Системы отопления виды схемы

Водяное отопление является самым распространённым вариантом обогрева частного дома. Расположение основных конструктивных элементов определяет вид системы и особенности её эксплуатации. Грамотный выбор схемы разводки трубопроводов является залогом эффективности отопления и комфорта жильцов.

Классификация систем водяного отопления

Системы водяного отопления являются сложными инженерными системами с множеством разновидностей. В роли теплоносителя в них выступает вода или водные растворы специального назначения. В зависимости от конфигурации систем предусмотрена их классификация по следующим параметрам:

• по способу циркуляции теплоносителя;
• по наличию контакта с атмосферным воздухом;
• по схеме питания приборов;
• по расположению магистральных трубопроводов.

Схема отопления с естественной циркуляцией открытого типа. 1 — котёл; 2 — расширительный бак; 3 радиатор; 4 — горячий выход теплообменника котла, до расширительного бака идёт строго вертикально; 5 — магистральная труба подачи; 6 — стояк; 7 — магистральная труба обратки; 8 — шаровый вентиль; 9 — слив с шаровым вентилем для сброса теплоносителя

Первый способ организации движения теплоносителя по системе — естественная циркуляция. Этот вариант позволяет обеспечить работоспособность отопления без привязки к наличию электроэнергии. Циркуляция осуществляется за счёт гравитационных сил. Нагретая в котле жидкость поднимается вверх благодаря уменьшению плотности, поступает в радиаторы, отдаёт тепло и возвращается в котел.

Схема отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа. 1 — котёл; 2 — воздухоотводчик; 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан (номера 2, 3, 4 составляют группу безопасности); 5 — расширительный бак; 6 — радиатор; 7 — фильтр грубой очистки; 8 — слив; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровый вентиль

Второй способ — принудительная циркуляция. Перемещение теплоносителя происходит с помощью насоса, установленного на обратном трубопроводе и расположенного либо перед входом в котёл, либо в самом котле.

Открытая и закрытая системы отопления

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией — это всегда открытые системы. Они предусматривают наличие открытого расширительного бака в верхней точке системы. Зачастую он располагается на чердаке.

Расширительный бак открытого типа с доступом атмосферного воздуха к теплоносителю

Системы отопления с принудительной циркуляцией обычно являются закрытыми, т.е. полностью герметичными. Расширительные баки выполняются в виде бочонков с мембранами внутри и располагаются рядом с котлом или внутри него.

Герметичный расширительный бак мембранного типа

Что лучше: однотрубная или двухтрубная структура?

Питание приборов осуществляется по однотрубной или двухтрубной схеме. В первом случае нагревательные приборы подсоединяются последовательно, а во втором параллельно. Принципиальная разница заключается в наличии в двухтрубной системе двух типов трубопроводов: для подачи теплоносителя в радиаторы и для возврата в котёл.

1 — однотрубное последовательное подключение радиаторов без байпаса; 2 — однотрубное подключение с байпасом; 3 — двухтрубное подключение с укладкой по периметру здания труб подачи и обратки; 4 — коллекторная «лучевая» схема включения

Однотрубные системы хорошо работают только в небольших домах с количеством радиаторов от 6 до 10 на одной ветке. В остальных случаях они малоэффективны из-за неравномерного распределения температуры теплоносителя на входе в радиаторы.

Двухтрубные системы более универсальны и дают больше возможностей для регулирования теплового режима. С помощью термостатических вентилей можно настроить комфортную теплоотдачу каждого радиатора, не влияя на работу остальных.

Горизонтальная и вертикальная разводка

По расположению магистральных трубопроводов выделяют несколько типов разводки трубопроводов. Прежде всего, это разделение на горизонтальную и вертикальную.

На рисунке показана однотрубная система с вертикальной разводкой. На разных стояках показаны разные типы подключения приборов.

Приведенная схема показывает характерную конфигурацию двухтрубной системы с вертикальной разводкой.

Однотрубная напорная система отопления: 1 — котел; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — шаровые краны

Простейшая однотрубная система с горизонтальной разводкой подразумевает последовательное прохождение теплоносителя по всем приборам в пределах одного этажа.

Коллекторная схема: 1 — котел; 2 — расширительный бак; 3 — коллектор подачи; 4 — радиаторы отопления; 5 — коллектор обратки; 6 — насос

Двухтрубная горизонтальная система может иметь периметральную или лучевую (коллекторную) разводку. В первом случае трубы прокладываются по периметру помещения, постепенно запитывая все приборы, во втором каждый отопительный прибор имеет отдельную подводку.

Трубы лучевой разводки прокладываются в стяжке пола кратчайшими путями до каждого радиатора. При этом их конфигурация напоминает лучи, исходящие от одного источника — распределительного коллектора. Это послужило причиной появления соответствующего названия.

Коллекторы в современных интерьерах частных домов часто аккуратно прячутся в специальные шкафчики, что позволяет сохранить эстетичность помещения и скрыть элементы настройки и регулирования системы.

Типы подключения радиаторов

Схема подключения отопительных приборов выбирается исходя из выбранной структуры системы отопления, удобства прокладки и обслуживания, а также особенностей интерьера.

1 — Двухтрубная разводка. 2 — Однотрубная разводка

На рисунке показаны основные варианты присоединения радиаторов, характерные для вертикальных систем.

А — боковое подключение; Б — диагональное; В — нижнее одключение

Анализ схем, которые наиболее часто встречаются в горизонтальных системах, показывает, что тип подключения радиаторов оказывает значительное влияние на эффективность теплоотдачи. Прежде, чем отдать предпочтение более удобному в монтаже варианту, стоит хорошо подумать, готовы ли вы пожертвовать частью драгоценного тепла.

Как видно из всего, изложенного выше, выбор схемы водяного отопления для частного дома связан с необходимостью тщательного анализа множества вариантов. Кроме описанных основных разновидностей, существует ещё более подробная классификация. Консультация квалифицированного специалиста поможет быстрее сориентироваться во всём многообразии, учесть имеющиеся нюансы и достичь наилучших результатов.

рмнт.ру

04.05.17

www.rmnt.ru

Виды систем отопления частного дома

Система водяного отопления частного дома может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

Открытая система состоит из нагревательного котла, радиаторов и расширительного бака. Все элементы соединены между собой трубами. Горячая вода, нагретая котлом, по стояку поднимается вверх к подающей трубе и под действием силы тяжести самотеком растекается по батареям.

Движение воды обеспечивается за счет разности плотности горячей (нагретой котлом) и холодной (отдавшей тепло в радиаторах) воды. Расширительный бак необходим для компенсации увеличения объема воды при нагревании. При этом бачек применяется открытого типа для снижения гидравлического сопротивления.

Водяное отопление в частном доме без насоса — энергонезависимо. Ему нужен только источник топлива, на котором работает котел.

Недостатков же у этой схемы много и все они связаны с гравитационным принципом работы. Вот некоторые из них:

• медленный прогрев;
• необходимость устанавливать расширительный бак в самой высокой точке системы при этом котел должен быть в самой низкой точке;
• постоянное испарение теплоносителя из расширительного бака (так как он сообщается с атмосферой);
• сложность балансировки;
• невозможность устройства теплых полов и пр.

Устранить такой недостаток как высокая инертность и повысить производительность можно установкой циркуляционного насоса. Он подключается по схеме с байпасом, который обеспечивает два режима работы. Такая отопительная система дома может работать как при гравитационном принципе циркуляции теплоносителя, так и при принудительной прокачке. Однако все остальные ее недостатки сохраняются.

Несмотря на энергонезависимость открытой чаще всего делают выбор в пользу закрытой системы. От открытой она отличается наличием циркуляционного насоса и применением герметичного расширительного бака.

Циркуляция теплоносителя осуществляется по средствам специального насоса. Поэтому отсутствуют ограничения по установке элементов (определенный уклон труб и расположение элементов и пр.), возможно устройство водяных теплых полов, вся разводка становится более компактной и занимает меньше места.

Схемы отопления загородного дома

Закрытая система отопления частного дома может реализовываться различными способами в зависимости от этажности и площади, а также от вида обогревательных приборов. Наибольшее распространение получили однотрубная, двухтрубная, лучевая схема и их комбинация.

Однотрубные системы отопления представляют собой схему, при которой подача и обратка радиаторов подключены к одной трубе.

Достоинство данной схемы в том, что она компактна, проста в монтаже и не требует большого расхода материала. Главным недостатком является то, что чем дальше радиатор отстоит от котла, тем меньше тепла он отдает помещению, т.к. в него попадает более холодная вода, чем в предшествующие.

Для устранения этого недостатка требуется точный расчет отопления дома, т.е. трубопроводов (по диаметру труб) и обогревательных приборов (количество секций) при проектировании. Однако часто сбалансировать однотрубную схему очень сложно.

Недостатков лишена двухтрубная система отопления частного дома. В этой схеме подача теплоносителя в радиаторы производится из трубы подачи, а слив остывшей воды осуществляется в трубу обратка.

Таким образом все нагреватели получаются подключены параллельно, и обеспечить одинаковую теплоотдачу обогревательных приборов значительно проще. Для этой цели применяются терморегуляционные вентили.

Обе схемы могут использоваться в домах различной этажности. В зависимости от количества радиаторов на этаже может применяться горизонтальная или вертикальная разводка.

Двухтрубная система отопления одноэтажного дома небольшой площади должна иметь горизонтальную разводку. Для многоэтажного следует предпочесть вертикальную схему расположения стояков. Такой вариант позволит более равномерно распределить тепло по всем помещениям, благодаря более простой балансировке.

Эффективное отопление дома достигается за счет применения лучевой (коллекторной) схемы. В ней каждый радиатор подключается индивидуально. По этой же схеме работает водяной теплый пол.

Коллекторная система отопления частного дома более затратная в монтаже, чем предыдущие, но они с лихвой окупаются на экономии в эксплуатации. Дело в том, что можно точно настроить не только всю систему, но и каждый радиатор в отдельности. Таким образом в нежилых помещениях легко поддерживать небольшую температуру, тем самым значительно снизить потребления топлива для котла.

Выбор котла

Котлы отопления для частного дома можно разделить на несколько групп по типу используемого топлива, мощности, способа установки и функциональных возможностей. Учитывая их разнообразие выбор того или иного типа необходимо осуществлять из особенностей эксплуатации и вида системы обогрева.

По типу потребляемого топлива выделяют электрические, дизельные, твердотопливные и газовые. Нагревательные котлы перечислены в порядке снижения затрат на энергоносители, т.е. газовые самые экономичные. Естественно, что выбор в пользу того или иного типа в первую очередь зависит от этой характеристики.

Несмотря на то, что отопление в своем доме можно создать, используя любой источник энергии, чаще всего имеется доступ к газу. По этой причине отопительный газовый котел более всех пользуется популярностью. Поэтому именно эту группу мы рассмотрим более подробно.

Газовые котлы для отопления могут быть двух типов исполнения напольные и настенные.

Напольные обладают большой мощностью и способны обогреть дом площадью более 150 кв.м. По устройству они более просты и могут работать как в системе гравитационного, так и закрытого типа. Большинство моделей энергонезависимы, т.е. не требуют подключения к электричеству.

Настенные котлы отопления обладают меньшей мощностью и более компакты. Они имеют эстетичный внешний вид и могут быть установлены в любом месте. В основном они предназначены для использования в закрытой схеме. По этой причине настенные газовые котлы уже снабжены циркуляционным насосом, расширительным баком и всей необходимой автоматикой. Они энергозависимы, но благодаря электронному управлению способны полностью автоматизировать обогрев загородного дома.

Они могут быть с открытого и закрытого типа. Разница между ними в том, что с открытой камерой для работы берут воздух из помещения. Это накладывает требования по вентиляции и устройству дымохода. Котлы с закрытой камерой сгорания снабжены специальным вентилятором (турбиной), благодаря которой воздух нагнетается с улицы, а отработанные газы удаляются через коаксиальный дымоход, который очень прост в установке.

Настенный газовый котел может быть одноконтурный и двухконтурный. Одноконтурный работает только на обогрев помещения. Двухконтурные газовые котлы обеспечивают еще и горячее водоснабжение. Однако они хорошо справятся с задачей если имеется не более 2-х потребителей г.в.

Если же число точек водоразбора, которые могут использоваться одновременно больше, то целесообразно выбирать одноконтурный котел и устанавливать бойлер косвенного нагрева. Бойлер — это бочка в которой установлен змеевик, через который циркулирует теплоноситель и тем самым нагревает воду.

Самой важной характеристикой газового котла является его мощность. Проектирование отопления дома начинают с расчета мощности котла с учетом множества параметров. Однако при высоте потолков до 3 м и хорошем утеплении стен и кровли можно руководствоваться простым правилом: 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 кв.м. площади дома.

Расширительный бак и циркуляционный насос

Расширительный бак необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя при нагревании. Так для воды, при нагреве до температуры 80 градусов ее объем увеличивается примерно на 5 %. Поэтому необходимо устанавливать расширительный бачек, при чем для открытой и закрытой системы применяются различные конструкции.

Бачек для открытой системы представляет собой емкость, объем которой полностью используется для заполнения теплоносителем при его расширении. Поэтому его объем должен составлять примерно 7% от общего объема теплоносителя.

Система отопления частного дома с насосом подразумевает применение герметичного бачка. Такие емкости конструктивно разделены на 2 части эластичной мембраной, с одной стороны которой находится воздух под давлением обычно 1,5 атмосферы, а с другой теплоноситель. В этом случае бак необходим объемом 10 – 12% от общего объема.

Выбор циркуляционного насоса осуществляют на основе расчетных значений расхода и напора. Расход – объем жидкости за единицу времени который должен прокачать насос. Напор – это гидравлическое сопротивление, которое должен преодолеть насос.

Формула для расчета расхода:

Q=0,86 x P / dT,

где Q – расчетный напор, P – тепловая мощность (мощность котла), dT – перепад температур между подачей и обраткой (обычно 20 градусов).

Формула для расчета напора:

H=N x K,

где H – величина напора, N – количество этажей с учетом подвала, K – коэффициент усредненных гидравлических потерь, принимается 0,7 – 1,1 для двухтрубных систем, 1.16 – 1,85 для лучевых схем.

Приведенные формулы это расчет системы отопления для частного дома приближенного характера, для точных вычислений характеристик необходимо использовать специальные методики, которые позволяют учесть все возможные факторы и точно определить режимы работы.

Трубы и автоматика

Системы отопления и водоснабжения коттеджей и дач имеет не высокую температуру теплоносителя обычно до 90 градусов. Поэтому для соединения всех отопительных приборов может применяться любой тип труб: стальные трубы, металлопластиковые, полипропиленовые.

Стальные прочны и долговечны. Однако их использование сопряжено со сложностью монтажа, выполнить который без навыков сварных работ невозможно. Кроме того, чтобы они не портили внешний вид помещения их необходимо периодически красить.

Металлопластиковые трубы пользуются большой популярностью. Монтаж системы отопления загородного дома с их помощью очень прост, особенно если применять резьбовые фитинги. Однако, как показывает практика, за счет сезонных перепадов температур зажим фитинга может ослабнуть и вызвать утечку теплоносителя. Поэтому места соединений необходимо регулярно проверять на утечки.

Полипропиленовые трубы (армированные) лишены недостатков стальных и металлопластиковых. Они монтируются с помощью сварки, что делает соединения очень прочным и долговечным, при этом сделать это можно своими руками даже не обладая опытом проведения подобного рода работ.

Важнейшем элементом являются воздухоотводчики. Это простые механические приборы, которые позволяют устранить воздух из системы, который блокирует ее работу. Другое их название — кран Маевского. Эти устройства необходимо устанавливать не только в самой верхней точке, но и на распределительных коллекторах и отопительных приборах.

В случае если для обогрева помещения применяются радиаторы отопления, то на каждый целесообразно установить терморегуляционный вентиль. С его помощью можно точно задать требуемую температуру.

Отопление частного дома теплыми полами

В качестве нагревательных элементов могут применяться радиаторы или теплые полы, а также их комбинация. Довольно часто делают комбинированное отопление дома, т.е. первый этаж обогревают теплыми полами, а второй батареями.

Отопление теплым полом имеет ряд достоинств:

• позволяет создать более равномерный прогрев помещения, тем самым климатические условия становятся более комфортными, а система становится более простой;
• радиаторы должны быть установлены вдоль всех наружных стен, что не всегда предусматривает планировка, в тоже время как теплые полы лишены данного ограничения;
• простота регулировки.

Однако при всех достоинствах монтаж теплых полов более трудоемкий и дорогостоящий. Основной вклад вносят затраты на материалы и работу.

Принципиально эта система не сильно отличается от традиционной. Главное различие заключено в необходимости монтажа специального смесительного и распределительного коллекторов.

Дело в том, что температура воздуха теплого пола обычно не превышает 35 градусов, в то время как котел дает температуру теплоносителя более 50 градусов. Смесительный коллектор предназначен для решения трех задач:

• задания невысокой температуры теплоносителя благодаря смешению горячего с остывшим;
• распределение воды по контурам;
• обеспечение циркуляции.

Система теплого пола строится по лучевой схеме. Благодаря чему, она очень проста в настройке и регулировки, что в свою очередь упрощает создания комфортных условий и одновременно позволяет экономить на отоплении.

Рассмотренные варианты создания системы обогрева могут быть применены для дома любой площади и этажности. Важно найти компромисс между требуемыми климатическими факторами, стоимости элементов, сложности обслуживания и затратами на энергоносители. Если правильно соотнести все выше перечисленные параметры, то в доме всегда будет тепло и уютно, а затраты на отопление не сильно обременят семейный бюджет.

mhremont.ru

Способы циркуляции воды в системах отопления

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

Естественная циркуляция теплоносителя

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

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

Принудительная циркуляция теплоносителя

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

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

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 однотрубной системы 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.

«Ленинградская» 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.

Варианты устройства двухтрубной системы

Основным отличием двухтрубной схемы 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.

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 расширительный бак. Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

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:

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.

aqua-rmnt.com

Отопление с жидким теплоносителем

Общие сведения

Основным показателем комфорта любого жилья является температура воздуха в нем, так как человек может жить только в узкоочерченном диапазоне температур. Однако в континентальных широтах северного полушария нашей планеты климат далек от этого диапазона, и люди вынуждены использовать искусственные источники тепла.

Раньше таким источником был открытый огонь в пещере или шалаше, затем огонь переместился в топку печи, расположенной в доме. Однако с ростом численности населения все острее вставал вопрос нехватки дров и других видов топлива, и перед человеком возникла проблема повышения эффективности обогрева.

  Важно! Так появилась идея использования теплоносителя – вещества, которое играет роль посредника при передаче тепла от пламени к воздуху в доме.

Проблема в том, что газы плохо проводят тепло, и если у вас большой дом, то для прогрева отдаленных комнат придется очень долго топить печь, при этом вблизи топки будет слишком жарко, а в отдаленных комнатах – холодно. Поэтому основной задачей было подать тепло с минимальными потерями в каждую комнату.

На этом этапе можно сформулировать основные требования к теплоносителю:

• Высокая теплопроводность. Необходима для максимально быстрого прогрева теплоносителя;
• Высокая теплоемкость. Этот параметр определяет способность вещества запасать тепловую энергию. Очевидно, что чем больше тепла запасает и передает посредник, тем эффективнее работает система;
• Высокая мобильность. Вещество должно иметь такие свойства, при которых возможна его транспортировка внутри помещения без применения сложных технологий;
• Доступность. Теплоноситель должен быть недорогим и доступным в различных регионах, так как в случае аварии понадобится срочная его замена во избежание промерзания дома;
• Безопасность. Вещество-агент не должно представлять опасности для человека и окружающей среды, содержать горючие, токсичные, взрывоопасные или химически агрессивные соединения и субстанции.

Важно! Наиболее подходящим под все перечисленные параметры веществом оказалась обычная вода, которая обладает самой большой теплоемкостью среди жидкостей, способна перемещаться по трубам и каналам под действием гравитации или давления, безопасна и невероятно широко распространена.

Таким образом задача конкретизировалась: необходимо создать схему, при которой вода будет перемещаться по строго определенному маршруту от топки печи к отопительным приборам.

Важно! Если сказать просто, то нам необходимо два теплообменника и труба, по которой вода будет между ними циркулировать. Один теплообменник устанавливаем в топке, там жидкость будет нагреваться, а второй – в комнате, там теплоноситель будет отдавать запасенную энергию воздуху.

Нагревательные котлы

Если источником тепловой энергии является топливо, то средством её получения является котел. Это сердце любой системы отопления с теплоносителем. От надежности работы этого устройства зависит эффективность всего отопления, а в условиях русских зим это одно из условий выживания, поэтому первая задача – выбор котла.

Самым важным критерием здесь является доступность и стоимость топлива, на котором будет работать агрегат.

Существуют такие виды котлов в зависимости от используемого горючего:

• Твердотопливные или дровяные котлы. Используют дрова, уголь, кокс, торф, пеллеты, брикеты и прочие виды горючей биомассы;
• Газовые. Используют магистральный, сжатый или сжиженный природный газ;
• Дизельные котлы отопления. Используют жидкие нефтепродукты: солярку, ДТ, различные масла, бензин, керосин и т.д.;
• Электрические. Нагревают воду с помощью ТЭН или электродным методом.

Если говорить об эффективности с точки зрения стоимости одного киловатт-часа тепла, а также доступности и распространенности топлива, то несомненными фаворитами являются газовые и дровяные агрегаты, причем первые наиболее предпочтительны.

Важно! Если ваш дом подключен к ГТС, то вам следует купить газовый котел, если магистраль не подведена, тогда следует выбирать дровяной вариант. Электричество и дизельное топливо обходятся слишком дорого для среднестатистического потребителя.

Виды систем

С естественной циркуляцией

Схема отопления с естественной циркуляцией воды – это наиболее простая и дешевая, но и самая неэффективная система. При небольших размерах дома и площадях обогрева это вполне рабочий вариант, сооружение которого не требует серьезных расчетов и сложных монтажных работ.

Принцип работы такой системы прост: котел устанавливают в нижней точке помещения, лучше – в подвале. Вода заполняет трубопровод, состоящий из подающей трубы, идущей вверх от котла, затем труба постепенно опускается и проходит по всем комнатам, и в конце возвращается к теплообменнику топки.

При включении горелки вода начинает нагреваться, расширяется и поднимается вверх по трубе за счет разности плотностей между горячей и холодной жидкостью. Так как контур замкнут, холодная масса теплоносителя вытесняется в теплообменник, и жидкость начинает циркулировать в системе по кругу, перенося тепло от пламени к радиаторам.

Чтобы компенсировать расширение и увеличение общего объема воды в трубах, в верхней точке устанавливают расширительный бак. Он может быть открытым, так как давление в трубах значения не имеет.

Важно! Необходимо знать и учитывать правила подбора диаметров труб и углов из наклона. Считается, что уклона в 5 мм на один погонный метр трубы достаточно, клон делают в сторону движения воды.

Для обслуживания небольших деревенских домов такая схема вполне приемлема. Она не требует расчетов и выполняется по стандартной схеме «как у всех», так как размеры и архитектура домов особых отличий не имеют. Более того, конструкция сравнительно просто собирается своими руками и требует минимум материалов.

С принудительной циркуляцией

Более совершенной и эффективной системой отопления является схема с принудительной циркуляцией теплоносителя. Такое решение позволяет ускорить движение воды по трубам и доставить еще горячую жидкость в отдаленные помещения. Принудительное движение воды осуществляется за счет встроенного в трубопровод насоса.

За счет точно рассчитанной скорости движения повышается эффективность работы, снижается расход топлива и повышается комфорт в помещениях. Для создания сложных, разветвленных и многоконтурных систем принудительная циркуляция необходима.

Сооружение такой конструкции потребует более серьезных расчетов гидравлики, подбора и установки циркуляционного насоса, установки защиты, закрытого гидроаккумулятора, манометров и предохранительных клапанов. При этом к наклону труб особых требований не предъявляется.

Важно! При работе циркуляционный насос не создает всего напора, который присутствует в системе. Дело в том, что контур замкнут, и вода в нем вращается подобно колесу, а насос преодолевает только гидравлическое сопротивление и трение, поэтому потребленная им энергия не сказывается на стоимости обогрева.

Из расчетов стало известно, что применение циркуляционного насоса повышает эффективность работы на 25 – 30 %. Кроме того, для нормального обслуживания многоэтажных домов, многоконтурных и коллекторных схем применение принудительной циркуляции необходимо. Практически все современные системы используют этот принцип.

Радиаторная разводка

Еще одно важное отличие систем водяного отопления – это тип разводки труб от котла к радиаторам.

Существует три основных вида такой разводки:

1. Однотрубная схема. Это наиболее простая и дешевая модель, когда отопительные батареи подключены к одной трубе последовательно. Вода поступает по трубе подачи в первый радиатор, проходит его и попадает в ту же трубу, из которой поступает в следующий прибор, остывая по мере движения;
2. Двухтрубная модель. Более сложная, но и более эффективная конструкция, при которой батареи подключаются входом к подающей трубе, а выходом – к обратной, и другого сообщения между этими трубами нет. Параллельное подключение позволяет равномерно прогревать все приборы, что повышает эффективность работы и комфорт;
3. Коллекторно-лучевое подключение предполагает подачу теплоносителя в распределительный коллектор подачи, откуда расходятся трубы к входу каждого радиатора. Из выходных отверстий трубы возвращаются в обратный коллектор, а оттуда вода поступает в котел. Такой подход позволяет организовать многоконтурные системы теплых полов и больших домов с множеством комнат.

Однотрубная организация подачи подойдет для небольших домов с естественной циркуляцией, или для отдельных помещений – летних кухонь, мастерских, саун и т.д.

Двухтрубная схема считается более эффективной за счет равномерного прогрева приборов, возможности регулировки температуры в отдельных помещениях, более точного управления средствами автоматики. Она подойдет для любого типа зданий и используется наиболее часто.

Коллекторная разводка является наиболее эффективной и продвинутой, однако её цена ощутимо выше за счет большего количества труб, необходимости в дополнительном оборудовании, арматуре, а также за счет сложного монтажа и расчета.

Важно! Сегодня наиболее часто встречаются двухтрубные и смешанные разводки, которые могут комбинироваться с коллекторами теплых полов.

Вывод

Водяное отопление – это единственная действительно эффективная по соотношению цены и качества система обеспечения теплом. При этом надо понимать, что оборудование и схемы организации постоянно совершенствуются, и сравнение модных альтернативных систем со старыми видами водного отопления абсурдно и неубедительно. Видео поможет вам лучше разобраться в этом вопросе.

gidroguru.com

Элементы и понятия

Начнем с изучения краткого словарика, который поможет читателю не путаться в терминологии.

• Ввод отопления — участок трубопровода между ближайшим тепловым колодцем (читай — отводом от теплотрассы) и входной запорной арматурой домовой системы отопления;

Обычно граница раздела зон ответственности между Теплосетями и жилищниками проходит по первому фланцу входной задвижки. Однако возможны и другие схемы. В Инкермане, где я живу, Теплосети обслуживают и теплотрассы, и элеваторные узлы, и отопительные системы.

• Водоструйный элеватор — сердце элеваторного узла, стальной или чугунный тройник с соплом, обеспечивающим смешивание воды из подающей и обратной ниток теплотрассы. Элеватор позволяет направить часть отработанного теплоносителя на рециркуляцию. Он обеспечивает высокую скорость теплоносителя (и, стало быть, минимальный перепад температур между концами контура) при минимальном расходе воды с подачи;

• Элеваторный узел — обвязка элеватора, комплекс запорно-регулирующей арматуры, обеспечивающей работу отопительной системы;

Многоквартирный дом может иметь несколько элеваторных узлов. Как правило, один из них отвечает за отопление и подачу в дом горячей воды , остальные — только за отопление.

• Розлив (он же — отопительная лежневка, или лежак) — горизонтальный трубопровод, соединяющий между собой отопительные приборы или стояки (вертикальные трубопроводы) с отопительными приборами;

• Подводка — участок трубопровода, соединяющий отопительные приборы с розливом (розливами) или стояком (стояками);

• Отопительный котел — источник тепла в автономной (не подключенной к теплотрассе) системе. Котлами оснащаются и системы отопления частного дома, и отдельные квартиры в многоквартирных домах новой постройки;

• Расширительный бак — емкость, вмещающая избыток теплоносителя при его тепловом расширении. Бак может быть открытым (в системе, работающей при атмосферном давлении) и мембранным (в закрытой системе с избыточным давлением).

Во втором случае бачок — это емкость с эластичной перегородкой, часть объема которой заполнена воздухом с небольшим избыточным давлением;

Объем мембранного расширительного бака должен быть приблизительно равен 1/10 от объема теплоносителя. В сбалансированной отопительной системе этот объем рассчитывается как 15 л на 1 КВт мощности котла.

• Воздушник — устройство для отвода воздуха из системы отопления. Воздушники монтируются в верхней точке закрытого контура и на всех скобах, поднимающихся выше уровня розлива. В их роли могут выступать краны Маевского, автоматические воздухоотводчики или обычные краны;

• Предохранительный клапан — приспособление для сброса избытка теплоносителя при опасно высоком давлении;

Обычно автоматический воздушник, клапан и манометр (он нужен для зрительного контроля давления) объединяются и формируют группу безопасности, которая монтируется на отводе от розлива после котла.

• Гидравлический напор — высота водяного столба, соответствующая перепаду давлений на участке отопительного контура. Одна атмосфера (1 бар, 1 кгс/см2) соответствуют напору в 10 метров.

Элеваторный узел многоквартирного здания работает с гидравлическим напором (перепадом давлений между смесью после элеватора и обраткой) всего в 2 метра, или 0,2 кгс/см2).

Параметры

С какими параметрами работают разные системы отопления?

Для ЦО типичны давления на входе в элеваторный узел в 5 — 7 кгс/см2 на подаче и 3 — 4 кгс/см2 на обратном трубопроводе. Температура теплоносителя варьируется в зависимости от уличной температуры.

В большинстве случаев используется температурный график 150/70: в пик холодов температура подачи поднимается до 150С, а обратки — до 70С.

Температура смеси (воды после смешения подачи и обратки в элеваторе, поступающей в батареи) ограничена 95 градусами в жилых и производственных зданиях и 37 градусами в детских дошкольных заведениях.

При ряде форс-мажорных обстоятельств штатные параметры давления и температуры могут быть заметно превышены.

Вот примеры таких сценариев:

• Если быстро заполнить пустой контур или резко остановить циркуляцию в нем, на фронте потока образуется область повышенного давления. При гидроударе его значения могут достигать 25 — 30 атмосфер;

• После окончания отопительного сезона проводятся испытания теплотрасс «на плотность». В ходе испытаний давление в них повышается до 12 и более атмосфер. Входные задвижки элеваторного узла при этом должны быть перекрыты, но человеческий фактор или неисправность запорной арматуры вполне могут привести к тому, что испытываться будет не только трасса;
• В экстремально сильные заморозки и при большом количестве жалоб на холод в квартирах в северных регионах практикуется работа элеватора без сопла. Подсос при этом глушится стальным блином, и вода поступает в отопительный контур прямо из подающей нитки трассы. А ее температура в пик холодов, как мы помним, может достигать 150С.

В системе автономного отопления типично давление в 1,5-2,5 кгс/см2 при температуре 70-75С на подаче и 50-55С на обратке. Эти параметры при правильном расчете отопительной системы стабильны и не зависят от внешних факторов.

Классификация видов

По каким признакам могут классифицироваться водяные системы отопления?

Естественная и принудительная циркуляция

Большинство систем отопления многоквартирных и частных домов работает с принудительной циркуляцией. Теплоноситель приводит в движение перепад давлений в теплотрассе или собственный циркуляционный насос — компактный прибор с центробежной крыльчаткой, имеющий производительность в единицы кубометров в час и создающий гидравлический напор до 6 — 10 метров.

Достоинство таких систем — высокая скорость движения теплоносителя.

Это означает:

• Быстрый и равномерный нагрев отопительных приборов при запуске;
• Минимальный перепад температуры между первыми и последними по ходу теплоносителя батареями в процессе работы.

Ахиллесова пята принудительной циркуляции — энергозависимость. При длительных отключениях электроэнергии дом остается без тепла.

Системы с естественной циркуляцией (гравитационные) работают за счет разницы в плотности горячей и холодной воды.

Они устроены так:

• Котел опускается на минимальный уровень относительно остальной части отопительного контура — в приямок, цокольный этаж или подвал;
• Сразу после котла формируется разгонный коллектор — вертикальная труба, заканчивающаяся в верхней точке контура. Через нее нагретая вода вытесняется вверх более холодными и плотными массами теплоносителя;
• Затем она самотеком движется по проложенному с постоянным уклоном розливу, постепенно отдавая тепло радиаторам, и возвращается к теплообменнику котла остывшей.

Минимальный гидравлический напор в такой системе компенсируется увеличенным диаметром розлива.

Компромиссом между гравитационной и принудительной циркуляцией является схема отопления, в которой циркуляционный насос врезается не в разрыв розлива, а параллельно ему. Между врезками монтируется обратный клапан (обычно шариковый) или шаровый кран.

Как работает такая схема водяного отопления?

• При наличии электроэнергии циркуляция теплоносителя обеспечивается работающим насосом. Байпас между врезками перекрыт краном или сработавшим благодаря перепаду давлений клапаном;
• При отключении насоса система отопления автоматически (при наличии обратного клапана) или вручную (краном) переключается в режим естественной циркуляции. Вода начинает двигаться через байпас.

Открытая и закрытая

Разница между ними понятна и очевидна. В первом случае контур сообщается с атмосферой и работает при гидростатическом давлении, соответствующим высоте водяного столба (читай — расстоянию по вертикали от нижней точки розлива до уровня воды в открытом расширительном баке). Во втором случае в контуре создается избыточное давление, поддерживаемое мембранным расширительным бачком.

Достоинство открытой системы — предельная простота. Открытый расширительный бак в ней совмещает функции собственно расширительного бачка, предохранительного клапана и воздушника. В сущности, он является единственным элементом обвязки котла.

В закрытой системе теплоноситель не контактирует с атмосферой и не испаряется. При отсутствии утечек его обновление в закрытом контуре не требуется от слова «совсем». Это означает отсутствие ила, минеральных отложений на стенках труб и, соответственно, максимальный ресурс всех элементов системы.

Горизонтальная и вертикальная

Горизонтальная и вертикальная разводки вполне предсказуемо различаются ориентацией в пространстве. В чистом виде вертикальные системы отопления практически не встречаются, а вот горизонтальные вполне типичны для одноэтажных построек.

В многоквартирных зданиях и частных домах высотой более одного этажа схемы систем отопления обычно включают и горизонтальные, и вертикальные участки. Например, проложенный по подвалу или чердаку отопительный розлив — типичная горизонтальная разводка, а стояк, проходящий через несколько комнат или квартир — вполне себе вертикальная.

Однотрубная и двухтрубная

Однотрубная система, или ленинградка представляет собой кольцо розлива, проходящее по периметру дома или его этажа. Отопительные приборы подключаются в разрыв розлива или параллельно ему.

Во втором случае владелец имеет возможность отключить отдельный радиатор, на сбрасывая весь контур, и регулировать теплоотдачу батарей независимо друг от друга.

В двухтрубной системе по отапливаемому помещению прокладывается два розлива — подача и обратка. Отопительные приборы (или стояки с несколькими приборами) подключаются к обоим розливам.

Именно двухтрубная система отопления типична для всех многоквартирных домов современной постройки. Однотрубные ленинградки монтировались в малоэтажных домах и бараках послевоенной постройки.

Тупиковая и попутная

Существует две разновидности двухтрубных систем — тупиковая и попутная.

В первом случае теплоноситель при перемещении из подающего в обратный трубопровод меняет направление движения на противоположное. Такая схема позволяет разводке отопления обойти любые препятствия — дверные проемы, панорамные окна и т.д.

Однако у тупиковой схемы есть серьезный недостаток. Ближние к котлу нагревательные приборы представляют собой байпас для теплоносителя. Основной объем воды будет циркулировать именно через них; дальние радиаторы будут заметно холоднее, а в сильные морозы и вовсе могут замерзнуть.

Эта проблема решается дросселированием подводок к ближним радиаторам. Так называемая балансировка системы позволяет выровнять температуру всех отопительных приборов. На подводки монтируются игольчатые дроссели (они позволяют регулировать теплоотдачу приборов своими руками) или термоголовки, выполняющие регулировку в полуавтоматическом режиме.

Проблема неравномерного нагрева радиаторов очень остроумно решена в попутной схеме, носящей название петли Тихельмана. Фактически, в ней формируется несколько параллельных контуров одинаковой длины и одинакового гидравлического сопротивления. В ней любое количество радиаторов всегда будет иметь примерно одинаковую температуру.

Нижний и верхний розлив

Верхней разводкой, или верхним розливом называется схема двухтрубного отопления с вынесенной на чердак подачей. Розлив обратки прокладывается по подвалу; каждый стояк представляет собой перемычку между ними. Отсекающие стояк вентиля или краны ставятся, соответственно, вверху и внизу.

Недостаток такой схемы — большие затраты времени на отключение отдельного стояка. Огромное преимущество — предельно простой запуск: чтобы ввести в работу сброшенный контур, нужно лишь открыть запорную арматуру на подаче и обратке и стравить воздух из находящегося в верхней точке розлива подачи расширительного бака.

В доме с нижней разводкой (нижним розливом) лежневки подачи и обратки прокладываются по подвалу. Стояки поочередно подключаются к обоим розливам и попарно соединяются перемычками, расположенными на верхнем этаже или (реже) вынесенными на чердак.

Как нижний розлив выглядит на фоне верхнего в плане удобства эксплуатации?

• Отключение стояков занимает меньше времени: краны находятся рядом друг с другом и в одном помещении;

Неудобство лишь в том, что для ремонта приходится сбрасывать не только проблемный стояк, но и парный к нему.

• Цена простоты отключения — неудобство запуска отопительной системы после ее сброса. Для возобновления циркуляции в стояках нужно стравить воздух из перемычек на каждой паре стояков.

В многоквартирном доме запуск осложняется тем, что владельцы верхних квартир далеко не всегда находятся дома в рабочее время обслуживающих здание слесарей.

Коллекторная и последовательная

В типичной последовательной схеме теплоноситель проходит все отопительные приборы поочередно. Этим обусловлен разброс температур между ними. Коллекторная схема подразумевает параллельное подключение приборов к общему коллектору.

Это дает:

• Независимую регулировку температур всех радиаторов из одного пункта;
• Одинаковую температуру на них в отсутствие дросселирования.

У коллекторной разводки, впрочем, есть два очевидных недостатка:

1. Материалоемкость;
2. Необходимость скрытой прокладки подводок в стяжке или в фальшстенах. Очевидно, что несколько пар тянущихся по стенам труб не украсят дизайн жилого помещения.

Конвекционная и внутрипольная

Традиционное отопление радиаторами (секционными и панельными), конвекторами и регистрами называется конвекционным потому, что именно конвекция (перемешивание воздуха за счет разницы в плотности горячих и холодных воздушных масс) обеспечивает относительно равномерное распределение тепла.

Я намеренно употребил определение «относительно равномерное». Дело в том, что при конвекционном отоплении воздух под потолком всегда нагрет сильнее, чем на уровне пола.

Между тем любой уважающий физические законы домовладелец не имеет обыкновения проводить свободное время на потолке. Тепло нужно на полу. Нагрев воздуха в верхней части жилой комнаты имеет лишь одно следствие — большую утечку тепла через перекрытие.

Водяной теплый пол — это трубчатый теплообменник, уложенный в стяжку или в теплораспределительные алюминиевые пластины под чистовое покрытие, имеющее достаточно высокую теплопроводность. Нагрев превращает весь пол в отопительный прибор. Кроме субъективного ощущения комфорта, внутрипольное отопление обеспечивает заметную экономию тепла за счет снижения средней температуры в помещении.

Чем больше разница температур между улицей и домом, тем больше тепла улетучивается через ограждающие конструкции.

Подключение отопительных приборов

Вначале — пара общих правил, относящихся к системам отопления многоквартирных домов.

1. Если на подводках к радиатору стоят отсекающие краны, дроссели или термоголовки, между подводками обязательно должна стоять перемычка. Иначе запорно-регулирующая арматура будет препятствовать нормальной циркуляции теплоносителя в стояке;

2. Если вы живете не на верхнем этаже, радиатор категорически нельзя подключать между стояками обратки и подачи. У вас будет тепло, а вот соседи сверху начнут замерзать. После жалобы в жилищную организацию и составления акта о самовольной переделке инженерных коммуникаций общего пользования вы будете вынуждены восстановить первоначальную схему врезки за свой счет.

Теперь — о расположении подводок относительно секционного радиатора.

Принцип работы батареи водяного отопления таков: теплоноситель циркулирует через горизонтальные коллекторы относительно большого сечения и соединяющие их тонкие вертикальные каналы в секциях. Благодаря разнице в проходимости коллекторов и каналов обеспечивается равномерный нагрев первых и последних секций.

Традиционное боковое одностороннее подключение остается эффективным, пока количество секций не превышает 8 — 10 штук. Если их больше, суммарное внутреннее сечение вертикальных каналов оказывается больше сечения коллекторов. Теплоноситель движется лишь через ближние к подводке каналы, и последние секции остывают.

Решить проблему неравномерного нагрева поможет простая инструкция: подключите батарею диагонально. В этом случае она будет равномерно прогрета по всей длине, независимо от размеров прибора.

Альтернативное решение — нижнее подключение. Оно несколько уменьшит теплоотдачу: основной объем воды будет циркулировать по нижнему коллектору, а верх секций станет прогреваться в основном за счет теплопроводности металла и теплоносителя.

Зато батарея сможет работать даже будучи завоздушенной: препятствующая циркуляции пробка будет вытеснена в верхний коллектор и не помешает движению воды по нижнему.

Заключение

Надеюсь, что мне удалось дать ответы на все вопросы читателя. Как всегда, видео в этой статье предложит вашему вниманию дополнительный материал. Я буду признателен за ваши комментарии и дополнения. Успехов, камрады!

otoplenie-gid.ru

Как сделать отопление в частном доме

Для начала коротко перечислим основные этапы, которые нужно будет выполнить на пути к достижению цели:

1. выбор отопительной системы;
2. выбор составляющих элементов отопительной системы;
3. расчет отопления частного дома;
4. разработка схемы индивидуального отопления;
5. оформление и получение разрешительной документации;
6. монтаж отопительной системы;
7. тестовый запуск системы.

Важно придерживаться последовательности, т.к. поэтапная реализация проекта нивелирует ошибки, которые трудно или дорого исправить.

1. Выбор отопления – какая система отопления лучше для частного дома

В основу выбора автономного отопления положен тип котла, который работает на определенном типе топлива и отличается конструктивными элементами. Среди наиболее популярных систем отопления: газовое, электрическое, жидко и твердотопливное отопление.

Основными критериями выбора котла отопления являются:

• безопасность;
• доступность топлива;
• компактность, простота регулирования, обслуживания и ремонтопригодность;
• экономичность установки и эксплуатации;
• возможность сделать отопление своими руками.

---

Системы отопления частного дома – виды и типы

Система водяного отопления

Одна из самых эксплуатируемых систем отопления в нашей стране – водяное отопление. Разводка труб в доме или квартире – привычное явление.

Принцип работы водяного отопления заключается в следующем: нагретая от котла вода естественным образом (или принудительным) циркулирует по трубам, отдавая тепло помещению. Учитывая то, что по ходу движение воды в местах соединения, на изгибе труб и т.д. образуется трение и местные сопротивления, многие системы оборудованы клапанами для обеспечения давления, сила которого равна потерям на сопротивление. Такая система водяного отопления называется системой с искусственной циркуляцией воды.

Система водяного отопления может быть конструктивно реализована по двум схемам:

• Одноконтурная (система с замкнутой циркуляцией воды, ориентированная только на отопление)

• Двухконтурная (система, ориентированная одновременно на отопление помещения и нагрев воды в водопроводе). Такая система требует использования специального двухконтурного котла.

Устройство водяного отопления предполагает 3 принципиально разные схемы разводки труб в комнатах.

---

Разводка труб отопления

Однотрубная система отопления дома

Схема однотрубной системы отопления представлена на фото.

Как видно из рисунка, трубы закольцованы, а радиаторы подключены по очереди. Таким образом, теплоноситель выходит из котла и поочередно проходит каждый из них.
При этом стоит отметить, что температура теплоносителя постепенно снижается. Это существенный минус системы. Тем не менее, она достаточно распространена ввиду простоты, экономичности и возможности сделать однотрубную систему отопления своими руками.

Как снизить потери тепла при однотрубной системе отопления:

• увеличить число секций в последних радиаторах (два-три последних);

• увеличить температуру теплоносителя на выходе. Это, в свою очередь, повышает расходы на отопление;

• обеспечить теплоносителю принудительную циркуляцию. Т.е., установить насос, который создаст в системе дополнительное давление заставляя воду циркулировать быстрее.

Двухтрубная система отопления дома

Схема двухтрубной системы отопления представлена на фото. Синим цветом выделена труба отработки, которая отводит охлажденный теплоноситель из радиатора в котел.

Двухтрубная система отопления дома с нижней разводкой — схемаСхема двухтрубной системы отопленияДвухтрубная система обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам без потери тепла. Ее разновидности показаны на фото. При параллельном подключении достигается экономия на материалах. При лучевом, появляется возможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно.

Коллекторная (лучевая) разводка

Предполагает использование специального устройства – коллектора, которое собирает теплоноситель и распределяет по трубам к батареям. Схема сложная в реализации, поэтому используется редко.

Схема коллекторной (лучевой) разводки

Безусловным плюсом системы водяного отопления можно назвать ее безопасность.

К числу недостатков относят:

• относительно трудно обогреть значительную площадь без значительных затрат (ввиду потерь тепла при циркуляции воды);

• эстетический параметр. Разветвленную систему труб можно скрыть, пожертвовав некоторым количеством объема помещения, что не всегда удобно, или же оставить на виду;

• большие по размеру радиаторы отопления;

• вероятность появления воздушных пробок. Эта проблема возникает после спуска воды из системы.

Водяное отопление пола в доме

Р’РѕРґСЏРЅРѕР№ теплый РїРѕР» представляет собой систему длинных пластиковых труб уложенных на основание чернового пола.

Система водяного отопления пола

Монтаж системы теплого водяного пола выполняется в три этапа:

• укладка утеплителя или устройство чернового пола;

• правильная разводка труб, которая не допускает множественных перегибов. Оба конца трубы подключаются к центральному отоплению. Через один конец поступает горячая вода, через второй – отводится обратно в систему.

  При укладке труб стоит помнить о высоком риске повреждения труб.
  Во-первых, при укладке (изгиб).
  Во-вторых, при эксплуатации, например, повреждение перфоратором. Чтобы не допустить этого, нужно составить подробную схему расположения труб;

• заливка стяжки на систему труб.

Эта система может быть использована в качестве основной или дополнительной. Выбирая водяное отопление по полу, следует помнить, что в системе должен поддерживаться оптимальный температурный режим, потому что при минусе и отключенном отоплении вода в трубах замерзнет, что неизбежно приведет к их деформации. Собственно, это касается любой системы водяного отопления.

Паровое отопление дома

Система аналогична предыдущей, однако в данном случае тепло переносится с применением пара. Следует отметить, что столетие назад эта система была очень распространена, сегодня же, она запрещена к использованию в жилых и общественных помещениях. Это связано с тем, что поверхности отопительных приборов сильно нагревались, что является причиной ожогов, а любое нарушение целостности системы влечет за собой негативные последствия.

В современном строительстве применяется последователь системы парового отопления – система водяного отопления.

Воздушное отопление дома

Также относится к системам отопления в основе работы которых, лежит принцип циркуляции теплоносителя по проложенным каналам – воздуховодам.

Схема воздушного отопления двухэтажного дома с мансардойПрокладка воздуховодов для воздушного отопления дома

Составляющие системы воздушного отопления

• калорифер или теплогенератор. Его назначение нагревать воздух;
• воздуховоды. Выполняют роль трубопровода для перемещения воздушного потока;
• вентилятор. Используется для того, чтобы перераспределять воздух в пределах помещения.

Более широкое применение воздушная система нашла в обогреве помещений значительного объема: производственные и промышленные объекты, торговые площадки или склады. Основное преимущество в неподверженности коррозии, перепадам температур, протечек и т.п. К тому же, стоимость монтажа намного ниже, нежели стоимость установки системы водяного отопления для обогрева аналогичной площади.

В частных домах отопление воздухом распространено слабо. Чаще всего это связано с тем, что из-за установки воздуховодов теряется некоторый объем помещения.

Электрическое отопление частного дома

Электрическое отопление частного домаОтличная альтернатива водяному отоплению – электрическое отопление, которое лидирует в числе систем автономного отопления, благодаря безопасности, удобству эксплуатации, возможности регулировать температуру в каждом отапливаемом помещении.

Как правило, обогрев дома электричеством выбирают, когда нет возможности подключиться к линии газоснабжения или по другим соображениям. В качестве приборов для электрообогрева используют электрический котел, тепловые панели, электроконвекторы, системы пленочного отопления, ПЛЭН, инфракрасные потолочные обогреватели. Среди всех видов наиболее оптимальным и оправданным будет обогрев электроконвекторами.

Виды электроотопления:

Отопление дома электрическим котлом

Отопление дома электрическим котломСтандартная система труб с циркулирующей по ним водой или паром, только в данном случае источником топлива для котла является электроэнергия.

Отопление дома электроконвекторами

Отопление дома электроконвекторамиИспользование электрических конвекторов отопления целесообразно в домах, где нет возможности подключиться к газовой магистрали.

Установка электроконвекторов предполагает разводку электрического кабеля, установку розеток, монтаж кронштейнов, на которые навешивается конвектор. Именно он преобразует электричество в тепло, демонстрируя при этом наибольший КПД из всех существующих систем. Бывают настенные и напольные электроконвекторы.

Инфракрасное отопление дома (длинноволновое инфракрасное излучение)

Инфракрасное отопление домаПо сути, это отопление с помощью инфракрасных обогревателей, принцип действия которых идентичен действию солнечных лучей. Их преимущество заключается в более экономном энергопотреблении – 35-40% по сравнению с обычными конвекторами.

Достигается экономия за счет того, что обогревается не весь объем помещения (см. схема).

Принцип инфракрасного обогреваОтличие инфракрасного обогрева от обычного

Монтаж системы инфракрасного отопления заключается в установке панели обогревателя под потолком. Единственное условие, которое нужно выдержать, это правильная разводка кабелей и установка электрооборудования.

Особенностью инфракрасного отопления является высокий уровень управляемости. Благодаря отсутствию инертности, такие обогреватели быстрее остывают и нагреваются.

ИК отопление дома часто используется в виде дополнительного ресурса, обогревая отдельные помещения, например, спальню или детскую комнату.

Электрическое (кабельное) отопление пола («теплый пол»)

Электрическое (кабельное) отопление полаОсобенность системы теплый пол в нагревании поверхности пола с помощью электричества. За счет этого происходит оптимальное для жильцов распределение температуры – более теплая внизу, более прохладная на уровне головы (см. рис.). Таким образом, не тратится энергия на обогрев воздуха под потолком. Это идеальное состояние и с точки зрения комфорта человека и с точки зрения затрат.

Электрический теплый РїРѕР» — это система греющих кабелей (см. фото), уложенная на черновое покрытие пола в доме.

Монтаж системы теплый пол выполняется в несколько этапов:

• выбирается схема укладки кабеля. Это важный этап, поскольку позволяет исключить или минимизировать давление на пол. При этом на черновой пол желательно нанести разметку, обозначив месторасположение тяжелых конструкций;

• укладывается теплоизолирующий слой (отражающий тепло). Позволяет не тратить ресурс на обогрев подвала или грунта;

• укладка и монтаж кабеля. Чтобы закрепить кабель используется металлическая сетка или монтажная лента. Недопустимо укладывать кабель таким образом, чтобы он перегибался, накладывался друг на друга или на выпуклости, а расстояние до стены должно составлять не менее 30см;

• монтаж терморегулятора. Его назначение обеспечивать управляемость системы и давать возможность регулировать температурный режим;

• далее черновой пол заливается цементным раствором (высота слоя 3-5 см). После застывания стяжки проверятся работоспособность кабеля и выполняется укладка чистового напольного покрытия.

ПЛЭН отопление
(плёночные системы отопления для потолка или пола)

ПЛЭН отопление потолкаРабота ПЛЭН основана на применении многослойных резисторов, расположенных между пластиковыми панелями. Такие сэндвичи способны вырабатывать тепловое излучение, при прохождении тока. (см. фото).

Принцип устройства ПЛЭН отопления

Монтаж пленки выполняется на потолке, между теплоизоляционным материалом и облицовочным (см. схема). Таким образом, действие пленки близко к действию солнечных лучей (невидимый спектр, длина волны 15 мкм), которые прогревают все помещение.

Принцип действия ПЛЭН отопления дома

Или же монтируются на пол – между черновым полом и напольным покрытием.

ПЛЭН отопление пола

Популярность пленочных систем обусловила их экономичность (экономия до 60% по сравнению с конвекторами), экологичность и простота монтажа. Еще одним фактором стал уникальный прогревающий эффект – передача тепла идет непосредственно в помещение, при этом температура пола остается комфортной. Но, стоимость системы ПЛЭН очень высока и соответственно, срок окупаемости приличный.

Какая схема отопления частного дома лучше решать вам после анализа ситуации, возможностей и параметров строения.

2. Выбор составляющих элементов отопительной системы

Собрать отопительную систему без специальных знаний достаточно сложно. Но реально. Для этого нужно приобрести:

Котел отопления

Сердцевина всей системы, базис – это отопительный котел. Как уже отмечалось, его тип зависит от типа топлива. Кроме того, нужно правильно подобрать мощность котла. Эффективность — важный момент, т.к. нужно обогревать дом без лишних затрат.

Конструкция котлов, работающих на разном топливе, принципиально не отличается. Каждый из них состоит из двух камер – камеры сгорания и теплообменника. Первая предназначена для сгорания энергоносителя (газ, керосин, солярка, дрова, уголь, брикеты), вторая для нагрева теплоносителя (воды, антифриза).

Трубы для отопления частного дома

Назначение труб — перенос тепла от котла к радиаторам в помещении. Исходя из разных подходов к разводке труб, выделяют три популярные схемы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая (коллекторная), принцип устройства которых описан выше – «водяное отопление дома»

Для разводки используют трубы из разного материала

Металлические трубы (стальные, нержавеющие, оцинкованные, медные)

Стальные трубы почти вытеснили полимерные аналоги. Монтаж железных труб связан со сваркой, плюс, они подвержены коррозии и менее долговечны. Конечно, нержавеющие и трубы с оцинкованной поверхностью лишены таких минусов при условии правильного монтажа (резьбовые соединения). Что касается медных труб, то они имеют высокие показатели надежности, а также хорошо переносят высокое давление и температуру. Но, стоимость делает их малодоступными.

Пластиковые трубы (металлопластиковые, полипропиленовые, полиэтиленовые)

Оптимальный и распространенный вариант. Металлопластиковые трубы доступны и не требуют особой квалификации для монтажных работ. Соединяются методом горячего прессования. Главный минус – высокий показатель теплового расширения.

Радиаторы отопления (батареи)

С учетом популярности и распространенности можно выделить три типа:

традиционные чугунные радиаторы. Отличаются сравнительной дешевизной, большим внутренним объемом, соответственно, вмещают больше теплоносителя и хорошо отдают тепло;

конвекторы. Нагревают помещение благодаря проходящему по ним воздуху, который нагревает отдельные секции.

панельные радиаторы – комбинация двух предыдущих типов.

Терморегуляторы

Позволяют регулировать температуру в каждой комнате отдельно.

Расширительный бак

Устанавливается с целью компенсировать расширение теплоносителя.

Выделяют расширительный бак открытого и закрытого типа (фото).

В первом случае расширительный бак устанавливается в верхней точке системы. Во втором случае – место установки не имеет определяющего значения.

Воздушный клапан

Нужен для отвода воздуха из отопительной системы.

3. Расчет системы отопления частного дома

Расчет мощности котла отопления

Мощность котла зависит от площади дома или квартиры, которая нуждается в обогреве. Чтобы обогреть 10 м.кв. жилой площади при высоте потолка в 3 метра и в хорошо утепленном здании нужен котел мощностью 1 кВт.

Приблизительный расчет мощности котла в зависимости от площади дома представлен в таблице

Важно! Расчеты котла для отопления дома нужно скорректировать с учетом таких параметров как:

• особенности подачи энергоносителя. Для газа важно давление в системе. Обычно производитель указывает мощность котла при номинальном давлении газа. Реально оно ниже, поэтому нужно покупать котел с запасом мощности в 15-20%. Для электрического котла важно качество проложенных линий и мощность трансформатора;

• вид обогреваемого помещения. При обогреве нежилых помещений расчетная мощность уменьшается на 20-40%. При обогреве зимнего сада – увеличивается на 10-50% в зависимости от вида растений;

• количество окон (с учетом вида остекления) и дверей. Чем больше площадь, через которую может уйти тепло, тем больший запас на мощность котла нужно обеспечить;

• минимальный уровень температуры воздуха в регионе;

• дополнительные потребности. Дополнительный нагрев воды для пользования также приведет к увеличению мощности котла на 30-40%.

Можно воспользоваться программами для расчета отопления:

• калькулятор расчета отопления РґРѕРјР°
• калькулятор расчета стоимости отопления РґРѕРјР°

Расчет труб отопления

Самым современным материалом для изготовления труб на сегодня является ПВХ или пластик. Они пришли на смену металлическим или оцинкованным. Преимущество ПВХ труб в том, что они легче, дешевле, отличаются меньшим диаметром, более просты в установке, не подвластны коррозии и практически не засоряются. Самым новым поколением труб можно назвать металлополимерную трубу TECEflex. Она легко гнется руками, что позволяет придать ей любую форму.

Количество труб зависит от вида используемой системы и отапливаемой площади. Также рассчитывается диаметр (сечение) труб.

Несколько особняком стоит система отопления теплый пол. В данном случае трубы прокладываются по площади пола. Их количество определяется отдельно в зависимости от способа установки пола.

Расчет количества радиаторов отопления

Радиаторы отличаются материалом изготовления.

Чугунные хорошо отдают тепло, отличаются низкой ценой, но очень трудоемки в монтаже.

Алюминиевые – эстетичны, выдерживают высокое давление, легки в монтаже, но имеют высокую стоимость.

Биметаллические – новинка на рынке, состоят из алюминиевого корпуса и стальной трубы – удачная комбинация первых двух типов.

Ввиду того, что радиаторы рекомендуется располагать под окном (чтобы тепло радиатора блокировало поступающий от окна холодный воздух) то их количество должно равняться количеству окон или превышать его.

Кроме того, количество секций определяется размером окна и площадью комнаты. Так рекомендуется, чтобы секций радиатора, который установлен в жилой комнате было не меньше 7.

Закрывать радиатор декоративной панелью не стоит, это снижает количество поступающего тепла.

Расчет терморегуляторов

Максимальное количество терморегуляторов зависит от количества радиаторов, а минимальное определяется предпочтениями пользователей.

4. Разработка схемы-проекта индивидуального отопления

Схема системы отопления частного дома — это документ, в котором содержится следующая информация:

• место установки котла. Рекомендуется устанавливать котел в подвале или в котельной. В любом случае, определяющее значение будет иметь возможность подводки к котлу коммуникаций (электричества и холодного водоснабжения).

• место установки батарей. Радиаторы устанавливают под окнами;

• детальный план прокладки труб по помещениям дома. Обязательно указывается место установки кранов, фитингов и других расходных материалов;

• описание системы выведения продуктов сгорания (при необходимости);

• другие специфические особенности, характерные для выбранной системы индивидуального отопления.

Проект необходимо согласовать в соответствующих органах.

5. Оформление и получение разрешительной документации

Среди нормативных актов, которые регламентируют устройство индивидуальной системы отопления можно отметить:

• закон «О теплоснабжении» содержит положения, которые регулируют установку отопительных систем с предписаниями и ограничениями;

• постановление Правительства РФ № 307 «О порядке подключения к системам теплоснабжения», которое определяет характеристики котлов пригодных для установки в квартире или частном доме.

Какие документы нужны для отопления с газовым котлом

• получить технические условия на газификацию в газовой службе района проживания. ТУ выдается после предъявления документа, удостоверяющего ваше право собственности на жилье, разрешения архитектурно-планировочного управления, копии технического паспорта БТИ, паспорта, идентификационного кода и заявления на газификацию здания.

• ТУ могут отличаться в зависимости от назначения помещения, интенсивности отопления, места расположения и т.п. Услуга платная. Срок выдачи ТУ – до 30 дней;

• подготовить топографическую съемку участка;

• подготовить проект газоснабжения – самостоятельно или с привлечением специалистов. Согласовать проект с газовой службой района;

• получить письменное разрешение соседей на газификацию вашего дома (если газопровод пройдет по их участку);

• предоставить документы на газовое оборудование и акт обследования дымоходов;

• получить документ о вводе системы в эксплуатацию (выдается после монтажа). Срок его получения до 30 дней. На основании этого документа производится пломбировка счетчиков, врезка в центральную магистраль и заключение нового договора на поставку газа.

Какие документы нужны для электрической системы отопления

• подать в РЭС пакет документов на получение разрешения к подключению к сети. В пакет входит: заявление (где указывается вид объекта, месторасположение, данные заявителя), документ подтверждающий оплату получения ТУ на установку (разрешение) котла, опросный лист (согласие соседей), документ, удостоверяющий право собственности на дом;

• произвести согласование технического решения проекта с РЭС;

• приобрести электрический котел и установить его (самостоятельно или с привлечением специалистов);

• заключить договор на пользование электроэнергией. Договор содержит информацию о новых тарифах на энергию;

• опломбировать новый счетчик.

В случае несанкционированного устройства системы отопления полагается штраф, размер которого определяется местными органами и отключение от системы газо-, электроснабжения. Чтобы подключить котел заново, нужно будет уплатить штраф, а также согласовать проект, т.е. выполнить все этапы.

6. Монтаж системы отопления частного дома

Может проводиться одновременно со строительством дома или же устанавливаться в уже эксплуатируемое здание.

В первом случае монтаж более простой, экономичный и позволяет монтировать трубы в стены или укладывать на пол.

Однако, независимо от того, на какой стадии проводится индивидуальное отопление в доме, нужно выдержать требования к его установке:

• монтаж системы производится только в теплом помещении. Не допускается запуск системы при температуре ниже 5^оС. Это нужно чтобы избежать переохлаждения теплоносителя;

• трубы устанавливаются вдоль/внутрь стен или монтируются в пол. Минимальная высота установки – 150 мм. В противном случае трубы можно повредить при монтаже плинтусов;

• исключаются перепады труб. Это позволит избежать появления воздушных пробок в системе;

• радиаторы устанавливаются возле окон на расстоянии не менее 150 мм. от пола и 50 мм. от подоконника. При этом радиаторы всех помещений нужно располагать на одном уровне. Радиаторы разного типа устанавливаются в соответствии с рекомендациями изготовителя;

• обязательно наличие расширительного бачка и слива, чтобы избежать сбоя в работе системы. Слив необходим, чтобы иметь возможность полностью заменить теплоноситель в системе. Рекомендуется производить замену воды в системе не реже чем раз в 7 лет. Для систем с антифризом не реже чем раз в 3-4 года (по спецификации производителя) и с обязательной промывкой системы.

Порядок выполнения монтажа системы отопления:

• установка котла;
• разводка труб;
• установка радиаторов;
• состыковка радиаторов и труб с установкой терморегуляторов;
• установка расширительного бачка и насоса;
• подключение котла к системе.

7. Тестовый запуск системы отопления частного дома

После того, как система отопления в доме смонтирована она тестируется. Для этого нужно заполнить трубы теплоносителем и создать необходимое давление. Далее, проверить места соединения труб, примыкания труб к радиаторам. При обнаружении дефектов нужно их устранить и произвести повторное тестирование.

Заключение

Таким образом, устройство системы отопления в частном доме процесс сложный, длительный и требующий определенных знаний. Плюс, стоимость комплектующих и монтажных работ будут далеко не дешевыми. Кроме того, не стоит забывать о том, что каждый шаг, каждое решение согласуется с разрешительными органами. Только после согласования с ними и проведения тестового запуска системы можно с уверенностью говорить, что система отопления установлена правильно и обеспечит эффективное, а главное безопасное ее использование.

Метки: Отопление

moydomik.net