Монтаж отопления в частном доме своими руками

Что нужно учесть для правильного и быстрого монтажа отопления

Для того чтобы в холодное время года в своем загородном доме вы могли чувствовать себя комфортно, нужно уделить особое внимание некоторым аспектам монтажа отопительной системы

Зонирование

 Будет правильно, если планирование отопительной системы в частном доме начнется на этапе проектирования, а не когда дом уже будет построен. Не секрет, что чем дальше расположен радиатор от котла, тем температура в нем ниже. Для снижения воздействия этого эффекта желательно предусмотреть зонирование дома, когда более важные зоны будут располагаться ближе к котлу.

Зонирование и необходимый температурный режим:

Зона	Температура °C	Тип комнаты
Комфорта	22-24	Детская, ванная, комната для старших членов семьи
Спальная	21-25	Спальня
Жилая	18-27	Гостиная, столовая, рабочий кабинет
Хозяйственная	15-16	Кухня, мастерская, зимний сад
Прохладная	12	Прихожая, лестничная клетка
Подсобная	>0	Подсобные помещения

Материал для радиаторов

Зонирование не единственный момент, который нужно продумать при проектировании работы отопительной системы. Не меньшее значение имеет и материал, из которого сделаны радиаторы отопления (батареи).

Различные виды радиаторовИсточник k.sina.com.cn

Плюсы и минусы различных видов батарей:

Тип	Плюсы	Минусы
Биметаллические (сталь + алюминий)	Нет ограничений в использовании.	Дорогие
Алюминиевые	Хорошо отдают тепло, малая тепловая инерция, высокая теплопроводность.	Малая теплоемкость, непрочные: могут потечь от гидроударов
Стальные тонкостенные	Хороши для мягкой зимы с непродолжительным отопительным сезоном.	Непрочные: могут потечь от гидроударов, возможна коррозия
Чугунные	Практически вечные, недорогие.	Высокая тепловая инерция и теплопотери, тяжелые

Мощность радиатора

Для того чтобы не замерзнуть в частном доме, следует правильно рассчитать фактическую мощность радиатора. Отметим, что его паспортная мощность указывается из расчета для многоквартирных домов, где температура подачи составляет 90, а обратки – 70 °С.

Мощность радиатора для частного дома должна быть достаточной, чтобы прогреть помещение и в самые холодные дниИсточник www.allpbspb.ru

В частных домах эти температуры обычно близки к 80 и 60 °С соответственно. Опустим здесь математические выкладки, скажем лишь, что для частного дома паспортную мощность секции радиатора стоит умножить на коэффициент 0,865

Количество радиаторов

Самый простой вариант расчета основан на рекомендации СНИП: для обогрева одного кубометра помещения в панельном доме надо 41 Вт тепла, а в кирпичном 34 Вт. Пример: возьмем комнату площадью 18 кв. м, с высотой потолков 2,7 м. Получаем 18 * 2,7 * 41 = 1992,6 Вт. Допустим, реальная мощность радиатора (пересчитанная от паспортной 170 Вт) равна 170 * 0,865 = 147,05 Вт.

Однако понятно, что не все будут строить себе панельный дом. Для зданий из других строительных материалов существует более сложная формула.

• P – площадь комнаты;
• Q1 – коэффициент, учитывающий остекление;
• Q2 – теплоизоляция стен;
• Q3 – отношение площади окон к площади пола;
• Q4 – минимальная температура на улице зимой;
• Q5 – количество наружных стен в комнате;
• Q6 – тип помещения по степени обогрева;
• Q7 – высота потолков.

Газовая горелкаИсточник pennington.org.uk

Мощность котла

Неверно будет взять котел, просто равный по мощности сумме мощностей всех радиаторов. Эта мощность будет очень мала для нормального отапливания дома. Рассмотрим пример:

Пусть сумма мощностей всех радиаторов равна 10 кВт. Тогда мощность котла будет рассчитываться по формуле: мощность котла = (сумма мощностей всех радиаторов * теплопотери) / (сезонный коэффициент использования мощности * КПД котла) = (10 * 1,4) / (0,5 * 0,85) = 32,94 кВт. Коэффициент теплопотери в Московском регионе – 0,5; в Архангельске – 0,79; в Краснодаре – 0,35.

Затем выбираем котел с близкой к рассчитанной мощности из линейки котлов выбранного производителя.

Типы топлива

Еще одним важным фактором подготовки отопительной системы является вид топлива, используемого для обогрева.

Тип топлива: плюсы и минусы:

Тип	Вид	Плюсы	Минусы	Теплота сгорания МДж/кг (* МДж/м3)
Газовое топливо	Газ из магистрали	Экономично	Должна быть подведена магистраль	35-38
Твердое топливо	Уголь, дрова, паллеты	Зависимость от подачи	Для хранения нужно объемное, сухое помещение	15-25
Жидкое топливо	Дизель, мазут	Зависимость от подачи	Дорогое, для хранения потребуется закопанный в землю резервуар, который пожароопасен	42-42,5
Электричество	–	Эффективно, если использовать электрические радиаторы	Дорого	–

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.

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.

Комплектация системы

Отопление открытого типа в частном доме требует установки котла, который работает на твердом топливе или мазуте. Дело в том, что такой тип отопления характеризуется периодическим образованием воздушных пробок, которые могут стать причиной аварии при использовании электрических и газовых котлов.

Рассчитать мощность котла отопления можно по стандартной схеме, согласно которой для обогрева 10 м2 площади помещения требуется 1 кВт энергии плюс 10-30% в зависимости от качества теплоизоляции.

В качестве материала для расширительного резервуара не стоит использовать полимеры, оптимальным вариантом в этом случае будет сталь. Объем бака зависит от площади отапливаемого помещения, к примеру, в системе теплоснабжения небольшого строения высотой в один этаж может использоваться расширительный бачок на 8-15 литров.

Что касается труб для схемы системы отопления с циркуляционным насосом, то в этом случае могут использоваться следующие материалы:

• Сталь. Для такого трубопровода характерна высокая теплопроводность и устойчивость к высокому давлению. Однако монтаж имеет некоторые сложности и требует использования сварочного оборудования.
• Полипропилен. Такая система отличается не сложным монтажом, прочностью и герметичностью, она способна выдерживать температурные колебания. Полипропиленовые трубы характеризуются безупречной эксплуатацией на протяжении четверти века.
• Металлопластик. Трубы из этого материала устойчивы к коррозии, на их внутренних стенках не образуются отложения, препятствующие естественному движению теплоносителя. Однако стоимость такой системы достаточно высокая, а срок ее эксплуатации составляет всего 15 лет.
• Медь. Трубопровод из меди считается самым дорогим, но он отлично переносит высокую температуру, до +500 градусов, и характеризуется максимальной теплоотдачей.

Подключение радиаторов

Выбор способа их подключения зависит от их общего количества, способа прокладки, протяженности трубопроводов и пр. Самыми распространенными методами являются:

• диагональный (перекрестный) способ: прямая труба подключается в боковой части батареи вверху, а обратка – на ее противоположной стороне внизу; этот способ позволяет носителю тепла распределятся по всем секциям максимально равномерно с минимальными теплопотерями; применяется при значительном количестве секций;

• односторонний: также используется при большом количестве секций, труба с горячей водой (прямая труба) и обратка подключаются с одной стороны, позволяет обеспечить достаточную равномерность прогрева радиатора;

• седельный: если трубы уходят под пол, удобней всего крепить трубы к нижним патрубкам батареи; из-за минимального количества видимых трубопроводов внешне выглядит привлекательно, однако радиаторы нагреваются неравномерно;

• нижний: метод схож с предыдущим, единственное отличие – прямая труба и обратка располагаются практически в одной точке.

Для защиты от проникновения холода и создания тепловой завесы батареи располагаются под окнами. При этом расстояние до пола должно составлять 10 см, от стены – 3-5 см.

Лучевой способ подключения

Если сравнивать все представленные способы подключения, то это считается наиболее популярным и технологичным. В его структуру входят следующие детали:

• Нагревательные элементы: они могут быть обычными батареями, контурами в системе теплый пол или внутрипольными конвекторами;
• Подающий и обратный коллекторы, в которых расположены термостатические вентили и расходомеры;
• Двухтрубные подводки, которые устанавливают от коллектора к приборам для обогрева по наиболее оптимальному маршруту (они могут располагаться в перекрытии, под полом, потолком).

Лучевой способ подключения

Особенности водяной отопительной системы

В рейтинге популярных моделей отопления первое место лидера занимает индивидуальная система обогрева горячей водой. Циркуляция теплоносителя происходит по замкнутому трубопроводу, проложенному от источника генерации к радиаторам отопления. Горячая вода поступает в радиаторы, которые за счет большой площади нагрева, и излучают тепловую энергию.

Модель отопительного котла выбирают с учетом используемого топлива.

Виды отопительных систем

Классификация индивидуальных отопительных линий с горячим водяным теплоносителем производится по следующим видам:

• Место прокладки подающего трубопровода: верхняя и нижняя разводка. Такие схемы рекомендованы для двух- и трехэтажных домов.
• Количество стояков. Различают однотрубную и двухтрубную схему монтажа отопления.
• Расположение стояков. Подключение стояков может выполняться по вертикальной или горизонтальной схеме.
• Схема прокладки отопительной сети. Разводка выполняется с путными или тупиковыми магистральными линиями.

Вид отопительной сети выбирается с учетом выбранной индивидуальной системы, отопительного котла и конструктивных особенностей жилого дома.

Основные элементы водяного отопления

Автономная система отопления частного дома или квартиры состоит из следующих основных элементов:

1. Нагревательный котел. В этом устройстве происходит преобразование топлива в тепловую энергию, передаваемую теплоносителем по трубам.
2. Трубы отопления. В настоящее время практически все системы монтируют из полипропиленовых или металлопластиковых труб, металлические стальные трубопроводы практически не применяют.
3. Запорная арматура. Шаровые вентили устанавливают для перекрытия подачи воды, дроссели регулируют теплоотдачу нагревательных приборов, термостатические головки поддерживают заданную комфортную температуру в помещении, автоматические воздухоотводчики сбрасывают лишний воздух из системы отопления.
4. Приборы безопасности. Расширитель, предохранительный клапан, манометр защищают отопительную систему от аварийных ситуаций.
5. Радиаторы отопления. Чугунные, стальные, алюминиевые, биметаллические батареи являются неотъемлемой частью индивидуального отопления.

На заметку: Дополнительно устанавливаются автоматические приборы, поддерживающие заданную температуру в помещении – программаторы, которые самостоятельно регулируют режим включения отопительного котла.

Преимущества и недостатки системы водяного отопления

Основные достоинства водяной системы отопления:

• Возможность регулирования температуры обогрева. Дровяные печи быстро прогревают воздух в помещении, но, к сожалению, контролировать этот процесс невозможно.
• Высокая степень надежность и возможность работы в автоматическом режиме.
• Экономичность. Обогрев жилых домов электричеством из-за высокой стоимости энергоресурсов обходится владельцам жилья намного дороже.
• Комфортность пользования. В отличие от парового отопления с нерегулируемой температурой нагрева отопительных приборов, водяной контур обеспечивает более комфортный нагрев радиаторов.

Главные недостатки водяного отопления:

• Медленный нагрев отопительных приборов.
• Трудоемкость монтажа.
• Возможное замерзание воды в трубопроводах.
• Необходимость периодической чистки батарей отопления от твердых солевых наслоений.

Схемы отопления по способы разводки

В частных домах трубопроводы водяной отопительной сети выполняется в следующих вариантах:

• Вертикальная система с нижней разводкой. Данным вариантом предусматривается прокладка труб через подвальное помещение или, как минимум, в бетонной стяжке пола.
• Вертикальная система с верхней разводкой. Подающая магистраль горячей воды монтируется на чердаке дома или в потолочном пространстве внутренних помещений.
• Однотрубная схема подключения. Основная особенность однотрубной схемы отопления заключается в последовательном подключении радиаторов отопления к подающей трубе горячей воды. При этом наблюдается разность в тепловом нагреве радиаторных батарей, расположенных в начале и конце отопительной линии. Поэтому однотрубная разводка применяется для обогрева комнат площадью не более 40 м2. Вертикальную однотрубную схему целесообразно применять в домах невысокой этажности.

Двухтрубная схема отопления. В этом случае к каждому радиатору одновременно подключается две трубы: для подвода горячей воды и обратного отвода остывшего теплоносителя. Прокладка трубопроводов выполняется параллельными линиями на небольшом расстоянии друг от друга.

На заметку: Двухтрубная разводка позволяет в индивидуальном порядке регулировать температуру в каждом помещении без ущерба для остальных комнат.

Лучевая разводка отопления

Лучевая или коллекторная обогревательная сеть предусматривает подключение каждого радиатора непосредственно к тепловому источнику (коллектору). Данная схема подключения упрощает замену вышедшего из строя нагревательного прибора без остановки всей отопительной системы. Иногда коллектор называют термином «гребенка», хотя это название чаще встречается в описании технологического процесса нагрева воды на промышленных предприятиях и котельных. Распределительный коллектор по своим габаритам занимает немало места и для его маскировки в частных домах используют небольшой шкаф или встроенную нишу с дверцей.

Схема «Ленинградка»

В частных домах небольшой площади чаще всего применяется однотрубная схема прокладки трубопровода. Данная модель отличается простотой монтажа и требует меньших затрат по сравнению с другими схемами прокладки трубопроводов.

Однако в случае поломки одного из радиаторов приходится останавливать работу обогревательной линии, сливать воду со всего крыла магистрали и лишь после этого устранять поломку.

Чтобы нивелировать этот недостаток и не оставлять в зимнюю стужу дом без обогрева, применяется однотрубная монтажная схема под названием «Ленинградка». В этом случае предусматривается установка отопительных радиаторов разной мощности и применение обводных байпасов. Трубная обводка параллельно соединяет входные и выходные отверстия радиаторов и в случае выхода из строя одного из отопительных элементов, его легко отключить и заменить.

Схема отопления частного одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя

Водяная система отопления частного дома работает в цикличном режиме по доставке горячей воды к радиатору отопления и перемещению остывшего теплоносителя обратно в котел для последующего нагрева. В современных условиях для частных домов практикуется устройство принудительной схемы циркуляции теплоносителя.

Главные достоинства данной схемы:

• Минимальный объем теплоносителя.
• Диаметр трубной разводки от 20 до 25 мм.
• Минимальный расход труб.

Главный недостаток

Зависимость системы от электричества.

Что следует учитывать

Монтируя магистраль, следует брать трубы, диаметр которых вдвое больше труб, которые будут подводить теплоноситель непосредственно к радиатору. Это правило относится как для подающих труб, так и для обрата. При монтаже магистрали трубы необходимо закреплять специальными кольцами – таким образом можно избавиться от провисания.

Трубы отопления имеют специальное крепление

Даже при условии, что система будет состоять из металлопластиковых труб, вертикальный стояк, идущий от нагревательного котла к расширительному баку, должен быть выполнен из стальной трубы. Если бак отсутствует, из стали следует делать первые несколько метров трубы. При подключении мембранного расширительного бака можно использовать трубу меньшего диаметра.

Это обусловлено тем, что сильный жар, поднимающийся от котла, может повредить пластиковую часть трубы. Лучше, чтоб металлопластиковая труба располагалась лишь в отапливаемом помещении.

Как правило обвязку котла делают пластиковыми трубами

Если есть возможность, можно проложить два контура отопления, каждый из которых, в свою очередь, будет состоять из труб подачи и обрата. Такие варианты отопления частного дома, несомненно, более накладны. Однако в случае возникновения необходимости ремонта один из контуров модно перекрыть.

Его чрезмерное скопление в системе может стать причиной серьезной поломки. Монтаж радиаторов следует выполнять с соблюдением одного условия – сторона, от которой выходит труба обрата, должна быть расположена чуть ниже – это необходимо в системах с естественной циркуляцией теплоносителя.

Кран Маевского служит для стравливания воздуха из системы отопления

В случае применения самодельного отопительного котла следует учитывать, что патрубок прямой магистрали должен располагаться максимально высоко. Это позволит избежать губительных гидроударов. Отопительный котел следует устанавливать с уклоном в 5 мм, который должен быть выполнен в сторону магистрали обратки.

Воздушное отопление

Система воздушного отопления состоит из теплогенератора и водяного калорифера, отвечающего за нагрев воздуха. За счет вентилятора и распределительных головок воздушные массы распределяются по дому.

Характеристики

Преимуществами воздушной системы обогрева являются: высокий КПД ( 93%), возможность в минимальные сроки прогреть помещение, поддержание оптимальной температуры. Также система обогрева с воздухозаборником может быть оснащена ионизаторами воздуха или очищающими фильтрами.

Из недостатков воздушного отопления стоит назвать следующие:

• систему воздушного обогрева можно устанавливать только на этапе строительства дома;
• требуется регулярное сервисное обслуживание;
• высокая потребность в электричестве (потребуется дополнительный источник электроснабжения);
• требуется часто менять воздушные фильтры;
• высокие расходы на установку и содержание;
• затягивание пыли с улицы (относится только к системе с принудительной тягой).

Система воздушного обогрева может использовать газовое или дизельное топливо. Расчет расхода топлива аналогичен примеру № 1.

Как работает отопление по двухконтурной схеме

Отопление по двухконтурной схеме

Структура схемы предполагает движение теплоносителя по двум разным трубам от каждого радиатора. При этом оба отрезка подключены к разным механизмам работы: входной – к подающей магистрали, а выходной – к обратной трубе. По первому отрезку нагревающаяся вода двигается в сторону всех отопительных приборов, а по второй уже остывший раствор идет в котел. Специалисты выделяют в связи с этим несколько особенностей:

1. Каждый радиатор равномерно прогревается (при правильных расчетах элементов);
2. Если происходят изменения в одной части батареи, то на другие составляющие системы это не влияет;
3. На одном отрезке трубопровода может находиться до 30-40 радиаторов, однако при этом должны быть соответствующие показатели производительности насоса, а также диаметры труб, чтобы агрегат функционировал эффективно.

Схема может быть с принудительной циркуляцией или естественной – здесь зависит многое от самого принципы работы конструкции. Также в качестве теплоносителя может быть использован различный материал, а не только вода.

Тепловой насос

Принцип действия теплового насоса

Тепловой насос состоит из таких частей:

1. Мощный компрессор, который создаёт высокое давление.
2. Испаритель-радиатор, состоящий из тонких трубок с большой теплопроводностью.

В процессе работы насоса, компрессор оказывает влияние на теплоноситель. Это вещество может испаряться и кипеть даже при самой низкой температуре. Компрессор создаёт давление, вследствие чего хладагент испаряется даже при самых низких температурах.

Теплоноситель имеет на своём пути конденсатор, в котором хладагент отдаёт своё тепло радиатору. Он охлаждается, превращаясь в жидкость, после чего возвращается в компрессор. Цикл такого типа может иметь несколько повторений.

Доля энергии, потребляемой компрессором, может составлять около 20%. Остальные 80% могут быть позаимствованы от окружающей среды. Тепловой насос может брать энергию из атмосферы или из геотермальных источников. Особенность современных агрегатов отличается тем, что они настроены не только на обогрев, но и на охлаждение помещения.

Системы отопления, разработанные на основе тепловых насосов, состоят из таких частей:

1. Зонд (система трубопроводов, которая представляет собой змеевик большого размера. Он может быть помещён в воду или грунт. Задача зонда заключается в сборе тепловой энергии).
2. Тепловой насос (принцип работы такого механизма знаком каждому. Однако, такие насосы могут быть нескольких видов: грунт-вода, вода-воздух, тепловой насос вода-вода, тепловой насос воздух-воздух).

Достоинства теплового механизма можно обозначить высокой эффективностью. Такое устройство может отдавать от 4 до 5 кВт тепловой энергии. Это обеспечивает комфортную температуру в доме.

Отличной альтернативой котлам, насосам и коллекторам могут стать угольные и дровяные печи. Сейчас их можно купить в готовом виде или же соорудить самостоятельно с использованием необходимых материалов.

Основные компоненты отопительной системы

Первым делом нужно разобраться, что нужно для системы отопления частного дома, чтобы она была полноценной:

1. Котел. Выбирая котел, нужно найти устройство с оптимальным сочетанием эффективности и экономичности. Кроме того, хороший отопительный котел практически не требует внимания в процессе эксплуатации.
2. Обвязка котла. Обвязка включает в себя группу безопасности (воздушный клапан, предохранительный клапан и манометр), циркуляционный насос и расширительный бачок, принимающий в себя излишки теплоносителя при его температурном расширении.
3. Трубы. Для монтажа потребуются магистральные трубы, подводки к радиаторам и отопительные стояки (необходимы, если в системе будут вертикальные участки).
4. Отопительные приборы и их обвязка. К обвязке отопительных приборов относятся элементы запорной арматуры.

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя функцию обвязки котла выполняет открытый расширительный бачок. Такая система водяного отопления частного дома своими руками создается очень просто, но за эту простоту придется платить длительным и неравномерным прогревом системы, а также подверженностью коррозии и образованию накипи.