Как сделать отопление в частном доме

Варианты подключения

Система отопления открытого типа с насосом может быть реализована одним из предложенных способов. Каждый из них имеет свои слабые и сильные стороны, однако вам следует самостоятельно принять решение о том, какой из предложенных вариантов подойдёт именно вам. Например, для гаража будет уместна первая схема, в то время как для строения в несколько этажей нужна будет другая реализация.

Гибридная

Такой вариант предполагает, что в случае отключения электричества схема продолжит работу по аварийному варианту, и пусть с небольшими потерями, но всё-таки продолжит подачу тепла там, где это необходимо.

Реализуется горизонтальным способом прокладки труб. Трубы должны быть большего диаметра, чем при остальных вариантах подключения. Теплоноситель, нагреваясь в котле, поднимается по трубам благодаря законам физики, и протекает по горизонтальной трубе, расположенной под потолком, с небольшим уклоном. От основной трубы идут отводы вниз, к радиаторам. Двигаясь по предложенной схеме, вода остывает и стекает вниз, уходя в нижнюю горизонтальную трассу, по которой возвращается к котлу для повторного нагрева.

Недостатками такого подключения является необходимость прокладки верхней трассы из труб большого диаметра, привлекающей к себе внимание, малая скорость циркуляции и неравномерность распределения тепла. Кроме того, подобный вариант необходимо основательно рассчитать, используя на разных участках трубы разных диаметров, чтобы компенсировать распределение тепла. А преимущество одно, но зато какое: система автономна и в сочетании с твёрдотопливным котлом – практически не требует ничего, кроме топлива

А преимущество одно, но зато какое: система автономна и в сочетании с твёрдотопливным котлом – практически не требует ничего, кроме топлива.

Когда электричество есть – вода прогоняется по трубам помпой, скорость тока увеличивается, прогрев происходит быстрее и распространяется более равномерно.

Однотрубная

Вариант практически не отличается от описанного выше, за исключением того, что трубы можно брать меньшего диаметра, а стояк вести вдоль пола. Такой вариант подключения известен под названием Ленинградка, в честь города, где был разработан и впервые внедрён.

Ленинградка – это отличный способ прокладки тепла в доме, реализуется она следующим образом: Вода, разогретая в котле и прокаченная насосом, движется по горизонтальному стояку. От которого идут отводы вверх, к радиаторам отопления. Сам стояк может быть спрятан в полу. Установка игольчатых клапанов на местах входа и выхода из радиатора позволяет проводить дальнейшее обслуживание без отключения всей сети. Установка такого клапана на участке находящемся между отводами к радиатору топления, позволяет в дальнейшем провести тонкую настройку и выровнять нагрев на разных участках цепи.

Двухтрубная

Как следует из названия, предполагает использование двух стояков. По одному из них тепло подаётся к радиаторам, по второму отводится от них. Применяется в основном с целью возможности настраивать температуру каждого отдельного радиатора в каждом отдельном помещении. Радиаторы дополняются реостатами, и благодаря тому, что теплоноситель подаётся к каждому из них практически одномоментно и обладает одинаковой стартовой температурой, могут быть настроены с предельной точностью.

Кроме того, такое подключение позволяет дополнять систему, устанавливая тёплые полу, отводы в линию горячего водоснабжения и другие необходимые дополнения.

Закрытая система отопления: что это такое, принцип работы, плюсы и минусы

В таких схемах используются расширительные мембранные бачки. Герметичная ёмкость разделяется на две части упругой мембраной.

При увеличении температуры открывается клапан, и избыток жидкости перемещается в бак.

При понижении температуры теплоноситель попадает обратно в систему, благодаря чему в последней поддерживается стабильное давление.

Безнапорный бачок может полностью наполняться жидкостью, поэтому установка поддержания давления должна быть более компактной, чем у обычного бака. Она позволяет регулировать заданные параметры в контуре и автоматически подпитывать конструкцию.

Контур закрытого типа состоит из следующих элементов:

• из герметичного мембранного бака;
• из батарей (радиаторов);
• из отопительного котла;
• из циркуляционного насоса;
• из труб;
• из соединительных элементов (клапанов, кранов, фильтров).

Закрытая схема отопления имеет ряд преимуществ:

1. возможность использования любого теплоносителя;
2. долговечность конструкции за счёт полной герметичности;
3. отсутствие лишнего шума;
4. возможность самостоятельной установки системы;
5. высокая скорость перемещения жидкости, обеспечивающая максимальную теплоотдачу;
6. отсутствие потребности в теплоизоляции для магистрали;
7. сокращение финансовых расходов на обогрев дома.

К недостаткам относят зависимость от электрической энергии и необходимость приобретения мембранного бака большого размера, цена которого довольно высока. Проблема энергозависимости решается установкой блоков бесперебойного питания или небольших генераторов, обеспечивающих аварийное электроснабжение.

Схемы конструкции, использование в многоквартирных домах

В частных домах используется однотрубный или двухтрубный контур отопления.

Однотрубная схема применяется в помещениях с небольшой площадью, где для обогрева требуется не больше пяти радиаторов.

Фото 1. Схема закрытой системы отопления с однотрубным контуром. Каждый из радиаторов подключается последовательно.

Все батареи включаются в схему последовательно, поэтому последний по счёту отопительный прибор всегда будет холоднее первых. Очевидное достоинство такой схемы — меньший расход труб.

Если из строя выйдет одна батарея, остальные будут продолжать работать в обычном режиме при использовании байпаса. Однотрубная система бывает горизонтальной и вертикальной. Горизонтальная не позволяет регулировать величину теплоносителя, поэтому при её прокладке устанавливаются байпасы. Вертикальный однотрубный контур в большинстве случаев используется в многоэтажках.

Двухтрубная (двухконтурная) схема более равномерно прогревает помещения. Жидкость от теплогенератора до батарей циркулирует по двум контурам. Радиаторы в этом случае подключаются параллельно. Теплоноситель имеет одинаковую температуру во всех батареях. Этот способ требует гораздо больших затрат, но зато даёт возможность регулировать температуру в каждом помещении.

Расчёт

Для того чтобы правильно подобрать циркуляционный насос и диаметры труб, проводят гидравлический расчёт схемы отопления. Он позволяет выявить гидравлические потери давления на конкретных участках и максимально снизить эксплуатационные затраты.

Внимание! Циркуляционный насос целесообразно устанавливать в трубопроводе обратного хода. В таком случае увеличится срок эксплуатации прибора, так как через него будет проходить уже охлаждённый теплоноситель

Вычисления проводятся профильным специалистом с помощью теплотехнического расчёта и после подбора батарей. В результате вычислений будет получено значение давления, необходимое для прогонки воды циркуляционным насосом. После этого этапа рассчитывается величина для определения объёма и подбора мембранного бака.

Как выбрать насос для отопления

Лучше всего подходят для установки специальные малошумные циркуляционные насосы центробежного типа с прямыми лопастями. Они не создают избыточно большого давления, а проталкивают теплоноситель, ускоряя его движение (рабочее давление индивидуальной системы отопления с принудительной циркуляцией 1-1,5атм, максимальное – 2атм).  Некоторые модели насосов имеют встроенный электропривод. Такие устройства можно устанавливать прямо в трубу, их называют еще «мокрыми», а есть устройства «сухого» типа. Отличаются они только правилами монтажа.

При установке любого типа циркуляционного насоса желательна установка с байпасом и двумя шаровыми кранами, которые позволяют снять насос для ремонта/замены без останова системы.

Подключать насос лучше с байпасом — для возможности его ремонта/замены без разрушения системы

Установка циркуляционного насоса позволяет регулировать скорость продвижения теплоносителя по трубам. Чем активнее движется теплоноситель, тем больше тепла он разносит, а значит, помещение нагревается быстрее. После того, как заданная температура  достигнута (отслеживается или степень нагрева теплоносителя или воздуха в помещении в зависимости от возможностей котла и/или настроек), задача меняется – требуется поддерживать заданную температуру и скорость потока уменьшается.

Для системы отопления с принудительной циркуляцией недостаточно определиться с типом насоса

Важно рассчитать его производительность. Для этого, прежде всего, нужно знать теплопотери помещений/зданий, которые будут отапливаться

Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю. В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

• для одно- и двухэтажных домов потери при самой низкой сезонной температуре -25оС составляют 173Вт/м2, при -30оС  потери 177 Вт/м2;
• многоэтажные дома теряют от 97Вт/м2 до 101Вт/м2.

Исходя из определенных теплопотерь (обозначаются Q) можно найти мощность насоса по формуле:

Q/c*Dt,

c – удельная теплоемкость теплоносителя (1,16 для воды или другое значение из сопроводительных документов к антифризу);

Dt – разница температур между подачей и обраткой. Этот параметр зависит от типа системы и составляет:  20оС для обычных систем, 10оС для низкотемпературных и 5оС для систем теплого пола.

Полученную величину нужно перевести в производительность, для чего нужно разделить на плотность теплоносителя при рабочей температуре.

В принципе, можно при выборе мощности насоса для принудительной циркуляции отопления руководствоваться усредненными нормами:

• с системах, обогревающих площадь до 250м2, используют агрегаты производительностью 3,5м3/ч и создаваемым напором 0,4атм;
• на площадь от 250м2 до 350м2 требуется мощность 4-4,5м3/ч и давлением 0,6атм;
• в системы обогрева площади от 350м2 до 800м2 устанавливают насосы производительностью 11м3/ч и давлением в 0,8атм.

Но учесть нужно, что чем хуже утеплен дом, тем большие мощности оборудования (котла и насоса) могут потребоваться и наоборот – в хорошо утепленном доме могут потребоваться половинные от указанных величины.  Эти данные – средние. То же самое можно сказать относительно создаваемого насосом давления: чем уже трубы и более шероховатая их внутренняя поверхность (выше гидравлическое сопротивление системы), тем выше должно быть давление. Полный расчет – сложный и муторный процесс, в котором учитывается множество параметров:

Мощность котла зависит от площади отапливаемого помещения и потерь тепла

• длина трубопровода и плотность теплоносителя;
• количество, площадь и вид окон и дверей;
• материал, из которого сделаны стены, их утепление;
• толщина стен и утепления;
• наличие/отсутствие подвала, цоколя, чердака а также степень их утепления;
• тип кровли, состав кровельного пирога и т.д.

Вообще, теплотехнический расчет – один из самых сложных в области. Так что если хотите знать точно, какой мощности вам нужен насос в системе, закажите расчет  у специалиста. Если нет – подбирайте основываясь на усредненных данных, корректируя их в ту или другую сторону в зависимости от вашей ситуации. Только нужно учесть, что при недостаточно высокой скорости движения теплоносителя система сильно шумит. Потому в данном случае лучше взять более мощное устройство — расход электроэнергии небольшой, да и система будет более эффективной.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы

Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.

Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

• простое обслуживание системы;
• отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
• равномерный прогрев отапливаемого помещения;
• быстрый пуск и остановка системы;
• независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
• высокая надёжность;
• не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

• возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
• воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
• возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
• медленный нагрев системы после включения;
• необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
• невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
• достаточна громоздка;
• низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

• простой монтаж;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
• возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
• путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
• из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
• самостоятельное регулирование давления;
• система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

• самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
• при работе насоса требуется электричество;
• для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
• при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
• размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
• бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
• возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него. Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Эффективность системы с одной трубой

Разрабатывая проект монтажа однотрубной системы отопления, необходимо учесть немало факторов:

• Имеется ли постоянное электроснабжение.
• Возможность выделения отдельной комнаты (котельной) под оборудование.
• Сколько в доме этажей.
• Особенности конструкции и уровень эстетичности будущей системы.

Каждая отдельная ситуация характеризуется своей спецификой расположения оборудования и способов его коммутации. Помещения небольшой площади (к примеру, дачный домик), практичнее всего оснастить простой самотечной схемой с последовательной коммутацией радиаторов непосредственно в магистральную трубу. Используя 2-3 батареи, можно обойтись без значительного количества запорной арматуры: в этом случае можно попросту слить воду из системы при необходимости.

Если здание имеет большую площадь, требуется применение сложной отопительной системы с рядом ответвлений. В такой ситуации наилучшим вариантом будет принудительная схема отопления типа «Ленинградка». Для нее характерно использование диагональной коммутации теплоотдающих приборов и наличие регулируемых байпасов.

В чем отличие однотрубной схемы от двухтрубной

Системы водяного отопления подразделяются на две категории: одно- и двухтрубные. Основные отличия данных вариантов заключаются в последовательности присоединения батарей к магистрали.

• Однотрубная схема. Представляет собой замкнутую кольцевую структуру. Трубопроводная ветка идет от нагревательного котла, а радиаторы подсоединяются к ней последовательно. Такая схема легко монтируется, позволяет экономить на комплектующих и стоимости установки. Из очевидных минусов отметим неравномерный прогрев радиаторов – самый дальний от котла элемент будет всегда самым холодным.

• Двухтрубная схема. Здесь движение теплоносителя идет по двум контурам. По одному разогретая жидкость доставляется от котла в батареи, по второму – остывший носитель возвращается в котел. Здесь радиаторы подключаются параллельно, что позволяет подавать в них жидкость практически одной температуры. Остывший носитель из радиаторов собирается в обратный контур, по которому вновь идет к котлу. Цикл повторяется.

Использование двухтрубных схем оправдано для обогрева многоэтажных жилых помещений, либо территорий большой площади (150 и более кв.м.). В иных случаях для комфортного проживания будет достаточно однотрубной разводки, которая и смотреться будет гораздо эстетичнее.

С дополнительными агрегатами

В любой системе с одним котлом нужно установить прибор для перекачки. Но в более сложных разводках понадобятся и дополнительные. Это случается в следующих ситуациях:

• при использовании двух и более генераторов;
• при применении буферной ёмкости;
• если присутствует несколько контуров или бойлер;
• при установке гидроразделителя;

  Фото 1. Гидроразделитель модели Heatmix с термоизоляционным кожухом, резьба подключения — 1 1/2», производитель — «Grundfos».

• при суммарной длине труб более 80 метров;
• при использовании тёплого пола.

Чтобы создать правильную систему из нескольких нагревателей на разном топливе, потребуется разместить резервные насосы. В подобной ситуации магистраль разделится на две части: отопительную и котельную. Буферная ёмкость делает то же самое, хотя контуров может стать больше. Подобные схемы реализуют в 3-этажных и больших домах.

Поскольку происходит разветвление, трубы разбивают на несколько независимых участков, к каждому из которых монтируют насос. Они равномерно распределяют теплоноситель по этажам. Вне зависимости от количества, каждый размещают на байпас. Желательно дополнить их шаровыми вентилями, чтобы уменьшить расход в летний сезон.

При использовании тёплых полов ставят два циркуляционных насоса. Комплекс устройств поможет подготовить рабочую жидкость, прогреть до нужной температуры и поддерживать её.

Чтобы мощности хватало, длина обвязки не должна превышать 50 метров. В противном случае система работает неравномерно.

Справка! При использовании некоторых устройств насосы не нужны. Это касается электрических и газовых генераторов настенного вида. В их конструкцию прибор для принудительной циркуляции устанавливают производители.

Составные элементы замкнутой схемы отопления

Отличие от гравитационной системы заключается в необходимости монтажа специфических узлов. Отдельные из них обязательно используются в закрытой системе, но иногда применяются и при естественной циркуляции. Источник тепловой энергии – котлы. Некоторые из моделей настенных газовых и пеллетных, твердотопливных сразу оснащаются необходимой группой безопасности. Если она отсутствует, приобретается отдельно, устанавливается на трубе с горячей водой.

Герметичный бачок поддерживает давление, компенсирует объем теплоносителя. Его эффективное перемещение обеспечивает циркуляционный насос, который рекомендуется устанавливать на обратной магистрали у самого котла. Такое расположение продиктовано тем, что вода в этом месте довольно прохладная, устройство меньше подвержено перегреву. Остальные элементы те же, что в гравитационной системе: трубопроводы, радиаторы или регистры.

Подбор оборудования, труб и радиаторов

Прежде чем приступить к выбору источника генерации тепла для закрытой системы отопления, необходимо взвешенно подойти к вопросу выбора вида энергии, из которой будет генерироваться тепло. Ведь на современном рынке представлено огромное количество электрических, на твердом и жидком топливе, а также газовых котлов. Нужно учесть все затраты на подключение и нюансы последующей эксплуатации и выбрать подходящий вариант, в зависимости от квадратуры и климата региона.

Двухконтурные газовые котлы с автоматическим управлением уже имеют в конструкции бак, компенсирующий давление и насос, отвечающий за циркуляцию. Если выбрать котел попроще, то необходимо докупать оборудование.

Какие-то конструкции имеют уже бак, какие-то нет

Расширительные баки бывают разборные (если лопнет мембрана, ее можно заменить самостоятельно) и неразборные при выходе из строя под замену идет полностью бак.

Объем бака для такого типа обогрева зданий напрямую зависит от нескольких параметров, и выбирать его нужно по ним:

• объема теплоносителя в системе (объем бака 10% от объема жидкости);
• максимального значения температуры.

Сердцем всей закрытой системы отопления частного дома является циркуляционный насос именно от его параметров будет зависеть дальнейшая эффективность ее работы. Выбор мощности насоса зависит от многих показателей протяженности и диаметра труб, материала из которого изготовлены теплообменники и их количества, режима эксплуатации

Если устанавливаться насос будет в жилом помещении, следует обратить внимание на уровень производимого шума, это может повлиять на качество проживания

Как и где устанавливается расширительный бак для отопления:

Большое количество типов радиаторов позволяет сделать выбор согласно предпочтениям:

• радиаторы из чугуна массивные, обладают большим весом, долго набирают температуру, но в то же время медленно остывают, не боятся некачественной воды и перепадов давления;
• из алюминиевого сплава имеют красивую форму, небольшой вес, быстро нагреваются, но стоят дороже и боятся гидроударов;
• радиаторы из стали недорогие и неплохого качества;
• выполненные из биметаллического сплава, как правило, имеют хорошее качество, быстро греются и хорошо отдают тепло.

В зависимости от того, какие будут выбраны трубы, нужно будет не забыть про дополнительные материалы, например о муфтах

На рынке существует несколько типов труб:

• из разных металлов;
• из полимеров (пластик, полиэтилен и полипропилен).

При монтаже систем отопления с применением труб из любого металла потребуется сварка и большое количество сгонов, уголков и муфт. Применение металлопластиковых труб подразумевает большое количество фитинга и постоянный контроль соединений. Для закрытой цепи отопления чаще всего выбирают пластиковые трубы (за простоту монтажа и возможность скрывать трубы в стенах). Производители обычно указывают в характеристиках, можно ли использовать трубы в системах отопления или только для холодной воды.

Простая система отопления в частном доме своими руками: