Теплоснабжение в частном доме. Система отопления частного дома. Искусственный способ циркуляции

Весь процесс создания системы водяного отопления в частном доме состоит из определенных этапов, поочередное выполнение которых приведет к решению поставленной задачи - сделать водяное отопление своими руками.

Что предстоит сделать? Изучаем…

Виды водяных систем отопления

Сегодня водяным системам отопления «принадлежит» до 90 процентов «обогреваемой территории» частных домов. На остальной части территории используется печное, электрическое, воздушное отопление.

Водяные системы отопления

радиаторные;
система «теплый пол»;
плинтусное отопление.

Водяные радиаторы отопления - привычный элемент интерьера большинства домов и квартир. В их «семействе» обитают: стальные, чугунные, биметаллические и алюминиевые радиаторы.

В качестве преимущества таких устройств гордо выступает отличная теплоотдача, а недостатком является повышенная «требовательность» таких радиаторов к качеству и виду теплоносителя.

Радиаторное водяное отопление в частном доме в гараже или на даче «по плечу» сделать своими руками человеку, мало-мальски приспособленному к техническому труду и желающему научиться чему-то новому.

О том, какие типы радиаторов водяного отопления стоит выбрать для частного дома читайте в статье: «Какие радиаторы отопления лучше?».

Система водяная «теплый пол»

Водяной пол можно рассматривать как дополнение к радиаторной системе отопления или как альтернативу ей.

Преимущества такой системы заключаются в большой площади теплоотдачи - фактически весь пол можно условно назвать большим радиатором, который к тому же прогревает воздух в помещении правильно: теплая зона внизу, а вверху более прохладная.

Это позволяет снизить рабочую температуру теплоносителя, которая для теплого водяного пола не должна превышать 55 О С, а тепловую мощность квадратного метра установить в необходимых пределах изменением шага укладки нагревательной трубы. Основные неудобства такого пола - это относительная трудоемкость монтажа (создание бетонной стяжки, «гнездование» трубы в деревянном полу) и невозможность сделать такую систему при законченном ремонте - необходимо или поднимать пол (точнее его уровень) или углубляться. А что делать, если дверные коробки и двери уже установлены, а внизу бетонная плита перекрытия или?..

Как правильно «организовать» подогрев снизу читайте в статье «Теплые полы водяные своими руками: расчет и монтаж».

А теперь системы отопления… плинтусные!

Что это такое и с чем его едят? «Экзотичная» плинтусная система отопления - это нечто среднее между радиаторной системой отопления и теплым полом, а точнее схожее и на то и на это.

Отопительное оборудование устанавливается по периметру комнаты на уровне плинтуса, что позволяет равномерно прогревать и стены, и пол, а, соответственно, и воздух помещения.

Преимущества - отсутствие в интерьере громоздких радиаторов, а цветовая гамма плинтусных систем, позволяет подобрать их под любой стиль Вашего дома.

Рассмотрев неоспоримые преимущества и явные недостатки различных систем отопления Вам необходимо определиться с видом системы водяного отопления в Вашем же доме. Как уже упоминалось выше, при заершенных работах над дверными проемами и полами делать теплый пол может быть нецелесообразно, а вот поставить радиаторы или использовать плинтусные системы отопления можно легко и удобно. Стройка в самом разгаре - задумайтесь также и о теплых водяных полах.

Что должно быть в составе водяной системы отопления?

Схема водяного отопления частного дома, она же жидкостная, предполагает использование в системе жидкого теплоносителя, который «доставляет» тепло от отопительного котла к радиаторам или теплому полу, постоянно циркулируя в системе.

Иными словами теплоноситель «бегает по кругу», нагреваясь в котле и отдавая свое тепло в отопительных приборах.

Для обеспечения работы такой системы используется множество другого оборудования, которое делает работу системы более гибкой (дифференцированный обогрев различных зон), безопасной (защита от превышения давления и утечки теплоносителя из системы), автоматизируют процесс управления отоплением дома.

Структурная схема водяной системы отопления выглядит так:

Водяные системы отопления могут быть:

с естественной циркуляцией теплоносителя;
с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

В системе с естественной циркуляцией теплоносителя в качестве движущей силы выступает явления разности плотности нагретой и холодной жидкости (теплоносителя) в подающей и обратной трубе соответственно.

При нагревании теплоносителя в котле его плотность уменьшается, и она вытесняется вверх по вертикальной трубе, вытесняемая более плотной холодной жидкостью, возвращающейся по обратной трубе.

При этом теплоноситель проходит путь от котла по вертикальному стояку к расширительному баку открытого типа, растекается далее по горизонтальным стоякам по радиаторам отопления и возвращается в котел по обратной трубе.

В таких системах важными параметрами являются: диаметр труб (особенно центрального подающего стояка), а также их уклон.

Преимуществом такой системы можно назвать ее энергонезависимость (при использовании простого твердотопливного котла), а в списке недостатков мы назовем отсутствие возможности регулирования теплорежимов различных помещений, повышенный расход топлива, необходимость использования металлических труб большого диаметра.

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Такая система дополнена еще и циркуляционным насосом, который «в принудительном порядке» создает движущую силу, приложенную к теплоносителю.

Здесь также теплоноситель, нагреваясь в котле, движется по трубам под действием насоса, направляясь к отопительным приборам.

К преимуществам такой системы можно отнести возможность раздельного и гибкого (дифференцированного) регулирования мощности каждого радиатора или теплого пола с помощью ручных или автоматических вентилей, что позволяет более экономично использовать энергоносители для работы котла. В такой системе можно использовать пластиковые трубы, что существенно снижает стоимость материалов и облегчает монтажные работы, а сами пластиковые трубы можно «спрятать» в стены.

Недостатком такой системы является только ее «энергозависимость» от наличия в доме электричества для обеспечения работы насоса. В некоторых случаях используют комбинированную систему отопления.

Варианты монтажа водяных систем отопления

Если неподготовленный человек будет рассматривать все существующие варианты монтажа систем водяного отопления, особенно с естественной циркуляцией, он может «утонуть» в изобилии информации.

В рамках данной статьи мы остановимся на наиболее часто используемой схеме монтажа водяного отопления, доступной для повторения человеком без опыта таких работ.

Наиболее эффективным на сегодняшний день считается водяное отопление в частном доме, выполненное по двухтрубной системе монтажа водяного отопления, в которой «горячая» жидкость подается по одной (подающей) трубе, а «холодная» отводится по другой (обратной).

Такая схема позволяет соединять отопительные приборы (радиаторы, контуры теплого пола) параллельно с независимым ручным или автоматическим (термостат тут «нада», однако) регулированием потока жидкости, проходящей через них. В таких системах отопления удобно использование специальных устройств - коллектором, к которым подключаются все «потребители» тепла.

Более подробно о системах монтажа отопительных водяных систем читайте в статье «Схема отопления частного дома»

Варианты котлов для частного дома

Весь этот смонтированный многометровый набор труб и радиаторов останется бесполезным без «сердца» отопительной системы - котла. Это один из (если не единственный) дорогостоящий объект отопительной системы.

Выбор котла осуществляется по доступному в регионе расположения Вашего дома топливу: природный газ, электричество, твердое топливо и пр. Самым экономически выгодным и удобным в обслуживании является котел, работающий на природном газе.

Больше информации о газовых котлах в статье: «Как выбрать агв отопление?». А также читайте: «Двухконтурные газовые котлы отопления: что вы должны знать?»

Электрический также прост и автоматизирован, но «кушает» очень быстро Ваши денежки при оплате за более дорогую, чем природный газ, электроэнергию.

Достаточно информации про электрические котлы в статье: «Котел электрический: что нужно знать?

Нет доступа к газовой магистрали, слабый «ввод» линии электропередачи в дом – тогда выход один! То есть, два… Или твердотопливный котел (дрова, уголь, брикет, пеллеты)! Или котел на жидком топливе (солярке)! Сразу предупреждаем, думайте о помещении для хранения топлива и о времени, проведенном рядом с твердотопливным котлом при дозаправке при отсутствии системы автоматической подачи топлива.

Более подробно о твердотопливных котлах Вы можете прочитать в статье: Котлы отопления на твердом топливе».

Расчет водяного отопления также включает в себя определение необходимой мощности котла, расчет гидравлического сопротивления системы для выбора мощности циркуляционного насоса, проектирование дымохода, монтаж водяного отопления с расширительным бачком и группой безопасности.

Основное преимущество частного домостроения в том, что здесь может быть достигнута полная независимость от всеобщих коммунальных благ. При этом они всё-таки должны быть, но гораздо качественнее, чем те, что могут предложить коммунальные службы. Самое, наверное, главное, что в своем доме отопительный сезон может начаться тогда, когда пожелает домовладелец и, соответственно, закончиться тогда, когда ему же этого захочется. Важно, конечно, и то, как он будет проходить.

Отопительная система не может быть куплена в магазине и установлена дома. Точнее, конечно, все её составляющие в магазине или на рынке, как раз и продаются, но покупать их одним комплектом не получится. Чтобы, сделать отопительную систему частого дома своими руками для начала нужно знать:

Чем дом будет отапливаться.
Какой целесообразно использовать энергоноситель в системе.

Проектирование системы отопления — один из важнейших в коммуникациях частного дома

После этого, нужно будет провести массу расчётов для определения количества радиаторов отопления, а также труб. Все это должно соответствовать друг другу по многим параметрам.

В общем, для начала нужно определиться с тем, какой котел может дом отапливать.

Виды отопительных котлов

В частном доме хочется, чтобы было тепло, но и хочется, чтобы достигалось оно с минимальным участием человека. Поэтому отопительный котёл должен приобретаться исходя из того, какой вид топлива проще всего обеспечить для его бесперебойной работы.

Итак, котлы могут быть:

газовые,
электрические,
угольные,
комбинированные.

Это важно! Все современные котлы в большей или меньшей степени экономичны, работают без большого шума, имеют относительно небольшие размеры и просты в обслуживании. Но для них всех, даже если речь идет об угольном котле, нужно электричество для запуска.

Котёл газовый

Как монтируется однотрубная система

Для монтажа системы таким способом труб нужно меньше. Система может быть только с верхней разводкой. Подойдет она в небольших частных домах с чердаками. Радиаторы отопления . Поэтому каждый следующий будет чуть холоднее.

В системе должны быть:

котёл,
расширительный бак,
батареи,
фильтры очистки воды,
возможно насос.

Это важно! Выставлять температуру в помещении с такой системой отопления очень сложно. Одна выключенная батарея приведет к остановке всей системы.

Воздушное отопление

Этот способ обогрева дома сейчас довольно популярен. Воздушное отопление предполагает наличие в каждом помещении калориферов или специальных вентканалов, через которые и будет поступать горячий воздух. И первые, и второе могут располагаться в стенах или на потолке.

Различают три вида воздушного отопления:

Местное.
Центральное.
Завесы из воздуха.

Отопление местное

Такой способ обогрева трудно назвать полноценным отоплением, но и он имеет место быть качественным. Для этого нужно в каждой комнате установить тепловентиляторы или тепловые пушки и радоваться теплу. Обогреватели будут нагревать воздух, пересушивая его. Тепло будет только в отдельном помещении и при условии, что закрыты двери.

Тепловой вентилятор - он может быть установлен в комнате, но можно его вмонтировать в стену, как часть центрального воздушного отопления.

Центральное отопление

Системы, где горячий воздух подаётся централизовано, могут быть с:

прямоточной рециркуляцией,
полной,
частичной рециркуляцией.

Обычно вентиляционные каналы располагают над навесным потолком, оставляя в нём отверстия, через которые в комнаты и будет поступать горячий воздух.

Всё это можно выполнить и в стенах, если, конечно, позволяет пространство забрать определённую его часть для того, чтобы спрятать трубы.

Воздушные завесы

Устройства, напоминающие кондиционеры, подвешивают над входными дверями или устанавливается рядом с ними. Из завес выходит мощная струя теплого воздуха, которая блокирует холодный воздух, проникающий в помещение при открывании двери. В частном доме такую завесу можно установить только при входе в него и то, если двери постоянно открываются.

Воздушное отопление смонтировать дороже водяного. Нагревать воздух может любой котёл (чаще электрический или газовый).

Преимущества воздушной системы отопления:

Циркуляция теплого воздуха осуществляется после его фильтрации.
В доме постоянный приток свежего воздуха, так как его для обогрева система берет с улицы.
Возможность установки в системе капельного увлажнителя воздуха.

Недостатки:

Невозможность смонтировать систему в построенном доме.
Дороговизна монтажа.

Проживание в своем доме на земле дает ряд преимуществ, среди которых возможность устройства системы отопления, эксплуатируемой в автономном режиме. Грамотно подобранная и смонтированная разводка отопления в частном доме позволяет организовать быстрый, равномерный обогрев всех комнат. Контроль расхода топлива, рассчитываемого в соответствии с погодными условиями, обеспечивает снижение затрат на отопление.

На практике используется несколько проверенных схем отопления, отличающихся по типу циркуляции теплоносителя (чаще всего воды), а также по способу разводки магистральных труб. В большинстве жилых объектов осуществляют монтаж однотрубной, двухтрубной, лучевой или «ленинградской» системы отопления. Каждая схема разводки отопления частного дома имеет свои особенности, на которые обращают внимание при проектировании инженерных коммуникаций.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Движение жидкости по замкнутому контуру (контурам) может происходить в естественном или принудительном режиме. Вода, нагретая отопительным котлом, устремляется к батареям. Эту часть контура отопления называют прямым ходом (током). Попав в батареи, теплоноситель остывает, и направляется обратно в котел для нагрева. Этот промежуток замкнутого маршрута называют обратным ходом (током). Для ускорения циркуляции теплоносителя по контуру применяют специальные циркуляционные насосы, врезаемые в трубопровод на «обратке». Выпускаются модели отопительных котлов, в конструкции которых предусмотрено наличие подобного насоса.

Естественная циркуляция теплоносителя

Движение воды в системе идет «самотеком». Это возможно за счет физического эффекта, проявляющегося при изменении плотности воды. Горячая вода имеет меньший показатель плотности. Жидкость, идущая по обратному ходу, имеет большую плотность, а потому легко вытесняет уже нагревшуюся в котле воду. Горячий теплоноситель устремляется вверх по стояку, а далее распределяется по горизонтальным магистралям, проведенным под небольшим уклоном, составляющим не более 3-5 градусов. Наличие уклона и позволяет двигаться жидкости по трубам самотеком.

Схема отопления, основанная на естественной циркуляции теплоносителя, является самой простой, а потому ее легко реализовать на практике. К тому же в этом случае не требуется наличие других коммуникаций. Однако подходит этот вариант лишь для частных домов небольшой площади, так как длина контура ограничена 30 метрами. К недостаткам можно отнести и необходимость монтажа труб большего диаметра, а также низкое давление в системе.

Схема автономной системы отопления дома с естественной циркуляцией воды (теплоносителя). Трубопровод прокладывается под уклоном, составляющим не более 5 градусов

Принудительная циркуляция теплоносителя

В автономных отопительных (теплоносителя) по замкнутому контуру присутствует в обязательном порядке циркуляционный насос, который обеспечивает ускоренный ток нагретой воды к батареям, а остывшей – к нагревательному прибору. Движение воды возможно из-за разности давлений, возникающей между прямым и обратным током теплоносителя.

При монтаже данной системы не требуется соблюдать уклон магистрали трубопровода. В этом заключается преимущество, а вот существенный недостаток кроется в энергозависимости такой отопительной системы. Поэтому на случай отключения электричества в частном доме должен быть генератор (мини-электростанция), который обеспечит функционирование системы отопления в экстремальной ситуации.

Схема организации системы отопления дома, в которой циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом, врезаемым в трубопровод обратного тока

Схему с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя можно использовать при монтаже отопления в доме любой площади. При этом выбирается насос подходящей мощности и обеспечивается его бесперебойное электропитание.

Схема однотрубной разводки

В отопительной системе данного типа нагретый теплоноситель последовательно протекает по всем радиаторам, отдавая при этом приборам часть тепловой энергии. Эту схему предпочитают выбирать в том случае, если для устройства системы обогрева помещения выделен небольшой бюджет. Ведь для прокладки понадобится минимальное количество труб, а также сопутствующих расходных материалов.

Нельзя не указать и на ряд недостатков, характерных для однотрубной системы отопления с верхней разводкой, а именно:

отсутствие возможности осуществления раздельного регулирования уровнем теплоотдачи для каждого отдельного радиатора;
снижение количества отдаваемого батареями в помещение тепла по мере их удаления от отопительного котла.

« » схема отопления разработана с целью решения проблемы независимой регулировки уровня теплоотдачи каждой отдельной батареи. В однотрубной системе вода идет через все установленные радиаторы последовательно. Установка запорных кранов на каждую батарею и монтаж байпаса (обходной трубы) позволяет обеспечить циркуляцию теплоносителя при отсекании какого-то отопительного прибора.

Однотрубная разводка системы отопления «Ленинградка» позволяет обеспечить отключение отдельных радиаторов с помощью запорных кранов, при этом движение теплоносителя продолжается по обходной трубе

Варианты устройства двухтрубной системы

Основным отличием обогрева частного дома является подключение каждой батареи к магистрали как прямого, так и обратного тока, что увеличивает в два раза расход труб. Зато у владельца дома появляется возможность регулирования уровнем теплоотдачи каждого отдельно взятого отопительного прибора. В итоге можно обеспечить разный температурный микроклимат в комнатах.

При монтаже вертикальной двухтрубной отопительной системы применима нижняя, а также верхняя, схема разводки отопления от котла. Теперь поподробнее о каждой из них.

Вертикальная система с нижней разводкой

Устраивают ее следующим образом:

От нагревательного котла пускают по полу нижнего этажа дома или по подвалу подающий магистральный трубопровод.
Далее от магистральной трубы пускают вверх стояки, которые обеспечивают попадание теплоносителя в батареи.
От каждой батареи отходит труба обратного тока, которая отводит остывший теплоноситель обратно в котел.

При проектировании нижней разводки автономной системы отопления учитывают необходимость постоянного выведения воздуха из трубопровода. Выполняется это требование с помощью монтажа воздушной трубы, а также установки расширительного бака, использования кранов Маевского на всех радиаторах, находящихся на верхнем этаже дома.

Схема двухтрубной автономной системы водяного отопления дома с нижней разводкой. Теплоноситель поднимется вверх по вертикальным стоякам из центральной трубы

Вертикальная система с верхней разводкой

В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.

Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают . Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

Схема двухтрубной автономной системы отопления дома с верхней разводкой. Теплоноситель двигается вверх по центральному стояку, а затем опускается вниз, проходя по всем установленным радиаторам

Горизонтальная система отопления – три основных типа

Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:

Тупиковая схема (А) . Преимущество состоит в небольшом расходе труб. Недостаток кроется в большой длине циркуляционного контура самого дальнего от котла радиатора. Это затрудняет в значительной степени регулировку системы.
Схема с попутным продвижением воды (Б) . Из-за равной длины всех циркуляционных контуров проще отрегулировать систему. При реализации потребуется большое количество труб, которые увеличивают стоимость работ, а также портят своим видом интерьер дома.
Схема с коллекторным (лучевым) распределением (В) . Так как каждый радиатор подключается отдельно к центральному коллектору, то обеспечить равномерный всех помещений очень легко. На практике монтаж отопления по данной схеме наиболее затратный из-за большого расхода материалов. Трубы прячут в бетонную стяжку, что в разы повышает привлекательность интерьера. Лучевая (коллекторная) схема разводки отопления по полу приобретает все большую популярность среди индивидуальных застройщиков.

Вот так это выглядит:

Три схемы устройства горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления, которые чаще всего используются при строительстве малоэтажных домов и частных коттеджей

Какая схема разводки отопительных контуров лучше

Однозначно сказать о превосходстве какой-то одной схемы разводки над другими нельзя – всё зависит от количества этажей, наличия подвальных помещений и конструкции кровли. Один из самых распространённых случаев – это одноэтажный дом с крутой вальмовой или двухскатной крышей. Вне зависимости от того, есть ли под зданием подвал, лучшим вариантом считается обустройство отопления по двухтрубной схеме с вертикальными стояками. При этом разводка может быть как нижней, так и верхней. Последнюю предпочтительнее использовать, если котёл монтируется на первом этаже, что характерно для зданий, в которых нет подвала.

Теперь рассмотрим предыдущий пример дома, однако заменим крутую крышу плоской. Разводку лучше всего выполнять горизонтальным способом, размещая котёл в подвале. К слову, статистика показывает, что для одноэтажных зданий плоская кровля используется сравнительно редко, при этом они практически все оборудуются подвальными помещениями.

Для двухэтажных и многоэтажных зданий допускаются как однотрубные, так и двухтрубные отопительные контуры с вертикальными стояками. При этом можно использовать верхнюю или нижнюю разводку. Не допускается лишь горизонтальный монтаж подводящих веток. В общем, практически любой вариант, независимо от типа и конструкции кровли.

При выборе типовой схемы разводки необходимо учесть множество факторов, начиная от площади дома, и заканчивая, материалами, использованными при его строительстве. Лучше подобные вопросы решать со специалистами, чтобы исключить вероятность ошибки. Ведь речь идет об обогреве дома, главном условии комфортного проживания в частном жилье.

Cодержание статьи

За покупками

Что нужно, чтобы смонтировать работающую систему водяного отопления?

Котел. Он должен обеспечивать минимальные эксплуатационные расходы и по возможности требовать минимального внимания владельца;
Обвязка котла — группа безопасности (воздушник, манометр и предохранительный клапан), циркуляционный насос и расширительный бак, компенсирующий увеличение объема теплоносителя при нагреве;

Группа безопасности.

Я намеренно исключил из рассмотрения открытые гравитационные системы, в которых функции всей обвязки выполняет открытый расширительный бачок. Они предельно просты конструктивно, но отличаются от закрытых систем с принудительной циркуляцией долгим нагревом, большим разбросом температур между отопительными приборами и образованием накипи в теплообменнике котла.

Открытая гравитационная система: просто, но не очень практично.

Трубы — розлив, подводки к радиаторам и (опционально) стояки отопления;
Собственно отопительные приборы и их обвязка — краны для отключения или дроссели для раздельной регулировки.

Котел

Как выбрать котел для водяного отопления?

Если у вас в доме или на участке есть газ — отлично. Более дешевого источника тепла не найти: полученная при сжигании природного газа тепловая энергия обходится всего в 50-70 копеек за киловатт-час.

Наиболее экономичная разновидность газовых котлов — конденсационные с электророзжигом.

За счет чего обеспечивается экономия?

Отсутствие пилотной горелки экономит до 25% газа, который сгорает при простое котла, когда теплоноситель нагрет до достаточно высокой температуры;
Еще 10 — 12% экономии обеспечивает утилизация теплоты конденсации водяного пара, который в традиционных котлах покидает дом вместе с остальными продуктами сгорания.

В отсутствие газа дровяной котел становится источником самого дешевого тепла.

Несколько нюансов:

Для растопки твердотопливного котла на угле нужны дрова, что дополнительно увеличит эксплуатационные расходы и затраты времени;
Газовые, дизельные и электрические котлы могут работать без обслуживания до тех пор, пока подается электричество, газ или жидкое топливо. Пеллетный котел с бункером и механизмом подачи пеллет способен на автономную работу в течение недели. Твердотопливный котел придется растапливать и чистить от золы несколько раз в день;
Замена дизтоплива на отработку уменьшит эксплуатационные расходы в 5-6 раз. Однако котлы на отработке не пользуются большой популярностью, поскольку постоянный канал поставки отработанного моторного масла есть разве что у работников автосервисов.

Некоторые разновидности котлов рассчитаны на более долгую автономную работу. Скажем, пиролиз (тление дров при ограниченном доступе воздуха с последующим дожиганием продуктов сгорания в отдельной камере) увеличивает автономность до 10-12 часов. Котлы верхнего горения с телескопическим воздуховодом и вовсе способны проработать на одной закладке до суток.

Верхнее горение позволяет увеличить объем одной закладки топлива при неизменной тепловой мощности.

Еще один источник дешевого тепла — котел на отработке.

Для частного дома с качественным утеплением стен и перекрытий, расположенного в центральных областях страны, мощность котла подбирается из расчета 100 ватт на один квадратный метр площади.

Для домов в северных или южных регионах, строений с некачественным или, наоборот, очень эффективным утеплением и с большой высотой потолков лучше воспользоваться формулой Q=V*Dt*k/860.

Переменные в этой формуле (слева направо):

Потребность помещения в тепле в киловаттах;
Его объем в кубометрах;
Разница температур между улицей и домом (ее обычно принимают равной разнице между санитарной нормой -18 — 22 градусами — и температурой самой холодной пятидневки в вашем населенном пункте);
Коэффициент утепления. Его можно подобрать по таблице.

Утепление фасада способно вдвое сократить расходы на отопление.

Например, для дома размером 10х10х6 метров с кирпичными стенами толщиной 50 см и двойными стеклопакетами, расположенного в Сургуте (температура самых холодных пяти дней зимы — -43), потребность в тепле составит (10*10*6)*(22 — -43)*1,9/860=86 киловатт.

Есть ли недорогая альтернатива твердотопливным котлам в отсутствие газа?

Тепловые насосы работают на электричестве, но используют его не для прямого нагрева воздуха в доме, а для перекачки тепла от низкопотенциального источника — грунта, воды или воздуха.

Поскольку электроэнергия расходуется лишь компрессором, на каждый киловатт-час электричества владелец получает от трех до шести киловатт-часов тепла, что сокращает расходы на обогрев до сопоставимых с твердотопливным отоплением и даже газом.

Многих потенциальных покупателей отпугивают высокая стоимость тепловых насосов и дорогостоящий монтаж системы отопления. Достаточно сказать, что установка геотермального насоса требует бурения скважин глубиной в несколько десятков метров или укладки горизонтального коллектора в котлован, площадью втрое превышающий площадь дома.

Однако в теплых регионах может быть реализована схема обогрева «воздух-воздух»: тепловой насос отбирает энергию у воздуха за пределами дома и отапливает его без посредничества теплоносителя, простым обдувом внутреннего теплообменника.

Ничего не напоминает? Все правильно, именно так работает любой бытовой кондиционер в режиме нагрева.

Бытовая сплит-система — частный случай теплового насоса.

Именно кондиционеры я использую в качестве основного источника тепла для своего дома.

Вот краткий отчет об их эксплуатации:

Отапливаемая площадь дома — 154 м2. На ней поддерживается температура в 20-22 градуса;
Кондиционеры продолжают работать на обогрев даже при редких в Севастополе заморозках (минимальная температура, которой была испытана система отопления — -21 градус);
Расход электроэнергии на отопление в зимние месяцы составляет примерно 1500 КВт-ч. Сколько это в деньгах, читатель может подсчитать по местным тарифам.

На фото — внешние блоки кондиционеров, отапливающих спальню и детскую на первом этаже.

Обвязка котла

Как выбрать обвязку для котла?

При выборе циркуляционного насоса смотрите в первую очередь на его производительность. Минимального напора в 2 метра (0,2 кгс/см2) вполне достаточно для того, чтобы заставить работать систему отопления многоквартирного дома.

При 4 кгс/см2 на обратке давление смеси после элеватора равно 4,2 кгс/см2.

Производительность насоса подбирается по формуле Q=0,86R/Dt.

Q — искомое значение в кубометрах в час;
R — мощность котла или обслуживаемого насосом контура с принудительной циркуляцией теплоносителя;
Dt — разность температур между подачей и обраткой (обычно она примерно равна 20 градусам).

Предохранительный клапан должен быть настроен на максимально допустимое для отопительной системы давление (обычно 2,5 кгс/см2).

Объем мембранного расширительного бачка обычно с небольшим запасом берется равным 1/10 от объема теплоносителя в контуре. Чтобы узнать с максимальной точностью последний параметр, достаточно заполнить контур водой и слить ее в тару известного объема.

В сбалансированной отопительной системе с алюминиевыми или биметаллическими радиаторами объем теплоносителя примерно равен 15 литрам на киловатт мощности котла.

Стандартное давление зарядки расширительного бачка — 1,5 кгс/см2. Примерно такое же рабочее давление должно поддерживаться в системе отопления при работе. Увеличить его можно с помощью крана, соединяющего отопительный контур с системой ХВС, или простой накачкой воздуха в расширительный бак через золотник.

Трубы

Какие трубы использовать для разводки отопления в доме?

На мой взгляд, лучший материал для автономной системы водяного отопления — полипропилен с армированием алюминиевой фольгой.

Почему именно он?

Их соединения — необслуживаемые и прочностью не уступают цельной трубе. Фитинг можно прятать в штробу или стяжку;
Прочность и термостойкость полипропилена вполне достаточна для скромных эксплуатационных параметров автономной системы (до +75С при давлении не более 2,5 атмосфер).

Почему я советую именно армированные трубы и именно алюминием?

Дело не в стойкости к гидростатическому давлению — она и так избыточна. Ключевые слова — «удлинение при нагреве». По этому параметру полипропилен без армирования впереди планеты всей: нагретая на 50 градусов метровая труба становится длиннее на 6,5 мм. Армирование стекловолокном уменьшает удлинение до 3,1 мм, а алюминием — до 1,5 мм/метр.

Для сравнения — стальная труба в тех же условиях удлинится на 0,5 мм.

При монтаже длинных прямых участков розлива трубы размыкаются компенсаторами — кольцевыми или П-образными изгибами, которые позволяют избежать деформации трубопровода.

Полипропиленовый розлив без армирования и компенсаторов после нагрева теплоносителя.

Каким должен быть диаметр труб?

Внутренний диаметр подбирается в зависимости от тепловой нагрузки на соответствующий участок контура. Для розлива тепловая нагрузка равна мощности котла, для подводок — мощности отопительного прибора, для стояка — суммарной теплоотдаче всех подключенных к нему приборов.

Значения внутреннего диаметра подбираются из еще одной таблицы.

Диаметр может быть уменьшен за счет увеличения скорости теплоносителя (читай — производительности насоса). Однако тут нас ждет ловушка: вслед за ростом скорости потока появятся гидравлические шумы — вначале на дросселирующей арматуре, а потом и на всех фитинговых соединениях. Поэтому скорость лучше подбирать из ряда 0,4 — 0,6 м/с (синие столбцы в таблице).

В системе с естественной циркуляцией диаметр розлива увеличивается как минимум на один шаг. Инструкция связана с минимальным гидравлическим напором, обеспечивающим движение теплоносителя: при увеличении диаметра падает гидравлическое сопротивление трубопровода.

Отопительные приборы

Какие батареи лучше приобрести?

Наш выбор — алюминиевые секционные радиаторы. Дешево и сердито: максимальная теплоотдача (при стандартном размере батарей — примерно 200 ватт на секцию).

Как подобрать количество секций?

Мощность отопительного прибора для отдельного помещения рассчитывается по той же схеме, что и потребность дома в тепле. Чтобы пересчитать мощность в количество секций, достаточно разделить ее на тепловой поток от одной секции. Он всегда указывается производителем в технической документации на прибор.

Тут есть одна тонкость. Как правило, изготовитель указывает тепловой поток для вполне определенной разницы температуры между теплоносителем и воздухом в помещении — 70 градусов (90С/20С).

По мере охлаждения теплоносителя или нагрева воздуха мощность секции будет падать пропорционально дельте температур: скажем, при 60С в батарее и 25С в комнате секция будет отдавать мощность вдвое меньше номинальной.

Обвязка отопительных приборов

Какая арматура нужна для отключения и регулировки батарей?

Если вы планируете только отключать радиаторы (при избытке тепла или для ремонта) — установите на обе подводки к батарее шаровые краны. Они долговечны, отказоустойчивы и всегда герметичны в закрытом положении.

Для дросселирования (регулировки проходимости) принято использовать игольчатые дроссели, или клапана для радиаторов. Внутри это типичные винтовые вентиля с металлическим клапаном.

Дросселирование подводок позволяет независимо регулировать теплоотдачу каждого отдельного прибора.

Если вы хотите, чтобы проходимость подводок регулировалась автоматически, ваш выбор — клапана с термоголовками. После грубой регулировки они будут менять свою пропускную способность в зависимости от температуры воздуха в комнате.

Разводка

Как развести отопление по дому?

Наиболее простая и отказоустойчивая схема — однотрубная ленинградка, кольцо розлива по периметру дома с подключенными параллельно ему отопительными приборами. Ее главный недостаток — большой разброс температур между первыми и последними радиаторами.

Если в доме несколько отапливаемых этажей, обычно монтируется двухтрубная система отопления. Она может быть тупиковой (когда теплоноситель при перетоке из подачи в обратку разворачивается на 180 градусов) и попутной (направление движения теплоносителя сохраняется).

Тупиковая схема нуждается в обязательной балансировке — ограничении проходимости ближних к котлу радиаторов дросселями. Без балансировки основной объем теплоносителя циркулирует именно через эти радиаторы, а дальние приборы практически не греют. На моей памяти это как минимум один раз привело к серьезной аварии — разморозке контура в сильные холода.

Попутная схема (петля Тихельмана) формирует несколько параллельных контуров одинаковой протяженности. В ней температура радиаторов всегда примерно одинакова без балансировки.

Тупиковая и попутная схемы.

Тупиковая двухтрубная схема используется в тех случаях, когда какое-либо препятствие (высокий проем, несущая стена и т.д.) не дает закольцевать петлю Тихельмана.

Монтаж

Как самому спаять полипропиленовые трубы?

Для этого понадобятся:

Шейвер (зачистка) для удаления армирования из области пайки;
Ножницы — труборез;
Паяльник с насадками соответствующего диаметра и рабочей температурой 260 градусов.

Шейвер заодно снимает наружную фаску на трубе, упрощая монтаж фитинга.

Монтаж соединения выполняется так:

Шейвер надевается на трубу и делает несколько оборотов, удаляя алюминиевую фольгу;

Зачистка армирования.

Если ее оставить, контактирующая с водой фольга будет постепенно разрушаться. Это приведет к расслоению трубы и падению прочности соединения.

Труба вставляется в раструб нагретой до рабочей температуры насадки. Одновременно на вторую сторону насадки надевается фитинг;
плавленные детали совмещаются поступательным (без вращения) движением и несколько секунд удерживаются неподвижно. После того, как оплавленный пластик схватится, можно переходить к монтажу следующего соединения.

Где установить группу безопасности?

На выходе из котла. Именно там начинает расти давление при недостаточной проходимости розлива или низкой скорости циркуляции.

Где ставится расширительный бак?

В любой точке контура, но не ближе двух диаметров розлива от насоса при установке перед ним и не ближе десяти диаметров розлива при установке после насоса. Иначе возникающие при вращении крыльчатки турбулентности резко уменьшат ресурс мембраны бачка.

Монтировать бачок лучше подводкой вверх. Тогда в нем не будет задерживаться воздух.

Может ли гравитационная система отопления быть переведена на принудительную циркуляцию?

Вполне: насос можно поставить и в закрытый, и в открытый контур.

Обычно монтаж отопления с возможностью работы и с естественной, и с принудительной циркуляцией выполняется так:

Диаметр и конфигурация розлива (уклон, разгонный коллектор, разница в высоте между котлом и отопительными приборами) делаются типичными для гравитационной системы;
Перед котлом параллельно розливу ввариваются два отвода, между которыми подключается насос;
Между врезками ставится шариковый обратный клапан.

При работе насоса клапан срабатывает и перекрывает байпас. Теплоноситель циркулирует с высокой скоростью принудительно. Стоит насосу отключиться из-за перебоев с подачей электроэнергии — и система самостоятельно переходит в режим естественной циркуляции: клапан открывается, и вода свободно движется по розливу.

Вместо обратного клапана иногда ставится обычный вентиль или шаровый кран. В этом случае систему приходится переводить в режим естественной циркуляции своими руками.

Розлив разрывается шаровым краном. Режимы работы системы отопления переключаются вручную.

За покупками

Что нужно, чтобы смонтировать работающую систему водяного отопления ?

Вот полный список:

Котел. Он должен обеспечивать минимальные эксплуатационные расходы и по возможности требовать минимального внимания владельца;
Обвязка котла — группа безопасности (воздушник, манометр и предохранительный клапан), циркуляционный насос и расширительный бак, компенсирующий увеличение объема при нагреве;

Я намеренно исключил из рассмотрения открытые гравитационные системы, в которых функции всей обвязки выполняет открытый расширительный бачок. Они предельно просты конструктивно, но отличаются от закрытых систем с принудительной циркуляцией долгим нагревом, большим разбросом температур между отопительными приборами и образованием накипи в теплообменнике котла.

Трубы — розлив, подводки к радиаторам и (опционально) стояки отопления;
Собственно отопительные приборы и их обвязка — краны для отключения или дроссели для раздельной регулировки.

Котел

Как выбрать котел для водяного отопления ?

Наиболее экономичная разновидность газовых котлов — с электророзжигом.

За счет чего обеспечивается экономия?

Отсутствие пилотной горелки экономит до 25% газа, который сгорает при простое котла, когда теплоноситель нагрет до достаточно высокой температуры;
Еще 10 — 12% экономии обеспечивает утилизация теплоты конденсации водяного пара, который в традиционных котлах покидает дом вместе с остальными продуктами сгорания.

В отсутствие газопровода вблизи дома остальные источники тепла располагаются по экономичности в таком порядке:

Несколько нюансов:

Источником питания газового котла может быть не только магистральный газ, но и баллоны или собственный газгольдер. Но в этом случае стоимость киловатт-часа вырастет до 3 и 2,3 рублей соответственно;
Я привел усредненные цены на момент написания статьи (начало 2017 года), актуальные для центральных областей страны на небольшом удалении от столицы. Однако региональные цены на энергоносители и местные тарифы на коммуналку могут внести свои поправки.
Скажем, в Москве киловатт-час электроэнергии стоит по одноставочному тарифу не 4, а 5 рублей. В Севастополе, где я живу, пеллеты вдвое дороже, чем в Московской области — 15000 рублей за тонну против 7000;
Для растопки твердотопливного котла на угле нужны дрова, что дополнительно увеличит эксплуатационные расходы и затраты времени;

Газовые, дизельные и электрические котлы могут работать без обслуживания до тех пор, пока подается электричество, газ или жидкое топливо. Пеллетный котел с бункером и механизмом подачи пеллет способен на автономную работу в течение недели. Твердотопливный котел придется растапливать и чистить от золы несколько раз в день;

Некоторые разновидности котлов рассчитаны на более долгую автономную работу. Скажем, пиролиз (тление дров при ограниченном доступе воздуха с последующим дожиганием продуктов сгорания в отдельной камере) увеличивает автономность до 10-12 часов. Котлы верхнего горения с телескопическим воздуховодом и вовсе способны проработать на одной закладке до суток.

Замена дизтоплива на отработку уменьшит эксплуатационные расходы в 5-6 раз. Однако котлы на отработке не пользуются большой популярностью, поскольку постоянный канал поставки отработанного моторного масла есть разве что у работников автосервисов.

Еще один источник дешевого тепла — котел на отработке.

Переменные в этой формуле (слева направо):

Потребность помещения в тепле в киловаттах;
Его объем в кубометрах;
Разница температур между улицей и домом (ее обычно принимают равной разнице между санитарной нормой -18 — 22 градусами — и температурой самой холодной пятидневки в вашем населенном пункте);
Коэффициент утепления. Его можно подобрать по таблице:

Есть ли недорогая альтернатива твердотопливным котлам в отсутствие газа ?

Ничего не напоминает?

Все правильно, именно так работает любой бытовой кондиционер в режиме нагрева.

Бытовая сплит-система — частный случай теплового насоса.

Именно кондиционеры я использую в качестве основного источника тепла для своего дома.

Вот краткий отчет об их эксплуатации:

Четыре постоянно работающих зимой инвертора вместе с установкой обошлись мне примерно в 110 тысяч рублей;
Отапливаемая площадь дома — 154 м2. На ней поддерживается температура в 20-22 градуса;
Кондиционеры продолжают работать на обогрев даже при редких в Севастополе заморозках (минимальная температура, которой была испытана система отопления — -21 градус);
Расход электроэнергии на отопление в зимние месяцы составляет примерно 1500 КВт-ч. Сколько это в деньгах, читатель может подсчитать по местным тарифам.

На фото — внешние блоки кондиционеров, отапливающих спальню и детскую на первом этаже.

Обвязка котла

Как выбрать обвязку для котла?

Ее основные элементы я уже перечислил. Тонкости, впрочем, есть и здесь.

Производительность насоса подбирается по формуле Q=0,86R/Dt.

В ней:

Q — искомое значение в кубометрах в час;
R — мощность котла или обслуживаемого насосом контура с принудительной циркуляцией теплоносителя;
Dt — разность температур между подачей и обраткой (обычно она примерно равна 20 градусам).

Так, для нашего замерзающего в Сургуте дома понадобится насос с производительностью 0,86*86/20=3,7 м3/ч.

Предохранительный клапан должен быть настроен на максимально допустимое для отопительной системы давление (обычно 2,5 кгс/см2.

В сбалансированной отопительной системе с алюминиевыми или биметаллическими радиаторами объем теплоносителя примерно равен 15 литрам на киловатт мощности котла.

Трубы

Какие трубы использовать для разводки отопления в доме ?

Почему именно он?

Эти трубы — одни из самых дешевых. Так, при наружном диаметре 20 мм погонный метр трубы стоит всего 70 рублей. Сравните эту стоимость с гофрированной нержавейкой (от 290 рублей за метр) и медью (от 400 рублей);
Их соединения — необслуживаемые и прочностью не уступают цельной трубе. Фитинг можно прятать в штробу или стяжку;
Прочность и термостойкость полипропилена вполне достаточна для скромных эксплуатационных параметров автономной системы (до +75С при давлении не более 2,5 атмосфер).

Почему я советую именно армированные трубы и именно алюминием?

Для сравнения — стальная труба в тех же условиях удлинится на 0,5 мм.

При монтаже длинных прямых участков розлива трубы размыкаются компенсаторами — кольцевыми или П-образными изгибами, которые позволяют избежать деформации трубопровода.

Каким должен быть диаметр труб ?

Значения внутреннего диаметра подбираются из еще одной таблицы.

Отопительные приборы

Какие батареи лучше приобрести ?

Наш выбор — алюминиевые секционные радиаторы. Дешево и сердито: максимальная теплоотдача (при стандартном размере батарей — примерно 200 ватт на секцию) и минимальная цена (от 300 рублей).

Как подобрать количество секций?

Обвязка отопительных приборов

Какая арматура нужна для отключения и регулировки батарей?

Разводка

Как развести отопление по дому ?

Тупиковая двухтрубная схема используется в тех случаях, когда какое-либо препятствие (высокий проем, несущая стена и т.д.) не дает закольцевать петлю Тихельмана.

Монтаж

Как самому спаять полипропиленовые трубы ?

Для этого понадобятся:

Шейвер (зачистка) для удаления армирования из области пайки;

Шейвер заодно снимает наружную фаску на трубе, упрощая монтаж фитинга.

Ножницы — труборез;
Паяльник с насадками соответствующего диаметра и рабочей температурой 260 градусов.

Монтаж соединения выполняется так:

Шейвер надевается на трубу и делает несколько оборотов, удаляя алюминиевую фольгу;

Если ее оставить, контактирующая с водой фольга будет постепенно разрушаться. Это приведет к расслоению трубы и падению прочности соединения.

Труба вставляется в раструб нагретой до рабочей температуры насадки. Одновременно на вторую сторону насадки надевается фитинг;
Оплавленные детали совмещаются поступательным (без вращения) движением и несколько секунд удерживаются неподвижно. После того, как оплавленный пластик схватится, можно переходить к монтажу следующего соединения.

Где установить группу безопасности ?

Где ставится расширительный бак ?

Может ли гравитационная система отопления быть переведена на принудительную циркуляцию?

Вполне: насос можно поставить и в закрытый, и в открытый контур.

Диаметр и конфигурация розлива (уклон, разгонный коллектор, разница в высоте между котлом и отопительными приборами) делаются типичными для гравитационной системы;
Перед котлом параллельно розливу ввариваются два отвода, между которыми подключается насос;
Между врезками ставится шариковый обратный клапан.

Вместо обратного клапана иногда ставится обычный вентиль или шаровый кран. В этом случае систему приходится переводить в режим естественной циркуляции своими руками.

Заключение

Разумеется, в небольшом по объему материале трудно ответить на все связанные с автономным отоплением вопросы. Дополнительную информацию вы найдете в видео в этой статье. Не стесняйтесь оставлять на портале свои комментарии. Успехов, камрады!