Какая система отопления лучше всего подходит для строительства нового дома?
Строительство нового дома дает вам шанс построить дом своей мечты. Однако вы, возможно, не приняли во внимание оборудование HVAC для дома своей мечты. Новое строительство дает вам уникальную возможность установить идеальную систему домашнего комфорта для вашего образа жизни и местности. Итак, какая система отопления лучше всего подходит для строительства нового дома? Какие варианты самые эффективные? Здесь задействовано множество факторов, поэтому, как и в случае со многими важными решениями, ответ «это зависит».
Это зависит от того, что вы уже приняли во внимание при определении того, каким будет ваш новый дом. Это, вероятно, вещи, которые вы обсудили с вашим генеральным подрядчиком. Насколько важны комфорт и энергоэффективность? Важна ли для меня цена перепродажи этого дома? Какова первоначальная стоимость? Какое напольное покрытие будет использоваться во всем доме? Насколько длинные и холодные зимы в моем регионе? Хочу ли я установить систему снеготаяния?
Не вдаваясь во многие детали каждого типа системы, ваш выбор, по большей части, следующий: электрический плинтус, системы с принудительной подачей воздуха (печь или тепловой насос) и водяные системы отопления (плинтус с ребристыми трубками, радиаторы и/или теплые полы).
Напоминаем, что водяные системы используют горячую воду из бойлера для обогрева дома. Эти системы, как правило, считаются лучшим выбором и предлагают наибольшую гибкость с точки зрения вариантов отопления, а также возможность связать производство горячей воды для бытовых нужд в одной системе.
Комфорт – это король
Одно большое преимущество комфорта, которое предлагает большинство гидравлических систем, заключается в том, что они не требуют рециркуляции воздуха в доме.
Если вы жили в доме с принудительным воздушным обогревом (например, печью или тепловым насосом), вы, вероятно, знакомы с движением воздуха. Воздух забирается из дома через возвратные воздуховоды, нагревается оборудованием HVAC и направляется обратно в жилое помещение через приточные воздуховоды. Несмотря на то, что воздух, дующий в жилые помещения, теплый, он не нагревает жилое пространство полностью. Часто в домах с такой системой отопления можно заметить холодные и/или более теплые участки. Эффективно управлять потоком воздуха из печи, чтобы сбалансировать холодные и теплые участки в доме, очень сложно и довольно неточно. Также может быть заметен чрезмерный шум от вентиляторов, заслонок и вентиляционных отверстий. Системы принудительной вентиляции также высушивают воздух в помещении и являются одной из причин, по которой многие люди борются с сухостью кожи или потрескавшимися губами зимой. Движение воздуха в доме также может вызывать и распространять аллергены, такие как перхоть домашних животных. В результате общая эффективность нагрева вашей печи или теплового насоса в вашем недавно построенном «доме мечты» может быть неоптимальной.
Гидравлические системы, с другой стороны, нагревают пространство за счет «теплой массы». Это может быть радиатор какого-то типа или теплые полы. Из-за этой массы и того факта, что вода является гораздо лучшим проводником энергии, чем воздух, холодные точки в доме гораздо меньше влияют на правильно спроектированную водяную систему, чем на принудительную вентиляцию.
Радиаторы и системы лучистого пола нагревают помещение двумя способами: теплопроводностью и излучением. Возьмем, к примеру, настенную радиаторную панель. Радиатор нагревает воздух, с которым соприкасается, за счет теплопроводности. Он проводит энергию (тепло) в воздух. Этот воздух, поскольку он теплее окружающего воздуха, имеет тенденцию подниматься вверх.
А радиация? Радиация нагревает все в пространстве независимо от воздуха. Подумайте о полной кофейной кружке. Возьмите его и держите в одной руке. Теперь поместите другую руку на несколько дюймов ниже кружки. Несмотря на то, что воздух, нагреваемый за счет теплопроводности, поднимается вверх, вы все равно можете ощущать тепло от нижней стороны кружки. Это радиация на работе. Поэтому радиатор обогревает воздух, людей и предметы в доме за счет излучения независимо от направления.
А как насчет лета?
Одна из основных причин, по которой системы принудительной вентиляции обычно считаются выбором по умолчанию для новостроек, связана с использованием кондиционеров в летние месяцы. На первый взгляд может показаться, что и отопление, и кондиционирование воздуха подаются в салон по одним и тем же воздуховодам. Это стоит меньше, верно?
Ну, ответ, еще раз, «это зависит». Да, как правило, при строительстве нового дома установка типичной воздушной системы HVAC обходится дешевле, но в конечном итоге это может стоить дороже. Причина в эффективности; теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается. Как правило, перед установкой системы принудительной вентиляции на раннем этапе принимается решение в пользу отопления или кондиционирования воздуха с установкой вентиляционных отверстий. Они либо в полу (в пользу тепла), либо в потолке (в пользу кондиционера). Во всех районах с умеренными и суровыми зимами вентиляционные отверстия будут в полу (потому что тепло поднимается вверх!). В летние месяцы система кондиционирования воздуха будет использовать те же вентиляционные отверстия в полу, чтобы накачивать прохладный воздух в жилое помещение. От системного вентилятора будет зависеть, сможет ли охлаждающий воздух дойти до верхней части жилых помещений, чтобы обеспечить комфорт. Это означает длительные и частые циклы, более высокие счета за охлаждение и дополнительную нагрузку на оборудование.
Если вы хотите, чтобы кондиционер дополнял водяную систему отопления, выходные вентиляционные отверстия будут располагаться на потолке, а не на полу. Прохладный воздух будет рассеиваться более равномерно и естественным образом рассеиваться в жилом пространстве (потому что холодный воздух падает!). Это должно привести к сокращению времени цикла, снижению затрат на охлаждение и снижению нагрузки на оборудование.
Типы гидротехнических систем
Одна из вещей, которая делает водяные системы отопления такими желанными, — это множество доступных вариантов. Ниже приводится краткое описание различных типов систем. Имейте в виду, что практически нет ограничений на размер водяной системы или тот факт, что эти элементы можно смешивать и сочетать в одном доме.
Радиаторы с медными ребристыми трубками (обычно называемые плинтусными радиаторами), вероятно, являются наиболее распространенным применением водяного отопления в жилых помещениях. Они экономичны, просты в установке и не оставляют желать лучшего, когда речь идет о комфорте.
Когда в разговоре упоминаются чугунные радиаторы, большинство людей сразу же думают о старых стоячих радиаторах, типичных для старых домов. Эти агрегаты также можно использовать в новом строительстве, особенно когда владелец ищет винтажный вид. Эти проверенные временем радиаторы служат практически бесконечно, обеспечивают непревзойденное удержание тепла и прекрасно сочетаются с современными котловыми технологиями. Чугунные радиаторы также доступны в стиле плинтуса. Чугунная плинтусная система отличается высокой эффективностью и практически бесшумна в работе. В любом случае, чугунное излучение обеспечивает очень величественный вид.
Панельные радиаторы бывают самых разных размеров, форм и областей применения. Они обычно вешаются на стену и выглядят очень современно. Панельные радиаторы часто используются в Европе или когда архитектор хочет проявить творческий подход к системе отопления. Например, панельные радиаторы могут служить вешалками для одежды и держателями для полотенец.
Когда дело доходит до максимального комфорта и эффективности, следует обратить внимание на напольную систему или систему «лучистого тепла»! Теплый пол состоит из водяных труб, установленных под полом. Это может быть бетонная плита, система направляющих или прибитая снизу к нижней стороне чернового пола. При правильном проектировании и установке Radiant может работать с любым материалом напольного покрытия, хотя плитка и бетон лучше всего подходят для такого типа укладки. Из-за трудоемкости напольные системы, как правило, являются одним из самых дорогих применений водяного тепла, но равномерное распределение тепла также делает его наиболее эффективным. Кроме того, представьте, как замечательно было бы ходить зимой по дому без носков!
Hydro Air представляет собой гибридную систему горячей воды и принудительной подачи воздуха, которая включает змеевик горячей воды внутри воздуховода. Он работает почти так же, как печь, но тепло подается через котел. Эта система эффективна в тех случаях, когда требуется более одного типа водяного тепла (например, лучистое отопление в полу внизу и принудительная подача воздуха наверху), а также когда домовладелец хочет использовать бойлер для обеспечения горячей водой для бытовых нужд. Смотри ниже.
Это не тип водяного тепла. Скорее, это дополнительное дополнение к любой системе водяного отопления. Водонагреватель с непрямым нагревом, также называемый «бак косвенного нагрева» или «бак с боковой стрелой», представляет собой водонагреватель, который не имеет собственного автономного нагревательного элемента. Эти изолированные резервуары содержат теплообменник, который позволяет домашнему котлу обеспечивать все необходимое для дома горячее водоснабжение. Преимущества косвенного бака по сравнению с обычным водонагревателем включают более быстрое время восстановления (скорость, с которой устройство производит горячую воду) и меньшее обслуживание. Благодаря своей сверхизолированной оболочке бак косвенного нагрева US Boiler Alliance является одним из самых эффективных водонагревателей на рынке. На самом деле Альянс производит до 30% экономиинад обычными водонагревателями!
В дополнение к удовлетворению ваших потребностей в отоплении помещений, наружные системы лучистого отопления могут быть очень полезным дополнением к вашему общему проекту HVAC. Например, для тех, кто живет в районах с большим количеством снегопадов или льда, установка системы лучистого отопления для таяния снега и льда на тротуарах и подъездных дорожках может сделать ваш дом намного безопаснее.
Проще говоря, гидравлические системы удобны, гибки и долговечны. Кроме того, поскольку системы лучистого отопления чрезвычайно энергоэффективны, они сэкономят домохозяйствам сотни долларов в год на счетах за отопление дома.
US Boiler Company производит модели котлов, подходящие для всех видов гидравлических применений. Наши высокоэффективные конденсационные модели, такие как Alpine, Aspen, K2 и K2 Combi, являются отличным выбором везде, где доступен природный газ или пропан и требуется высочайший уровень эффективности.
Чтобы узнать больше о высокоэффективных конденсационных газовых котлах, прочитайте «Является ли высокоэффективный конденсационный газовый котел лучшим выбором для моего дома?»
Чугунные модели, такие как X-2, ESC, ES2, Series 3 и Series 2, обеспечивают большую гибкость и надежность по более низкой цене. Для установок, где доступно только жидкое топливо, не ищите ничего, кроме отмеченного наградами высокоэффективного MPO-IQ. Его долговечность, простота обслуживания и дополнительные элементы управления делают его, пожалуй, лучшим в отрасли котлом, работающим на жидком топливе.
Профессиональный подрядчик по отоплению дома – ваш лучший ресурс, чтобы определить, какой котел из обширной линейки US Boiler Company лучше всего подходит для строительства вашего нового дома. Вы также можете найти на нашем сайте профессионального подрядчика по отоплению в вашем регионе, который поможет вам решить, какое оборудование лучше всего подходит для отопления вашего дома.
Преобразование системы отопления: пар в горячую воду
Системы парового отопления распространены в Нью-Йорке, особенно в довоенных квартирах и других старых зданиях. Однако паровые котлы и радиаторы, как правило, неэффективны из-за своего возраста и конструкции, а переход на горячую воду может привести к значительной экономии энергии. Помимо того, что они более эффективны, системы горячего водоснабжения также предлагают более быстрое время отклика, чем паровые радиаторы, при этом снижая затраты на техническое обслуживание и обеспечивая более безопасную работу.
- Адаптация существующей установки для использования горячей воды. Это самый экономичный вариант, когда в ближайшее время здание не будет подвергаться капитальному ремонту. Однако часть эффективности установки горячего водоснабжения теряется при использовании оборудования, изначально рассчитанного на использование пара.
- Полная замена системы отопления. Этот вариант является непомерно дорогим в существующих зданиях, поскольку он включает в себя открытие стен и полов для замены трубопровода и связанной с ним арматуры. Тем не менее, это экономически выгодно, когда здание будет подвергаться капитальному ремонту.
Системы парового отопления рекомендуются в новых конструкциях, где пар требуется для дополнительных целей, помимо обогрева, таких как стерилизация; или когда имеется отработанный пар промышленного процесса или электростанции. Тем не менее, горячая вода, как правило, является лучшим вариантом для большинства других объектов.
Убедитесь, что ваш проект преобразования системы отопления разработан профессионально.
Как проектировали паровое отопление в 20 веке
Неэффективность парового отопления в значительной степени связана с практикой проектирования, которая была распространена в начале 20-го века: санитарные нормы требовали, чтобы системы отопления были рассчитаны на здания с открытыми окнами даже в самые холодные зимние дни. Поэтому паровые радиаторы склонны перегревать внутренние помещения, а открывание окон — единственный способ регулировать температуру. Эта практика представляет собой значительную трату энергии, так как часть тепла выбрасывается на улицу.
Расточительная эксплуатация — не единственный недостаток обычных паровых систем, используемых в нью-йоркских зданиях. Они также страдают от следующих ограничений:
- Паровые трубы, как правило, больше, чем трубы горячей воды, что означает, что система занимает больше места. В новостройках первоначальная стоимость увеличивается.
- Системы парового отопления менее щадящие, когда дело доходит до неисправностей и утечек. Утечку горячей воды относительно легко обнаружить и устранить, но утечки пара обычно связаны с высокотемпературными струями, которые могут вызвать серьезные ожоги. Учтите, что вероятность неисправности увеличивается по мере старения системы, поэтому системы парового отопления в довоенных зданиях требуют наибольшего внимания.
Пар использовался в старых системах отопления по той простой причине, что он поднимается по трубопроводу, не требуя насоса, а по одной трубе можно подавать пар и отводить сконденсировавшуюся воду из радиатора. Однако дополнительные затраты на эксплуатацию парового котла намного превышают затраты на откачку, связанные с современной системой горячего водоснабжения. Паровое отопление также имеет очень медленное время отклика, что ограничивает использование автоматического управления.
Ищете инженера-проектировщика сантехники для вашего строительства?
Преимущества эффективности горячей воды перед паром
Основной причиной замены системы парового отопления на горячую воду является энергоэффективность: например, проект преобразования системы отопления Университета Британской Колумбии позволил повысить эффективность с 60 до 85 процентов. Системы на основе пара также требуют более высоких затрат на техническое обслуживание, которые могут быть более чем в 10 раз выше, чем у эквивалентной системы горячего водоснабжения.
Системы горячего водоснабжения также обеспечивают повышенную эффективность, поскольку они имеют более быстрое время отклика и их легче контролировать. Такие переменные, как температура воды и поток, могут регулироваться с точностью, которая просто невозможна с паром, оптимизируя потребление энергии и снижая затраты на энергию.
Процедура преобразования системы отопления
Как упоминалось ранее, системы парового отопления часто имеют слишком большие размеры, потому что они были разработаны с учетом устаревших санитарных норм. Первым шагом перед переходом с пара на горячую воду является правильный расчет отопительной нагрузки.
Расчет тепловой нагрузки и мощность котла
Использование «эмпирических правил» может быть заманчивым, потому что они просты, но они часто приводят к чрезмерно большой системе отопления, что частично сводит на нет цель модернизации. Помимо неэффективности, большие котлы работают в более коротких циклах, изнашивая их компоненты и сокращая срок их службы. Это увеличивает затраты на техническое обслуживание и сокращает время между заменами котла. Когда выполняется преобразование пара в горячую воду, размер котла почти всегда уменьшается, и настоятельно рекомендуется связаться с квалифицированным инженером-проектировщиком или фирмой, чтобы получить установку надлежащего размера.
Хотя существующие паровые котлы могут быть модифицированы для подачи горячей воды, модернизация агрегата, как правило, является лучшей идеей:
- Можно указать современный блок с превосходной эффективностью.
- Уменьшение размера установки обеспечивает дополнительную экономию помимо той, что достигается за счет повышения эффективности.
Повторное использование паровых радиаторов
При переходе с пара на горячую воду важно определить, можно ли повторно использовать радиаторы. Некоторые радиаторы рассчитаны исключительно на пар, модифицировать их вообще дорого и не рекомендуется; в этих случаях лучшим вариантом является использование другого теплоносителя, например, фанкойла.
Хотя радиаторы должны быть проверены квалифицированным специалистом, есть один способ сразу определить, являются ли они исключительно паровыми: если отдельные секции радиатора не соединены трубой поперек сверху, горячая вода не может быть использована.
Конфигурация трубопроводов радиатора также важна при принятии решения о том, использовать их повторно или нет. Как следует из их названия, однотрубные системы подают пар и отводят конденсат по одной и той же трубе; в то время как двухтрубные системы имеют отдельную трубу для каждой функции. Две трубы обязательны для систем горячего водоснабжения, поэтому модернизация становится более сложной, если в существующей паровой установке используется только одна труба на радиатор. Иногда даже двухтрубные системы требуют модернизации обратки; если они были рассчитаны на небольшой поток конденсата, они могут не справиться с полным потоком системы горячего водоснабжения.
Использование парового трубопровода для подачи горячей воды
Имейте в виду, что трубопроводы будут подвергаться совершенно другому набору условий эксплуатации после того, как установка будет переведена на горячее водоснабжение:
- Пар поднимается сам, а горячая вода подается насосом.Трубопровод должен выдерживать давление воды на выходе насоса, а также статическое давление воды в системе.
- И по подающей, и по обратной линиям будет вода. Хотя обратная линия предназначена для этого, линия подачи больше, потому что она рассчитана на пар, и для балансировки потока обычно требуются клапаны.
Паропровод имеет ряд приспособлений и аксессуаров, которые не нужны при использовании горячей воды, и они только приводят к потере энергии в виде перепада давления. Любые компоненты, которые больше не нужны после модернизации системы на горячую воду, должны быть удалены, и особое внимание следует уделить термостатическим конденсатоотводчикам, которые могут сильно препятствовать потоку горячей воды.
Альтернатива конверсии: полная замена системы
Замена системы парового отопления совершенно новой системой горячего водоснабжения возможна, но стоимость может быть непомерно высокой в существующих объектах из-за необходимости открывать стены и заменять трубы. Однако, если здание будет подвергаться капитальному ремонту, то будет отличным решением полностью переделать систему отопления.
- Трубопровод может иметь размер специально для горячей воды, что устраняет необходимость использования клапанов на линиях увеличенного размера, которые изначально были рассчитаны на пар. Сбалансировать подачу и возврат воды намного проще, если трубы соответствующего размера.
- Радиаторы можно заменить более эффективными альтернативами, такими как водяные системы подогрева пола или водяные тепловые насосы.
- Автоматизация может быть развернута для всей системы горячего водоснабжения, достигая минимально возможных эксплуатационных расходов.
Это выгодно только при капитальном ремонте. Например, снос полов и стен только для установки новых трубопроводов редко оправдан с точки зрения затрат и выгод.
Когда рекомендуются паровые системы?
В большинстве жилых и коммерческих помещений горячая вода является явным победителем над паром с точки зрения первоначальных затрат, удобства и эффективности. Однако есть определенные области применения, для которых лучше подходит паровая система.
Приложения, где необходима стерилизация
Пар часто используется для стерилизации оборудования в таких областях, как здравоохранение или пищевая промышленность, и наиболее экономичным вариантом является использование одного и того же бойлера для стерилизации и нагревания. Еще одним преимуществом пара является то, что любые бактерии в конденсированной воде немедленно погибают во время испарения.
В приложениях, где требуется стерилизация, использование горячей воды для отопления помещений потребует использования двух отдельных котлов, что требует чрезвычайно высоких первоначальных затрат. Следовательно, паровое отопление является экономически выгодным.
Наличие отработанного пара
Пар часто является побочным продуктом промышленных процессов и процессов выработки энергии и, по сути, является источником бесплатной энергии для систем отопления. С абсорбционным чиллером также можно использовать пар для кондиционирования воздуха и охлаждения, но это представляет собой значительные инвестиции, которые оправданы только при наличии бесплатного или дешевого пара.
Выводы
Пар является экономически эффективным теплоносителем, когда он доступен в виде технологических отходов или когда его можно использовать для других целей, но горячая вода обеспечивает большую эффективность, безопасность и удобство в жилых и коммерческих целях. Если вы планируете преобразовать систему отопления, настоятельно рекомендуется связаться с квалифицированными специалистами, чтобы вы могли определить, какие компоненты системы можно использовать повторно, а какие модификации потребуются. В качестве альтернативы, если на вашем объекте будет проводиться капитальный ремонт, рассмотрите возможность полной замены системы отопления, чтобы максимизировать эффективность.
