Водяное отопление в частном доме

Однотрубная система отопления частного дома.

В нём теплоноситель непрерывно циркулирует по магистрали от котла до отопительных приборов, отдавая тепловую энергию и тем самым нагревая помещения. В качестве источника тепла может выступать воздух, пар, вода, либо антифриз. Наиболее часто используется водяная система отопления.

После передачи тепла радиаторам охлаждённый теплоноситель устремляется обратно в котёл и цикл повторяется.

Однотрубная система отопления частного дома с принудительной циркуляцией

Радиаторы здесь подсоединяются последовательно друг за другом. Однотрубные системы отопления бывают двух видов: с принудительной циркуляцией и естественной. Но тем не менее практически все их элементы аналогичны:

• Котёл, который бывает нескольких видов: на твёрдом топливе, электрический, на газе. Служит в качестве источника создания тепла.
• Оборудование, осуществляющее теплоотдачу: радиаторы, тёплый пол.
• Элемент системы, отвечающий за движение теплоносителя. У принудительной схемы — это насос, у естественной схемы — это специальный участок трубы для разгона теплоносителя.
• Оборудование для компенсации переизбытка давления в трубе: расширительный резервуар открытого или закрытого вида. При открытом типе ёмкость бывает целиком открытой, либо частично. Она подсоединяется к трубопроводу в его высочайшей точке сразу же после котла.
• Так же в данной системе предусмотрен отвод для слива лишнего теплоносителя в канализацию или на улицу. В данном случае теплоноситель непосредственно соприкасается с воздухом, за счёт чего происходит его испарение и насыщение кислородом.При закрытом типе резервуара он полностью герметичен. Внутри бак поделён мембраной на два отделения. В одном отделении находится воздух, другое соединено с трубопроводом. Мембрана служит демпфером. При нагреве теплоноситель, воздействует на мембрану, смещая её в сторону отделения с воздухом. В обратном случае мембрана под давлением образовавшегося сжатого воздуха выдавливает излишек жидкости снова в основной трубопровод.
• Трубы и различная арматура.

Однотрубная система отопления частного дома.

Однотрубная система отопления частного дома с естественной циркуляцией не содержит сложных конструктивных элементов и происходит за счёт физических законов. Главным элементом для её работы является специальный разгонный участок, отходящий вертикально от котла.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией

В самой высокой точке труба плавно разворачивается на 180 градусов и подсоединяется уже к радиаторам. Течение воды происходит за счёт гравитации. Подобная схема будет лучшим вариантом для помещений с верхней разводкой.

Для обустройства системы отопления с нижней разводкой обязательным условием является установка разгонного участка на высоте не меньше 1,5 метра от первой батареи. Помимо этого диаметр разгонного участка должен превышать диаметр основного трубопровода. (нр: D = 4 см. основной трубы, для разгонного коллектора D = 25-32 мм.)

Однотрубная система отопления частного дома построенная по схеме естественной циркуляции имеет много минусов:

Однотрубная система отопления частного дома с принудительной циркуляцией более предпочтительна, чем гравитационная (естественная) схема. Установка насоса может быть выполнена в любом месте трубопровода. Но лучшим вариантом будет его установка на обратной трубе , в которой теплоноситель уже охлаждён. В таком случае все резиновые прокладки и уплотнения насоса будут иметь более долгий срок службы. Так же как и в предыдущей схеме на трубопровод нужно установить байпасы, для облегчения ремонтных работ.

Из недостатков подобной системы стоит выделить:

6 Обогрев с принудительной циркуляцией за 8 шагов

Установка насоса в систему отопления будет оправдана и в случае одноконтурной разводки. Однако максимальную эффективность системе с принудительной циркуляцией обеспечит только двухтрубная разводка, обустраиваемая по следующим правилам:

1. 1. Котел можно установить на пол или повесить на стену в любой комнате, не отслеживая уровень размещения отопительного прибора.
2. 2. Далее от напорного и обратного патрубков котла на уровень пола спускают две трубы, используя либо муфты, либо угловые фитинги.
3. 3. К торцам этих труб монтируют две горизонтальные линии – напорную и обратную. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи.
4. 4. На следующем этапе нужно развесить батареи, не обращая внимания на уровень расположения патрубков относительно соседнего радиатора. Вход и выход из батареи можно расположить на одном уровне или на разных, на эффективность отопления этот факт не повлияет.
5. 5. Далее врезаем в напорную и обратную ветвь по тройнику, расположив их под входом и выходом каждой батареи. После этого соединяем тройник напорной трубы с входом в батарею, а фитинг на обратке – с выходом. Причем эту операцию придется проделать со всеми батареями. По аналогичной схеме в системе монтируем и отводы для подключения теплого пола.
6. 6. На следующем этапе устанавливаем расширительный бак. Для этого в участок напорной трубы между котлом и первой батарей врезаем тройник, отвод которого соединяем вертикальной трубой с входом в расширительный бак.
7. 7. Далее можно заняться монтажом циркуляционного насоса. Для этого в обратную линию между первой батарей и котлом монтируем вентиль и два тройника, собирая байпас для насоса. Далее от тройников отводим два Г-образных отрезка, между торцами которых и монтируем насос.
8. 8. В финале обустраиваем отвод для залива воды в систему. Для этого нужно врезать еще один тройник между насосом и котлом, подключив к его отводу шланг от водопровода.

Четко следуя простым шагам, можно самостоятельно с первого раза получить рабочую систему

Действуя по этому плану, можно собрать двухтрубную разводку в доме любой площади. Ведь конструкция подобной системы не зависит от количества батарей – принцип монтажа будет идентичен и для двух, и для 20 радиаторов.

Проводим монтаж отопления в частном доме

Один из вариантов правильно спланированного котельного помещения.

Система отопления устанавливается в несколько этапов. Первым делом вам необходимо обустроить помещение под котел. Оно должно быть хорошо проветриваемое, обработанное огнеупорными материалами. Сам котел монтируется не вплотную к стене, а с небольшим отступом. От потолка, пола и остальных стен также нужно отступить. Вешайте прибор так, чтобы к нему было легко добраться.

После установки котла переходите к подключению насоса (если он нужен) или монтажу коллектора (если предусмотрен). Также закрепите все регулирующие и измерительные приборы около котла. Только после вышеперечисленных действий стоит переходить к обустройству магистральных трубопроводов. Здесь не обойтись без перфоратора, так как для прокладки линии придется пробивать в стенах отверстия.

Важно! Уклон должен составлять не менее 5 мм на метр – очень важно выдержать уклон. Отсутствие такового негативно скажется на работе всей системы в целом, поэтому ответственно отнеситесь к этому вопросу

Схематическое изображение правильного уклона в системе отопления. Вода самотеком поступает в радиаторы и самотеком отправляется обратно в котел.

Радиаторы устанавливаются в последнюю очередь. Перед монтажом нужно разметить стену, затем просверлить отверстия, куда устанавливают кронштейны. При разметке соблюдайте следующие расстояния: от пола до нижней стороны батареи – не менее 10 см, от стены до задней стенки – не менее 2 см, а от подоконника – не менее 10 см. Желательно на все входы и выходы батарей ставить вентили, что упростит замену или ремонт.

Только после окончания всех работ можно проверить систему. Если вы устанавливали газовый котел, то обязательно вызовите на пробный запуск представителя газовой службы.

На самом деле установка системы отопления в частном доме – не настолько сложное занятие. Достаточно соблюдать все правила и работать без спешки. Проблема заключается лишь в сроках. Если у вас не слишком много времени, то посмотрите цены на работу, прикиньте, что вы сможете сделать самостоятельно, а что лучше доверить мастерам. Таким образом, вы сэкономите время и деньги. Покупайте качественные материалы, тогда все элементы прослужат вам намного дольше. Также устанавливайте хорошие радиаторы, они буду иметь больший КПД, а значит, затраты на топливо сократятся.

Схема монтажа отопления с тёплым полом в частном доме

В предыдущих разделах мы разбирались с тем, какой котел лучше использовать для организации отопления в своем доме и как сделать разводку труб. Здесь мы рассмотрим еще один вариант – теплый пол.

Как и любая другая монтажная работа, установка теплого пола подразумевает ряд работ. Начинать необходимо с проектирования. Затем, на основании сделанного проекта подбираются материалы и комплектующие. Сюда входят трубы, коллектор со смесительным узлом, утеплитель. Затем готовится основание, куда будут укладываться трубы и проводится монтаж всей системы. Когда все готово, делается пробный пуск. Если всё работает нормально, то основание заливается, проводится первичный запуск и прогрев.

По технической конструкции теплый пол представляет собой что-то вроде слоеного пирога, в который слоями располагаются все комплектующие. Основанием является либо грунт, либо бетонная плита, на которые укладывается тонкая пленка – полиэтилен являющаяся гидроизоляцией. Затем укладывается теплоизоляционный материал, например, экструдированный пенополистирол. Наверх теплоизоляционного материала кладутся трубы и все это заливается цементом.

Как провести отопление своими руками — вариант на два крыла

Ранее уже говорилось, что отопительная система представляет два варианта, одно и двухтрубная. Наиболее распространенной и лучшей по сохранению тепла является двухтрубная. Она также представлена двумя видами: тупиковой и попутной. При тупиковой схеме теплоноситель в подающей трубе движется навстречу потоку жидкости в обратке, т.е., попросту говоря, теплоноситель движется в одном направлении. Такая схема называется петлей Тихельмана.

Если протяженность труб большая, то всю разводку разделяют на две части или, как говорят, на два крыла. Такая схема особенно популярна в частных домах и на дачах.

Протяженность обоих частей или крыльев необходимо делать одинаковыми, а все радиаторы в этой сети подключаются при помощи вентилей. Это позволит быстро и оперативно регулировать подачу воды.

В остальном монтаж аналогичен всем остальным и не требует каких-либо особенностей.

Критерии выбора котла для автономного отопления частного дома

При выборе типа котла для отопления не возникает альтернативны только в том случае, если к дому подведен газ, он является самым дешевым видом топлива и в сравнении с другими источниками (электроэнергия не рассматривается) имеет ряд эксплуатационных преимуществ – не требует места для хранения запасов, выделяют в окружающую среду меньше продуктов горения, не так интенсивно загрязняет дымоходную систему.

Основными параметрами, на которые обращают внимание при выборе котла, являются:

• Мощность агрегата: напрямую связана с площадью отапливаемых помещений и температурным режимом, который обычно выбирают, руководствуясь строительными нормативами и ГОСТами.
• Количество контуров: если в доме не организовано горячее водоснабжение, практичнее выбрать двухконтурную модель, которая может нагревать воду.
• Место расположения: обычно агрегат устанавливают внизу в подвальном помещении на пол, встречаются и подвесные варианты для домов малой площади.
• Материал изготовления агрегата и теплообменника: чугун, нержавеющая сталь, медь.
• Вид камеры сгорания по способу подачи воздуха в топку: открытая или закрытая.
• Наличие систем автоматического управления и контроля, возможность программирования режимов работы.
• Способность котла работать с альтернативным топливом: актуально для жидкотопливных модификаций.

Рис. 14 Конструкция газового котла Rinnai

При выборе котла могут быть полезны следующие советы:

• Если в доме отсутствует горячее водоснабжение, рациональное и дешевле выбрать двухконтурного модель котла, чем устанавливать отдельно одноконтурный агрегат и газовую колонку, электрический бойлер.
• При пользовании электроэнергией ночной тариф обходится значительно дешевле дневного, в этом случае можно сэкономить на стоимости электроэнергии. Для этого ночью сильно прогревают весь дом за исключением спальных комнат, а днем отключают котел на длительное время или эксплуатируют его в режиме минимального обогрева.
• Для надежного функционирования всех котлов, которыми управляет автоматика с питанием от электросети, следует приобрести электрогенератор с автоматическим включением при пропадании электричества – это позволит котельному оборудованию продолжить свою работу при аварийных ситуациях на линии электропередач.

Рис. 15 Устройство твердотопливного котла Kolton

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Расчеты мощности оборудования

Температура внутри помещений зависит от следующих факторов:

• температуры воздуха вне здания;
• толщины стен дома и качества его отдельных элементов;
• теплоемкости материалов, из которых построен дом.

Рассчитывая потребность вашего дома в тепле, нужно учитывать все факторы, в том числе и потери тепла через окна и двери, стены и пол с потолком. Специальные нормы, необходимые в процессе расчетов, должны применяться с учетом климатических условий местности, в которой расположен жилой объект, и степени существующей теплоизоляции.

Общий смысл расчета заключается в том, чтобы вычислить совокупные теплопотери, соответствующие минимальной температуре воздуха в вашем регионе, чтобы приобрести оборудование, способное с избытком эти потери компенсировать

Наибольшие потери тепла происходят через наружные стены дома. С увеличением разницы температуры внутри дома и вне здания растут и теплопотери.

Если учитывать материал, из которого возводились наружные стены, и толщину этих стен, то для внешней температуры воздуха в – 30°С, теплопотери будут различными и составят:

• кирпичные с внутренней штукатуркой – 89 Вт/м² (в 2,5 кирпича), 104 Вт/м² (в 2 кирпича);
• рубленные с внутренней обшивкой (250 мм) – 70 Вт/м²;
• из бруса с внутренней обшивкой – 89 Вт/м² (180 мм), 101 Вт/м² (100 мм);
• каркасные с керамзитом внутри (200 мм) – 71 Вт/м²;
• пенобетонные с внутренней штукатуркой (200 мм) – 105 Вт/м².

Впрочем, теплопотери происходят не только через наружные стены, но и через другие ограждающие конструкции.

При тех же – 30°С они составят для:

• деревянных перекрытий чердака – 35 Вт/м²;
• деревянных перекрытий подвала – 26 Вт/м²;
• двойных деревянных дверей без утепления – 234 Вт/м²;
• окон с двойной рамой из дерева – 135 Вт/м².

Чтобы рассчитать общие теплопотери здания, нужно рассчитать площадь всех ограждающих конструкций в квадратных метрах, умножить на норматив теплопотери по видам конструкций с учетом материалов, из которых они изготовлены, и суммировать полученные результаты.

Расчет следует делать, исходя из минимальной сезонной температуры конкретной местности. Потери тепла через стены рассчитываются по отдельности, т.к. необходимо учитывать площадь остекления и дверных проемов.

Потери через перекрытия без люков на чердак или в подполье вычисляют для всей площади как для единых конструктивных элементов.

Котел отопления выбирают с учетом того, что его мощности должно хватить для компенсации теплопотерь с 20-30 процентным запасом.

Порядок расчета тепловой мощности оборудования, которое будет использоваться для монтажа системы отопления, приведен в видео ролике в заключительной части статьи.

На нашем сайте есть блок статей, посвященных расчету водяного отопления, советуем ознакомиться:

1. Гидравлический расчет системы отопления на конкретном примере
2. Расчет водяного отопления: формулы, правила, примеры выполнения
3. Тепловой расчёт системы отопления: как грамотно сделать расчет нагрузки на систему

Рациональное решение

При выборе котла с экономичной точки зрения предпочтителен самодельный котел для водяного отопления, который основан на принципе: теплоноситель сгорает – нагревается теплообменник. При выборе учитываются максимально дешевое топливо и материал изготовления.

На эффективность влияют факторы:

• модель теплообменника (площадь контакта топки и емкости с теплоносителем прямо пропорциональна количеству получаемого тепла);
• полностью ли сгорает топливо.

Заметим, что чем ниже температура продуктов сгорания – тем выше КПД котла, также от этого зависит безопасность, длительность эксплуатации.

Чтобы изготовить котел водяного отопления своими руками, следует учитывать такие рекомендации:

1. при выборе гравитационной циркуляции, необходимо поднимать водяной бак максимально высоко;
2. трубы применять с большим диаметром, т.к. движение теплоносителя обратно пропорционально диаметрам труб;
3. при установке насосов, можно сэкономить на пропускной способности труб, а бак монтировать немного ниже;
4. в случае аварийной остановки насоса, наблюдается быстрый рост температуры воды, скорости ее перемещения в системе;
5. чтобы избежать поломки отопительного контура, в его конструкции желательно применять оцинкованные трубы, стыки герметизировать, при помощи пакли, сурика.

Выбираем котёл для отопления частного дома

Определяясь с типом отопительного оборудования, важно разобраться с критериями выбора:

Вид топлива — важно, чтобы оно было достаточно дешевым, не возникало сложностей при необходимости пополнения запасов.
Наличие автоматики — когда для отопления дома требуется постоянный контроль со стороны оператора, это не всегда удобно.
Простота эксплуатации, необходимость технического обслуживания — оказывает влияние на накладные расходы в процессе использования отопительного оснащения.

Современный газовый котел работает в автоматическом режиме, не требует постоянного обслуживания со стороны профессионалов. В районах, оснащенных централизованными газовыми магистралями, голубое топливо становится оптимальным решением для обогрева помещения. Котел экономичен, не занимает много места, для его размещения не требуется отдельного помещения. К минусам выбора газового отопителя относится необходимость разработки проекта, внесения высокой платы за врезку в магистраль.

По типу размещения газовые котлы бывают настенными, напольными. Настенные приборы представлены компактными моделями, мощностью до 60 кВт. Напольные котлы способны отапливать огромные помещения. Их мощность не ограничивается 100 кВт, многие модели способны работать в каскаде.

Простота эксплуатации, компактность, автономность газового оборудования приводит к тому,  домовладельцы выбирают подобные котлы даже в тех случаях, когда центральная магистраль поблизости отсутствует

В такой ситуации стоит обратить внимание на модели, способные работать на сжиженном газе

Электрические котлы застройщики выбирают при возможности проложить выделенную линию, отсутствии перебоев в работе электросети

При выборе оборудования, важно разобраться с его типами:

1. ТЭНовые — традиционный вариант, который отличается доступной стоимостью, простотой в исполнении, ремонте. Минусом  ТЭНовых котлов считается низкий КПД.
2. Индукционные обеспечивают прогрев воды во время ее прохода через катушку. Такое оборудование намного экономичнее стандартного ТЭНового, у него отсутствуют теплопотери, низкая инерционность. Среди недостатков — необходимость поддержания высокой скорости перемещения теплоносителя, иначе оборудование быстро перегорает.
3. Электродные — самые экономичные в своей категории, но в качестве теплоносителя используют электролит. Установка работает под высоким напряжением, что отталкивает многих потребителей.

Электрические котлы компактны, автономны, но требуют выделенной линии, существенных финансовых затрат в процессе эксплуатации.

Твердотопливные котлы стали оптимальным решением при необходимости снизить затраты на отопление. В качестве топлива для них чаще всего используются дрова, уголь. Выбор домовладельца зависит от доступности того или иного варианта.

По конструкции дровяные котлы отличаются от угольных. У них более объемная топка, в которой помещается большой запас дров. Камеры угольных отопителей меньше по размеру, но у них более толстые стенки, устойчивые к высокой температуре горения топлива.

Основной плюс твердотопливного оборудования — низкий уровень накладных расходов. Однако они требуют постоянного присутствия человека.

3 Преимущества и недостатки

Кроме доступной цены отопительного оборудования и невысокой стоимости топлива, существует и ряд других достоинств. К основным плюсам можно отнести следующие факторы:

• высокий показатель надежности;
• длительный эксплуатационный срок;
• приборы не нуждаются в частом обслуживании.

К преимуществам также можно отнести то, что золу, которая осталась после сгорания топлива, можно применять в качестве удобрения. Имеются и минусы. Дело в том, что водяной котел для отопления дома не обладает высоким коэффициентом полезного действия, и даже при высоком расходе топлива показатель не поднимается выше 80%. К тому же стандартные приборы нуждаются в частой загрузке дров, делать это придется каждые 3−5 часов.