Водяное отопление в частном доме своими руками

Отопительные котлы

Выбор источника тепла – это ключевой фактор, от которого будет зависеть дальнейший подбор элементов отопления и эффективность работы собранной системы. Самым дешевым топливом на сегодняшний день является газ, поэтому, если к участку подведена газовая магистраль, работающий на газе котел будет лучшим решением.

Наиболее экономичными показали себя конденсационные газовые котлы с электрическим розжигом, которые имеют пару особенностей:

• При разогретом до слишком высокой температуры теплоносителе газ попросту не расходуется, что снижает его затраты примерно на 25%;
• Тепло, отданное водяному пару, также расходуется для отопления, что позволяет сэкономить еще 10-12% энергоресурса.

Если же расставить в порядке снижения экономичности отопительное оборудование, работающее на других видах топлива, то получится перечень следующего вида:

• Дровяные котлы;
• Пеллетные котлы;
• Угольные котлы;
• Дизельные котлы;
• Электрические отопительные устройства.

Подбирая источник тепла перед тем, как провести отопление в частном доме, нужно обратить внимание на ряд нюансов:

1. Для газовых котлов можно использовать не только магистральный, но и баллонный газ. Правда, стоимость отопления в таком случае вырастает в несколько раз.
2. Перед приобретением работающего на определенном виде топлива отопительном устройстве стоит хотя бы примерно изучить динамику роста цен на разные типы горючего, причем при изучении нужно привязывать цены топлива к географии.
3. Угольные котлы для растопки используют дрова. Это нужно учитывать – во-первых, растопка и прогрев системы займут больше времени, а во-вторых, закупка дров потребует дополнительных затрат.
4. Котлы на газе, дизельном топливе и электричестве функционируют бесперебойно в случае наличия топлива. Пеллетные котлы, имеющие систему автоматической подачи, могут работать неделю. Твердотопливные котлы необходимо протапливать и очищать не реже (а зачастую чаще) одного раза в день. Котел длительного горения может работать на одной закладке на несколько часов дольше, а самые дорогие и современные устройства без проблем работают на протяжении суток.
5. В качестве топлива для дизельных котлов можно использовать отработку – это позволит уменьшить затраты на отопление в несколько раз. Недостаток такой экономии заключается в дефиците отработанного масла, которое очень трудно приобретать в достаточном количестве и на постоянной основе.

Электричество в таких устройствах требуется только для функционирования компрессора. Подобные схемы получаются достаточно выгодными – стоимость отопления в конечном итоге может на равных соперничать с экономией при использовании твердотопливных котлов и газа.

Конечно, за экономию приходится где-то платить – стоимость тепловых насосов очень высока, да и установка подобного оборудования обходится в круглую сумму. Достаточно привести простой пример: для монтажа геотермального насоса нужно пробурить скважину глубиной в несколько десятков метров, или же выкопать котлован, площадь которого будет в три раза больше площади отапливаемого здания.

Решение данной проблемы есть – можно использовать разновидность теплового насоса, в которой теплоносителем является находящийся за пределами дома воздух. Из него откачивается тепловая энергия, используемая в дальнейшем для обогрева здания. По сути, такая схема представляет собой работу обычного кондиционера, установленного в режим нагрева.

Принцип функционирования водяного отопления

Водяное отопление частного дома тем и завоевало такую популярность, что по сути – это простой механизм. Есть замкнутая цепь, где котел нагревает воду до необходимой температуры, по трубам вода идет в батареи или радиаторы в помещениях и отдает тепло, после чего возвращается обратно в котел.

Схема водяного отопления

Кроме основных элементов – котла, труб и радиаторов, система также может включать и дополнительные. Расширительный бачок служит для отвода появившихся при нагревании излишков воды. Также благодаря баку в системе отсутствует кислород. Еще один элемент – насос циркуляции. Это устройство служит для поддержания непрерывного круговорота воды в системе, при помощи такого насоса скорость нагревания температуры помещений увеличивается за счет того, что вода двигается быстрее. Также в системе могут быть и манометр, терморегулятор, отводчик воздуха, предохранительные клапаны.

Монтаж системы отопления своими руками

Монтажные работы следует начинать с установки отопительного котла. Если мощность оборудования не превышает 60 кВт, ставить прибор можно на кухне, если она выше, для котла следует отвести отдельное помещение. К источникам тепла, которые сжигают разные виды топлива, нужно обеспечить приток воздуха. Кроме того, необходимо обеспечить отвод продуктов горения. Сделать это можно при помощи правильно обустроенного дымохода.

При установке котла отопления нужно соблюдать определённые правила. Расстояние до ближайшего оборудования и стен должно быть не менее 0,7 м. Обвязка агрегатов, которые работают на разных видах топлива, практически не отличается. На рисунке показан вариант обвязки газового котла с принудительной системой циркуляции.

Данный способ обвязки используется чаще всего. Другие схемы предусматривает наличие собственных насосов, чтобы обеспечить непрерывную циркуляцию нагретого теплоносителя.

Если для обслуживания отопительной системы используются твёрдотопливные теплогенераторы, при их подключении нужно учитывать такие нюансы: вследствие инертности прибора может произойти перегрев теплоносителя и его закипание. Чтобы избежать неприятных ситуаций, необходимо устанавливать циркуляционный насос на обратке. Также монтируется дополнительная система безопасности, которая состоит из таких элементов:

• предохранительный клапан;
• автоматический воздухоотводчик;
• манометр.

Важную функцию выполняет предохранительный клапан, ведь именно он отвечает за сброс лишнего давления в тех случаях, когда теплоноситель перегревается. Наиболее эффективная схема обвязки твёрдотопливного котла представлена на рисунке ниже.

Ещё одной проблемой, с которой часто сталкиваются при эксплуатации отопительной системы на твёрдотопливных котлах, является скопление конденсата на элементах агрегата. Происходит это вследствие попадания холодной воды с раскалённую срезу. Чтобы предупредить конденсацию теплоносителя, в системах устанавливают трёхходовый клапан и байпас.

Монтаж труб отопления

Обустроить отопительную систему в частном доме невозможно без трубопровода. В старых домах встречаются чугунные трубы из прошлого века. Они могут похвастаться длительным сроком эксплуатации, прочностью и надёжностью. Однако сегодня такие изделия применяются крайне редко, ведь их практически полностью вытеснили более лёгкие, удобные и дешёвые трубы, которые могут быть изготовлены из таких материалов:

• сталь;
• медь;
• нержавеющая сталь;
• полипропилен;
• полиэтилен;
• металлопластик.

Выбор и установка радиаторов

Это раньше доступны были традиционные, чугунные, не весьма эстетичные батареи, которые применялись в каждом частном доме или многоэтажках. Сегодня же в специализированных магазинах отопительной техники моделей радиаторов настолько много, все они отличаются друг от друга ценой, техническими характеристиками, внешним видом, что могут возникнуть затруднения с выбором. Как правило, классифицируют эти изделия в зависимости от материала, из которого они изготавливаются.

• Алюминиевые батареи лёгкие, прочные, надёжные, имеют отменные показатели теплоотдачи. Изделия выполняются из цельного сплава, что обеспечивает их долговечность;
• Биметаллические радиаторы применяются преимущественно в системах центрального отопления. Внутри они оснащены трубчатым каркасом из стали;
• Стальные панельные батареи – лучший вариант, который специалисты рекомендуют для использования при обустройстве отопительной системы в частном доме. Для регуляции температуры воздуха в помещении можно установить термостатические вентили;
• Чугунные радиаторы отопления сегодня представлены в широком ассортименте. Это не советские «гармошки», а долговечные, безопасные и надёжные изделия, которые характеризуются привлекательным дизайном.

Тип системы отопления и вид теплоносителя зависит от этажности и площади дома, доступности того или другого топлива. Обустроить отопительную систему в частном доме можно своими руками, если придерживаться рекомендаций по выбору и монтажу оборудования.

Однотрубная схема

Отопительная система с однотрубной разводкой выглядит следующим образом: в процессе работы устанавливают одну трубу, которая создает замкнутый контур. К этому контуру подключают приборы отопления из каждого отдельного помещения.

Система обустраивается двумя методами: горизонтальным и вертикальным.

Наибольшей популярностью пользуется однотрубная система с нижней разводкой, обустроенная по горизонтальному методу, ее конструкция довольно простая. Трубы в этом случае укладываются с небольшим уклоном для естественного движения теплоносителя.

Перед тем как сделать разводку от котла отопления в многоэтажном доме следует ознакомиться с некоторыми нюансами монтажных работ. В частности речь идет о следующем: на отводе, идущему к первому прибору отопления на первом этаже, устанавливают запорное устройство, с помощью которого можно перекрывать подачу и создавать нужное давление для естественного перемещения теплоносителя по трубам и батареям верхних этажей.

При вертикальной разводке стояки должны располагаться строго вертикально, а трубы в этом случае следует брать немного большего диаметра.

Преимуществом системы однотрубного типа с нижней разводкой батарей в частном доме является возможность естественного движения теплоносителя по трубам и радиаторам. Другими словами, система может работать без циркуляционного насоса.

Среди других преимущественных моментов можно выделить следующее:

• Возможность экономии. Для обустройства системы труб и других материалов требуется намного меньше.
• Схема разводки доступна и понятна даже неопытному новичку.
• Простые расчеты гидравлической нагрузки на элементы системы.

Однако система однотрубного типа имеет один существенный недостаток: приборы отопления, расположенные дальше от котла, нагреваются меньше. Это происходит из-за значительного снижения температуры теплоносителя при перемещении по системе. Следовательно, дальние от котла комнаты почти всегда будут холодными

Поэтому важно знать, как правильно сделать разводку отопления

Но эта проблема имеет решение, причем не одно, а несколько:

• Если увеличить число секций в дальних приборах отопления.
• Если использовать специальные термостатические клапаны, позволяющие регулировать давление теплоносителя в каждом радиаторе.
• Если врезать в систему специальный насос, который способствует более быстрому перемещению теплоносителя по системе и равномерно распределяет тепло по всем приборам отопления.

Система отопления с однотрубной разводкой вполне подходит для обогрева частного дома площадью до 100 квадратных метров без использования дополнительных способов отопления.

5 Сборка системы отопления с естественной циркуляцией

Строительство системы с естественной циркуляцией начинается с выбора места для установки котла. Источник тепла должен стоять в угловой комнате, размещаясь в самой нижней точке разводки. Ведь батареи пойдут по внутреннему периметру, вдоль несущих стен, причем даже последний радиатор должен располагаться немного выше котла. После того, как место для котла выбрано, можно приступать к его установке. Для этого стену в зоне размещения обкладывают кафелем, а на пол набивают либо лист оцинковки, либо панель из плоского шифера. Следующий этап – монтаж дымохода, после чего можно ставить сам котел, подключая его к вытяжной трубе и топливопроводу (ели таковой имеется).

Дальнейший монтаж осуществляется по направлению движения теплоносителя и реализуется по следующей схеме. Вначале под окнами развешивают батареи. Причем верхний патрубок последнего радиатора должен располагаться выше напорного выхода из котла. Величина возвышения рассчитывается, исходя из пропорции: один погонный метр разводки равен 2 сантиметрам возвышения. Предпоследний радиатор вешают на 2 см выше последнего и так далее, до первой батареи по ходу движения теплоносителя.

Когда нужное количество батарей уже висит на стенах дома, переходят к сборке разводки. Для этого необходимо присоединить к напорному патрубку (или штуцеру) котла 30-сантиметровый участок горизонтального трубопровода. Затем к этому участку пристыковывают вертикальную трубу, поднятую на высоту потолка. В этой трубе на вертикальную линию накручивают тройник, обеспечивая переход в горизонтальный уклон и обустройство места врезки расширительного бачка.

Принцип работы системы отопления с принудительной циркуляцией

Для монтажа бачка используют вертикальный штуцер тройника, а к свободному отводу прикручивают второй горизонтальный участок напорной трубы, который тянут под уклоном (2 см на 1 м) до первого радиатора. Там горизонталь переходит во второй вертикальный участок, спускающийся к патрубку радиатора, с которым трубу и стыкуют, используя цанговый фитинг с резьбовым сгоном.

Затем нужно объединить верхний патрубок первого радиатора с соответствующим разъемом второго. Для этого используют трубу соответствующей длины и 2 фитинга. После этого таким же образом соединяют нижние патрубки радиаторов. И так далее, до стыковки предпоследней и последней батареи. В финале нужно вмонтировать в верхний свободный штуцер последней батареи краник Маевского и подключить к нижнему свободному разъему этого радиатора обратную трубу, которую заводят в нижний патрубок котла.

Водяные системы отопления

Системы водяного отопления являются неотъемлемой частью интерьера частного дома. Существует несколько возможных вариантов выбора непосредственно радиаторов отопления. Могут быть:

• Классические чугунные;
• Стальные;
• Алюминиевые.

Тип системы водяного отопления и отопительные приборы следует выбирать, как и в зависимости от условий климата, так и от интерьера и от возможностей материальных затрат.

Система водяная «Теплый пол»

Система является хорошим дополнением к уже давно использующейся системе отопления с использованием радиатором, так и может служить самостоятельной системой в малоэтажном доме.

Большим плюсом настоящей системы является возможность обеспечения различных температур по высоте помещения, как и должно быть по санитарно-гигиеническим нормам – сверху воздух холоднее, снизу теплее. Она позволяет так же снизить температуру системы до 55 ˚С в соответствии с нормами проектирования.

В данном случае трубы монтируются по всей поверхности пола, благодаря этому возможно одновременно обеспечивать и условия микроклимата в здании и комфортный теплый пол. Недостатком является сложности с монтажом системы и возможность выполнения лишь на начальных сроках строительства здания. Минусом так же является сложности в эксплуатации.

Плинтусные системы отопления

Плинтусные системы являются отличной альтернативой одновременно теплым полам и использованию привычных радиаторов. Иногда бывает невозможно установить систему теплого пола, а радиаторы никак не вписываются в интерьер.

Тогда выбор плинтусных систем является лучшим решением, потому что в этом случае трубы отопления устанавливаются на высоте плинтуса (то есть практически на уровне пола), одновременно обогревая помещение в нужной последовательности и отапливая пол до достаточно комфортной температуры в любой период года.

Обширная цветовая гамма систем отопления «под плинтус» позволит вам сохранить любой интерьер в вашем помещении и даже поможет разнообразить его еще больше.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

Система отопления с естественным движением теплоносителя отличается тем, что жидкость циркулирует по трубам из-за разницы своих плотностей при повышении и понижении температуры.

Нагретая вода, как правило, становится легче холодной и поднимается выше по системе, холодная же вода в свою очередь, остывая все больше, опускается ниже. Циркуляция воды от источника теплоты и до возвращения в источник циркулирует без перерыва.

Плюсом такой системы является относительная доступность и простота при ее монтаже. Использование ее не предполагает никаких дополнительных затрат по устройству и оборудованию. Минусом системы является необходимость установки труб под небольшим уклоном, что усложняет монтаж.

Необходимым условием использования такой системы является устройство расширительного бака. Он устанавливается, как правило, на крыше малоэтажного здания – самым оптимальным вариантом его устройства является чердачное помещение коттеджа (если оно предусмотрено проектом).

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Еще одним вариантом конструирования систем отопления в малоэтажном жилом доме является устройство системы с искусственной циркуляцией воды. В данном случае вода перемещается по системе не из-за своего основного физического свойства изменять плотность, а посредством установки циркуляционного насоса, работа которого заключается в перегонке теплоносителя от котла по всей системе с последующим возвращением в источник теплоты.

Эта система считается наиболее эффективной, чем с естественным побуждением, из-за того, что делает возможным поступление теплоносителя в самые крайние точки отапливаемого здания. Особенно важным это является при строительстве коттеджей, состоящих из двух и более этажей.

Настоящий вид отопления повышает эффективность примерно на 30% по сравнению с другим видом. Плюсом ее является возможность устройство труб без уклона, соответственно монтаж упрощается. Вместо привычных в естественных системах расширительных баков, здесь устанавливаются гидроаккумулирующие емкости.

Так же важно предусматривать специальную защитную арматуру на трубах во избежание аварий, поскольку давление в системах повышенное. Специальные предохранительные клапаны устанавливаются с обеих сторон от циркуляционного насоса

Базовые виды схем отопления

Все виды схем можно разделить на 4 подтипа: открытые и закрытые, насосные и самотечные.

В самотечной системе частного дома (система с естественной циркуляцией) движение теплоносителя происходит путём естественной циркуляции. Путем соблюдения простых законов физики система монтируется так, что не требует наличия дополнительного насоса. Хорошо подходит для небольших одноэтажных домов

В принудительной схеме водяного отопления частного дома жидкости происходит вследствие действия циркуляционного насоса. При использовании такой системы трубы можно монтировать в стены, в пол, проводить по потолку, прятать их от человеческих глаз. При правильном подборе насоса водяное отопление будет работать успешно. Такие схемы разводки отлично подходят для двухэтажных домов.

Открытая система от закрытой отличаются расширительным баком. В закрытой системе используется мембранный бак. Он позволяет поддерживать в системе нужное давление и компенсирует расширение теплоносителя.

Теперь давайте разберем каждую схему поподробнее.

Вертикальная система с нижней разводкой

Устройство этой системы происходит таким образом:

• Понизу первого этажа или подвала от теплогенератора ведется магистраль.
• От нее ведутся стояки, которые ведут к радиаторам.
• Каждая батарея снабжена трубой, которая предназначена для отвода теплоносителя, потерявшего температуру обратно в отопительное устройство.

При реализации схемы с нижней разводкой следует предусмотреть возможность удаления воздуха из системы. Это осуществляется при помощи установки специальной воздушной трубы. Кроме этого, система должна быть снабжена расширительным бачком и кранами Маевского на каждой из батарей верхнего этажа здания.

Расчет системы отопления

Как и все тепловые расчеты, этот при доскональном исполнении довольно сложен. Но мы приведем очень простую методику, позволяющую определить необходимые параметры с достаточно высокой точностью.

Исходными данными для расчета являются следующие параметры:

1. Площадь отапливаемых помещений. Следует использовать только данные по комнатам, в которых устанавливается отопление, то есть одной или двумя стенами дома контактирующими с улицей.
2. Климатическая мощность. Этот параметр учитывает место расположения частного дома. Так, для южных районов он составляет 0,8-0,95, для центральных регионов – 1,3-1,6, а для северных – 1,6-2,2.

Расчет для помещения площадью 130 метров в квадрате выглядит следующим образом:

N = 130 x 1,2 / 10 = 15,6 (кВт)

Расчет в обязательном порядке включает в себя вычисление количества секций радиаторов. Для этого используются следующие данные:

1. Площадь – учитываются только комнаты, в которых устанавливаются батареи.
2. Число 100 определяется из требования СНиП к мощности одной секции на квадратный метр площади.
3. Площадь составляет 30 метров квадратных.
4. Мощность одной секции батареи составляет 180 Вт.

N = 30 x 100 / 180 = 16,7 = 17 (шт)

Расчет системы отопления по указанной методике вполне достоверен и годится для практического применения.

Виды основных систем отопления

Различные конфигурации систем отопления отличаются друг от друга только видом перемещения теплоносителя по системе трубопроводов, основное свойство всегда одинаково – вода, нагреваясь, перемещается по трубопроводу и тем самым обогревает помещения на различных этажах.

Существует три главные разновидности отопления частного малоэтажного дома:

• Системы с естественным побуждением:
• Системы с механическим побуждением;
• Системы отопления с использованием и естественного и механического движения воды.

Можно выделить еще три вида систем отопления в частном доме:

• Системы радиаторные;
• Системы вида «Теплый пол»;
• Плинтусное отопление.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.