Обустройство водяного отопления в частном доме

Обустройство водяного отопления в частном доме

В нашей стране, где зима длится полгода, нужна хорошая и удобная система отопления, которая бы согревала дом в любую непогоду. Водяное отопление остается самым надежным средством борьбы за тепло и комфорт в частном доме .

Схема работы системы водяного отопления.

В качестве отопительных приборов используют котлы на различных видах топлива и даже обычную печь. Там, где водяное отопление использует печь, проходной диаметр труб увеличивают, а запорную арматуру сводят к минимуму.

Принцип работы

Данная система завоевала популярность своей простотой. Отопление использует следующий принцип работы: котел до нужной температуры нагревает воду (или антифриз), она по трубам поступает к батареям или радиаторам в комнатах, отдавая тепло, и возвращается в котел.

Схема системы с самотечным движением воды.

Также схема водяного отопления может включать:

• расширительный бак – в него отводится возникшая при нагревании излишняя вода, также он обеспечивает отсутствие кислорода в системе;
• циркуляционный насос поддерживает постоянный круговорот воды в системе, с его помощью скорость нагрева помещения увеличивается за счет более быстрого движения воды;
• манометр;
• терморегуляторы;
• воздухоотводчик – автоматический или запорный;
• предохранительные клапаны.

Выбор котла

При покупке котла, как правило, принимают величину 1 кВт мощности на 10 кв. м отапливаемой жилой площади, учитывая, что высота потолков не более 3 метров. Также учитывают объем помещения, степень утепления частного дома, размеры окон, наличие дополнительных потребителей тепла.

При обогреваемой площади: от 60 до 200 кв. м – мощность котла до 25 кВт, от 200 до 300 кв. м – 25-35 кВт, от 300 до 600 кв. м – 35-60 кВт, от 600 до 1200 кв. м – до 100 кВт.

Можно выбрать электрический котел – при площади частного дома от 30 до 1000 кв. м, можно использовать котлы мощностью от 3 до 105 кВт, соответственно. Недостатками электрокотлов являются высокая стоимость электроэнергии, перебои с энергоснабжением или недостаточная мощность.

Нюансы функционирования

При использовании печи, для улучшения работы системы, разницу между нижней точкой холодной воды (обратки) и верхней точкой горячей воды максимально увеличивают. Стояк выводят под потолок. В любом случае проводят расчет водяного отопления. Если используется отопительный котел, то его рекомендуется опускать ниже, при возможности, например, в подвал. Такое расположение позволяет увеличить высоту стояка, придать воде больший импульс движения. Следовательно, эффективность увеличится, дом будет прогреваться равномернее.

Топливо

Для разогрева котла используются разные виды топлива: природный газ, уголь, дрова. Также может применяться централизованное энергоснабжение, или такие альтернативные источники энергии, как мини-гидростанции, солнечные или ветряные преобразователи.

Выбор труб

При монтаже водяного отопления применяют трубы из разных материалов. У каждого есть свои плюсы и минусы.

Стальные

Стальные трубы ранее были самыми популярными, но в современном строительстве используются все реже. Недостатком обычных стальных труб является подверженность коррозии, поэтому используют нержавеющие или оцинкованные, которые более надежны.

Медные

Трубы из меди выносят высокие температуры и давление, будут служить не одно поколение, являются самыми надежными для использования в частном доме. Их единственный недостаток – высокая стоимость.

Полимерные

Полимерные трубы изготавливают из металлопластика (алюминий, покрытый пластиком) или из полипропилена, армированного алюминием.
Основные преимущества:

• стойкость к коррозии;
• прочность;
• не откладывается осадок на внутренней поверхности;
• низкая стоимость монтажных работ, потому как не требуется применение сварки.

Среди недостатков – высокий коэффициент теплового расширения, в холодный период временное прекращение работы котла или замораживание системы отопления может привести к повреждениям труб.

Устройство системы

Одноконтурная система предназначена лишь для обогрева помещения. Данная схема отопления имеет простой принцип работы, недорога и подходит для домов площадью до 100 кв. м. Включает в себя одноконтурный котел с атмосферной вытяжкой, однотрубную разводку трубами из стальных или полимерных материалов, а также чугунные, алюминиевые или стальные радиаторы.

Схема одноконтурного обогрева помещения.

Данную систему можно усовершенствовать, добавив двухтрубную разводку, циркуляционный насос, терморегулирующие вентили на радиаторах. При одноконтурном котле для подачи горячей воды для бытовых нужд нужно предусмотреть установку газовой колонки или бойлера. Двухконтурная система используется как для отопления жилья, так и для нагрева воды.

Двухконтурная система

Двухконтурный котел удобен при потребностях в горячей воде на семью не более четырех человек, и с учетом, что вода водопроводная или умягченная (жесткая из скважины не подходит). Также могут быть сделаны две одноконтурные системы, одна из них будет отапливать помещение, другая – нагревать воду. Это позволит летом использовать лишь систему подогрева воды, на которую затрачивается 25% мощности котла.

Устройство двухконтурного котла.

Наиболее распространенная классификация систем водяного отопления учитывает схему разводки трубопроводов. Водяное отопление может быть как двухтрубным, так и однотрубным.

Однотрубная система обогрева

Однотрубной называется система, в которой от котла нагретая вода последовательно переходит от одной батареи к следующей. В итоге последняя батарея будет холоднее первой, как правило, такую систему применяют в многоквартирных домах. Самый существенный недостаток – управлять однотрубной разводкой трудно, потому как, если перекрыть доступ воды в один из радиаторов, то перекроются и все остальные.

Двухтрубная система обогрева

В двухтрубной к каждому радиатору подходит труба с горячей и с холодной водой. Водяное отопление частного дома позволяет комфортно регулировать температуру в помещениях.

Коллекторная система

Коллекторная (лучевая) – от коллектора (устройство в отопительной системе, которое собирает теплоноситель) к каждому отопительному прибору подводят две трубы – прямую и обратку. Это позволяет легко монтировать системы отопления со скрытой проводкой труб, а также дает возможность поддерживать и регулировать заданную температуру в отдельной комнате. Для этого на каждом этаже дома располагаются коллекторы в специальном шкафу, из которого к радиаторам идут независимо подключенные трубы. Недостатками являются затраты на трубы и установку шкафов для коллекторов.

Насосы

Дополнительно, прокладывая трубопроводы обогрева загородного дома, устанавливают циркуляционные насосы – они отлично справляются с циркуляцией воды в больших домах с большой протяженностью труб, экономят расход топлива, а также быстрее нагревают помещение за счет быстрого движения воды.

Специалисты рекомендуют для одноэтажных домов с крутой крышей, а также подвалом сделать схему с вертикальными стояками и двухтрубной разводкой. Устанавливая водяное отопление своими руками, важно подумать о том, куда будут деваться отработанные газы. Чтобы обеспечить их выход, нужно установить специальную трубу.

Расчет водяного отопления

Для начала следует произвести расчет системы. Прежде всего, необходимо помнить о том, что потребность в обогреве будет напрямую зависеть от таких факторов, как потеря тепла через оконные и дверные проемы, а также через стены, полы и потолки. Таким образом, для осуществления расчета мощности отопительного котла нужно знать принцип работы системы и степень потери тепла отделочными и конструкторскими материалами, из которых сделан дом.

Более эффективно тепло проводят те стены частного дома, которые непосредственно контактируют с внешней атмосферой. При этом степень потери тепла будет увеличиваться при каждом перепаде температур между внутренними и наружными сторонами стены. Нормальной же температурой считается 20 °С.

При осуществлении расчета водяного отопления данный показатель следует суммировать с наибольшей отрицательной температурой, характерной для определенной местности. Производя расчет потерь тепла, нужно высчитывать точную площадь торцевых (внешних) стен, дверных и оконных проемов, потолков, полов, а затем умножать эти данные на степень потери тепла на каждом квадратном метре частного дома. После этого все результаты суммируются.

Очень важен правильный расчет места расположения распределительного котла, поскольку от этого напрямую будет зависеть количество изгибов и протяженность участков системы обогрева жилого помещения в частном доме.

Особенности монтажа

Перед тем, как начать обустраивать водяное отопление своими руками, стоит рассмотреть самые популярные и практичные системы, достоинства и недостатки, принципы монтажа, а также подходящие типы радиаторов.

Самодельное строительство дома всегда связано и с организацией отопления помещений. Этот вопрос продумывается задолго до начала соответствующих работ. Существует много вариантов. Их рассматривает любой человек, собирающийся обеспечить отопление загородного дома своими руками. Достаточно часто встречаются случаи, когда советом никто помочь не может. Специалисты компаний берут за это плату, что делает их услуги не самым выгодным вариантом. Приходится все продумывать самостоятельно.

Нюансы и тонкости

Тем, кто имеет желание сделать самодельное отопление, следует помнить о том, что следует использовать только те виды труб, которые обладают малым диаметром, поскольку только они могут поддерживать высокую температуру воды и эффективно создавать и поддерживать необходимый температурный режим в условиях российского климата.

Однако и у них есть свои минусы. В частности, монтаж водяного отопления из-за малого диаметра труб невозможно осуществлять, не проведя предварительного капитального ремонта всего помещения. К тому же, что касается самой системы водяного обогрева, то она требует постоянного нагрева теплоносителя.

Поэтому если вы забыли слить воду из труб своего частного дома в зимнее время года и оставили его на длительный срок, то вам следует ожидать беды, поскольку под воздействием низкой температуры трубы могут просто порваться. В результате по возвращении вы будете вынуждены проводить ремонт всей системы водяного отопления, поскольку основная часть трубопровода окажется поврежденной.

Но даже и в том случае, если вы не забудете слить воду из отопительных труб, имеющих малый диаметр, они все равно могут пострадать от воздействия коррозии, поскольку присутствие воздуха будет иметь место, что приведет к образованию внутреннего конденсата на стенках трубопровода.

Водяной обогрев загородного дома – это доступная стоимость материалов для монтажа и дальнейшей эксплуатации, а также хорошие результаты в создании тепла и уюта в доме.

Оптимальная разводка отопления в частном доме: сравнение всех типовых схем

При решении задачи обогрева жилья существует множество комбинаций построения системы подачи и отвода теплоносителя. Каждая разводка отопления в частном доме может быть классифицирована по нескольким признакам.

Мы предлагаем разобраться в нюансах обустройства и работы возможных вариантов. Понимание принципов проектирования, плюсов и минусов каждого типа разводки, поможет спланировать геометрию системы и ее устройство с учетом индивидуальных особенностей помещения.

Моделирование оптимальной геометрии контура

Для одного частного дома может быть спроектировано несколько замкнутых водяных контуров, которые будут обогревать разные помещения. Они могут существенно отличаться друг от друга по типу разводки.

При проектировании, в первую очередь, исходят из работоспособности системы, а также оптимальной геометрии с позиции минимизации затрат, простоты монтажа и возможности вписать элементы отопления в дизайн помещений.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Нагрев теплоносителя для отопления дома происходит в одном или нескольких устройствах, расположенных внутри помещения. Это могут печи, камины, а также газовые, электрические или твердотопливные котлы.

Давление воды в контуре обеспечивают или за счет использования циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии системы, позволяющей создать условия для естественной циркуляции.

Также источником горячей воды может быть централизованная система отопления для нескольких домов. В случае слабого напора возможно подключение циркуляционных насосов для создания дополнительного давления и увеличения скорости перемещения жидкости по трубам.

При выборе варианта с естественной циркуляцией теплоносителя или небольшого давления в трубах при централизованном отоплении необходимо внимательно отнестись к возможности максимального использования физических законов, позволяющих начинать и поддерживать движение жидкости.

Обязательным элементом разводки в этом случае является коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой горячая вода поднимается вверх, затем распределяется по приборам отопления и, потеряв начальную температуру, стекает вниз.

По причине разной плотности возникает перепад гидростатического давления горячего и холодного столба жидкости, который является движущей силой для циркуляции воды.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Подвод горячей воды к радиаторам может быть осуществлен разными способами. Разводку условно делят на вертикальную и горизонтальную, по положению труб (стояков), подающих воду непосредственно к радиаторам отопления.

Вертикальные схемы с верхней подачей горячей воды максимально используют разницу гидростатического давления между теплым и холодным сегментами контура, поэтому их практически всегда применяют при естественной циркуляции, а также при низком давлении в системе.

Кроме того, такие схемы работоспособны при аварийном отключении насоса, которое может наступить по причине его поломки или отсутствия электроэнергии.

Разводку с нижней подачей практически не применяют при отоплении с естественной циркуляцией. В случае наличия хорошего давления в системе ее использование оправдано, так как у такой схемы существует два значительных плюса, относительно альтернативного варианта.

• меньшая суммарная длина используемых труб;
• отсутствует необходимость проведения трубы по чердаку или технологическим нишам под потолком второго этажа.

Горизонтальную схему разводки отопления используют для одноэтажных частных домов. Если здание имеет два или более этажа, то ее часто используют в случае, когда с позиции дизайна вертикальные стояки нежелательны.

Горизонтальные трубы, подающие и отводящие воду можно органично вписать в интерьер помещений, а также спрятать под пол или в ниши, расположенные на уровне пола.

Выбор одно- или двухтрубного варианта

Подвод горячей воды и отвод охлажденной для системы отопления частного дома можно производить с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть положительные и отрицательные стороны, а также особенности использования в зависимости от типа разводки.

Использование однотрубной схемы подключения

Схему водяного отопления частного дома с использованием одной трубы для подачи горячей и отвода остывшей воды называют однотрубной. Главное преимущество такой системы заключается в минимизации длины труб.

Основные плюсы варианта:

• наименьшие затраты на приобретение элементов отопительной системы;
• наиболее простой и быстрый монтаж;
• наименьший риск аварии.

Основным минусом однотрубного отопления является постепенное уменьшение температуры воды, которая проходит последовательно через все радиаторы в контуре.

Поэтому приходится использовать несколько большую площадь поверхности последних радиаторов (большее число колен), что часто нивелирует ценовую выгоду от минимизации длины труб.

Кроме того, в связи с этим недостатком, существуют ограничения для одного контура на количество подключаемых радиаторов. Если их будет слишком много, то последние по ходу движения теплоносителя практически не будут излучать тепло.

Кроме того, возникает проблема при расчете теплоотдачи. Здесь необходимо учитывать, что отключение первых радиаторов от системы отопления ведет к увеличению температуры входящей воды для последующих устройств.

Применять однотрубные схемы с вертикальной нижней разводкой бессмысленно, так как длина труб будет такой же, как и двухтрубного варианта, что нивелирует все плюсы, но оставляет минусы.

Подключение отопительного прибора, как правило, производят через байпас, чтобы иметь возможность отключить любой из них без остановки циркуляции воды по контуру.

Для экономии на кранах можно не делать обход воды через отводок, но тогда придется останавливать работу этой части системы и сливать воду при необходимости замены или ремонта радиатора.

Самым экономным вариантом является использование одной стальной трубы диаметра 1,5-2 дюйма без радиаторов отопления. Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды.

Подробно о расчете однотрубной системе отопления читайте в этой статье.

Применение двухтрубного варианта отопления

Схему отопительного контура, когда одну трубу используют для подачи горячей воды к отопительным приборам, а вторую – для возврата охлажденной называют двухтрубной.

Ее основные преимущества:

• температура подаваемой ко всем радиаторам воды одинаковая;
• отключение одного или нескольких радиаторов не влияет на температуру подаваемой воды к остальным отопительным приборам;
• ограничения по количеству радиаторов для одного отопительного контура зависит только от пропускного объема труб.

Основным минусом такой разводки является некоторое увеличение метража труб.

Это ведет к некоторым к дополнительным недосаткам:

• возрастают затраты на приобретение и монтаж элементов системы отопления;
• усложняется интеграции в интерьер частного дома.

Количество фитингов и кранов при двухтрубной системе почти такое же, как и при однотрубной.

В зависимости от относительного движения горячей и охлажденной воды схемы двухтрубной разводки подразделяют на два типа:

• попутную;
• тупиковую.

Попутная схема. Оба потока двигаются в одном направлении и, таким образом, длина цикла оборота теплоносителя для каждого радиатора одинакова. В этом случае происходит равный по скорости их нагрев при запуске системы отопления.

Тупиковый вариант. Направление движения горячей и охлажденной воды встречное. Нагрев ближних к котлу радиаторов происходит быстрее.

Чем меньше скорость воды, тем более заметен этот эффект, поэтому при естественной циркуляции прогрев одних помещений будет происходить значительно медленнее, чем других.

Если используют циркуляционный насос или расстояние между первым и последним радиатором в контуре незначительное, то эффект неравномерного нагрева при тупиковой двухтрубной разводке незаметен. Тогда выбор в пользу того или иного варианта обусловлен исключительно соображениями удобства проведения обратной трубы.

Включение в систему распределительного коллектора

Популярным в последнее время способом организации водяного отопления является так называемая “лучевая схема” с применением распределительного коллектора.

Такой метод разводки надежно работает только при хорошем давлении воды в системе, поэтому его не используют при естественной циркуляции.

Лучевая система подключения радиаторов

Наиболее равномерное и управляемое разделение потока теплоносителя по приборам отопления можно осуществить с помощью распределительного коллектора.

Устройство включает в себя две гребенки, в одну из которых горячая вода поступает из котла и распределяется по радиаторам, а в другую охлажденная вода возвращается и направляется обратно к котлу.

Подключение радиаторов через распределительный коллектор происходит параллельно, поэтому при такой разводке достигается минимальная разница температуры теплоносителя, подводимого к приборам отопления.

Это значительно облегчает расчет параметров радиаторов на стадии проектирования, а также позволяет легко регулировать мощность каждого прибора в период эксплуатации.

Вторым значимым плюсом такой разводки является возможность управления параметрами подачи теплоносителя ко всем приборам из одного места. Коллектор помещают в специальный шкаф с доступом к индикаторам и элементам управления: вентилям, кранам и насосам.

Это удобно с позиции регулирования микроклимата дома и позволяет легче вписать радиаторы в интерьер помещения.

К минусам систем с коллекторной схемой разводки отопления следует отнести максимальную длину труб подвода и отвода воды к радиаторам. Этот вариант является самым дорогим по стоимости элементов контура и самым сложным при монтаже, а также требует определенной квалификации.

Как правило, трубы в лучевой разводке отопления монтируют в стяжку пола. Это означает, что проектировать и устанавливать такую систему необходимо при строительстве или капитальном ремонте частного дома.

Выполнить коллекторный вариант для подсоединения радиаторов или изменить геометрию контуров в помещениях с уже проведенным внутренним ремонтом достаточно сложно. Это второй существенный минус разводки такого типа.

Правила использование теплого пола

Комфортный и очень популярный способ обогрева жилых помещений – обустройство теплого пола. Если отапливаемая площадь небольшая, то можно обойтись одной трубой, помещенной в стяжку пола.

Для больших площадей использование единственной трубы невозможно по следующим причинам:

• количество подаваемого тепла не хватит для обогрева всего помещения, кроме того этот обогрев будет неравномерным;
• при большой длине возникает сильное гидродинамическое сопротивление потока жидкости, что ведет к чрезмерным затратам электроэнергии на создание давления и увеличивает риск прорыва воды в местах соединений.

Поэтому, при значительной площади теплого пола, использование нескольких труб является не пожеланием, а необходимостью.

В этом случае подключение осуществляется через распределительный коллектор.

Часто коллектор снабжают смесительным узлом, для регулировки температуры воды, подаваемой к трубам теплого пола. Дело в том, что для радиаторов отопления, как правило, используют жидкость с температурным диапазоном 70-80°С, тогда как для теплого пола необходимо около 40°С.

Регулировка температуры через смеситель отличается надежностью, что очень важно, так как превышение температуры может вызвать существенную деформацию покрытия пола: линолеума, ламината или паркета.

Выводы и полезное видео по теме

Схематичное представление разводки отопления в двухэтажном доме большой площади. Двухтрубная попутная и тупиковая система и теплый пол, подключенные через коллекторы. Исключение конфликта циркуляционных насосов с помощью гидрострелки:

Лучевая схема для обогрева двухэтажного здания. Так как чистовая отделка еще не проведена, то хорошо видна вся разводка. Нюансы укладки труб на пол под бетонную стяжку:

Мнение практикующего мастера по установке систем отопления о различных схемах, применяемых в частных домах. Обзор плюсов и минусов естественной циркуляции, однотрубной, двухтрубной попутной и тупиковой, а также коллекторной разводки:

Представленные разводки для отопления домов являются типовыми и могут быть модифицированы с учетом геометрии помещений, необходимых значений температуры или других факторов. При модификации схем необходимо соблюдать законы и основные положения физики, гидравлики, материаловедения и других дисциплин.

В случае решения сложных или нестандартных задач лучше обратиться к специалистам, потому, что переделка систем отопления может выйти даже дороже, чем их моделирование и монтаж.

Если возникли вопросы или есть желание поделиться личным опытом по разводке отопления в своем доме, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Вы можете дополнить свой отзыв фотографией – форма для связи расположена ниже.

Источник https://x-teplo.ru/otoplenie/doma/vodyanoe-v-chastnom-dome.html

Источник https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/razvodka-otopleniya-v-chastnom-dome.html

Источник

Источник