Схема отопления дома, который имеет естественную циркуляцию
Это самый простой способ, которым можно обогреть жилье.
Перед установкой оборудования к данной системе необходимо приобрести:
- Отопительный котел (это самая главная составляющая часть в схеме).
- Весь набор трубопровода (можно рассчитать сколько нужно труб по схеме).
- Расширительный бак.
- Батареи (радиаторы – тоже можно рассчитать по схеме).
Рис. 3 Отопление одноэтажного дома с естественной циркуляцией
Данная система для отопления называется еще и гравитационной, так как трубы установлены под углом, поэтому вода стекает в отопительный прибор самостоятельно. Котел с естественной циркуляцией подходит как раз для небольших частных домов – то есть для тех мест, где создается наименьшие перепады давления.
К недостаткам системы с естественной циркуляцией можно отнести то, что она не может быть установлена в большом построении, а диаметр установленных труб достаточно большой, поэтому нужно еще и сделать дополнительное место для того, чтобы их спрятать.
Перед установкой отопительной системы нужно все хорошенько обдумать, чтобы не произошло никаких проблем при работе газового оборудования. Так как при неправильной установке нужно будет в скором времени вызывать мастера и делать ремонт, а кому нужны лишние растраты. Так что большой совет – 10 раз подумать и один раз сделать.
Как планировать систему с принудительной циркуляцией
Для начала нужно определиться с мощностью котла. Сделать это можно снова-таки по усредненным номам: на 10м 2 площади берут 1Квт мощности котла. Если потолки выше 2,5м, требуется ввести увеличивающий коэффициент 1,2. Увеличить мощность нужно и при расположении в северных регионах. Эти нормы – для средней полосы России. Если дом расположен севернее – добавьте еще 30-50%. Также требуется запас в том случае, если дом плохо утеплен, ведь необходимо восполнять потери тепла, которые уходят через стены/пол/потолок. Так что и в этом случае нужно брать более мощное оборудование.
Определиться нужно также с типом подготовки воды для бытовых нужд. Если греть ее будет котел, на это также следует увеличить мощность котла – добавить 30-50% к рассчитанной мощности котла. Подробно о том, как определить мощность котла для отопления читайте тут.
При расчете системы отопления дома нужно определиться с мощность. котла
Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.
При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор
После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).
Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.
Для регулировки теплоотдачи радиатора и компенсации системы устанавливают термостатические клапана
Но в двухтрубной схеме отопления есть вариант с петлей «Тихельмана». Такая схема отопления является изначально скомпенсированной (если радиаторы установлены одинаковые). Но она требует большего количества труб даже по сравнению с обычной двухтрубкой.
Схема системы с принудительной циркуляцией. Дом двухэтажный. Система двухтрубная с нижней подачей, тупиковая схема движения теплоносителя
С количеством, составом радиаторов, типом разводки определились. Нужно определиться с типом и диаметрами труб и типом системы. Какие бывают трубы для отопления и особенности их использования описаны тут .
Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»
При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.
На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.
Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить настенный газовый котел. Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.
Классификация систем по типу теплоносителя
В качестве теплоносителя, доставляющего тепло от нагревательного котла к отопительным приборам, в системах отопления 1-этажного дома могут выступать вода, антифриз (вода с добавлением этиленгликоля) и воздух.
Система #1 — водяное отопление
В одноэтажных домах эффективнее использовать водяные системы отопления. теплоносителем в которых служит или вода, или антифриз. Незамерзающую жидкость заливают в систему в том случае, если здание эксплуатируется с перерывами. Это позволяет избавить систему от перемерзания. При круглогодичном проживании в доме в качестве теплоносителя используется обыкновенная вода, которая может быть нагрета газовым, жидкотопливным, твердотопливным или электрическим котлом. Теплоноситель в системе может циркулировать самостоятельно или принудительно с помощью специальных насосов, вмонтированных в систему.
Однотрубная система отопления одноэтажного частного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя, обеспечивающейся с помощью циркуляционного насоса, врезанного на контуре обратного хода
Дешевле всего обходится монтаж однотрубной системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Недостатком данной разводки является постепенное остывание теплоносителя по мере своего продвижения от одного радиатора к другому. Получается, что в одних комнатах жарко, а в других – холодно. Регулировать температуру в отдельных помещениях невозможно. Поэтому лучше использовать разводку чуть сложнее, называемую «ленинградкой». Там каждый радиатор можно отключать от системы с помощью кранов, а теплоноситель циркулирует по обводной (байпасной) трубе.
Модернизированная однотрубная система «Ленинградка» лишена минусов стандартной однотрубки, заключающихся в невозможности автономного отключения отдельных радиаторов отопления
При наличии достаточного бюджета используется коллекторная (лучевая) разводка труб. которая позволяет обеспечивать подачу теплоносителя к каждому отопительному прибору. Также данная схема применяется в случае укладки в санузлах дома водяных теплых полов.
Коллекторная или лучевая система отопления частного дома монтируется при наличии финансов, так как расход метража труб возрастает в разы по сравнению с другими видами трубной разводки
Наиболее популярна двухтрубная горизонтальная схема устройства, которая является неким средним вариантом между дешевым и дорогим способом устройства разводки трубопровода.
Два варианта монтажа в одноэтажном частном доме двухтрубной отопительной системы. На схеме слева котел — в центре дома, а справа — подающая магистраль спрятана под подоконниками
Система #2 — воздушное отопление
Можно обогревать дом и с помощью воздуха, который нагреваясь в теплообменнике, направляется по воздуховодам, проложенным на чердаке или под полом, или же спрятанным под фальш-потолком. Теплый воздух поступает в комнаты через отверстия в потолке, стенах или полу, закрытых декоративными решетками. Воздух, как и вода, может циркулировать в помещении самостоятельно по принципу естественной конвекции, а может нагнетаться принудительно с помощью электрических турбин, устанавливаемых на чердаке или в подвале одноэтажного дома. Работой турбин управляют термодатчики. Система воздушного отопления снабжается фильтрами, удерживающими частички пыли.
Воздушное отопление частного дома камином с каминным вкладышем. Такая организация обогрева дома называется системой распределения горячего воздуха (РГВ)
Систему воздушного отопления рекомендуется планировать заранее. Составляя проект отопления одноэтажного дома, инженеры должны предусмотреть наличие мест в помещениях дома для скрытого монтажа воздуховодов. Сечение этих конструкций достигает 100-160 мм, поэтому открытый монтаж негативно скажется на интерьере дома.
Лучевая система с коллекторами
Лучевая система отопления с использованием коллектора.
Это одна из самых современных схем, подразумевающая прокладку индивидуальной магистрали к каждому отопительному прибору. Для этого в системе устанавливаются коллекторы – один коллектор является подающим, а другой – обратным. От коллекторов к батареям расходятся отдельные прямые трубы. Такая схема позволяет обеспечить гибкую регулировку параметров отопительной системы. Также она дает возможность подключить к системе теплые полы.
Лучевая схема разводки активно используется в современных домах. Подающие и обратные трубы здесь могут прокладываться как угодно – чаще всего они идут в полах, после чего подходят к тому или иному отопительному прибору. Для регулировки температуры и включения/отключения отопительных приборов в доме устанавливаются небольшие распределительные шкафы.
Как утверждают специалисты-теплотехники, такая схема является идеальной, так как каждый отопительный прибор работает от собственной магистрали и почти не зависит от других отопительных приборов.
Достоинства и недостатки лучевых систем
Положительных качеств набралось много:
- возможность полностью спрятать все трубы в стены и в полы;
- удобная настройка системы;
- возможность создания дистанционной раздельной регулировки;
- минимальное количество соединений – они сгруппированы в распределительных шкафах;
- удобно ремонтировать отдельные элементы, не прерывая работу всей системы;
- почти идеальное распределение тепла.
При монтаже лучевой системы отопления все трубы прячутся в полу, а коллекторы в специальном шкафу.
Есть и парочка недостатков:
- высокая стоимость системы – сюда закладываются расходы на оборудование и расходы на монтажные работы;
- трудность в реализации схемы в уже построенном доме – обычно эта схема закладывается еще на этапе создания проекта домовладения.
Если с первым недостатком еще приходится мириться, то от второго никуда не деться.
Особенности монтажа лучевых систем отопления
На этапе создания проекта предусматриваются ниши для прокладки отопительных труб, указываются точки монтажа распределительных шкафов. На определенном этапе строительства прокладываются трубы, устанавливаются шкафа с коллекторами, монтируются отопительные приборы и котлы, производится тестовый запуск системы и ее проверка на герметичность. Лучше всего доверить всю эту работу профессионалам, так как эта схема является самой сложной.
Несмотря на всю сложность, лучевая система отопления с коллекторами является одной из самых удобных и эффективных. Она используется не только в частных домах, но и в других постройках, например, в офисных.
Электроотопление
Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.
ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.
Устройство вихревого индукционного нагревателя (ВИН)
Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.
Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.
ИК-картины
Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.
Инфракрасные нагреватели – картины
ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.
Водяное отопление дома
В одноэтажных домах эффективнее использовать водяные системы отопления, теплоносителем в которых служит или вода, или антифриз. Незамерзающую жидкость заливают в систему в том случае, если здание эксплуатируется с перерывами. Это позволяет избавить систему от перемерзания. При круглогодичном проживании в доме в качестве теплоносителя используется обыкновенная вода, которая может быть нагрета газовым, жидкотопливным, твердотопливным или электрическим котлом. Теплоноситель в системе может циркулировать самостоятельно или принудительно с помощью специальных насосов, вмонтированных в систему.
Двухтрубная система обогрева
Главным отличием двухтрубной схемы отопления дома является наличие одной трубы для подачи воды и еще одной — для ее возвращения. Причем в первую поступает горячая жидкость, по второй к котлу направляется уже остывший теплоноситель.
Каждая батарея обслуживается как подающим, так и обратным стояком. Это даёт возможность регулировать количество получаемого тепла отдельными радиаторами. Если не учитывать охлаждение теплоносителя в трубах, выходит, что во все нагревательные элементы поступает жидкость с одинаковой температурой.
Так выглядит стандартная двухтрубная система теплоснабжения, в которой нагрев жидкого теплоносителя обеспечивает двухконтурный газовый котёл
Двухтрубная схема отопления включает:
- теплогенератор;
- батареи;
- расширительный бак;
- трубы;
- запорную арматуру и специальные приспособления для выпуска воздуха.
От котла к расширительному резервуару идет труба с горячей водой. Затем она в отопительном контуре соединяется с разводящей линией. Помимо этого, в бак врезают переливной патрубок для своевременного отвода излишков теплоносителя в канализационную систему.
Из нижней части теплообменников выходят трубы, объединенные в одну обратную магистраль. По ней остывший теплоноситель возвращается назад в котел. Обратный трубопровод прокладывают строго параллельно верхним трубам. Он должен проходить через все комнаты, где проложена линия подачи горячей воды.
Двухтрубные системы с принуждением считаются самыми эффективными для одноэтажных домов и коттеджей, но они могут обеспечить теплом и двухэтажные здания большой площади.
А такие позволяют равномерно и очень быстро прогреть комнату и поддерживать разный температурный режим в помещениях. Кроме того, двухконтурное выполнение даёт возможность организовать не только обогрев дома, но и горячее водоснабжение.
Циркуляционное давление в двухтрубной системе напрямую зависит от высоты установки нагревательных элементов
Закрытые системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией монтируются в двух вариантах — с горизонтальной и вертикальной разводкой.
Первый способ реализуют в одноэтажных домах с длинным трубопроводом. В таких ситуациях подключение водяных радиаторов к отопительному контуру с горизонтальной разводкой — оптимальное решение.
При втором варианте разводки стояк расположен вертикально, что позволяет задействовать схему даже в многоэтажных зданиях. В подобных системах не накапливается воздух, поскольку образовавшиеся пузырьки мгновенно поднимаются в вертикальном направлении, прямо в расширительный резервуар.
Естественная циркуляция
Чтобы гарантировать движение воды в самотечной системе, потребуется обустройство разгонного участка. Речь идет об отходящем от котла вертикальном патрубке, внутри которого нагретый теплоноситель двигается вверх. По достижении крайней верхней точки труба плавно поворачивается обратно: это придает воде необходимое ускорение для движения по магистрали. Отопительные системы, имеющие верхнюю разводку, не нуждаются в обустройстве отдельного патрубка: его функция выполняется подающей трубой, поднятой на достаточную высоту.
В одноэтажных зданиях с нижней горизонтальной разводкой для эффективного отопления потребуется наличие разгонного коллектора. Он должен возвышаться над уровнем первой батареи не меньше, чем на 1,5 м. Благодаря разгонному участку становится возможной циркуляция теплоносителя в самотечной системе отопления. Трубы на этом участке обладают большим сечением по сравнению с остальной частью контура. К примеру, если диаметр труб системы 25-32 мм, то разгонный участок должен иметь диаметр 40 мм. Главными преимуществами самотечной системы выступает ее абсолютная энергонезависимость (если используется твердотопливный котел), простота устройства и отсутствие сложных узлов.
Имеются также недостатки:
- Для минимизации гидравлического сопротивления необходимо применять трубы большого диаметра.
- Установка любого прибора и устройства приводит к затруднению движения теплоносителя, поэтому существуют определенные ограничения по количеству запорной арматуры (чем ее меньше – тем лучше). Как результат, ремонт и обслуживание усложняется, так как при этом требуется полное отключение системы и слив теплоносителя из контура.
- Чтобы самотечная система была максимально надежной, потребуется тщательный расчет и балансировка. Это предусматривает подбор оптимальных диаметров труб и числа радиаторных секций. Наиболее удаленные от котла батареи приходится делать на порядок шире: теплоноситель поступает на них достаточно охлажденным.
Плюсы и минусы
Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:
- производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
- проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
- работа системы не зависит от наличия протечек: здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.
Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:
- надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
- нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.
Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.
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
