Из чего состоит система отопления частного дома

Подавляющее большинство частных коттеджей оборудуют индивидуальными источниками тепла. Автономность отопления позволяет застройщикам отойти от стандартных конфигураций и создавать удобные производительные системы, которые наилучшим образом подойдут для дома той или иной планировки. Двух одинаковых отопительных систем не бывает, схема отопления частного дома всегда уникальна, хотя она и комбинируется из целого ряда типовых решений, проверенных временем.

Устройство водяного отопления

Как это работает

Иногда обогрев зданий реализуют посредством канальных воздушных систем, кое-где используется электрическое инфракрасное отопление в качестве дополнительного или основного. Для небольших строений (особенно дачных) люди продолжают заказывать традиционные дровяные печи. Однако самым распространённым вариантом является водяное радиаторное отопление, за многие годы доказавшее свою практичность и эффективность.

Принципиальная схема радиаторного отопления с перечнем основных комплектующих

Принцип действия водяных систем основан на циркуляции жидкости-теплоносителя по замкнутому контуру. На выходе из котла вода самая горячая, а на обратке возле агрегата она самая холодная, так как оставляет тепло в комнатах, где расположены отопительные приборы. При любых режимах работы отопления теплоноситель непрерывно циркулирует – естественным образом, либо при помощи насосного оборудования.

Схема системы отопления частного дома будет отображать все элементы одновременно или образуемые ими узлы в частности, она необходима как для проведения расчетов, так и для монтажных работ.

Из чего состоит система водяного отопления

• Котёл является теплогенератором, в теплообменнике которого жидкость (вода или антифриз – комбинация воды и этиленгликоля) нагревается до заданного значения. Это могут быть газовые, электрические, твердотопливные или жидкотопливные агрегаты. Есть также камины и печи, в которые встраиваются змеевики для подключения водяного контура. Существуют и альтернативные источники для нагрева теплоносителя – тепловые насосы, солнечные коллекторы и т.д.

Котельная для водяной системы отопления

Важно! Для обеспечения дома горячей водой используются двухконтурные котлы или устанавливаются бойлеры косвенного нагрева, что в некоторых случаях является более предпочтительным решением.

• Отопительные приборы передают тепловую энергию воздуху в помещениях. Как правило, используются радиаторы и регистры, несколько реже – контуры водяного тёплого пола, фанкойлы и конвекторы. Их количество, типоразмер и мощность зависят от размеров комнаты и режима её эксплуатации.
• Трубопроводы соединяют радиаторы с теплогенератором, по ним осуществляется транспортировка нагретой воды. В зависимости от конструктивных особенностей здания и различных эксплуатационных характеристик (тепловой расчёт), принимается решение об использовании того или иного типа разводки, согласно гидравлическому расчёту определяется оптимальное сечение труб на всех участках. Чаще всего схема подключения отопления частного дома иллюстрирует способы разводки труб, а также расстановки и подключения радиаторов.

Стрелками указано направление движения теплоносителя, он постоянно циркулирует

Дополнительными элементами контура являются:

• расширительные бачки для отвода «лишнего» теплоносителя, который увеличивается в объёме при нагревании;
• манометры и защитные клапаны для контроля давления;
• насосы для нагнетания жидкости внутри контура (обеспечивают циркуляцию);
• воздухоотводчики для удаления воздушных пробок;
• краны для создания необходимого гидравлического режима на различных участках (балансировка);
• термоголовки для регулирования производительности радиаторов.

Особенности транспортировки теплоносителя

Принудительная циркуляция

В частных домах всё чаще используется схема отопления, при которой теплоноситель приводится в движение посредством циркуляционного насоса. Устанавливается насосное оборудование обычно на обратке возле котла, в разрыв основной магистрали. Вся система работает под давлением, поэтому расширительный бак применяют закрытый, установить его можно в любом месте.

Принципиальная схема отопления с искусственной циркуляцией

Система с принудительной циркуляции позволяет организовать водяное отопление в домах любого размера и конфигурации, выбрать любой вариант разводки. Важный недостаток систем с искусственной циркуляцией – зависимость отопления от электроэнергии.

Самотёчная система

Схемы отопления частного дома с естественной циркуляцией предполагают работу без насосов. В гравитационных системах все участки трубопроводов располагаются под уклоном от 3 до 5 градусов в сторону котла. Чтобы это получилось, сам теплогенератор устанавливают в приямок или монтируют в подвале. Расширительный бак располагается в самой высокой точке системы, он должен быть открытого типа (поэтому, чтобы не терять дорогостоящий теплоноситель, здесь используют для этих целей воду).

Устройство системы с естественной циркуляцией

Гравитационное отопление хорошо покажет себя в небольшом доме с простой планировкой. Главное его достоинство – полная автономность. Правда, из-за большого сечения труб и необходимости выдерживать уклоны (мало вариантов для скрытого монтажа) сильно страдает его эстетичность.

Важно! Чтобы повысить эффективность самотёчной системы, в неё параллельно основной трубе интегрируют циркуляционный насос. Примечательно, что без электричества она тоже сможет работать.

Способы разводки магистралей

Однотрубное отопление

Однотрубная схема подключения отопления частного дома выбирается для того, чтобы сэкономить на материалах. Здесь не используется отдельной трубы для сбора обратки, есть лишь одна магистраль, в которой радиаторы располагаются последовательно.

Такая система, действительно, получается дешевле, но она малоэффективна в больших домах, так как слишком велика разница температуры первых и последних радиаторов контура (трудно добиться равномерного обогрева всех помещений).

Подключение радиаторов в однотрубной схеме разводки

Важно! Чтобы улучшить регулируемость однотрубной системы, радиаторы подключают к основной трубе через байпас и обвязывают с использованием ограничивающих проток клапанов.

Двухтрубное отопление

В данном случае разводка выполняется двумя отдельными магистралями, одна из которых является подачей, а другая – обраткой. Радиаторы работают независимо друг от друга, поэтому выставить необходимый температурный режим во всех помещениях труда не составит. Это универсальное решение, позволяющее создавать самые разнообразные системы: горизонтальные и вертикальные (с использованием стояков), с верхней разводкой или нижней.

Двухтрубное отопление подойдёт для здания любой конфигурации, однако за гибкость и функциональность придётся расплачиваться удвоенным количеством используемой трубы.

Пространственная аксонометрическая схема двухтрубной системы двухуровневого дома

Коллекторное отопление

В такой системе все радиаторы запитываются своими независимыми ветками трубопроводов. К каждому отопительному прибору подходит своя подающая труба и своя обратка. Обе они присоединяются к раздающему узлу – коллектору. Например, для первого и второго этажа коттеджа создают два разных коллекторных шкафа. Прокладка магистралей осуществляется в основном по полу, циркуляционный насос используется всегда.

Принципиальная схема коллекторного отопления двухэтажного дома

Такая разводка называется лучевой. Она даже более удобна, чем обычная двухтрубная система, так как балансировать отопление ещё проще, а луч с радиатором на острие можно протянуть даже в самое неудобное и отдалённое место. Но и трубы пойдёт несколько больше.

Чтобы разработать оптимальную схему для системы отопления частного дома, невозможно обойтись без качественно выполненного гидравлического расчёта. Его придётся заказать в профильной организации, а вот уже монтажом, при желании, можно заняться самостоятельно.

Видео: схема системы отопления частного дома

4.88 out of 5)

Эффективная система обогрева сделает комфортной жизнь в любом доме. Ну а если отопление будет работать из рук вон плохо, то уровень комфорта не спасут никакие дизайнерские изыски. Поэтому сейчас мы поговорим о схемах и правилах монтажа элементов системы, обогревающей жилище.

1 Что нужно для сборки – 3 главные детали

Любая система отопления состоит из трех базовых компонентов:

• источника тепла – в этой роли может выступать котел, печь, камин;
• теплопередающей магистрали – обычно в этом качестве выступает трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель;
• нагревательного элемента – в традиционных системах это классический радиатор, преобразующий энергию теплоносителя в тепловое излучение.

Компоновка котельной в доме

Разумеется, существуют схемы, исключающие первый и второй элементы этой цепочки. Например, общеизвестное печное отопление, когда источник является и нагревательным элементом, а теплопередающая магистраль отсутствует в принципе. Или конвекционный обогрев, когда из цепочки исключают радиатор, поскольку источник греет до нужной температуры сам воздух в доме. Однако печная схема считалась устаревшей еще в начале ХХ века, а конвекционный вариант очень сложно реализовать своими руками без специальных знаний и специфических умений. Поэтому большинство бытовых систем строится на базе водогрейного котла и водяного контура (трубопровода-разводки).

В итоге для строительства системы нам потребуется один котел, несколько радиаторов (обычно их количество равно числу окон) и арматура для трубопровода с сопутствующими фитингами. Причем, чтобы собрать отопление частного дома, вам придется своими руками соединить все эти компоненты в рамках одной системы. Но перед этим было бы неплохо разобраться с параметрами каждого элемента – от котла до труб и радиаторов, чтобы знать, что покупать для дома.

2 Какой котел выбрать и как подсчитать его мощность

Водяное отопление черпает энергию у особого котла, камеру сгорания которого окружает заполненная жидким теплоносителем рубашка. При этом в топке могут гореть любые продукты – от газа до торфа. Поэтому перед сборкой системы очень важно выбрать не только мощность, но и тип источника тепла. И выбирать придется между тремя вариантами:

• Газовым котлом – он перерабатывает на тепло магистральное или баллонное топливо.
• Твердотопливным нагревателем – он питается углем, дровами или топливными гранулами (пеллетами, брикетами).
• Электрическим источником – он преобразует в тепло электроэнергию.

Наилучшим вариантом из всех вышеперечисленных является газовый теплогенератор, работающий на магистральном топливе. Он дешев в эксплуатации и работает в непрерывном режиме, поскольку подача топлива осуществляется автоматически и в сколь угодно больших объемах. Причем у такого оборудования фактически нет недостатков, кроме высокой пожарной опасности, которая присуща всем котлам.

Неплохим вариантом теплового генератора, отапливающего частный дом без газопровода, является твердотопливный котел. Особенно модели, рассчитанные под длительное горение. Топливо для таких котлов можно найти, где угодно, а особая конструкция позволяет сократить периодичность загрузки с двух раз в сутки до одного заполнения топки в 2-3 дня. Впрочем, от периодической чистки не избавлены даже такие котлы, поэтому данный момент является основным минусом подобного нагревателя.

Выбираем отопительный котел, исходя из объемов помещения

Наихудшим вариантом выбора из всех возможных является электрический котел. Недостатки такого предложения очевидны – трансформация электричества в энергию теплоносителя стоит слишком дорого. Кроме того, электрический котел нуждается в частой замене нагревателя и обустройстве усиленной линии электропроводки, а равно и заземления. Единственный плюс такого варианта – это полное отсутствие продуктов горения. Для электрокотла не нужен дымоход. Поэтому большинство домохозяйств выбирают либо газовый, либо твердотопливный вариант. Однако, помимо типа топлива, домовладельцу необходимо обратить внимание еще и на параметры самого теплового генератора, а точнее – на его мощность, которая должна компенсировать тепловые потери жилища в зимний период.

Выбор котла по мощности начинается с подсчетов метража отапливаемых помещений. Причем на каждый квадратный метр должно приходиться не менее 100 ватт тепловой мощности. То есть для помещения на 70 квадратов нужен котел на 7000 ватт или 7 кВт. Кроме того, было бы неплохо заложить в мощность котла 15-процентный запас, который пригодится во время сильных холодов. В итоге для дома на 70 м2 нужен котел на 8,05 кВт (7кВт 15 %).

Более точные расчеты мощности нагревателя оперируют не квадратами площади, а объемом дома. В этом случае принято считать, что энергетические затраты на обогрев одного кубического метра равны 41 ватту. И дом площадью 70 м2 с 3-метровой высотой потолков должно отапливать теплогенерирующее устройство мощностью 8610 ватт (70×3×41). А с учетом 15-процентного запаса мощности на сильные холода максимальная теплогенерирующая способность такого котла должна равняться 9901 ватту или, с учетом округления, 10 кВт.

3 Батареи и трубы – медь, пропилен или металлопластик?

Чтобы провести систему отопления по дому нам понадобятся трубы и радиаторы. Последние можно выбирать, даже исходя из эстетических предпочтений. В частном доме нет большого напора в системе, следовательно, отсутствуют и ограничения по прочностным характеристикам радиаторов. Однако требования к теплогенерирующей способности батарей все равно остаются. Поэтому при подборе радиаторов будет правильно ориентироваться не только на внешний вид, но и на теплоотдачу. Ведь мощность нагревательного элемента должна соответствовать площади или объему комнаты. Например, в помещении на 15 квадратов должна стоять батарея (или несколько радиаторов) мощностью 1,5 кВт.

С трубами получается более сложная ситуация. Тут нужно брать во внимание не только эстетическую составляющую, но и возможность выполнить монтаж сети своими силами при минимальных знаниях и усилиях со стороны доморощенного слесаря. Поэтому в качестве кандидатов на роль идеальной арматуры для разводки мы можем рассматривать только три варианта:

• Медные трубы – они используются при обустройстве и домашних, и промышленных систем отопления, но стоят очень дорого. Кроме того, такая арматура соединяется с помощью пайки, а эта операция знакома далеко не всем.
• Полипропиленовые трубы – они стоят дешево, но для их монтажа нужен особый сварочный аппарат. Впрочем, такой аппарат может освоить даже ребенок.
• Металлопластиковые трубы – такую систему можно собрать с помощью гаечного ключа. Кроме того, металлопластик обходится не дороже полипропиленовых труб и позволяет экономить на угловых фитингах.

Отопление частного дома полипропиленовыми трубами

В итоге самодельное отопление лучше собирать на базе металлопластиковой арматуры, поскольку она не требует от исполнителя умения обращаться со сварочным аппаратом или паяльником. В свою очередь, цанговые фитинги металлопластикового трубопровода можно монтировать даже руками, помогая себе гаечными ключам только на 3-4 последних оборотах. Относительно габаритов арматуры, а точнее проходного диаметра, у опытных специалистов по обустройству систем обогрева сложилось следующее мнение: для системы с насосом можно выбрать трубу ½ дюйма – такого пропускного диаметра хватит для домашней системы с избытком.

Ну а если напорное оборудование не будет использоваться (вода пойдет по трубам самотеком, побуждаемая гравитационной и тепловой конвекцией), то для такой системы будет достаточно трубы на 1¼ или 1½ дюйма. Покупать арматуру большего диаметра при таких обстоятельствах не нужно. А какую разводку выбрать – напорную или безнапорную, об этом мы поговорим ниже по тексту, заодно обсудив и оптимальные схемы подключения батарей к котлу.

4 Оптимальная схема разводки под самостоятельный монтаж

Домашнее отопление строится на базе двух схем: однотрубной и двухтрубной. Кроме того, бытовую разводку можно построить и на коллекторной основе, но начинающим мастерам такую схему собрать сложно, поэтому далее по тексту не будем рассматривать этот вариант, сосредоточившись только на одно- и двухтрубных вариантах.

Однотрубная разводка предполагает следующий план циркуляции теплоносителя: горячий поток покидает рубашку котла и переливается по трубе в первую батарею, из которой он попадает во вторую и так далее, до самого крайнего радиатора. Обратка в такой системе фактически отсутствует – ее заменяет короткий отрезок, соединяющий крайнюю батарею и котел. Причем при оформлении однотрубной принудительной схемы на этом отрезке размещается напорное оборудование (циркуляционный насос).

Такую систему очень легко собрать. Для этого нужно установить котел, развесить батареи и пробросить по одной нитке разводки между каждыми предустановленными элементами отопительного контура. Однако за простоту монтажа придется расплатиться отсутствием механизмов управления теплоотдачей радиаторов. Регулировать температуру в комнате в этом случае можно, только меняя интенсивность горения топлива в котле. И никак иначе.

Разумеется, с учетом дороговизны топлива этот нюанс устроит только немногих домовладельцев, поэтому одноконтурную разводку стараются не использовать в помещениях площадью от 50 квадратных метров. Однако к небольшим строениям такая разводка подходит просто идеально, как и к естественной схеме циркуляции теплоносителя, когда напор генерируется за счет температурного и гравитационного побуждения.

Коллекторная разводка отопительной системы

Двухтрубная система устроена немного иначе. В этом случае действует следующая схема движения теплоносителя: вода покидает рубашку котла и попадает в напорный контур, из которого она сливается в первую, вторую, третью батареи и так далее. Обратка в этой системе реализована в виде отдельного контура, уложенного параллельно напорной ветке, и прошедший батарею теплоноситель сливается в обратную линию, возвращаясь в котел. То есть в двухконтурной схеме радиаторы соединены с напорной и обратной трубой с помощью специальных ответвлений, врезанных в две основные магистрали.

Чтобы сделать такой контур, нужно использовать больше труб и фитингов, но все затраты окупятся в ближайшем будущем. Двухконтурный вариант предполагает возможность регулировки теплоотдачи каждой батареи. Для этого достаточно вмонтировать в связанное с радиатором ответвление от напорной магистрали запорно-регулирующий вентиль, после чего появляется возможность управлять объемами прокачиваемого сквозь батарею теплоносителя, не вмешиваясь в общую циркуляцию. Благодаря этому можно оградить себя не только от перегрева воздуха в конкретной комнате, но и от бессмысленного перерасхода топлива и личных средств, выделенных на его закупку.

У этого варианта схемы разводки есть только один минус: на его основе очень сложно собрать эффективную систему на естественной циркуляции теплоносителя. Зато на базе насоса она работает намного лучше одноконтурного аналога. Поэтому далее по тексту мы будем рассматривать пошаговые инструкции сборки одноконтурной системы на естественной циркуляции и двухконтурной сети на принудительном побуждении движения теплоносителя.

5 Сборка системы отопления с естественной циркуляцией

Строительство системы с естественной циркуляцией начинается с выбора места для установки котла. Источник тепла должен стоять в угловой комнате, размещаясь в самой нижней точке разводки. Ведь батареи пойдут по внутреннему периметру, вдоль несущих стен, причем даже последний радиатор должен располагаться немного выше котла. После того, как место для котла выбрано, можно приступать к его установке. Для этого стену в зоне размещения обкладывают кафелем, а на пол набивают либо лист оцинковки, либо панель из плоского шифера. Следующий этап – монтаж дымохода, после чего можно ставить сам котел, подключая его к вытяжной трубе и топливопроводу (ели таковой имеется)

Дальнейший монтаж осуществляется по направлению движения теплоносителя и реализуется по следующей схеме. Вначале под окнами развешивают батареи. Причем верхний патрубок последнего радиатора должен располагаться выше напорного выхода из котла. Величина возвышения рассчитывается, исходя из пропорции: один погонный метр разводки равен двум сантиметрам возвышения. Предпоследний радиатор вешают на 2 см выше последнего и так далее, до первой батареи по ходу движения теплоносителя.

Когда нужное количество батарей уже весит на стенах дома, можно переходить к сборке разводки. Для этого нужно присоединить к напорному патрубку (или штуцеру) котла 30-сантиметровый участок горизонтального трубопровода. Далее к этому участку пристыковывают вертикальную трубу, поднятую на уровень потолка. В этой трубе на вертикальную линию накручивают тройник, обеспечивая переход в горизонтальный уклон и обустройство места врезки расширительного бачка.

Принцип работы системы отопления с принудительной циркуляцией

Для монтажа бачка используют вертикальный штуцер тройника, а к свободному отводу прикручивают второй горизонтальный участок напорной трубы, который тянут под уклоном (2 см на 1 м) до первого радиатора. Там горизонталь переходит во второй вертикальный участок, спускающийся к патрубку радиатора, с которым трубу и стыкуют, используя цанговый фитинг с резьбовым сгоном.

Далее нужно соединить верхний патрубок первого радиатора с соответствующим разъемом второго радиатора. Для этого используют трубу соответствующей длины и два фитинга. После этого таким же образом соединяют нижние патрубки радиаторов. И так далее, до стыковки предпоследней и последней батареи. В финале нужно вмонтировать в верхний свободный штуцер последней батареи краник Маевского и подключить к нижнему свободному разъему этого радиатора обратную трубу, которую заводят в нижний патрубок котла.

Для заполнения системы водой в обратной трубе можно обустроить врезку тройника с шаровым вентилем на боковом отводе. Отвод от водопровода подключаем к свободному торцу этого вентиля. После чего систему можно заполнять водой и включать котел.

6 Обогрев с принудительной циркуляцией за 8 шагов

Установка насоса в систему отопления будет оправдана и в случае одноконтурной разводки. Однако максимальную эффективность системе с принудительной циркуляцией обеспечит только двухтрубная разводка, обустраиваемая по следующим правилам:

1. 1. Котел можно установить на пол или повесить на стену в любой комнате, не отслеживая уровень размещения отопительного прибора.
2. 2. Далее от напорного и обратного патрубков котла на уровень пола спускают две трубы, используя либо муфты, либо угловые фитинги.
3. 3. К торцам этих труб монтируют две горизонтальные линии – напорную и обратную. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи.
4. 4. На следующем этапе нужно развесить батареи, не обращая внимания на уровень расположения патрубков относительно соседнего радиатора. Вход и выход из батареи можно расположить на одном уровне или на разных, на эффективность отопления этот факт не повлияет.
5. 5. Далее врезаем в напорную и обратную ветвь по тройнику, расположив их под входом и выходом каждой батареи. После этого соединяем тройник напорной трубы с входом в батарею, а фитинг на обратке – с выходом. Причем эту операцию придется проделать со всеми батареями. По аналогичной схеме в системе монтируем и отводы для подключения теплого пола.
6. 6. На следующем этапе устанавливаем расширительный бак. Для этого в участок напорной трубы между котлом и первой батарей врезаем тройник, отвод которого соединяем вертикальной трубой с входом в расширительный бак.
7. 7. Далее можно заняться монтажом циркуляционного насоса. Для этого в обратную линию между первой батарей и котлом монтируем вентиль и два тройника, собирая байпас для насоса. Далее от тройников отводим два Г-образных отрезка, между торцами которых и монтируем насос.
8. 8. В финале обустраиваем отвод для залива воды в систему. Для этого нужно врезать еще один тройник между насосом и котлом, подключив к его отводу шланг от водопровода.

Четко следуя простым шагам, можно самостоятельно с первого раза получить рабочую систему

Действуя по этому плану, можно собрать двухтрубную разводку в доме любой площади. Ведь конструкция подобной системы не зависит от количества батарей – принцип монтажа будет идентичен и для двух, и для 20 радиаторов.

7 Как повысить эффективность системы – аккумулятор или байпас?

Для повышения эффективности систем отопления в быту используют либо тепловые аккумуляторы, либо байпасы. Первые монтируют в котельных большой площади, вторые – в небольших помещениях, где, кроме котла, стоит и другое оборудование. Тепловой аккумулятор представляет собой заполненную водой емкость, внутри которой проложены напорная и обратная линия системы отопления. Как правило, такая емкость ставится сразу за котлом. В расположенный между нагревателем и аккумулятором участок напорного и обратного трубопровода можно врезать предохранительные клапаны, расширительные бачки и циркуляционные насосы.

При этом напорная линия разогревает воду в баке, а обратная – греется от залитой в аккумулятор жидкости. Поэтому при отключенной горелке котла система может работать некоторое время только от теплового аккумулятора, что очень выгодно в случае использования в контуре твердотопливных котлов, генерирующих избыточную энергию на старте горения заложенной с топку порции дров или угля. Вместимость теплового аккумулятор определяют по пропорции 1 кВт мощности котла = 50 литрам объема бака. То есть для нагревателя мощностью 10 кВт нужен аккумулятор объемом 500 литров (0,5 м3).

Байпас – это обводная труба, которую вваривают между напорной и обратной веткой. Ее диаметр не должен превышать радиуса основной магистрали. Причем в тело байпаса лучше заранее врезать запорный вентиль, перекрывающий циркуляцию теплоносителя.

При открытом вентиле часть горячего потока уходит не в напорный контур, а сразу в обратку. Благодаря этому можно снизить температуру нагрева батареи на 10 процентов, сократив объемы прокачиваемого сквозь радиатор теплоносителя на 30 %. В итоге с помощью байпаса можно отрегулировать работу радиатора и в двухконтурной, и в одноконтурной разводке. В последнем случае это особенно актуально, поскольку врезанный в первые две батареи байпас обеспечивает более сильный прогрев последнего радиатора в линии и дает возможность контролировать температуру в комнатах, хотя и не с такой эффективностью, как в случае с двухтрубной разводкой.

Система отопления на видео.

От того, как работает система отопления в частном доме, будет зависеть, насколько ваше жилище хорошо прогревается, и какой в нем микроклимат. Даже в теплых регионах любой частный дом оборудуется отопительной системой, а выбор её вида зависит от пожеланий хозяина и других особенностей постройки. Итак, какие виды отопления бывают в частном доме, и как они функционируют?

Какие виды систем отопления бывают в частных домах и как они работают

Существует два основных типа отопительных систем частных домов — централизованные и автономные. Для централизованных систем теплоснабжения характерно наличие сети (трубопровода). По трубам теплоноситель (чаще всего вода) поступает от котельной, где сжигается топливо, к потребителям. Данный тип отопления частного дома применяется по большей части для обогрева помещений многоэтажных домов, например в городских условиях.

В сельской же местности жилище зачастую находится на значительном расстоянии от централизованного источника тепла, поэтому здесь используется автономное теплоснабжение. Обычно прямо в доме устанавливается генератор тепла — «устройство», имеющее сразу несколько функций. Например, одновременно с нагреванием окружающего воздуха оно может быть использовано для подогрева воды.

Одним из наиболее популярных видов отопления частных домов в России является водяное. Оно представляет собой обогрев воздуха помещения с применением жидкого теплоносителя — воды или жидкостей на водной основе, которые не замерзают при пониженной температуре (антифризов). Передача тепла в жилище осуществляется через радиаторы и конвекторы. Циркуляция воды в системе водяного отопления может быть естественной или создаваться искусственно.

Электрический вид систем отопления в частном доме составляет конкуренцию водяному теплоснабжению, преимущества которого заключаются не только в его экологичности (не происходит загрязнения окружающей среды продуктами сгорания топлива), но и в удобстве использования отопительных приборов, которые не требуют тщательного ухода и просты в эксплуатации. Отопительные панели могут монтироваться и на потолочном, и на межэтажном перекрытии.

А как работает воздушная система отопления в доме? Во время воздушного отопления нагрев теплоносителя происходит с помощью огня. Нагретый воздух передается по трубам в помещение. Такая система отопления предполагает установку печей или теплообменников. Воздух сначала нагревается в теплогенераторе, а затем поступает в окружающее пространство.

Скорость прогревания воздуха в помещении зависит от площади нагревающей поверхности прибора: чем больше последняя, тем быстрее нагреется воздух в комнате.

Наиболее целесообразным представляется применение теплогенераторов, которые снабжены специальным вентилятором для лучшей подачи горячего воздуха.

В настоящее время такой тип систем отопления частного дома применяется в редких случаях, и связано это, прежде всего, со слабой (по сравнению с водой) теплоотдачей воздуха, его медленным распределением по всему помещению.

Электрическое отопление предполагает, что отопительные приборы сами являются источником тепла. Как работает электрическое отопление в частном доме?

Электрическая энергия напрямую преобразуется в тепловую, теплоноситель отсутствует. Электрообогреватели могут быть конвективными, излучающими, комбинированными (конвективно-радиационными).

Принцип работы отопления при помощи в частном доме конвективного нагревателя следующий: прохладный воздух проходит через нагревательный элемент, а затем отдает тепло в комнату. Температура воздуха внизу меньше, чем вверху. Электроконвектор — это металлическая панель, в которой имеется два отверстия.

Через нижнее осуществляется забор холодного воздуха, а через верхнее — его отдача в помещение. Снизу прибор снабжен нагревательным элементом, главной составной частью которого является радиатор. Он предназначен для более эффективного нагрева воздуха. Обычно электроконвектор снабжен встроенным термостатом или регулятором настройки, которые позволяют точно изменять температуру воздуха в определенном диапазоне, а также уменьшить расход электроэнергии.

Стоимость электроконвекторов небольшая, поэтому они наиболее распространены среди всех электрических обогревателей.

Для временного или постоянного отопления дома могут использоваться тепловентиляторы. Прибор состоит из нагревательного элемента и вентилятора. Вентилятор служит для принудительного прогона нагретого до нужной температуры воздуха. Теплоаккумуляторы сначала накапливают тепло, а затем отдают его в окружающее пространство. Электрокалориферы сочетают в себе функции электрического нагревательного прибора и вентилятора.

Принцип работы в частном доме отопления на излучающих обогревателях основан на передаче тепла в виде тепловых лучей, которые, попадая на поверхности и отражаясь от них, отдают тепло окружающей среде.

Так как при использовании ИК-панелей исключается перенос пыли с поверхностей, они широко применяются для обогрева помещений в медицинских учреждениях. Обогреватель имеет прямоугольную форму, на его поверхность нанесен слой специальной краски, выдерживающей высокие температуры. Обогревающая панель и корпус прибора разделены изоляцией, выполненной из минерального волокна.

Комбинированные обогреватели — это электрорадиаторы, наполненные маслом. Принцип работы такой системы отопления частного дома следующий: радиатор, расположенный в нижней части прибора, нагревает масло, которое поднимается вверх. Остывшее масло стекает по стенкам радиатора.

Как работает водяная система отопления в частном доме: принцип действия

Система водяного отопления в частном доме предполагает наличие следующего оборудования: водогрейного котла, его обвязки, горелки, циркуляционного насоса, автоматики, расширительного бака и отопительных приборов. В качестве генератора тепла выступает котел небольшого размера. Сжигаемым топливом может быть природный газ, каменный уголь, брикеты, дрова.

Так как вода при низких температурах замерзает, в таких системах часто используются антифризы. Эти вещества должны быть безопасными и наименее коррозийными.

Для этого в их состав включают присадки, которые замедляют процессы повреждения металла и образования накипи, нейтрализуют продукты окисления, предотвращают разрушение резиновых уплотнителей. Антифризы разрешается использовать только при условии, что все элементы системы находятся в удовлетворительном состоянии. Теплоноситель не должен нагреваться выше 170° С, в противном случае на нагревательных элементах может образоваться нагар.

Чтобы избежать перегрева и пригорания теплоносителя, в процессе того как работает водяная система отопления нагревательные элементы должны полностью покрываться жидкостью.

Разъемные элементы имеют защиту в виде уплотнителей, изготовленных из прочного и надежного материала, который меньше всего подвергается деформациям. Ввиду того что антифриз обладает меньшей теплоемкостью, чем вода, отопительные приборы в таких системах должны быть более мощными. Исключается контакт антифриза с оцинкованной поверхностью.

По способу циркуляции теплоносителя принцип работы водяного отопления делится на две группы — с естественной и принудительной циркуляцией. Первые могут быть как с верхней, так и с нижней разводкой. Принципиального различия в результате действия систем с верхней и нижней разводкой нет. Оно наблюдается лишь в расположении подающего стояка — трубы, с помощью которой осуществляется подача теплоносителя.

В том случае, если трубы, заржавевшие на стыках соединения, требуют разъединения, можно полить их в нужных местах горячей водой.

В системах с естественной циркуляцией теплоносителя его движение обеспечивается действием, силы гравитации. Она возникает из-за разности плотности горячей и холодной воды в трубах. Так как горячая вода обладает меньшей плотностью, чем холодная, в подающих и обратных трубах появляется гидростатический напор, и горячая вода перемещается от источника нагревания к радиаторам, а затем — обратно. Холодная вода поступает в котел, нагревается, поднимается по трубопроводу, после чего передается в отопительные приборы. В процессе движения нагретая вода остывает, становится более тяжелой, опускается вниз по обратным трубам и снова попадает в котел, из которого вытесняет следующую порцию нагретой воды. Таким образом, осуществляется движение теплоносителя в водяной системе отопления.

Величина гидростатического напора зависит, прежде всего, от разности температуры воды в подающих и обратных трубах. Чем она больше, тем сильнее напор. Для улучшения циркуляции подающие трубы закрывают сверху утеплителем, обратные же стояки оставляют без теплоизоляционного материала, поскольку вода в них должна охлаждаться.

Учитывая принцип действия водяного отопления, подобрать нужное оборудование поможет специалист. Основным элементом данной отопительной системы является надежный циркуляционный насос, рассчитанный на долгий срок службы. В то же время он должен потреблять минимальное количество электроэнергии. На современном рынке представлено множество таких аппаратов как отечественных, так и зарубежных производителей.

Как выбрать конфигурацию системы водяного отопления для частного дома – зависит от типа жилища. Для одноэтажных домов с двускатной крышей, а также с подвалом (или без него) подойдет двухтрубная конструкция отопительной системы, которая имеет верхнюю или нижнюю разводку и вертикально расположенные стояки.

Топливо может быть любым, циркуляция теплоносителя — естественной или принудительной, а высота дымовой трубы должна составлять не менее 10 м. Если дом имеет плоскую крышу, предпочтительно использование однотрубной или двухтрубной отопительной системы с горизонтально расположенными стояками. Лучше всего применять в таком случае принудительную циркуляцию теплоносителя, хотя можно использовать и естественную. Топливо может быть как в жидком, так и в газообразном виде, высота дымовой трубы составляет 5-6 м. Дома с двумя и более этажами с любым видом крыши требуют установки такой же отопительной системы, как для одноэтажного дома с двускатной крышей.

Верхняя и нижняя разводка труб различаются направлением, откуда поступает нагретый до нужной температуры теплоноситель.

Как работает водяное отопление с верхней разводкой? В такой системе теплоноситель поступает с чердака, а в системе с нижней разводкой — из подвала. Однако независимо от разводки труб водогрейный котел всегда монтируется внизу, а расширительный бак — в наиболее высоком положении. Системы водяного отопления по характеру расположения труб могут быть однотрубными горизонтальными, однотрубными вертикальными, двухтрубными, двухтрубными вертикальными тупиковыми, двухтрубными проточными, в которых осуществляется попутное движение воды и др.

Однотрубная горизонтальная система имеет минимальную длину трубопровода, вода протекает в одном направлении. После прохождения через отопительные приборы она возвращается в место, откуда подавалась. Возможность регулировки подачи теплоносителя в такой системе отсутствует.

В однотрубной вертикальной системе вертикальные стояки, которые выполняют передачу теплоносителя в радиаторы, находятся на разных этажах, располагаясь строго друг под другом. Все приборы подсоединяются к одному стояку.

Наибольшее распространение получил двухтрубный тип водяного отопления. Принцип работы водяного отопления двухтрубного типа следующий. К каждому отопительному прибору в такой системе подходят две трубы — прямая и обратная. Прямая предназначена для подачи теплоносителя (подогретой воды) в прибор, а обратная — для ее отвода. Трубопровод может иметь различную конфигурацию. Он может быть устроен таким образом, что прямой и обратный стояк подходят сразу ко всем отопительным приборам, а затем разветвляются на такое количество частей, сколько смонтировано отопительных приборов.

Трубопровод может быть выполнен и в виде шлейфа. В таком случае прямая, а также обратная трубы проходят вдоль отопительных приборов, но отстоят от них на различном расстоянии. Те трубы, которые находятся ближе к котлу, проводят более горячую воду. Для того чтобы «сгладить» различие температуры теплоносителя, у труб, расположенных ближе к котлу, делают большее сечение.

Принцип работы водяное отопление в двухтрубной системе основан на том, что с попутным движением воды теплоноситель от водонагревательного источника движется через подающий трубопровод к трубам, после чего попадает в нагревательные приборы. Затем вода перемещается в котел по обратному трубопроводу, располагающемуся параллельно подающему.

Наиболее распространенным видом топлива является природный газ. Контроль расхода этого вида топлива осуществляется с помощью счетчика. Котел, предназначенный для сжигания газа, отличается долгим сроком службы и не подвержен коррозии. В том случае, если планируется использовать твердое топливо в виде бурого или каменного угля, кокса, дров, торфа или сланцев, от хозяина потребуется терпение, так как затраты сил и времени будут значительными.

Наиболее оптимальным вариантом может стать выбор комбинированного котла. Он имеет значительные размеры и снабжен сменными горелками для каждого вида топлива, которые можно устанавливать по своему усмотрению. Современные аппараты могут быть оснащены моделирующими горелками, обеспечивающими регулировку мощности котла.

Как работают радиаторы отопления в частных домах: принцип действия

Радиаторы отопления в частном доме — это устройства, благодаря которым осуществляется передача тепла в помещение от теплоносителя. От площади нагревательной поверхности прибора зависит степень его теплопередающей способности. Открытый трубопровод служит в качестве дополнительной нагревательной поверхности.

В европейских странах наиболее распространенным является так называемое щадящее отопление, поскольку обычные отопительные системы высушивают воздух в комнате, а также электризуют его. В процессе того как работает радиатор отопления, на нем оседает пыль, которая затем поднимается с теплым воздухом вверх. Она начинает разлагаться на вещества, среди которых имеются достаточно вредные для здоровья человека.

Применив щадящее отопление, можно решить данную проблему. При этом температура нагреваемой поверхности не должна превышать 45 °С. Учитывая принцип работы радиатора отопления, на них устанавливают дополнительные ребра, которые позволяют увеличить площадь отопительных приборов.

Обычно отопительные приборы устанавливают в нишах стен под окнами, располагая вдоль стен в 1-2 ряда, иногда их закрывают сверху, используя декоративные панели. Однако в подавляющем большинстве случаев приборы размещают прямо на стенах под окнами. Длина отопительных приборов составляет не более 75% от длины оконного проема, на внутренних стенах же они не монтируются.

В зависимости от способа теплопередачи, типа нагревательной поверхности, материала, величины тепловой инерции выделяют несколько типов отопительных приборов: конвективные, радиационные, конвективно-радиационные. Все приборы могут быть либо с гладкой, либо с ребристой нагревательной поверхностью.

К отопительным приборам относятся ребристые трубы. Множество узких ребер позволяет увеличить площадь нагревательной поверхности. Устанавливают трубы, образуя несколько рядов. Данные отопительные приборы обладают невысокой стоимостью, компактностью. Их легко устанавливать.

Принцип действия радиатора отопления основан на совмещении принципов работы конвекторных и радиационных отопительных приборов. По своей конструкции он может быть секционным или панельным, изготавливается из металла.

В России наибольшее распространение получили секционные чугунные радиаторы. Они состоят из одно — или многоканальчатых секций, имеют каналы эллипсоидного или круглого сечения. Соединяются секции друг с другом с помощью ниппелей с резиновыми, паронитовыми либо картонными прокладками.

С целью предотвращения увеличения гидравлического давления используется расширительный бак (демпфер). Он не только представляет собой емкость для лишней воды, которая возникает после ее нагревания, но и восполняет недостаток жидкости при охлаждении воды. Расширительные баки могут быть как открытыми, так и закрытыми. В частных домах используются в основном последние.

Для подачи и вывода теплоносителя из отопительных приборов применяется теплопровод. В его состав входят подводки, стояки, магистрали и горизонтальные ветви. Водонагревательный котел и стояк соединяются между собой с помощью магистрали, а подводки выступают в качестве соединительных элементов между стояками и отопительными приборами. Стояк представляет собой трубу, соединяющую подводки с магистралью.

Принцип работы печной системы отопления частного дома (с фото)

Для того чтобы обогревать дом, в котором предполагается проживание людей только в теплое время года, достаточно соорудить камин или же тонкостенную печь. Однако для отопления жилища на протяжении всего года подойдет только толстостенная печь. Данная печная система отопления частного дома обладает значительно большей теплоотдачей, чем камин. Печь представляет собой достаточно сложное «устройство», рассчитанное не только на обогрев дома, но и на подогрев воды, а также приготовление пищи.

По своему назначению печи могут быть отопительными, отопительно-варочными, варочными. Кроме того, существуют русские печи и каменки для русской бани. Наиболее оптимальный вариант для частного дома — отопительная либо отопительно-варочная печь.

Наружная поверхность такой печи не должна нагреваться до температуры, превышающей 60 С. Печь обычно нагревается медленно и в течение длительного времени сохраняет тепло. Толщина ее стенок должна составлять не меньше половины кирпича.

Коэффициент теплоотдачи печного отопления частного дома находится в прямой зависимости от конструкции печи и имеет следующие показатели.

1. Для толстостенной оштукатуренной печи или в металлическом футляре -400-500 ккал × м2/ч.
2. Для толстостенной изразцовой печи – 500 — 600 ккал × м2/ч.
3. Для тонкостенной печи массой более 1000кг – 500 -600 ккал × м2/ч.
4. Для тонкостенной печи массой менее 1000кг – 450-550 ккал × м2/ч.

При проектировании печной отопительной системы необходимо стремиться к рациональности размещения печей, стараясь свести к минимуму их количества. Одна печь обычно устраивается для обогрева трех смежных комнат.

Если сооружается несколько печей, их группируют в тепловой узел, когда дымоходы объединены одним кирпичным стояком.

Такое размещение отопительных сооружений позволяет снизить финансовые расходы на устройство сооружений.

Устанавливаются отопительные печи только вдоль внутренних стен. Принцип их работы заключается в следующем: кислород, который необходим для сгорания топлива, через поддувало поступает в печной топливник.

Учитывая принцип работы печного отопления, дверца поддувала всегда должна находиться в открытом или полуоткрытом положении. Сгорание топлива происходит в топочной камере, которая снизу посредством колосников сообщается с пространством поддувала, а сверху — с дымоходами, обеспечивающими отвод дымовых газов.

На этих фото показано печное отопление частного дома:

Устройство печного отопления в частном доме: конструкция современных печей

Главными конструктивными элементами в устройства печного отопления частного дома являются: фундамент, шанцы, зольниковая камера, топливник, дымовые каналы (дымообороты), дымовые трубы.

Фундамент — это основание печи, принимающее на себя нагрузки от печи и дымоходов. Данный конструктивный элемент должен быть надежным, поскольку от его прочности зависит безопасность эксплуатируемого сооружения. Правильное размещение печного фундамента предполагает его отдельное расположение от фундамента дома. Минимальный промежуток между ними составляет 3 см, который заполняется песком.

Прежде всего, роют скважину, которая затем заполняется мелкими обломками камня или обожженного кирпича, после чего все тщательно утрамбовывается. Таким образом, подготавливают подушку под фундамент. Затем в котлован заливается жидкий цементный раствор. Кладка кирпичного или каменного фундамента выполняется с перевязкой швов. Последний слой цементного раствора тщательно выравнивается.

После возведения фундамента приступают к выполнению такого конструктивного элемента печи, как шланцы. Они представляют собой ряды кирпичной кладки, которая поднимает печь поверх фундамента. Для устройства шланцев выполняется два или три ряда кладки из кирпичей. Низ печи, таким образом, также задействуется в теплоотдаче.

Такой элемент конструкции печей отопления, как поддувало, или зольниковая камера, служит для подвода воздуха в топливник и для накапливания поступающей из него золы. Между топливником и зольниковой камерой устанавливается специальная решетка в виде чугунных или стальных прутьев. Во время работы печи дверца камеры должна быть открытой, а по окончании топки ее закрывают во избежание быстрого остывания воздуха внутри печи.

Топливник в устройстве печей отопления представляет собой печную камеру, в которой осуществляется сжигание топлива — дров и угля. В верхней части топливника устраивается специальное отверстие для отвода дымового газа. Размеры камеры подбираются с таким расчетом, чтобы была возможна загрузка в печь необходимого для разогрева печи количества топлива.

В нижней части топливника устраивают скаты к решетке, обеспечивая свободное перемещение золы в поддувало. Во избежание выпадения углей и золы из камеры топки ее дверца устанавливается выше решетки на один ряд кирпичной кладки. Продлить срок службы топливника можно, выложив его огнеупорным кирпичом.

Принцип работы печной отопительной системы в частном доме основан на заборе тепла дымовыми каналами, или дымооборотами. Они могут располагаться как вертикально, так и горизонтально, а также подниматься и опускаться. То, насколько эффективно работает печь, зависит от размеров дымооборотов и их расположения.

Дымовой газ, проходя через канал, отдает энергию в виде тепла стенкам, которые и нагревают печь. С целью повышения теплоотдачи дымовые каналы выполняют таким образом, чтобы они были длинными и часто меняли направление.

Дымообороты современного печного отопления частного дома могут быть сечением 13 х 13, 13 х 26, 26 х 26 см, их стенки делаются гладкими (они не оштукатуриваются, так как в случае разрушения штукатурки может произойти засорение каналов). Доступ к дымооборотам для их чистки от сажи осуществляется через специальные дверцы.

Дымовые каналы в конструкции печей для отопления дома могут быть малооборотными и многооборотными. Первые при одном подъеме имеют один спуск или несколько, в то время как вторые являются сложной системой с чередующимися горизонтальными и вертикальными участками.

Для получения тяги, способствующей удалению газов от сожженного топлива, устраивают дымовую трубу, которую размещают за пределами дома — на крыше. Чаще всего ее делают круглого сечения, поскольку в трубах с углами перемещение газа несколько затруднено. Кроме того, круглые трубы удобнее чистить. В качестве материала для их изготовления используются керамические либо асбестоцементные трубы.

Как и какую систему отопления выбрать для частного дома

Обладая информацией о принципах работы в частных домах систем отопления разных типов, вам предстоит выбрать наиболее оптимальную для вашего жилища.

Если для дачного домика вполне подойдет электрическое теплоснабжение, то в деревянном доме, в котором проживание семьи будет постоянным, целесообразно использовать водяную систему. В таком случае теплоснабжение будет обеспечиваться местной котельной. Если с электроэнергией перебоев не наблюдается, возможна организация в таком доме электрического отопления.

Важным условием того, какую систему отопления выбрать для частного дома, является получение всей необходимой информации об источнике тепловой энергии в данной местности.

Следует учитывать, что система должна осуществлять подачу тепла на минимальном уровне в отсутствие жильцов. Кроме того, источник тепловой энергии должен находиться вблизи жилища. Перед монтажом отопительной системы следует также навести справки о виде используемого в данном регионе топлива.

Помимо этого, еще одним важным моментом в выборе отопительной системы для частного дома является ее стоимость, которая зависит, в свою очередь, от цены трубопровода и топлива, а также стоимости необходимого оборудования, монтажных работ и обслуживания.

Обязательно нужно учесть все затраты (как финансовые, так и трудовые), которые будут приходиться на используемое топливо — его доставку, хранение и заготовку (в том случае, если используется твердое топливо в виде угля или дров). Необходимо выполнить тщательный расчет, показывающий расход топлива. Здесь важны два аспекта: продолжительность отапливания (только в летнее время или на протяжении всего года) и объем помещений.

Главное условие при выборе отопительной системы — ее способность создать комфортные условия для проживания в доме. Это следует учитывать в первую очередь, а уже затем — стоимость услуг теплоснабжения.