, как у вас на руках будет подробная геологическая карта вашего участка можно выбрать место для установки подземного отопления. Также карта поможет вам определиться с типом термального отопления.

Если у вас маленький участок большим слоем почвы, то вам лучше обдумать вариант вертикального размещения коллектора. Ну а если на вашем участке много глубоко залегающих горных пород, а слой почвы небольшой – горизонтальный теплообменник для вас.

Источник: sdelatotoplenie.ru