Основные элементы системы
Автономная система отопление частного дома – сложный механизм. Все его элементы взаимосвязаны, и каждый по-своему важен.
Теплоноситель – это вещество, которое находится внутри радиатора, конвектора или другого отопительного прибора. Именно теплоноситель переносит тепло от отопительного котла, и, отдавая его, обогревает помещение.
Теплоносителем для отопительной системы могут быть воздух, жидкость или пар.
В паровой системе отопления по трубам подается водяной пар. Он охлаждается и в виде конденсата оседает на внутренних стенках отопительных приборов. Конденсат стекает в отопительный котел и снова нагревается до парообразного состояния. Паровую систему отопления сегодня запрещено использовать в жилых помещениях.
Воздушная система отопления была разработана еще в Древнем Риме. Всем нам известный ее аналог – теплый пол.
Самая распространенная система отопление частного дома – жидкостная. По ее трубам и радиаторам циркулируют вода или антифриз.
Система отопления частного дома
Жидкостная система отопления состоит из следующих конструктивных звеньев:
- Отопительный котел или бойлер. В нем нагревается жидкость, которая затем подается по трубам и распределяется по всему дому.
- Циркуляционный насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя по трубам. Особенно необходим в системах с антифризом, так как этот теплоноситель более вязкий, чем вода.
- Расширительный бак. Компенсирует тепловое расширение воды, снижая, таким образом, излишнее давление в системе. Внутри бак разделен гибкой перегородкой. С одной стороны мембраны находится сжатый воздух. Со второй – вода из отопительной системы. Когда вода нагревается и расширяется, мембрана прогибается, освобождая пространство.
- Отопительный контур. Это система труб и радиаторов, через которые подается теплоноситель.
- Радиаторы отопления, которые по-другому называют батареи.
- Контрольная группа датчиков и регуляторов. Позволяют контролировать температуру в отопительной системе и предохраняют ее от повреждений.
Схемы систем водяного отопления
Существует множество схем разводки труб отопления. Какую схему использовать зависит от размера дома, его этажности, типа котла. При монтаже отопления частного дома своими руками часто выбирают следующие схемы:
- однотрубные;
- двухтрубные.
Рассмотрим плюсы и минусы таких схем.
Однотрубные разводки плюсы и минусы
Однотрубная система отопления является бюджетным вариантом, так как при монтаже потребуется значительно меньше материалов.
Однотрубная отопительная система
От котла теплоноситель перемещается по одной трубе, последовательно проходит через все радиаторы отопления и после возвращается в трубу «обратку». Монтаж может быть выполнен с применением байпаса, тогда при ремонте есть возможность не отключать всю систему отопления. Если монтаж выполнен в «разрыв», то отключения всей системы не избежать. Особенно это неудобно в зимнее время года.
Способы двухтрубного подключения батарей
Двухтрубная система отопления более удобна при эксплуатации. В этом случае одна часть системы (труба) является только подачей теплоносителя, а другая часть системы обраткой теплоносителя.
Двухтрубное подключение батарей
Радиаторы отопления подключены параллельно, это помогает выполнять регуляцию теплоносителя отдельно в каждом приборе. Двухтрубная система позволяет выполнять ремонтные работы независимо на любом радиаторе отопления.
Система теплый пол
Для обогрева помещения сегодня можно встретить применение варианта «теплый пол». Для этого можно использовать электрический нагревательный мат. Либо сделать водяной теплый пол.
Теплый водяной пол
Есть плюсы и минусы такого способа обогрева. С одной стороны, комната равномерно прогревается, по такому полу приятно ходить. Особенно, если в доме маленькие дети, то можно не переживать, что они простудятся.
С другой стороны, необходимо постоянно выполнять уборку, иначе пыль будет подниматься в воздух. К тому же расходы на оборудование такого пола высокие.
Можно встретить комбинацию монтаж традиционных батарей и теплого пола. Теплый пол монтируют в ванной комнате, на кухне. В таком случае подача теплоносителя в контур регулируется обязательно термостатическим краном. Это позволит контролировать температуру контура и батарей.
Водяное отопление
Данный тип отопления относится к категории наиболее простых и надежных. Принцип действия водяного отопления основывается на нагреве воды, осуществляемом при помощи котла, и ее последующем распределении к комнатным радиаторам благодаря системе трубопроводов.
Использование циркуляционного насоса обеспечивает постоянную циркуляцию воды в этой замкнутой системе. Теплоносителем в водяной системе отопления, как правило, выступает вода либо антифриз, а котел может работать на каменном угле, дровах, природном газе, керосине и прочих видах топлива.
Водяное отопление включает в себя следующие основные элементы: котел, трубопроводы, батареи, расширительный бачок, циркуляционный насос, манометры, запорная арматура, автоматические воздухоотводчики, предохранительные клапаны.
Трубопроводы, применяемые для устройства водяного отопления, могут быть изготовлены из различных материалов:
Стальные трубопроводы, в отличие от нержавеющих либо оцинкованных, характеризуются низким значением коррозионной стойкости. Медные трубопроводы отличаются высокой надежностью и способностью выдерживать высокую температуру и давление.
Трубопроводы, изготовленные из полимерных материалов, довольно прочны, исключают образование осадка на внутренних поверхностях, обладают высокой стойкостью к коррозии.
Их недостатком является наличие большого коэффициента теплового расширения, способствующего образованию течей.
Таким образом, самое эффективное водяное отопление коттеджа либо частного дома можно устроить с применением медных трубопроводов. Такого мнения придерживается подавляющее большинство специалистов.
Единственный недостаток изготовленных из меди трубопроводов — сравнительная дороговизна, которая компенсируется абсолютной надежностью и способностью прослужить несколько поколений.
Схема водяного отопления. Нажмите для увеличения.
Разводка трубопроводов внутри помещений может быть выполнена однотрубной, двухтрубной либо коллекторной.
Однотрубная разводка не позволяет в полной мере производить управление работоспособностью всей системы из-за невозможности перекрытия доступа теплоносителя к одному из радиаторов.
Вариант с применением двухтрубной системы — самое эффективное (для индивидуальных домов) отопление, позволяющее свободно производить регулировку температуры внутри каждого помещения.
Данный тип разводки предполагает подвод холодного и горячего трубопроводов к каждому радиатору. Распределение трубопроводов может быть осуществлено звездообразно либо в виде «шлейфа».
Коллекторная разводка предполагает подведение к каждому отопительному прибору от общего коллектора подающего и обратного трубопроводов.
Коллекторные системы отличаются высокой степенью универсальности благодаря простоте монтажа и регулировки, возможностью замены поврежденных участков трубопроводов (без разрушения конструкции пола).
Какое отопление лучше (одноконтурное, двухконтурное либо коллекторное) для загородного дома? Ответ очевиден — двухтрубное и коллекторное.
Воздушное отопление дома
В нашей стране оно не пользуется большой популярностью, хотя имеет хорошую эффективность. Подача нагретого воздуха в помещения производится по специальным вентиляционным каналам, которые могут располагаться в полу или потолке. Воздушное отопление дома состоит из таких элементов:
- Теплогенератора. Для этих целей может использоваться отопительный котел, работающий с помощью любого энергоносителя.
- Воздуховодов. Выполняют доставку теплого воздуха от теплогенератора в помещения.
- Приточного вентилятора. Выполняет перемещение воздушных масс.
Часть воздуха для функционирования оборудования может браться с улицы, а часть с помещений. Монтаж системы отопления этого типа лучше доверить профессионалам, потому что самостоятельная установка довольно трудоемка.
Преимущества:
- Высокий КПД – до 90%.
- Не нужно тратиться на радиаторы.
- Возможность использовать совместно с кондиционированием.
- Хорошая регулируемость за счет низкой инерционности воздушных масс.
Недостатки:
- Устанавливается во время строительства строений.
- Нуждается в периодическом наблюдении и обслуживании.
Печь
Печное отопление
Относится к воздушному отоплению, потому что обогрев происходит благодаря нагретым воздушным массам, которые циркулируют по каналам расположенным в стенах. Хорошо тем, что позволяет сделать отопление частного дома своими руками, при условии, что владелец недвижимости знаком хотя бы немного с кладкой кирпича.
Печь обычно изготовляется на дровах или угле и ее принято устанавливать посредине дома, так как в таком случае тепло будет передаваться еще и лучевым способом. Будет идеальным выбором для небольших построек, например, дач.
Преимущества:
- Доступность.
- Возможность использовать твердый вид топлива – не надо связываться с компаниями поставщиками природного газа.
- Простота эксплуатации.
- Долговечность.
Недостатки:
- Нужна периодическая очистка дымовых каналов, так как они засоряются.
- Затруднительность регулировки.
- Нуждается в присутствии человека для периодического подбрасывания топлива.
- Печное отопление может обогреть небольшое здание, так как нагретые воздушные массы медленно циркулируют.
- Неэкономичность.
Важные особенности котлов
Материал теплообменника
Сердце любого котла — теплообменник. Именно он нагревается в процессе горения и передает тепло циркулирующей по трубам и радиаторам жидкости. Теплообменники чаще всего делаются стальными или чугунными.
Теплообменник из чугуна предпочитают за долговечность — при правильной эксплуатации, они прослужат не один десяток лет. Чугун не боится коррозии и уверенно выдерживает статические нагрузки.
Чугун хрупкий материал. При возникновении трещины, залатать ее не получится, поэтому чугунные котлы состоят из секций. Появилась трещина — меняют секцию.
Энергобыт Сервис → Услуги:Замена секций теплообменника
Еще чугун не любит больших перепадов температур. Если отопительный контур протяженный, вода в котел возвращается полностью остывшая — это может стать причиной раскола котла. Чтобы избежать термоудара, в обвязке котла обеспечивают подмешивание выходящей воды во входящую, или используют гидрострелку.
Количество контуров
Одноконтурный котел — классический и надежный вариант. В зависимости от задач он может оснащаться дополнительным оборудованием. Если к нему купить бойлер косвенного нагрева, то вы получите горячую воду.
Двухконтурный котел дает относительно недорогую возможность получить и отопление, и горячее водоснабжение. Но это вариант для небольшого дома, в котором проживают 1-2 человека. Такой котел оснащен вторым теплообменником — для ГВС, который крайне чувствителен к качеству бытовой воды и может быстро выйти из строя из-за накипи. Двухконтурный котел дороже одноконтурного, но дешевле варианта с бойлером.
Трех- и более контурные системы создаются на базе одноконтурных котлов (их может быть несколько). Новые контуры добавляются при помощи распределительных гидроколлекторов. Так можно подключить и горячую воду, и теплый пол, и сделать отдельный контур для второго этажа.
Выводы:
- Планировать отопительную систему лучше всего еще на этапе проектирования дома, но в большинстве случаев неразрешимых проблем в готовых домах нет.
- Определитесь, какие функции вам нужны от котла отопления, после этого выбирайте какое решение для этого лучше вам подходит.
- Двухконтурные котлы — вариант «два в одном». Не нужен бойлер, и есть горячая вода. Это сравнительно недорогой вариант, но для одного-двух пользователей и небольшого дома.
- Газ — лучший вариант для отопления. Иногда нужно подождать газификации, в этом случае воспользуйтесь альтернативой — дизельный котел с возможностью переоборудования в газовый.
- Твердотопливные котлы покупают, когда нет доступа к другим видам энергии.
- Электричество очень удобно для отопления, но стоит неприлично дорого.
Оборудование комплектующие и материалы
Для монтажа отопления в частном доме своими руками необходимо подготовит инструменты и комплектующее оборудование.
После того как Вы определитесь с выбором системы отопления и способом подключения, можно приступить к подсчету необходимых материалов. Используя схему дома, определяем количество труб, фитингов (тройники, углы, муфты, переходники), кранов.
Материалы для обвязки котла зависят от выбранного вами типа. Двухконтурный газовый котёл, комплектуется расширительным бачком и циркуляционным насосом. Необходимо купить только фильтры и манометр.
Для других типов котлов необходимо приобрести:
- расширительный бачок;
- циркуляционный насос (при принудительной циркуляции);
- фильтр грубой очистки;
- краны;
- фитинги для обвязки.
Способы циркуляции воды в системах отопления
Движение жидкости по замкнутому контуру (контурам) может происходить в естественном или принудительном режиме. Вода, нагретая отопительным котлом, устремляется к батареям. Эту часть контура отопления называют прямым ходом (током). Попав в батареи, теплоноситель остывает, и направляется обратно в котел для нагрева. Этот промежуток замкнутого маршрута называют обратным ходом (током). Для ускорения циркуляции теплоносителя по контуру применяют специальные циркуляционные насосы, врезаемые в трубопровод на «обратке». Выпускаются модели отопительных котлов, в конструкции которых предусмотрено наличие подобного насоса.
Естественная циркуляция теплоносителя
При естественной циркуляции движение воды в системе идет «самотеком». Это возможно за счет физического эффекта, проявляющегося при изменении плотности воды. Горячая вода имеет меньший показатель плотности. Жидкость, идущая по обратному ходу, имеет большую плотность, а потому легко вытесняет уже нагревшуюся в котле воду. Горячий теплоноситель устремляется вверх по стояку, а далее распределяется по горизонтальным магистралям, проведенным под небольшим уклоном, составляющим не более 3-5 градусов. Наличие уклона и позволяет двигаться жидкости по трубам самотеком.
Схема отопления, основанная на естественной циркуляции теплоносителя, является самой простой, а потому ее легко реализовать на практике. К тому же в этом случае не требуется наличие других коммуникаций. Однако подходит этот вариант лишь для частных домов небольшой площади, так как длина контура ограничена 30 метрами. К недостаткам можно отнести и необходимость монтажа труб большего диаметра, а также низкое давление в системе.
Схема автономной системы отопления дома с естественной циркуляцией воды (теплоносителя). Трубопровод прокладывается под уклоном, составляющим не более 5 градусов
Принудительная циркуляция теплоносителя
В автономных отопительных системах с принудительной циркуляцией воды (теплоносителя) по замкнутому контуру присутствует в обязательном порядке циркуляционный насос, который обеспечивает ускоренный ток нагретой воды к батареям, а остывшей – к нагревательному прибору. Движение воды возможно из-за разности давлений, возникающей между прямым и обратным током теплоносителя.
При монтаже данной системы не требуется соблюдать уклон магистрали трубопровода. В этом заключается преимущество, а вот существенный недостаток кроется в энергозависимости такой отопительной системы. Поэтому на случай отключения электричества в частном доме должен быть генератор (мини-электростанция), который обеспечит функционирование системы отопления в экстремальной ситуации.
Схема организации системы отопления дома, в которой циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом, врезаемым в трубопровод обратного тока
Схему с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя можно использовать при монтаже отопления в доме любой площади. При этом выбирается насос подходящей мощности и обеспечивается его бесперебойное электропитание.
Выбор устройства отопления
Водяное отопление можно осуществлять при помощи газового, электрического или твердотопливного котла.
Если в вашей местности подведен газ, то отопление газовым котлом будет удобным и наименее затратным.
При отсутствии газа в качестве источника отопления можно рассматривать электричество и традиционные виды топлива – дрова, уголь, пеллеты.
Преимущество печи на твердом топливе над электрическим котлом очевидно – цена эксплуатации.
Использование отопления электричеством на даче вполне себя оправдывает, если в холодное время вы бываете не каждый день и, соответственно, не имеете возможность контролировать ежедневные загрузки топлива или газ.
Водяное теплоснабжение для небольшого частного дома нецелесообразно, так как практичнее просто повесить электрические радиаторы.
А для большого дома использование электричества для подогрева теплоносителя может оказаться несовместимым с одновременной работой других электроприборов.
Поэтому почти наверняка ваш выбор для водяного отопления частного дома или теплоснабжения на даче будет между газовым и твердотопливным котлом (печь).
Если подключение и эксплуатация газового котла предполагает вызов специалиста, то с установкой печи реально справится своими силами.
Ряд печей укомплектован плитой для приготовления пищи, поэтому при выборе печи подумайте, будет ли удобно вам осуществлять отопление и одновременно готовить.
При расчете мощности прибора, осуществляющего отопление, можно руководствоваться следующим правилом – на 10 кв.м. помещения приходится 1 кВт мощности котла.
Стоит учитывать даже те помещения, в которых нет радиатора (например, кладовые). Мощность отопительного устройства равна или чуть меньше сумме мощностей всех секций.
Оборудование, комплектующие и материалы
Оборудование имеет уйму деталей. Их необходимо разделить на 4 неотъемлемые группы:
- Котельное отопление.
Включает котел, бак, насос и горелку. Выбор котла зависит от «питания». Бак – от выбранной системы отопления, существует открытый и закрытый. Необходимость насоса определяется выбранной системой. Все детали обговариваются при проектировании.
- Отопительные приборы.
Отвечают за обогрев постройки. По значимости не отстают от котла. Делятся в зависимости от материала приготовления:
- Чугунные;
- Биметаллические;
- Алюминиевые;
- Стальные.
Некоторые делят их по ценовой политике, надежности, исполнению (стандарт, эксклюзив и тд.).
Надежность, качество, эксплуатационный срок, полезность – основные характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе данного прибора
- Трубы.
Трубами характеризуется разводка отопления. Их вариаций настолько много, что проще будет разбить на две большие группы: металлические и полимерные. Разводка труб отопления (однотрубная схема или двухтрубная) также непосредственно влияет на их цену.
В первой группе присутствуют дорогие медные, нержавеющие и оцинкованные трубы. Также есть стальные. Металлические нуждаются в сварке и резьбовых соединениях. Достаточное прочные, но тяжелые. Работать с ними не удобно.
Вторая не имеет таких минусов. Цена приемлемая. Крайне популярны полипропиленовые. Идеальный вариант – армированные полипропиленовые трубы. Требуют сварки, но уровень сложности низкий. Также есть полиэтиленовые и металлопластиковые варианты.
- Запорно-регулирующая арматура.
Отвечает за контроль температуры путем смены потока в любом месте трубопровода. Применяются от котлов до батарей. Следующие элементы используются в роли регулировщиков:
- Различные клапаны;
- Воздухоотводчики;
- Редукторы давление;
- Краны (шаровые) и вентили;
- Манометры.
Виды тепло- и энергоносителей для систем отопления в частном доме
Отпление в частном доме по типу используемого энергоносителя может быть:
- Электрическим.
- Газовым.
По типу теплоносителя:
- Водяным.
- Воздушным.
Каждую из систем отопления подробно разберем в следующих разделах.
Классификация и особенности водяного отопления с газовыми или электрическими котлами
Изложенная ниже классификация соответствует одновременно всем видам котлов, в качестве теплоносителя для которых применяется жидкость. Это могут быть газовые, электрические, твердотопливные и пр. генераторы теплоты. Система отопления частного дома может обладать двумя видами циркуляции:
- Естественной (природной). Она возникает вследствие разницы температур и плотности теплоносителя в подающем трубопроводе и обратном. Горячие массы воды стремятся вверх, в то время как холодные – вниз. Нужно сказать, что такой метод циркуляции в наше время не имеет должной популярности. Объясняется это его недостатками, такими как медленный разогрев теплоносителя, а также требовательность к уклонам трубопроводов. Если на каком-либо участке будет малейший контруклон, то циркуляция рабочей среды будет невозможна. В таком случае подключение новых приборов отопления (например, при достройке помещений) практически исключена, так как будет нарушаться гидравлический баланс. Особых проблем доставляет пользователям естественных систем циркуляции воздух, который скапливается в трубопроводах и нарушает циркуляцию.
- Принудительной. Предполагает использование насосного оборудования. Этот вид считается современным, так как использование циркуляционного насоса решает все возможные проблемы, которые присущи предыдущему виду. Монтаж отопления в частном доме возможен даже своими руками, потому что не нужно соблюдать уклоны трубопроводов.
Система отопления может быть открытой и закрытой. В первом случае используется открытый расширительный бак, во втором – закрытый. Открытый тип является пережитком прошлого и применялся при использовании естественной циркуляции. Открытые расширительные баки плохи тем, что они позволяют теплоносителю контактировать с окружающей средой.
Не все материалы это приветствуют, потому что это приводит к коррозионным процессам.
Что касается схемы расположения трубопроводов, то здесь все довольно просто. Вы можете выбрать для своего частного дома схему:
- Однотрубную. В таком случае отопительные приборы подключены последовательно один за другим. Такая схема великолепно подойдет для одноэтажного дома.
- Двухтрубную. Характеризуется наличием двух магистралей – подающей и обратной. Подключение каждого радиатора в ней индивидуально. Есть варианты, при которых оба трубопровода располагаются наверху, внизу, либо подающий наверху, а обратный – внизу. Двухтрубная схема отопления частного дома – идеальный вариант для построек с двумя и более этажами.
Если уже вспомнили про приборы отопления, то у вас есть широкий выбор. Ориентироваться необходимо на располагаемый бюджет, а также характеристики системы. Вы можете приобрести радиаторы следующих типов:
- Чугунные. Это старая добрая классика, которая нам известна еще со времен советского союза. Яркими ее представителями являются чугунные секционные радиаторы МС140. Они характеризуются низкой стоимостью, неприхотливостью к качеству теплоносителя, а также долговечностью. Но к недостаткам относится их низкая инерционность, которая не позволяет качественно выполнять регулировку температуры в помещении.
- Алюминиевые. Обладают высокой ценой и великолепной тепловой отдачей. Не рекомендуется их использование с металлическими трубопроводами, потому что это может привести к окислительным реакциям и уменьшению срока их эксплуатации.
- Стальные. На втором месте в ценовой категории после чугунных. Их существует большое множество: панельные (штампованные), трубчатые и секционные. Категорически не допускается их использование в открытых системах отопления, так как они быстро поддаются коррозии.
- Биметаллические. Являются золотой серединой по соотношению цены и качества. Исходя из названия, можно догадаться, что они выпускаются из двух видов металлов, для этого используется сталь и алюминий. Из стали создается внутренний сердечник, который находится в алюминиевом кожухе. Такой симбиоз позволяет их использовать в системах с большим давлением и добиваться высокой теплоотдачи. Также биметаллические радиаторы не боятся гидравлических ударов.
Подключение электрического котла
