Как устроить водяное отопление частного дома своими руками, схемы монтажа
Для того, чтобы сделать водяное отопление частного дома своими руками, схемы монтажа нужно изучить подробно. Однако в первую очередь надо запастись всеми необходимыми материалами и оборудованием, потребность в которых рассчитывается заранее в зависимости от типа подключения батарей.
Современные газовые котлы — хорошее решение для надёжной системы отопления
Полезный совет!Покупайте котлы, батареи и другое оборудование только у проверенных производителей. Дешевые аналоги не всегда соответствуют предъявляемым требованиям и могут быть опасными.
Особенности устройства однотрубной системы
Самый простой способ подключения радиаторов к котлу – это устройство однотрубной системы отопления. Схема такой конструкции предполагает наличие только одной трубы, проложенной по всему периметру дома. Она выходит из подающего патрубка котла, а входит в обратный. От этой трубы выходят отводы возле каждого радиатора, к которым он подключен через запорную арматуру или напрямую.
Принцип однотрубной системы отопления с естественной рециркуляцией воды
Такое устройство не только наиболее простое, но и самое дешевое, как по материалам, так и по монтажу. Использование одной трубы исключает необходимость изготовления множества отводов из труб, да и различных мелочей расходуется гораздо меньше. Не секрет, что эта арматура по стоимости составляет значительную часть затрат на все отопление дома. Использование однотрубной системы отопления, схема которой отличается простотой, оправдано в небольших домах с несложным планом расположения комнат, так как вода проходит по всему кольцу и успевает значительно остыть. В связи с этим последние по ее пути радиаторы нагреваются гораздо меньше, чем первые. Поэтому, если здание большое, то к концу своего маршрута теплоноситель потеряет всю свою энергию и не сможет обогреть последние комнаты. Особенно это касается естественного типа циркуляции воды.
Котельная частного дома с современным отопительным оборудованием
При сооружении однотрубной системы отопления, схема конструкции должна предполагать небольшой уклон, порядка 3 – 5 градусов. Это обеспечит более эффективную работу всей конструкции. Кроме того, все радиаторы необходимо оснастить воздушными кранами, которые нужны для поддержания стабильного давления в системе путем стравливания воздуха. Такие краны имеют небольшие отверстия и откручиваются с помощью обыкновенной отвертки.
Схема подключения радиаторов к двухтрубной системе отопления
Полезный совет!Когда возникает необходимость чистки или замены батареи можно не сливать воду и не останавливать всю систему, для этого нужно использовать краны Маевского. Они соединяют радиатор с отводами от трубы. Если батарею нужно снять, краны можно просто закрыть.
Как устроена двухтрубная система
В отличии от предыдущей, двухтрубная система отопления, схема которой предполагает наличие двух труб: подающей и обратной, более сложна в устройстве. Она устроена таким образом, что подающая труба входит непосредственно в каждую батарею. а обратная из нее выходит. Это еще называют параллельным устройством, так как все радиаторы соединены с котлом с помощью труб не по порядку, а параллельно.
Двухтрубная система отопления, схема которой более сложная, требует большего количества труб и соединительной арматуры. Поэтому она обходится несколько дороже. При этом она более эффективная, так как все батареи нагреваются одинаково, независимо от места их нахождения, возле котла или в самой дальней комнате. Такая разводка чаще всего применяется в двухэтажных домах и коттеджах.
Схемы подключения двухтрубной системы отопления в двухэтажном коттедже
Важным плюсом такого устройства является то, что каждая батарея функционирует практически независимо от остальных, так как имеет свой контур. Поэтому ее можно легко заменить или отремонтировать, не затронув всю остальную конструкцию. Благодаря тому, что у двухтрубной системы отопления схема подключения радиаторов параллельная, в них очень легко регулировать температуру и давление, что обеспечит дополнительную экономию топливных ресурсов.
Полезный совет!Применяя систему отопления с двумя трубами, желательно использовать циркуляционный насос. Он значительно увеличит эффективность и скорость нагрева батарей.
Схема открытой системы отопления с циркуляционным насосом
Двухтрубная попутная схема системы отопления
Двухтрубная схема является наиболее качественной с точки зрения управления. В ней отопительные приборы подключены к трубопроводам параллельно. Этот принцип дает удобство в регулировании температуры, позволяет отключить отдельные приборы для профилактики и ремонта.
Часть теплоносителя из подающего трубопровода поступает в радиатор, основная масса движется в последующие отопительные устройства. Этот тип обвязки применим для автономных и централизованных систем отопления. Установка термостатических головок может полностью автоматизировать процесс управления отоплением.
Новейшие способы отопления
В последнее время всё чаще используют для обогрева такие устройства:
- Теплый пол.
- Тепловой насос.
- Гелиоустановка.
Теплый пол
Теплым полом называют тепловыделяющие элементы, которые монтируются под полом на бетонной стяжке и подключаются к источнику тепла или к электросети. Теплые полы бывают:
- Электрические.
- Водяные.
- Электроводяные.
Электрический и электроводяной теплый пол легко установить и отремонтировать самостоятельно. Он нагревает воздух под полом, от которого прогревается весь воздух в комнате. Все такие системы автоматизированы и требуют меньше энергии, чем любые другие.
Тепловой насос
Это агрегат, работающий по принципу холодильника, но в отличие от холодильника он перекачивает тепло от земли или воды в дом. Устанавливают тепловые насосы иностранные фирмы, поэтому стоят они дорого.
Однако эксплуатация тепловых насосов обходится дешево, т. к. агрегат не генерирует тепло, а только его транспортирует.
Гелиоустановка
Эти системы называют также солнечными коллекторами. Они улавливают солнечный свет и преобразуют его в тепло. Панели этих агрегатов устанавливают на южном скате крыши.
Внутри панели солнечный свет отражается от зеркал и фокусируется на трубках с теплоносителем (тосол или масло). Нагретый теплоноситель перекачивается в теплообменник (бойлер) и отдает там тепло другому теплоносителю, который циркулирует по радиаторам отопительной системы.
Ночью обогрев обеспечивается за счет тепловой инерции теплоносителя. Агрегат расходует мало электроэнергии, но его эффективность зависит от высоты солнца над горизонтом и облачности.
Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.
При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.
Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работать в режиме конвекции.
- с одной трубой;
- двумя;
- коллекторная.
Каждую есть возможность смонтировать самим или пригласить специалистов.
На входе в батарею вдобавок монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в помещении, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.
Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не пользоваться этой схемой, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.
Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети 2-й или 1-й этаж для экономии топлива.
Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.
- тупиковая;
- попутная;
- коллекторная.
Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень температуры, но необходимо увеличивать длину трубопровода.
Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.
Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы отопления.
Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Кроме того, они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием высокой температуры он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.
Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
- Более равномерный прогрев всего домовладения;
- Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
- Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
- Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего применять отопительные системы с принудительной циркуляцией. Кроме того, возможен монтаж байпаса, который поможет определиться с типом циркуляции в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.
У принудительного движения теплоносителя есть парочка недочетов – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
Типы систем отопления
Основными элементами любой отопительной сети являются: теплогенерирующий прибор, магистральный трубопровод, теплоотдающие, компенсационные устройства и устройство, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя. Отопительные трубопроводы могут быть различной конфигурации и степени технической оснащенности.
Классифицируют системы отопления по трем параметрам:
- количеству трубных контуров магистрального трубопровода,
- типу компенсационного устройства,
- типу циркуляции.
Одно– и двухтрубные системы
Отопительная система может быть:
однотрубной или последовательной,
двухтрубной или параллельной.
В первом случае теплоноситель движется по одному трубному контуру, поочередно проходит через все теплоотдающие приборы, приходя к каждому все более остывшим. Часть магистральной трубы после последнего теплообменника называется обратной трубой или обраткой и служит для отвода холодной рабочей среды обратно к теплогенератору.
В двухтрубной системе энергоноситель циркулирует по двум параллельным контурам: подающему и обратному. Первый контур подает горячий теплоноситель в каждый теплоотдающий прибор, а второй собирает остывшую рабочую среду из теплообменников и отводит ее к отопительному прибору.
Типы циркуляции в системах отопления
Обогрев помещений происходит только в случае, если теплоноситель движется по контуру. Циркуляция бывает или естественной, или принудительной.
В системах с естественной циркуляцией разогретый отопительным прибором энергоноситель разгоняют, чтобы придать ему достаточный для прохождения всего теплового контура импульс. Для этого сразу после теплогенератора монтируют разгонный коллектор – вертикальный участок трубы, при спуске с которого рабочая среда набирает скорость под воздействием силы тяжести.
Принудительную циркуляцию создают специальные циркуляционные насосы, устанавливаемые на обратную трубу. Такая система обеспечивает движение теплоносителя по контуру любой протяженности и сложности, но полностью зависит от наличия электроэнергии и при отключении электроснабжения прекращает работать.
Типы компенсационных устройств
В зависимости от способа компенсации перепадов давления рабочей среды в контуре, выделяют два типа систем отопления: открытую и закрытую.
В открытой системе давление регулирует компенсационный бак, частично или полностью открытый. При увеличении давления в теплосети избыток рабочей среды поступает в бак, при снижении – уходит обратно в трубопровод.
В закрытой системе расширительная емкость герметична и имеет два автономных отсека, разделенных мембраной. Принцип работы тот же, но теплоноситель, попадая в первый отсек, не контактирует с окружающей средой, а взаимодействует с клапаном. При избыточном давлении рабочая среда давит на мембрану, сжимая воздух во втором отсеке, когда давление нормализуется, воздух во втором отсеке разреживается и выдавливает теплоноситель обратно в трубопровод.
Разновидности схем отопления
Различают несколько конструктивных моделей водяного отопления. По расположению главных трубопроводов существуют следующие типы схем:
- Схема с вертикальными стояками;
- Схема с горизонтальными лежаками;
- Комбинированная схема.
Компоновка схем вытекает из их названия. Вертикальные стояки отопления проходят через несколько этажей. Горизонтальные лежаки проходят транзитом через помещения одного этажа. Комбинированная схема составлена из двух предыдущих вариантов.
По способу прокладки трубопроводов отопления выделяют два типа систем:
- Системы с открытой прокладкой коммуникаций;
- Системы со скрытой прокладкой труб – коммуникации прокладываются в материалах строительных конструкций.
Главная классификация схем водяного отопления ведется по способу группирования отопительных приборов. Существует 5 основных видов систем по этому признаку:
- Однотрубная;
- Двухтрубная;
- Коллекторная (коллекторно-лучевая);
- Комбинированная;
- Водяной теплый пол.
Подогрев «теплым полом»
Система «теплый пол» чаще всего устанавливается как дополнение к радиаторному типу для обогрева помещения дома (утепление балкона своими руками ). Несмотря на сложность в устройстве таких полов, основное их преимущество – большая площадь обогрева. Фактически вся поверхность пола работает как один большой радиатор. Теплообмен воздуха в доме происходит в оптимально правильном режиме – нагретый воздух в помещении поднимается снизу вверх, заполняя все пространство.
Кроме комфорта, применение «теплого пола» позволяет снизить рабочую температуру воды до 55 ºC.
Но есть один существенный недостаток. Такую систему отопления трудно реализовать в уже жилых помещениях. Для укладки трубопроводов требуется поднимать уровень уже существующего пола и без замены межкомнатных дверей тут не обойтись.
Как работает водяное отопление в доме
Непрерывная циркуляция теплоносителя является базовым принципом водяного отопления. Жидкость постоянно движется по системе трубопроводов и радиаторам отопления. Она нагревается в котле, проходит по отопительному контуру, отдаёт тепло в окружающую среду и поступает обратно в нагревательную установку.
При монтаже контура водяного отопления следует помнить основное правило физики — нагретый теплоноситель движется вверх, а холодный — в обратном направлении. Чем выше разница температур на выходе из котла и в обратке, тем интенсивнее циркулирует теплоноситель. Наилучшие результаты достигаются при разнице 20-25 градусов Цельсия.
Классификация систем водяного отопления
В зависимости от расположения места выработки тепла, водные отопительные системы подразделяются на централизованные и местные. В централизованном порядке теплом снабжают, например, многоквартирные дома, всевозможные учреждения, предприятия и другие объекты.
В этом случае тепло вырабатывается в ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) или котельных, а затем доставляется потребителям с помощью трубопроводов.
Местные (автономные) системы обеспечивают теплом, например, частные дома. Вырабатывается оно непосредственно на самих объектах теплоснабжения. Для этой цели используются печи или специальные агрегаты, работающие на электроэнергии, природном газе, жидких или твердых горючих материалах.
В зависимости от способа, которым обеспечивается перемещение водных масс, отопление может быть с принудительным (насосным) или естественным (гравитационным) движением теплоносителя. Системы с принудительной циркуляцией могут быть с кольцевыми схемами и со схемами первично-вторичных колец.
Разные системы водяного отопления отличаются друг от друга типом разводки и способом присоединения приборов. Объединяет их вид теплоносителя, передающего тепло отопительным приборам (+)
В соответствии с направлением перемещения воды в магистралях подающего и обратного типа, теплоснабжение может быть с попутным и тупиковым движением теплоносителя. В первом случае вода перемещается в магистралях в одном направлении, а во втором – в разных.
По направлению движения теплоносителя системы делятся на тупиковые и встречные. В первых поток нагретой воды направлен в сторону, обратную направлению остывшей. В попутных схемах движение нагретого и остывшего теплоносителя происходит в одном направлении (+)
Трубы отопления могут соединяться с отопительными приборами в разные схемы. Если отопительные приборы соединены последовательно, такая схема называется однотрубной, если параллельно – двухтрубной.
Есть ещё и бифилярная схема, при которой сначала последовательно соединяются все первые половины приборов, а потом, для обеспечения обратного оттока воды, их вторые половины.
Расположение труб, соединяющих отопительные приборы, дало наименование разводке: различают её горизонтальную и вертикальную разновидность. По методу сборки выделяют коллекторные, тройниковые и смешанные трубопроводы.
Схемы систем отопления с верхней и нижней разводкой отличаются расположением подающей магистрали. В первом случае труба подачи прокладывается над приборами, принимающими от нее нагретый теплоноситель, во втором случае труба прокладывается ниже батарей (+)
В тех жилых зданиях, где нет подвалов, но зато имеется чердак, используются отопительные системы с верхней разводкой. В них подающая магистраль расположена выше отопительные приборов.
Для строений с техническим подвалом и плоской крышей применяют отопление с нижней разводкой, при которой магистрали подачи и отвода воды находятся ниже приборов отопления.
Есть ещё и разводка с «опрокинутой» циркуляцией теплоносителя. В этом случае ниже приборов располагается обратная магистраль теплоснабжения.
По способу присоединения подающей магистрали к приборам отопления системы с верхней разводкой делятся на схемы с двухсторонним, односторонним и опрокинутым движением теплоносителя
Водяное отопления
Достоинства и недостатки водяного отопления
У данного вида отопления есть несколько недостатков, но плюсов гораздо больше. Перечислим плюсы и минусы этого решения.
Принцип работы системы водяного отопления
Принцип работы системы достаточно простой: вода нагревается в котле и идет к радиаторам. Через них она отдает тепло и после этого идет назад в котел по другому контуру. Одна из основных задач системы отопления – запустить воду и заставить ее двигаться по трубам. Это реализуется одним из двух способов: естественным и принудительным. В первом случае вода движется по законам физики, когда холодная жидкость вытесняется горячей. Во втором случае движение воды запускается при помощи циркуляционного насоса.
Из каких основных узлов состоит система водяного отопления?
Вся система состоит из следующих элементов:
- Котел, в котором осуществляется подогрев воды и из которого подогретая вода направляется в контур отопления.
- Трубы.
- Радиаторы.
- Циркуляционный насос.
- Расширительный бак.
- Приборы автоматизации.
Рисунок 3 – Оборудование котельной
С чего начать проектирование отопления в своем частном доме?
На начальном этапе следует определиться с типом отопления и рассчитать все материалы и работы, которые необходимо закупить и выполнить. Все это нужно сделать и выбрать максимально экономно и эффективно. Чтобы отопление функционировало с максимальным КПД, дом должен быть хорошо утеплен и иметь способность долго удерживать высокую температуру. Отопление проектируется и монтируется при монтаже всех коммуникаций.
Какие существуют варианты реализации системы водяного отопления?
Наиболее легкой в реализации является однотрубная система. Тут, как понятно из названия, теплоноситель движется по одной единственной трубе. То есть радиаторы соединены между собой последовательно и вода из котла поступает в первый из них, затем в последующие. После прохождения последнего радиатора вода уходит обратно в котел по трубе, которая ведет из последнего радиатора в котел. Этот вариант является одним из самых простых в реализации и крайне экономичным, потому что потребуется минимум оборудования и материалов.
Монтаж системы своими руками
Водяное отопление своими руками должно быть тщательно спланировано, очень тщательно. И этим должны заниматься профессионалы. Зачастую эта процедура начинается с выбора места под котел, который, к слову, устанавливается еще до того, как будет произведена разводка. Конечно, специалисты отлично знают, как правильно совершить планирование, поэтому на предварительном этапе один из них должен быть рядом с вами.
Когда с местом для котла определились, необходимо сделать под него специальный постамент из бетона. Котел ставится на него и соединяется с дымоходом, а все стыки и соединения при этом замазываются глиной.
Далее вам необходимо вычертить, какова будет разводка труб в вашей системе. Тщательно продумать, где будут размещаться радиаторы, стояки и другие элементы – именно поэтому необходимо участие специалиста. Как мы знаем, радиаторы желательно размещать под окнами. Это необходимо для того, чтобы тепло от них обогревало внутреннюю поверхность окон.
Количество сечений и их создание должно определяться не только вашими финансовыми возможностями, но и протяженностью контура, чем больше будет таких сечений в системе, тем легче теплоносителю будет по ней передвигаться.
Важно! Еще до того, как приступить к установке магистрали, необходимо определить в системе самую высокую точку и оборудовать там расширительный бак. К слову, такой бак может быть двух типов:
- Открытого;
- Закрытого.
Как расчитать оптимальный объем бака и сделать монтаж правильно, читайте здесь
Следующим этапом установки отопительной системы является прокладка трубопровода и установка радиаторов. В данном случае все предельно просто: труба подводится к месту установки радиатора, он устанавливается, соединяются все необходимые входы и выходы, после чего труба подводится к следующему радиатору. Будет просто отлично, если на каждый из радиаторов вы установите специальный кран, с помощью которого можно будет удалять воздух из системы.
Весь контур должен замыкаться там же, где и начался – на котле. На входе котла устанавливается специальный фильтр и (если необходимо) насос для циркуляции. Самая нижняя точка системы должна быть оборудована узлом залива/слива, необходимая для того, чтоб сливать всю воду в случае ремонтных работ.
В качестве заключения
Как мы выяснили, сегодня не существует более дешевой и вместе с тем эффективной отопительной системы, нежели система водяная. Трубопроводы и радиаторы обновляются чуть ли не ежегодно, следовательно, эффективность такой системы повышается, а стоимость, наоборот, снижается. Поэтому сделать водяное отопление своими руками с каждым годом все легче.
