Основное преимущество частного дома состоит в том, что здесь существует полная независимость от различных коммунальных благ. При этом они должны быть, но намного эффективнее, чем предлагают сегодня коммунальные службы. Наверное, самое главное то, что в своем доме отопительный сезон может начаться, когда Вы пожелаете, и закончиться тогда, когда Вам будет удобно. Но важно и то, как он будет проходить. И ниже мы рассмотрим, как устроить отопление частного дома своими руками, предложим видео и схемы, которые помогут Вам освоить все этапы этого ответственного процесса.
Виды отопительных котлов: газовый, электрический, угольный, комбинированный. | |
Типы отопительных систем и их монтаж: воздушное отопление, водяное отопление, паровое отопление, электрическое отопление. | |
Теплые полы в частном доме. | |
Комбинированное отопление. |
Отопительную систему нельзя просто купить в магазине и установить у себя дома. Безусловно, все ее составляющие на рынке или в магазине как раз и продаются, но обойтись их одним комплектом точно не получится. Чтобы создать отопительную систему частного дома своими руками, прежде всего, Вы должны знать:
- Чем будет отапливаться дом?
- Какой нужно использовать энергоноситель в системе?
Проектирование отопительной системы – один из самых важных этапов в коммуникациях частного дома. После этого необходимо выполнить массу расчетов, чтобы определить необходимое количество радиаторов отопления и труб. Все это должно отвечать друг другу по разным параметрам.
Прежде всего, Вы должны определиться с тем, какой именно котел может отапливать дом.
Какие бывают виды отопительных котлов?
Хочется, чтобы в частном доме было тепло, и чтобы его можно было достигнуть с минимальным вмешательством человека. По этой причине отопительный котел должен покупаться, исходя из того, какой вид топлива лучше подойдет для его бесперебойной работы.
Котлы могут быть:
- электрические;
- газовые;
- угольные;
- комбинированные.
Внимание! Все современные модели котлов в той или иной степени экономичны, работают без всякого шума, имеют небольшие размеры, а также отличаются простотой в обслуживании. Однако для всех, даже если это касается угольных котлов, требуется электричество для запуска.
Газовый котел
При наличии газа в доме это самый недорогой и простой способ обогрева жилья. Современные модели газовых котлов работают бесшумно, рассчитаны на конкретную мощность, могут быть двухконтурными, а значит они способны и обогревать, и обеспечивать жилье горячей водой.
Электрический котелС помощью электричества Вы можете экологически безопасно, эффективно обогреть большое пространство. Причем диапазон мощности котлов, которые стоит использовать в частных домах, может варьироваться от 4 до 300 КВт.
Основные преимущества таких котлов:
- они могут обогревать до 300 м 2 жилища, причем находятся в два, а то и три этажа;
- им не требуется специальная вентиляция и дымоход;
- они ничего не загрязняют и не излучают;
- отличаются компактными размерами.
Некоторые недостатки:
- Требуется мощная электрическая проводка в трехфазной сети и стабильное напряжение.
- Стоимость отопления может обходиться довольно дорого.
Как и все мощные современные котлы, электрические обогревают не только жилое пространство, но и применяются для нагрева воды.
Угольный котел
Котлы, работающие на твердом топливе, достаточно эффективны. В основе их работы используется принцип действия печей Колпакова. Он заключается в следующем: уже прогретый котел требует поступление топлива для поддержания стабильной температуры теплоносителя (раз в день). Эти устройства характеризуются высоким КПД, приближенным к 100%.
Современные угольные котлы делаются напольными. Они имеют достаточно компактные размеры. Их корпус не нагревается во время работы.
Основные преимущества:
- можно топить не просто углем, но и дровами, включая отходы, которые горят (опилки, бумага, торф);
- высокая мощность;
- небольшие размеры;
- недорогой вид топлива.
Основные недостатки:
- современные твердотопливные модели котлов могут быть эффективными, но их основной недостаток – грязь во время их эксплуатации (нужно найти место под складирование угля и утилизировать перегоревшую золу);
- довольно долго разогреваются (чтобы достигнуть высокой мощности, должно пройти не меньше 30 минут, после того как топливо разгорится);
- важен грамотно сконструированный дымоход;
- больше, чем вмещает топочная камера, нельзя засыпать угля, в противном случае топливо может «заштыбоваться» (стать монолитной структурой, которую не повернуть, не достать, не разбить).
Комбинированные котлы
Эти котлы не то чтобы малоэффективны, просто их КПД составляет не больше 90%. Здесь может быть только одна комбинация – газ и твердое топливо.
Такие отопительные агрегаты используют тогда, когда дом построен, и Вы планируете подвести газ, но уже следующей зимой. По этой причине владельцы предпочитают приобрести угольно-топливный котел и первую зиму топить твердым топливом.
Переход с одного топлива на другое проходит путем смены горелок. Это довольно несложно и может производиться достаточно быстро.
Каждый котел представляет собой часть отопительной системы, хоть она и не будет очень важной. Его выбор, а именно характеристики, должны основываться на том, какой именно энергоноситель будет циркулировать в системе.
Какие бывают типы отопительных систем
Сегодня в частном доме может применяться шесть основных типов отопительных систем:
- воздушное отопление (в таком случае энергоносителем выступает горячий воздух);
- водяное отопление (по трубам циркулирует вода, которая была нагрета до необходимой температуры);
- электрическое (жилье обогревается с помощью электрических тэнов);
- паровое (по трубам циркулирует пар);
- комбинированное отопление (могут быть самые разные варианты);
- теплый пол.
Каждый из них имеет свои преимущества, но есть и некоторые недостатки.
Водяное отопление в частном доме
Самое доступное, простое, не требующее специальных условий эксплуатации – водяное отопление. Его принцип работы состоит в следующем: необходимо грамотно рассчитать количество батарей и определиться с выбором мощного котла. Нужно залить воду в готовую систему и в конце сезона сливать ее совсем не обязательно.
Нельзя не отметить то, что вода для системы отопления в частном доме может быть только отфильтрована (в то время как в центральных сетях она дополнительно смягчается), поэтому важно более внимательно выбирать батареи.Эта система является самой простой в обслуживании. Циркуляция воды в ней может происходить двумя способами:
- самотеком;
- при помощи насоса.
Как бы там ни было, система водяного отопления в частном доме, сделанная своими руками, может быть исключительно замкнутого типа.
Особенности принудительной циркуляции воды
В системе водяного отопления устанавливается центробежный или циркуляторный насос. Его основная задача – подача воды к котлу и от него (при нагревании) раз в определенный интервал.
Современные системы отопления автоматизировали этот процесс. По этой причине участие человека для запуска насоса и контроль за температурой абсолютно не нужны. Принудительная система энергоносителя дает возможность хорошо отапливать частный дом в несколько этажей.
Естественная циркуляция воды
Этот способ движения воды по системе применяется сегодня крайне редко. Он построен на элементарных законах физики, когда холодные и теплые воды перемещаются за счет различного веса. Вода самотеком может идти в той системе, где все трубы находятся под небольшим наклоном. Естественная циркуляция воды оправдана в одноэтажных домах.
В системе водяного отопления может работать любой из вышеперечисленных котлов.
Установка водяной системы отопления в частном доме
Нужно выполнить точные расчеты количества батарей и труб. Все это делается с учетом площади помещения, которую стоит отапливать. Для всех котлов, за исключением электрического, понадобится дымоход.
Система отопления частного дома может быть:
- с двумя трубами (подача и обработка);
- с одной трубой (подача нагретой воды котлом).
Для начала в нужное место по уровню выставляются радиаторы. Как их установить и выбрать, Вы можете ознакомиться с нашего видео.
Следующий этап – проведение труб. Сейчас металлические трубы использовать достаточно хлопотно и невыгодно, а полипропиленовые Вы с легкость установите своими руками.
Для отопления применяются полипропиленовые толстостенные трубы. Их укладывают по всем помещениям (чтобы они могли свободно переходить из одного в другое, нужно сделать в стенах отверстия немного больше диаметра труб). Их соединяют в нужных местах с помощью специальной сварки.
Установка двухтрубной системы
От котла к расширительному бачку ведется труба. Котел стоит установить на первом этаже дома, а бойлер на втором или же просто выше уровня котла.
После котла горячая вода направляется к бойлеру. От него выходит две трубы: вверх с охлажденной водой, вниз с нагретой. В каждом помещении трубы соединяются с батареями.Монтаж однотрубной системы
Для устройства системы отопления таким способом труб понадобится меньше. Система может быть исключительно с верхней разводкой. Она прекрасно подходит для небольших частных домов с чердаками. Батареи подключаются последовательно. Поэтому каждый следующий будет немного холоднее.
В системе должны быть:
- расширенный бак;
- котел;
- фильтры очистки воды;
- батареи;
- возможно, насос.
Внимание! Выставлять температуру в жилище с такой системой очень проблематично. Одна выключенная батарея может привести к остановке всей системы.
Как только Вы определитесь с видом системы, схемой циркуляции и разводкой труб, нужно нарисовать на бумаге схему водяного отопления дома с указанием расположения котла, батарей, запорной арматуры, фитингов, прочего дополнительного оборудования (гидроаккумулирующий или расширительный бак, циркуляционный насос, блок безопасности, фильтр и т.д.).
Также нужно измерить и нарисовать на схеме расстояние между ними, схему и диаметр разводки. При этом такие схемы должны быть разработаны по каждой комнате дома и отдельно одна общая схема для всего дома. Их составление не доставит Вам никаких сложностей, а при установке будет все просто и ясно: что и где устанавливается, способы соединения.
Монтаж водяного отопления частного дома своими руками: видео, схемы
Установка такого отопления включает следующие этапы:
- Установка одного или нескольких котлов отопления.
- Монтаж батарей.
- Разводка труб.
- Монтаж необходимого дополнительного оборудования.
- Соединение всех элементов в единую систему с помощью пайки (сварки), проводок и фитингов.
Установка котла
Установка котла отопления всегда выбирается из расчета максимального упрощения разводки труб по дому и их минимального расхода. Более того, при установке электрического или газового котла нужно учитывать место будущего или существующего ввода электропроводки или газопровода.
Выбирая место установки печи с водяным контуром или твердотопливного котла, определяющим фактором является возможность устройства дымовой трубы в определенном месте дома.
Принципиальное значение для водяного отопления с естественной циркуляции имеет высота установки котлов. В таком случае, чем ниже будет ввод «обработки» в котел, тем лучше. Оптимальным вариантом для твердотопливного котла будет размещение его на цокольном этаже дома или в подвале. При печном водяном отоплении тоже нужно, чтобы топливник с находящимся в нем теплообменником (змеевиком, регистром) располагался как можно ниже.Установка радиаторов отопления
Обычно радиаторы располагают у входа в помещение или под окнами. Их установка производится в зависимости от их размеров и вида на соответствующее крепление. Чем больший будет вес радиатора отопления, тем надежнее должно быть крепление.
Батареи устанавливаются горизонтально с незначительными отступами от пола (60 мм) и от подоконника – 100 мм. Хорошо, если Вы установите краны (запарную арматуру), автоматический воздушный клапан и регулятор на каждый радиатор. Запорная арматура понадобится для отключения радиатора от системы отопления. Воздушный клапан автоматически стравливает воздух из радиатора, как при пуске системы отопления, так и во время его эксплуатации.
Разводка труб и установка дополнительного оборудования
Как правило, разводку труб начинают от отопительного котла, согласно с составленной ранее монтажной схемой, и с применением необходимых фитингов (тройников, уголков, соединителей, переходников и т.д.). Все виды труб отличаются своими особенностями монтажа и разводки.
Разводка может быть открытого типа, когда трубы отопления остаются на виду, и скрытой, когда он укладывается в специальные борозды или ниши и после монтажа заделывается с помощью шпаклевки или штукатурки.
Вместе с разводкой труб осуществляется подключение батарей и установка дополнительного оборудования водяного отопления дома. В закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией – это монтаж циркуляционного насоса, фильтра, гидроаккумулирующего бака, блока безопасности (манометр, предохранительный и воздушный клапаны). В открытых системах отопления с естественной циркуляцией – это расширительный бак, устанавливающийся в самой высокой точке водяного отопления.
Обычно в открытых системах с принудительной циркуляцией расширительный бак устанавливается перед циркуляционным насосом и закрепляется на максимальной высоте (на чердаке или под потолком).
Воздушное отопление
Такой способ обогрева сейчас достаточно востребован. Воздушное отопление подразумевает наличие в каждой комнате специальных вентканалов или калориферов, через которых поступает горячий воздух. Такие устройства располагаются на потолке или стенах.
Выделяют три вида воздушного отопления:
- центральное;
- местное;
- завесы из воздуха.
Местное отопление
Этот способ обогрева жилища нельзя относить к полноценному отоплению, но как бы там ни было, он может быть качественным. Для этого в каждом помещении нужно установить тепловые пушки или тепловентиляторы и радоваться теплу. Тепло будет находиться в комнате, только при условии, если двери будут закрыты.
Тепловой вентилятор устанавливается в комнате, но Вы сможете вмонтировать его в стену, в качестве части центрального воздушного отопления.
Центральное отопление дома
Системы, где горячий воздух подается в дом централизовано, могут быть:
- с полной рециркуляцией;
- с прямоточной рециркуляцией;
- с частичной рециркуляцией.
Как правило, вентиляционные каналы находятся над навесным потолком, оставляя отверстия, через которые в помещение будет поступать горячий воздух.
Все это можно сделать и в стенах, если пространство позволяет забрать определенную часть с целью спрятать трубы.
Воздушные завесы
Устройства, которые напоминают кондиционеры, должны устанавливаться рядом с входными дверями или над ними. Из занавеса выходит струя теплого воздуха, блокирующего холодный, проникающий в помещение во время открывания двери. Такой занавес в частном доме можно установить исключительно при входе в него, при условии если двери часто открываются.
Сделать воздушное отопление в частном доме своими руками будет дорож, чем водяное. Любой котел (чаще всего газовый или электрический) может нагревать воздух.
Преимущества такой системы отопления:
- Циркуляция теплого воздуха всегда осуществляется по завершению его фильтрации.
- В доме царит постоянный приток свежего воздуха, поскольку система берет его с улицы.
- Возможность установки капельного увлажнителя воздуха.
Недостатки:
- Дороговизна монтажа.
- Невозможность смонтировать систему в доме.
Монтаж воздушного отопления частного дома своими руками: видео, схемы
Воздушное отопление загородного дома, сделанное своими руками, подразумевает наличие такого оборудования:
- теплогенератора;
- воздухоотводов;
- декоративных решеток;
- вентилятора;
- рукавов для забора воздуха снаружи дома.
Основные этапы монтажа
Воздушное оборудование своими руками проходит в несколько этапов:
- монтаж теплообменника и котла;
- установка вентилятора;
- монтаж, разводка воздухоотводов;
- утепление подающих и обратных каналов;
- создание отверстия в стене постройки для забора воздуха и монтаж рукава.
Процесс разводки всегда начинается с присоединения к магистрали подающего канала гибких воздухоотводов. Обычно они имеют круглое сечение. Затем делают обратный воздухоотвод, диаметр которого больше, но выходов у такого канала будет меньше, чем у подающего.
Чтобы в рукаве не образовался конденсат, его стоит утеплить. Затем в трубе устанавливают дроссельную заслонку, с помощью которой осуществляется процесс регулирования количества попадающего свежего воздуха. Когда система будет смонтирована, есть смысл скрыть все провода и трубы гипсокартонными коробами, придав помещению большей эстетичности.
Электрическое отопление
В основе этого отопления заложено наличие электрического конвектора в каждом помещении. Чем современнее устройств, тем больше оно имеет функций. К примеру, это может быть регулятор температуры. Он может быть автоматическим: Вы сами задаете температуру, при которой конвектор отключается, а при ее снижении включается.
Преимущества электрического отопления:
- быстрота монтажа;
- удобство в эксплуатации;
- возможность помещения конвекторов между помещениями.
Недостатки:
- наличие хорошей электросети;
- большие расходы на электроэнергию.
Это отопление будет оправданным, только в качестве временного варианта, и там где отсутствуют другие виды топлива.
Паровое отопление
Его принцип действия точно такой же, как и в водяной системе. Единственное отличие состоит в том, что по трубам циркулирует пар. Этот тип отопления используется в частных домах. Его принцип работы и монтажа точно такой же, как при циркуляции воздуха.
Отапливать помещение таким способом можно с помощью специальных котлов, работающих вместе с устройством, которое вырабатывает пар. В системе должны быть фильтры, подготавливающие воду, перед тем как она перейдет в газообразное состояние.
У такой системы для частного дома намного больше недостатков, чем достоинств:
- довольно дорогой монтаж (учитывая особый котел и фильтры);
- эксплуатация системы может быть опасной (если лопнет батарея или труба, то находящийся рядом человек может получить ожог).
К преимуществам стоит отнести экономию энергоносителя и скорость нагревания всей системы отопления.
Монтаж электрического отопления частного дома своими руками: видео, схемы
Электрические котлы по способу установки делятся на настенные и напольные. Важное преимущество такого котла – для его монтажа не понадобится дополнительное помещение. Более того, он удобный в переноске и легкий в демонтаже.
Установка производится в кратчайшие сроки. Прибор устанавливают в домах, имеющих площадь до 500 м 2 .Нельзя не отметить то, что электрический котел Вы сможете устанавливать самостоятельно, и Вам не потребуется большое количество согласований (только разрешение от Энергонадзора).
Котел крепится к стене анкерными болтами или дюбелями. Прибор должен ровно висеть, в горизонтальной или в вертикальной плоскости (в зависимости от конкретной модели).
Обычно напольные котлы устанавливаются на специальные подставки, а для перекрытия воды используются шаровые краны. Важный момент: во время подключения котла воду в отопительной системе необходимо перекрыть.
Подсоединив котел к отопительной системе, начинают работу с электрической частью. Понадобится монтаж, автоматический выключатель, заземление.
Сечение проводов выбирают с полным учетом рекомендаций от компании-производителя и в строгом соответствии с мощностью прибора. Присоединив котел к электропитанию, нужно заполнить систему водой и затем проверить ее работу.
Система «теплый» пол
На первом этаже частного дома часто устанавливают теплый пол. Однако лучше всего тепло поступает через керамическую плитку. Поэтому устройство такой системы, где в качестве напольного покрытия используется паркет, ламинат или линолеум, нецелесообразно, так как они отличаются низкой проводимостью тепла.
Суть в этих системах одна – тепло будет проникать в помещение сразу, а монтаж, как и принцип действия, отличаются.
Водяной теплый пол
Трубы, которые подключены к общей системе водяного отопления, укладываются на ровную поверхность на специальную подложку, не позволяющую теплу уходить вниз.
Монтаж водяного теплого пола своими руками: видео, схемы
- Подготовительный этап.
Прежде чем устанавливать теплый пол от отопления, нужно подготовить ровное и прочное основание. В его состав входит паро- или гидроизоляция, утеплитель и цементно-песчаная стяжка.
Более того, помещение должно быть укомплектовано дверями и окнами и должно иметь оштукатуренные стены, размеченные места подсоединений канализационного, отопительного и водяного трубопровода.
- Подготовка плиты перекрытия.
Если Вы монтируете теплый пол на железобетонную плиту перекрытия, то сперва на нее укладывают слой гидро- или пароизоляции. Применяют обмазочную гидроизоляцию на основе битума или оклеечную с использованием стеклохолста, рубероида, стеклоткани, которые тоже приклеивают составами, включающие битум.
В качестве пароизоляции можно применять полиэтиленовую плитку, толщина которой должна быть не меньше 0,2 мм или прочие аналогичные материалы. И паро-, и гидроизоляция должны предохранять утеплитель от влаги, которая может образоваться в результате образования конденсата при взаимодействии холодной земли и теплой плиты перекрытия.
Оклеечную гидроизоляцию или пароизоляцию из пленки проводят, укладывая полосы материала с нахлестом в 10-15 см. Если применяется пленка, то нужно скрепить края полотнищ с помощью скотча. Они закрепляют битумными составами. Каждый вид изоляции заводят на вертикальные поверхности над утеплителем и приклеивают к стенам дома.
- Подготовка грунтового основания.
Нередко индивидуальные дома строят без плит перекрытия, когда не устраивают подвальные помещения. В таком случае выполняют подготовку из щебня и песка послойно, с высотой слоя в пределах 10 см. Причем каждый слой увлажнят и трамбуют.
Затем площадь помещения, где Вы планируете монтаж водяного пола, заливают бетонной смесью. Для надежности Вы сможете уложить арматурную сетку.
Поверхность обязательно должна быть горизонтальной, для чего применяется строительный уровень. Бетон заливают по маячным рейкам, которые, помимо соблюдения горизонтальности, выполняют функцию температурных швов. Согласно строительным правилам и нормам, допустимы перепады по горизонтали не больше 1 см.
- Утеплитель.
Теплоизоляция – важное звено в системе такого пола. Она должна закрывать теплу доступ от труб с горячей водой в нижнюю зону подпольного пространства – в подвал или грунт, и соответственно наоборот, направлять тепло вверх в жилое помещение.
Внимание! От правильно выбранного материала для обеспечения теплоизоляции и его толщины зависит, насколько выгодным будет отопление.
Расчет толщины такого утепляющего слоя делают на основе:
- особенностей климата;
- данных о материале стен;
- уровня грунтовых вод – ели отсутствует плита перекрытия;
- объема помещения, где устанавливают теплый пол.
Толщина утепляющего слоя, по которому выполняется стяжка полов, над холодным подвалом или грунтовым основанием, согласно нормативам, должна быть от 50 мм. Для плит перекрытия она может быть меньшей.
В роле утеплителя обычно используют пенополистирол, который покрыт фольгой с одной стороны. При его использовании могут возникнуть некоторые неудобства, поскольку закрепление труб нужно выполнять подручными средствами, к примеру, клипсами или хомутами.
Сегодня на рынке предлагается огромное количество плит из пенополистирола, укладка которых осуществляется с лучшим качеством и быстрее. Их конструкция предусматривает надежное крепление между собой в результате замковых устройств. Как следствие, создается прочное, сплошное и ровное основание.
Этот материал покрыт пароизоляцией в виде пленки из полистирола и отличается высокой плотностью. Более того, в теле плит есть специальные каналы, в которые укладываются трубы отопления.
При их установке не требуется рулетка или прочие измерительные инструменты, так как на их краях находится линейная разметка. Таким образом, осуществлять монтаж можно гораздо быстрее. Поэтому преимуществ у таких плит предостаточно, чтобы Вы смогли остановить свой выбор именно на них.Важно укладывать пенополистирольные плиты по площади пола, а не просто в местах прохождения труб подпольного отопления. Это будет залогом высокой прочности бетонной стяжки, а также надежности всей отопительной системы.
Электрический теплый пол
Отличается простотой монтажа. На поверхность укладываются готовые маты, а сверху производится минимальная стяжка. Правда, Вы можете обойтись и без нее.
Предлагается и более дешевый вариант. На специальную подложку нужно уложить кабель, который закрепляют, а сверху напольное покрытие или стяжка.
Обычно теплые полы представляют только часть общей системы отопления.
Монтаж электрического теплого пола своими руками: видео, схемы
Предлагаем рассмотреть самостоятельную установку электрического пола в частном доме (точно так же он производится и в квартире). Нужно убедиться в том, что заложенная в доме проводка способна справиться с нагрузками от нагревательных элементов, и у Вас установлены автоматические включатели определенной мощности.
- Теплоизоляция.
Перед тем как монтировать теплый пол, необходимо уложить слой теплоизоляции из вспененного пенополистирола, толщиной в 20-50 мм. Это важно, если под полом находится холодное помещение. Теплоизоляцию нужно укладывать на выровненное основание и для надежности неплохо было бы уложить ее на специальный клей.
- Армирование.
Затем нужно произвести армированную стяжку, толщиной раствора в 10-20 мм. Вы можете армировать как пластиковой, так и оцинкованной штукатурной сеткой. Поверх стяжки укладывается фольга для отражения инфракрасного излучения от нагревательных элементов.
- Заливка пола.
Приступаем к установке электрического пола своими руками и выбираем место расположения нагревательного кабеля, учитывая расстановку разной мебели, убедившись, что провода находятся на расстоянии до 5 см от мебели. Осуществляя прокладку нагревательного кабеля, нужно крепить его к нижнему основанию с помощью монтажной пены, после чего заливают цементно-песчаной стяжкой или готовой смесью.
Разные технологичные сложности, возникающие при монтаже, Вы сможете увидеть, изучая видео работ по монтажу электрического теплого пола своими руками, где они будут выполнены опытными мастерами. Вместе с укладкой кабеля в толщине стяжки укладывают и датчик системы регулировки температуры, устанавливают терморегулятор (в одном месте), который позволяет регулировать температуру пола по своему усмотрению.Комбинированное отопление
Используя комбинированное отопление в доме, у Вас может получиться так: в некоторых помещениях, чаще в ванной, на кухне, коридорах, устраиваются теплые полы, а в спальне и гостиной водяное отопление. Но можно пойти и другим путем: во всем доме будет находиться водяное отопление, а в нескольких помещениях (к примеру, которые достраивались позже) – электрическое. Самый выгодный вариант – когда в системе один теплоноситель и один котел.
После того как Вы смонтируете любую из вышеперечисленных систем отопления, необходимо запускать в нее энергоноситель и осуществить подключение котла. Для этого рекомендуем пригласить специалиста из того сервисного центра, где был куплен котел. Его пуск пройдет нормально, и никаких сюрпризов от отопительного сезона Вам ждать не придется, а в следующие разы Вам не понадобятся услуги такого специалиста.Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.
Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.
Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства : технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.
Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.
Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.
Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!
Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.
Начальные положения
Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.
Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.
Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину , а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.
Поконкретнее – в DIN заложена глухая , из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.
Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.
Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.
О двух котлах
На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?
Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.
Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.
О чем нужно помнить!
Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию . Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.
Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.
Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.
Чем греться?
Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.
Воздух
Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.
Первый случай – . Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.
Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.
Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.
Пар
Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен , а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.
Вода и антифриз
На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление : теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.
Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.
СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях , скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.
Чем топить?
Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе . По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.
Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.
Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.
Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.
Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:
P = (ξp)/η (1),
где η – паспортный КПД котла;
ξ – сезонный коэффициент использования мощности котла.
Для Москвы ξ = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.
Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:
e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),
и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:
M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),
ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.
Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.
Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.
Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.
Отопление в доме
Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:
- Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
- Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
- Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
- При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
- Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
- Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
- Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
- Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.
После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.
Зоны комфортности
Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:- Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся , (особенно – ), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, и т.п.
- Спальная зона – кроме , это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
- Жилая зона – , столовая, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
- Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
- Зона временного пользования, или проходная зона – , лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
- Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.
Планировка
Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:
- На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
- Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
- Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
- Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
- Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
- Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.
Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.
Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.
Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.
Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.
Расчет теплопотерь
Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:
- Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
- Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
- Средняя температура за зиму, сведения – там же.
- Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.
Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.
При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.
Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.
Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.
Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ΔT берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:
- Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ξ.
- Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
- Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.
С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.
В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.
Ставим батареи
Какие?
В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:
- Стальные тонкостенные – самые дешевые.
- Алюминиевые.
- Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
- Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.
Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.
Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.
В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.
Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.
Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.
Расчет радиаторов
Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».
Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.
Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.
Где ставить?
Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.
Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.
Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.
Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.
Об экранировании батарей
В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив , см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.
Выбираем систему
Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.
Открытая или закрытая?
Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:
- Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
- Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
- При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
- Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.
Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:
Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:
- Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
- Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
- 2 – системный манометр.
- 4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
- 7 – радиаторы отопления.
- 15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
- 8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
- 9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
- 11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
- 14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.
Как раздать тепло?
Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.
О лениградке
В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.
Схема СО “Лениградка”
Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.
Видео: система отопления “Ленинградка”
- Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
- Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
- Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.
Одна труба
Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.
Однако распространена мало из-за следующих недостатков:
- Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
- Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
- Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
- Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
- Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.
Две трубы
Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.
Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.
Комби
Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.
Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:
- Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
- Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
- Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.
Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.
Разводка
Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.
О трубах
Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно . Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.
Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.
Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».
Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.
Об уклонах
Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.
Расчет котла
Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:
- Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
- Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
- Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
- Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
- Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
- Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.
Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.
Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.
Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!
Электроотопление
Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.
ВИН
ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.
Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.
Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.
ИК-картины
Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.
Инфракрасные нагреватели – картины
ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.
Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.
Альтернативная энергия
В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно : инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.
(ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.
Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%
Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.
Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.
Напоследок о печах
Печное отопление , безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.
Постепенное удорожание комплектующих и низкое качество работ, выполняемых монтажными бригадами, заставляет домовладельцев лично обустраивать обогрев загородных коттеджей. Но энтузиазм лучше подкрепить базовыми знаниями, иначе придется устранять ошибки, снова тратить деньги. Предлагаем рассмотреть каждый этап организации отопления частного дома - от проектирования и выбора оптимальной схемы до монтажа оборудования своими руками.
Варианты обогрева жилого дома
Общеизвестный и самый распространенный способ отопить собственный дом или квартиру – сделать водяную систему. Принцип действия: теплоноситель нагревается котлом либо другим источником, затем по трубам передается отопительным приборам – радиаторам, теплым полам (сокращенно – ТП) или плинтусным обогревателям.
Помещенный внутрь печки теплообменник нагревает воду, направляемую насосом к батареямПримечание. Водяное отопление используется в 99% многоквартирных домов и административных зданий. Практикуется 2 способа подачи теплоносителя – из централизованной городской сети либо от индивидуальной котельной, обслуживающей конкретное сооружение.
Теперь перечислим альтернативные варианты обогрева:
- Печной. Устанавливается металлическая буржуйка или строится полноценная кирпичная печь. При желании в топку либо дымовые каналы печки встраивается водяной контур (показан выше на фото).
- Чисто электрической - конвекторы, инфракрасные и масляные обогреватели, спиральные тепловентиляторы. Более современный способ – устройство греющих полов с применением резистивных кабелей либо полимерной пленки. Последнюю называют инфракрасной, карбоновой.
- Воздушный. Источник тепла прогревает очищенный фильтрами уличный воздух, который принудительно нагнетается в комнаты мощным вентилятором. Более простой и дешевый вариант – установка в жилых помещениях газовых конвекторов.
- Комбинированный - печь на дровах + электрообогреватели любого типа.
Схема обогрева ванной комнаты электрическими теплыми полами
- для нагрева воды можно использовать любой энергоноситель либо комбинировать несколько видов топлива, устанавливая 2-3 котла;
- при высоких требованиях к дизайну интерьера трубная разводка монтируется скрытым способом, вместо батарей применяются плинтусные нагреватели или контуры ТП;
- возможность организовать горячее водоснабжение (ГВС) - установить двухконтурный котел либо бойлер косвенного нагрева (в зависимости от количества потребляемой воды);
- к системе можно подключить альтернативные источники энергии – солнечные коллекторы, тепловой насос;
- при необходимости отопление в частном доме делается полностью автономным – трубы прокладываются по самотечной (гравитационной) схеме плюс ставится котельный агрегат, не требующий подключения к электросети;
- система хорошо поддается регулировке, автоматизации и дистанционному управлению через сотовую связь либо интернет.
Единственный недостаток водяных сетей – стоимость монтажа, оборудования и запорно-регулирующей арматуры. Закупка и подключение электрических нагревателей обойдется дешевле, но ограничение в плане выбора топлива приведет к увеличению эксплуатационных расходов.
Строительство кирпичной печи – мероприятие дорогостоящее и трудоемкое. Доступная по цене железная буржуйка обогреет 2-3 смежных комнаты, потому сгодится лишь для дачи или бытовки.
Устройство в загородном коттедже полноценного воздушного обогрева обойдется еще дороже возведения печки. Надо приобрести вентиляционный агрегат с рекуператором, играющий роль нагнетателя, очистителя и нагревателя воздуха. Затем организовать приток и вытяжку - провести воздуховоды во все помещения. О подводных камнях воздушного отопления расскажет эксперт на видео:
Выбираем энергоноситель
Основной критерий выбора – стоимость энергоносителей, зависящая от страны и региона проживания. Если в РФ несомненным лидером является природный газ, то в остальных государствах бывшего СССР картина другая – первое место занимают дрова, брикеты и уголь. Не забудьте об электроэнергии, отпускаемой по вдвое меньшему ночному тарифу.
Выбирая подходящий вид топлива, стоит учесть пять факторов (помимо цены):
- эффективность (КПД) работы отопительного оборудования, использующего этот энергоноситель;
- удобство при эксплуатации;
- как часто придется обслуживать агрегаты, расценки на вызов мастера;
- требования к складированию.
Ниже приведем сравнительную таблицу, где показаны цены различных энергоносителей и сколько стоит киловатт тепла, полученный в реальных условиях. Площадь здания – 100 м², регион – Московская обл.
Примечание. Результаты расчетов и цены даны по состоянию на 15.02.2018. Со временем данные теряют актуальность, но разница в стоимости 1 кВт сохраняется.
По приведенным в таблице цифрам гораздо проще найти подходящий вариант (или несколько). Только сделайте поправку на стоимость энергоносителей в своем регионе. По другим критериям выбора дадим 4 совета:
- Удобнее всего пользоваться газовым и электронагревательным оборудованием. Не нужно ничего складировать, постоянно обслуживать и возиться с чисткой водогрейных аппаратов.
- Сжигать уголь и дрова - самый экономный способ обогрева. За сбережение средств придется расплачиваться трудом – пилить, носить, загружать топку, чистить дымоход. Сжигать брикеты и пеллеты комфортнее, но возрастает цена котельной установки и самого топлива. Плюс понадобится хранилище для складирования.
- Солярка либо сжиженный газ – лучшее решение для обустройства автономного и одновременно комфортного отопления, когда прочие энергоносители недоступны. Минус – приличная стоимость горючего и монтажа топливной емкости.
- Проверенный вариант – совмещение 2-3 энергоносителей. Распространенный пример: твердое топливо + электричество по ночному тарифу.
Важно! В закрытой системе, работающей под давлением, всегда присутствует группа безопасности – манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан. Точка монтажа – труба подачи на выходе из котла. Чтобы грязь и песок не попадали внутрь теплообменника, на обратке перед отопителем ставится фильтр - грязевик.
Устройство отопления начинается с установки батарей в заранее подготовленных местах под окнами или на угловых наружных стенах. Приборы подвешиваются на специальные крюки, прикрепляемые к самой конструкции либо гипсокартонной отделке. Неиспользуемый нижний выход радиатора закрывается пробкой, сверху вкручивается кран Маевского.
Трубопроводная сеть монтируется согласно технологии сборки тех или иных пластиковых труб. Чтобы уберечь вас от ошибок, дадим несколько общих рекомендаций:
Монтажная хитрость. Не заливайте стяжку ТП, пока не заполните контуры водой и не прогреете систему. Цель – повысить давление в пластиковых трубах и заставить их удлиниться, то есть, ввести в рабочий режим. Тогда материал не прогнется под весом монолита и не всплывет, если раствор получится жидким.
В заключение о теплоносителе и запуске системы
Когда загородный дом посещается и топится периодически, заполнять систему водой нельзя – замерзнет и порвет трубы с радиаторами. В подобных случаях применяется незамерзающий теплоноситель – . Особенности жидкости – повышенная текучесть и меньшая теплоемкость (разница с водой – 15%). Вывод: стыки труб нужно монтировать качественно плюс наращивать мощность батарей.
При закачке теплоносителя и запуске отопления важно по максимуму выпустить воздух из системы. В процессе заполнения нужно открывать ручные краны Маевского на всех радиаторах, пока из технологического отверстия не побежит вода. Петли ТП заполняются поочередно, воздух уходит через автоматический клапан на коллекторе.
Проблема организации системы отопления собственного дома – одна из ключевых при проведении строительства, реконструкции, капитального ремонта и т.п . Даже при покупке готового загородного здания следует этому вопросу уделять самое пристальное внимание. А для этого в обязательном порядке следует иметь представление о существующих типах отопительных систем, об их достоинствах и недостатках, об эксплуатационных особенностях.
Изо всех видов отопления лидером по по пулярности остается водяное – с трубами, переносящими разогретый жидкий теплоноситель от котла к радиаторам, конвекторам или контурам теплого пола. Несмотря на громоздкость такой системы, масштабность работ при создании, реальной альтернативы, если оценивать по совместным критериям «ценовая доступность – эффективность – экономичность», пока нет. Ну а уже среди всех водяных систем наиболее проста в исполнении – однотрубная. Как планируется и монтируется однотрубная система отопления частного дома своими руками – будет рассмотрено в настоящей публикации.
Что отличает однотрубную систему отопления
Главная особенность однотрубной системы отопления, наверное, уже сразу понятна из самого названия.
Циркуляция теплоносителя здесь организована по одной магистральной трубе, которая образует кольцо, начинающееся и заканчивающееся в отопительном котле. К этой трубе последовательно или параллельно подключены все радиаторы отопления.
Отличить внешне однотрубную и двухтрубную систему – совсем несложно, даже просто взглянув на радиатор отопления.
Несмотря на разницу в подключении радиаторов — все это однотрубная система
Несмотря на разнообразие вариантов подключения батарей, представленное на рисунке, все это относится к однотрубной разводке. Варианты «а» и «б» показывает последовательное размещение радиаторов – труба как бы проходит сквозь них. В вариантах «в» и «г» батареи поставлены параллельно трубе. Но в любом случае , и вход и выход из любого радиатора «опираются» на одну общую магистраль.
Для наглядности, чтобы легче было разобраться, приведем схему двухтрубной разводки:
Всегда, при любой схеме врезки батареи, вход в нее идет от магистрали подачи, а выход замыкается на трубу «обратки».
Подробнее о том, что собой представляет , читайте в специальной статье нашего портала.
Даже неискушенному в вопросах создания системы отопления, скорее всего, сразу становится понятен основной недостаток однотрубной схемы. Разогретый в котле теплоноситель, проходя последовательно через расположенные радиаторы, остывает, и в каждой последующей батарее его температура ниже. Особенно заметен будет этот перепад, если сравнить первую точку теплообмена, расположенную ближе всего к котельной, с самой последней в «цепи».
Существуют определенные методы, позволяющие в определенной мере нивелировать этот недостаток – о них будет рассказано ниже.
Достоинства однотрубной системы
Как бы то ни было, однотрубная схема системы отопления пользуется достаточно широкой популярностью, которая обусловлена ее преимуществами:
- Такая разводка требует минимального количества материала – (можно смело говорить примерно о 30 – 40% экономии на трубах).
- Исходя из первого пункта – существенно меньше масштаб проводимых монтажных работ.
- Схема разводки несложна, и потому с задачей самостоятельного монтажа сможет справиться большинство хозяев , имеющих определенные навыки в сантехнических работах.
- Однотрубная система является чрезвычайно надежной – один раз правильно смонтированная и отлаженная, она не будет требовать вмешательства в свою работу долгие годы. При этом не требуется каких-либо сложных регулировочных узлов или оборудования.
- Подобная система – достаточно универсальна, и при желании ее можно смонтировать как в одноэтажном доме, так и на нескольких уровнях, естественно, несколько меняя требуемую оснастку и адаптируя схему подключения.
Одна труба проходит вдоль поверхности пола — она не слишком бросается в глаза и ее несложно задекорировать
- Магистральная труба всегда проходит вдоль пола (за исключением вариантов со стояками, которые будут рассмотрены ниже). Подобное расположение дает возможность без особых затрат задекорировать трубу, например, закрыв ее , после соответствующей термоизоляции, финишным напольным покрытием. Да и, в конце концов, одна низкорасположенная труба не так бросается в глаза, и скрыть ее всегда проще, нежели две.
Недостатки однотрубной схемы отопления
Однотрубные системы отопления активно применялись в промышленном масштабе, при возведении жилых и общественных зданий. Строителей, наверняка , в полной мере устраивали простота монтажа и экономичность в плане расхода материалов, поэтому недостатки системы отходили на второй план. Но вот при частном строительстве «минусы» однотрубной системы и знать, и принимать в расчет придется , так как они достаточно существенные.
- О главном уже упоминалось – в самом упрощенном виде разводки невозможно добиться равенства температур теплоносителя во всех батареях контура.Один из выходов – это постепенно увеличивать количество секций от помещения к помещению по мере удаления от котла, чтобы достичь равной теплоотдачи за счет повышения площади активного теплообмена. Но при этом , понятно, уже сложно будет говорить об экономии на материалах – радиаторы могут стоить куда больше, чем трубы.
Есть и другие способы выравнивания температуры – о них разговор пойдет ниже.
- Если планируется система отопления с естественной циркуляцией, то можно столкнуться с трудностями в плане соблюдения обязательного требуемого уклона труб. При однотрубной системе магистраль расположена вдоль пола, и если помещение достаточно просторное, или периметр зд ания имеет большую протяженность , то справиться с такой задачей порой просто невозможно.
Вывод – однотрубная система с естественной циркуляцией подойдет лишь для компактных в плане зданий. В ином случае – установка циркуляционного насоса станет обязательной. Впрочем, установить насос сейчас с тараются при любой возможности, а многие современные котлы отопления уже имеют встроенный узел обеспечения циркуляции.
- Однотрубная система совершенно исключает врезку в нее , помимо радиаторов отопления, контуров «теплых полов». Если в перспективе хозяева предполагают в каком-либо из помещений организовать водный подогрев пола, то лучше сразу монтировать двухтрубную систему.
Подробнее о – в специальной статье нашего портала:
Схемы разводки однотрубной системы отопления
Общий контур однотрубной системы чаще всего располагается вдоль внешних стен помещений дома и проходит параллельно полу (или с необходимым уклоном). А вот схема включения в этот контур радиаторов отопления может различаться. Рассмотрим возможные варианты – от самых простых к более сложным и эффективным.
Так как принципиальная схема разводки труб и общей оснастки не меняется, то от рисунка к рисунку сохранится общая нумерация узлов, с указанием только вновь появившихся элементов.
Возможно, вас заинтересует информация о том, как работает в системе отопления
Самые простейшие схемы
А. Самая простая разводка однотрубной системы:
Цифрами на схеме показаны:
1- отопительный котел . От котла вверх уходит главная труба подачи (поз. 2). На схеме представлен вариант однотрубной системы отопления открытого типа , поэтому в самой верхней точке разводки смонтирован расширительный бак (поз. 3).
Цены на разные виды котлов отопления
котлы отопления
Если система работает по принципу естественной циркуляции, то для однотрубной разводки обязателен стартовый участок – так называемый «разгонный коллектор» (поз. 4). Он не допустить застоя теплоносителя в системе и придаст дополнительный импульс циркуляции жидкости по трубам. Высота этого разгонного коллектора над первым радиатором (h 1) – не менее полутора метров.
Сами радиаторы отопления (поз. 5) в простейшей схеме установлены последовательно с нижним подключением входа и выхода с противоположных сторон. Понятно, что при прокладке трубы для обеспечения естественной циркуляции соблюдается уклон (он показан коричневыми стрелками).Мало того, должно быть соблюдено превышение последнего радиатора в цепочке над котлом отопления (h 2). Чем больше эта величина, тем лучше, поэтому котельные нередко размещают в цокольных помещениях или делают искусственное заглубление пола в месте установки прибора. Максимально допустимое значение h 2 – 3 метра.
Чтобы избежать всех этих сложностей, оптимальным решением станет установка насосного узла (поз. 6).Он включает сам насос (поз. 7), байпас (перемычку) и систему кранов (поз. 8) которые позволяют при необходимости проводить переключение с принудительной циркуляции на естественную (например, если в районе постройки перебои с электропитанием не являются редкостью).
Необходимо предусмотреть еще один момент – возможность выпуска воздушных пробок , которые могут скопиться в верхней точке радиаторов. Для этого на батареях размещают воздухоотводчики (поз. 9).
Слева — кран Маевского. Справа — автоматический воздухоотводчик
Они могут представлять собой краны Маевского, которые периодически откручиваются для выхода воздуха. Более дорогой вариант – автоматические воздухоотводчики , которые не требуют вмешательства человека.
Цены на кран Маевского
кран маевского 1/2
Такая схема подключения радиаторов является самой примитивной, так как в ней в максимальной степени сказываются все недостатки однотрубной системы. Последние радиаторы в контуре всегда будут значительно холоднее первых.
Б. В следующей схеме предусмотрено лишь одно улучшение – радиаторы подключены по диагонали (показано фиолетовым стрелками).
Такое прохождение теплоносителя через батарею способствует максимальной отдаче тепловой энергии и более равномерному прогреву всех секций. Но разница температур в первом и последнем радиаторе, очевидно, будет еще выше. Кроме того, такая схема врезки батарей существенно снижает возможности естественной циркуляции теплоносителя, а при длинном общем контуре вообще станет невозможной.Значит, без циркуляционного узла обойтись не удастся.
В. Для такой разводки больше подойдет система открытого или закрытого типа с принудительной циркуляцией. На схеме ниже представлен вариант с герметичным расширительным бачком.
Насос в данном случае врезан непосредственно в магистральную трубу (хотя может сохраниться и ране указанная схема его обвязки). Основное же отличие – это расширительный бак мембранного типа (поз. 10), который обычно устанавливается на «обратке» неподалеку от котла (регламентации здесь нет – выбирается оптимальное с точки зрения компоновки и удобства эксплуатации место). И второй обязательный элемент – «группа безопасности» (поз. 11), состоящая из предохранительного клапана , рассчитанного на определенное значение предельного давления в системе, автоматического воздухоотводчика и прибора визуального контроля – манометра.
Собранная в одном корпусе «группа безопасности»
В дальнейшем, при рассмотрении схем будет показана только закрытая система с принудительной циркуляцией. Это делается лишь для того, чтобы не перегружать рисунки линиями. А в целом же перед владельцем дома выбор остается тот же – закрытый или открытый расширительный бак, а циркуляция естественная, принудительная или комбинированная.
У всех трех приведённых выше схем есть один общий важный недостаток. Он заключается в том, что при выходе из строя и аварийного демонтажа любого из радиаторов система становится временно полностью неработоспособной, так как контур разрывается.
Поэтому, если уже принято решение смонтировать однотрубную систему отопления, то оптимальным выбором станет «ленинградка», которая позволяет уйти от многих характерных недостатков и дает больше возможностей в плане регулировок.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какие бывают
Модернизированный вариант однотрубной системы отопления – «ленинградка »
Откуда пошло это устоявшее название, «ленинградка», доподлинно неизвестно. Возможно, именно в Северной столице специалистами НИИ был разработан технический регламент подобной системы отопления. Не исключено, что при начале масштабного жилого строительства в стране какие-то ленинградские строительные организации первыми поставили такую схему «на поток». Как бы то ни было, именно «ленинградка» была рассчитана на массовое строительство, как малоэтажное, так и высотное, и ее конструкция, при экономичности в плане расхода материалов и при несложности монтажа, позволяет достаточно эффективно использовать тепловую энергию в больших по протяжённости контурах отопления.
Главное отличие «ленинградки» — вход и выход на каждом из радиаторов соединены перемычкой – байпасом. Или же другой вариант – от магистральной трубы сделаны отводы ко входу и выходу каждой из батарей.
Цены на байпасы
Принципиальная схема «ленинградки» показана на рисунке:
Базовая схема однотрубной системы — «ленинградки»
Наличие байпаса (поз. 12) позволяет более равномерно распределять тепло по радиаторам, в разной мере удаленным от котла отопления. Даже если через какую-либо батарею ток теплоносителя прервется (например, случился засор или образовалась воздушная пробка), система все равно будет работоспособной.
На представленной схеме показан самый простой вариант «ленинградки», без оснащения какими бы то ни было регулировочными устройствами. Он нередко применялся раньше, и опытные мастера уже знали, какой примерно диаметр байпаса требуется на той или иной батарее для того, чтобы в максимальной степени выровнять температуру во всех точках. Так, совершенно незначительное увеличение количества труб позволяет снизить общее число секций батарей в удаленных от котельной помещениях.
Возможно, вас заинтересует информация о том, как устроена и как работает
Тот же вариант, но с диагональной врезкой батарей, улучшающей их общую теплоотдачу:
Но и это еще не все. Во-первых, самостоятельно просчитать диаметр перемычки для каждой батареи – очень сложно. А во-вторых, такая схема пока не предусматривает возможности демонтажа любого отдельно взятого радиатора без нарушения замкнутости общего контура. Поэтому лучше всего использовать модернизированную модификацию «ленинградки»:
Модернизированная схема — с кранами и регулировочными вентилями
В этом варианте каждый радиатор с обеих сторон окружен кранами (поз. 13). В любой момент можно «отсечь» батарею от общей трубы – например, когда помещение по каким-либо причинам временно не нуждается в отоплении, или в случае возникновения необходимости демонтажа для ремонта или замены. Работа системы при этом никак не нарушится .
Эти краны, по большому счету, можно использовать и для регулировки нагрева конкретного радиатора, увеличивая или снижая ток теплоносителя.
Но разумнее будет установить здесь шаровые краны, которые рассчитаны преимущественно на работу в двух положениях – «открыто» или «закрыто». А для регулировки будет служить игольчатый балансировочный вентиль, смонтированный на байпасе (поз. 14).
Та же схема – с диагональным подключением:
А вот подобное подключение – на фотографии:
Радиатор подключен к «ленинградке»
- Синие стрелки – запорные шаровые краны на входе и на выходе радиатора.
- Зеленая стрелка – балансировочный вентиль.
Подобная модернизированная система «ленинградки» дает возможность, при необходимости, монтировать систему не единым закольцованным контуром, а с выделенными участками – ответвлениями. Например, так можно организовать разводку в двухэтажном здании, или же в доме, имеющем «крылья» или боковые пристройки.
«Ленинградка» с дополнительным ответвленным контуром
В этом случае от магистральной трубы делается отводка (поз. 16), идущая на дополнительный контур отопления, и врезка в обратную трубу (поз. 17). А на «обратке» дополнительного контура (поз. 15) целесообразно установить еще один игольчатый регулировочный вентиль (поз. 18), с помощью которого можно добиться сбалансированности совместной работы обеих ответвлений.
Для двухэтажного дома возможен и еще один вариант. Если планировка помещений в общих чертах совпадает, то будет рациональным применить систему вертикальных стояков.
19 – межэтажное перекрытие.
20 – труба подачи от котла.
21 – труба «обратки».
22 – стояки, в которые включены радиаторы по схеме «ленинградки» с регулируемым байпасом.
Здесь, правда, есть один интересный момент. Каждый сток сам по себе организован по принципу однотрубной системы (выделено зеленым цветом). Но если рассматривать систему в совокупности, то стояки включены уже в двухтрубную систему – каждый из них подключен параллельно к трубе подачи и к обратке (выделено коричневым). Таким образом, налицо гармоничное сочетание достоинств обеих систем.
Видео: система отопления «ленинградка»
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют
Планирование системы отопления
При проведении предварительного планирования любой системы отопления необходимо учесть немало нюансов, напрямую влияющих на ее эффективность. Очень важно правильно определиться с выбором основных элементов – котла, радиаторов, труб для создания контуров, расширительного бака, циркуляционного насоса. В идеале, подобный расчёт необходимо поручить специалистам. Но знать основы и уметь ориентироваться в таких вопросах – никогда не будет лишним.
Какой потребуется котел ?
Главное требование к котлу: его тепловая мощность должна в полной мере обеспечивать эффективность отопительной системы – поддерживать требуемую температуру во всех обогреваемых помещениях и полностью восполнять неизбежные теплопотери.
В данной публикации не будет останавливаться на разновидностях отопительных котлов. Каждый домовладелец принимает индивидуальное решение – исходя из доступности и стоимости энергоносителей, наличия или отсутствия возможности оборудования котельной, складирования топлива, учитывая свои финансовые возможности по приобретению того или иного оборудования.
Но вот мощность котла – это тот общий параметр, без учета которого создать рациональную и эффективную систему отопления нельзя.
Можно встретить массу рекомендаций по простейшему самостоятельному расчету требуемой мощности. Как правило, рекомендуется исходить из соотношения 100 Вт на 1 м² площади дома. Однако, подобный подход дает лишь приблизительное значение. Согласитесь, что здесь не принимаются во внимание ни разница в климатических условиях региона, ни особенности помещений. Поэтому предлагаем воспользоваться более точной методикой.
Для начала, составьте небольшую таблицу, в которой укажите все помещения своего дома и их параметры. Наверняка , у каждого хозяина есть план здания, и, зная особенностисвоих «владений», на заполнение такой таблицы он потратит совсем немного времени. Пример приведен ниже:
комната | площадь, кв. м | наружная или балконная дверь | наружные стены, количество, куда смотрят | окна, количество и тип | размер окон | требуется для обогрева, кВт |
---|---|---|---|---|---|---|
ИТОГО: | 18,7 кВт | |||||
прихожая | 6 | 1 | 1, С | - | - | 2.01 |
кухня | 11 | - | 1, В | 2, двойной стеклопакет | 120×90 см | 1.44 |
гостиная | 18 | 1 | 2, Ю.З | 2, двойной стеклопакет | 150×100 см | 3.35 |
спальная | 12 | - | 1, В | 1, двойной стеклопакет | 120×90 см | 1.4 |
детская | 14 | - | 1, З | 1, двойной стеклопакет | 120×90 см | 1.49 |
так далее по всем помещениям | … |
Теперь, когда данные подготовлены, переходите к калькулятору, размещенному ниже, и просчитайте потребность в тепловой энергии для каждого помещения с занесением в таблицу – это очень просто. Останется затем лишь просуммировать все значения.
Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности
(СО) будущего дома. С экранов телевизора и рекламных билбордов на него «выливается» огромный объем информации, о новых способах обогрева, которые являются всего лишь маркетинговыми ходами продавцов. В этой публикации будут описаны рабочие схемы систем отопления в частном доме, их плюсы и минусы, рассмотрены вопросы выбора для загородного дома.
Разновидности и способы
Как известно, существует три основных варианта автономного обогрева собственного жилища: водяная, воздушная и электрическая системы. На практике все происходит следующим образом:
- Если постройка находится недалеко от газовой магистрали, то вопрос, как правило, решается в пользу водяного обогрева с установкой газового котлоагрегата.
- Если подключить газ нет возможности, то большинство застройщиков приобретают твердотопливные теплогенераторы с водяным контуром.
- Если газ провести невозможно, а котлоагрегат на твердом топливе неприемлем из-за низкой степени автоматизации, то в большинстве своем, обустраивается все та же водяная система отопления, но в комплекте с электронагревателем.
И только в том случае, когда по каким-либо причинам эти варианты не подходят, застройщик выбирает электричество, и уж тем более воздух, в качестве теплоносителя. Почему большинство выбирает водяную СО дома? Потому что это самая отработанная и эффективная технология решения вопроса. Но эффективность водяного обогрева зависит не только от качественных материалов и оборудования с высоким КПД. Очень важно выбрать правильный вариант разводки. Устройство системы отопления в частном доме предполагает наличие строго определенной схемы прокладки и подключения трубопровода, радиаторов и другого оборудования.
Варианты монтажа
Сегодня, специалисты различают две технологии создания СО:
- Схема в частном доме предполагает подсоединение всех батарей (входом и выходом) к одной трубе, которая одновременно является и подающей и обратной.
Данная методика применяется еще с начала прошлого века. Некоторые специалисты считают, что такая технология получила популярность после Великой Отечественной войны, как альтернатива при нехватке материалов. Хоть многие специалисты пророчили отказ от нее еще в 70-х годах XX столетия, она успешно применяется и в наши дни.
- При в частном доме вода поступает в батареи по одной трубе, а возвращается в котлоагрегат по другой.
Такая технология считается наиболее современной, благодаря которой удается значительно повысить эффективность работы СО, но требующей более сложного монтажа и гидродинамических расчетов. Несмотря на это, сегодня практически все многоквартирные дома, офисные и общественные здания оснащаются СО, выполненной по данной технологии.
Выбор или частного дома зависит от множества факторов: площади и архитектуры помещений, этажности здания, оборудования, задействованного в СО.
Однотрубная
Данная схема водяного обогрева представляет собой замкнутый контур, включающий в себя котлоагрегат, магистральный трубопровод, приборы теплообмена (радиаторы, регистры), расширительный бак. В гравитационных СО циркуляция теплоносителя происходит благодаря разной плотности нагретой и охлажденной воды.
Принцип работы обогрева с естественным движением воды в контуре следующий: Нагретый в котле теплоноситель поднимается по стояку, в верхней части которого установлен расширительный бак. После этого, вода попадает в разгонный , благодаря которому создается необходимое для циркуляции давление.
Данная разводка СО не предназначена для многоэтажных строений и одноэтажных домов большой площади.
Совет: Независимо от наличия и высоты разгонного коллектора, для хорошей циркуляции теплоносителя рекомендуется создания уклона магистрального трубопровода 5°; на подающей ветке к радиаторам; на обратке – в сторону котлоагрегата.
При механической циркуляции воды, в разгонном коллекторе нет необходимости, его функцию выполняет циркуляционный насос. Он монтируется на обратке контура, непосредственно возле котельной установки.
На рисунке представлен вариант однотрубной СО с горизонтальной разводкой и принудительной циркуляцией . Данная схема успешно применяется для одноэтажных построек, с количеством радиаторов 5-7 шт.
Достаточно популярна вертикальная однотрубная СО с верхней разводкой, предназначенная для построек с несколькими этажами. Может иметь следующие реализации:
Чтобы ответить на вопрос, какая система отопления эффективнее однотрубная или двухтрубная, необходимо их детальное изучение.
Двухтрубное исполнение
Основной конструктивной особенностью обогрева частного дома с таким способом исполнения является то, что каждый из радиаторов подключается к разному трубопроводу: подачи и обратки. Именно это, по словам многих «профессионалов», значительно увеличивает стоимость отопительной системы. На самом деле такая конструкция позволяет сэкономить на количестве фасонных изделий и на диаметре магистральных трубопроводов.
Существует несколько схем реализации двухтрубного обогрева:
- Горизонтальная.
- Вертикальная, с верхней разводкой.
- Вертикальная, с нижним подводом теплоносителя.
В свою очередь, горизонтальное двухтрубное исполнение может иметь три реализации:
А. Тупиковая или встречная.
В. Попутная.
С. С лучевым распределением или коллекторная.
На рисунке А видно отличие однотрубной системы отопления от двухтрубной, несмотря на похожую горизонтальную реализацию.
Конструктивно, простейший горизонтальный двухтрубный контур выглядит так: От теплогенератора отходит труба подачи теплоносителя, которая входит в каждый радиатор. Остывший теплоноситель из батарей отводится по второй трубе – обратке, которая и возвращает его в котлоагрегат.
Циркуляцию воды обеспечивает циркуляционный ; расширительный бак компенсирует расширение теплоносителя при его нагревании; предохранительный клапан обеспечивает защиту от высокого давления в контуре; запорная арматура на радиаторах служит для демонтажа последних; воздухоотводчик необходим в верхней точке контура для предотвращения завоздушивания системы.
Горизонтальные типы СО актуальны для одноэтажных построек. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки:
- Тупиковая разводка имеет небольшой расход дорогостоящей трубы. Недостатком является большая протяженность контура.
- В попутной легко реализуема регулировка работы СО. Недостатком является большой расход материала.
- В коллекторной разводке каждый отопительный прибор подключен к котлу своей парой труб, подачей и обраткой, благодаря чему обеспечивается простота регулировки нагрева конкретного радиатора. Недостатком является большой расход труб и достаточно сложный их монтаж.
Вертикальные двухтрубные СО с нижней и верхней разводкой прекрасно себя показали в двух – трехэтажных частных домах. При верхней разводке, теплоноситель по трубопроводу подачи поднимается в наиболее высокую точку контура, после чего распределяется по обратным стоякам, проходит через все радиаторы и возвращается в котельную установку. Основным достоинством верхней разводки является создание более высокого давления в контуре.
При вертикальной нижней разводке подача теплоносителя осуществляется из магистрали, расположенной под полом нижнего этажа или в подвале дома. Далее, теплоноситель перемещается по вертикальным стоякам и установленным на них радиаторам. Поднимаясь в верхнюю точку, остывшая вода в батареях по обратному стояку поступает в котлоагрегат. Преимуществом такого подхода является более высокая температура теплоносителя, поступающего в радиаторы. Недостатком – возможное завоздушивание контура.
Выбор лучшей схемы для частного дома
Теперь, когда есть общие представления о видах обогрева и вариантах подключения контура, осталось решить, что выбрать, однотрубную или двухтрубную систему отопления?
Существует мнение, что первые экономичнее, проще в монтаже и ремонте и требуют для реализации меньшего количества материалов. На самом деле эти достоинства достаточно спорны. Например, при работе такой СО в конечные на ветке батареи поступает теплоноситель уже остывший в предыдущих. Для поддержания необходимой температуры воздуха в помещениях, находящихся в конце контура, необходимо наращивать число секций, а это дополнительные затраты. И все это на фоне полной невозможности автоматизации, которая будет отвечать за поддержание температурного баланса, необходимого для комфортного проживания.
В двухтрубной, температура теплоносителя, который подводится к батареям одинакова, поэтому нет нужды наращивать число секций дальних радиаторов в контуре. Разделение веток подачи и обратки дает возможность автоматизации, посредством использования термостатических вентилей.
Важно! На самом деле и однотрубная и двухтрубная разводка имеет право на существование. Следует понимать, что выбор за застройщиком, но сделать правильный выбор схемы отопительной системы частного дома поможет только опытный специалист.