Отопление в частном доме

Коллекторная система

Существует еще третий способ разводки труб — коллекторный. В этом случае к каждому радиатору подводятся две трубы с горячей и холодной водой. Такой способ позволяет регулировать температуру на любом участке трубопровода. Но для монтажа этой системы понадобится установка коллекторного шкафа.

Из котельной теплоноситель идет по главной магистрали к коллекторам, расположенным поэтажно. Коллекторы имеют выходы и входы, равные количеству отопительных элементов — батарей, находящихся на том же этаже. Радиаторы подключены к коллектору двумя трубами — для подачи и обратки.

Преимуществом такого варианта является эстетичность — трубы можно скрыть в стене. Сама отопительная система отличается повышенной надежностью.

Подсчет расхода тепла на вентиляцию

Для получения общего показателя теплопотерь дома суммируются потери каждой комнаты в отдельности. Для полноты картины нужно взять в учет также подогрев вентиляционного воздуха. Наиболее простой формулой подсчета этого параметра является Qвозд = cm (tв – tн), где:

• Qвозд – вычисляемое количество теплоты на вентиляцию, Вт;
• m – количество воздуха по массе, определяется как внутренний объем здания, помноженный на плотность воздушной смеси, кг;
• (tв – tн) – как в предыдущей формуле;
• с – теплоемкость воздушных масс, принимается равной 0.28 Вт / (кг ºС).

Чтобы определить, сколько нужно тепла для всего дома, складывают величину QТП для дома в целом со значением Qвозд. Мощность котла нужно брать, учитывая запас на оптимальный уровень функционирования (используется коэффициент 1,3). В том случае, когда котел будет обеспечиваться не только подогрев теплоносителя для системы отопления, но также и воды для ГВС, потребуется увеличить запас прочности. Необходимо обеспечить эффективную работу котла сразу на 2 контура, что подразумевает использование коэффициента запаса от 1,5.

Схемы водяного отопления.

Одноконтурная система. Нагретая котлом вода поступает последовательно во все радиаторы, поочередно теряя температуру в каждом из них. В-последних она может оказаться уже недостаточно низкой.

Достоинство – это дешевизна схемы. Создается только один контур, трудозатраты и расходы на материалы ниже. Недостаток – неравномерность прогревания, ввиду последовательной схемы. В какой-то мере недостаток устраним принудительной циркуляцией с помощью насоса. Об этом чуть дальше.

Двухконтурная схема. Нагретая вода поступает сразу во все радиаторы параллельно, остывшая течет уже по другому контуру. Установив на каждый из радиаторов краны, получаем возможность исключить любой элемент из системы.

Главное достоинство – равномерный прогрев всех радиаторов. Недостаток – создание второго контура обойдется дороже.Коллекторная схема. В ней каждый радиатор имеет собственные подающие и обратные контуры, которые соединяются коллектором.Достоинства – эстетичный внешний вид, возможность регулировать температуру в любой комнате использую распределительный шкаф (возможно электронное управление).

Схема принудительной циркуляции. Отличительной чертой является использование водяного насоса. Насос позволяет создать дополнительное давление в системе, обеспечивая равномерную подачу на второй и третий этажи вашего дома. Система нетребовательна к уклону труб.

Схемы отопления – однотрубная и двухтрубная система, какая лучше, и от чего зависит выбор схемы

Отопление частного дома может быть выполнено своими руками по различным схемам. Основных способов устройства два – однотрубная и двухтрубная схема.

Однотрубная система отопления весьма популярна в среде индивидуальных застройщиков по следующим причинам:

1. Относительно демократичная стоимость устройства и его простота, позволяющая реализовать все своими руками. Достаточно владеть навыками сварщика средней квалификации.
2. Гидроустойчивость, при которой теплоотдача разводки не изменяется при отключении отдельного нагревательного элемента.
3. Экономное расходование основного материала – труб.
4. Система характерна невысокой инерционностью и быстрым прогревом контура, что объясняется уменьшенным количеством теплоносителя при такой схеме.
5. Эстетичный внешний дизайн, особенно, когда магистральная труба проводится в стене.
6. Применение современного запорного и регулирующего оборудования (автоматические и ручные регуляторы температурных значений) позволяет производить точную настройку системы и обеспечить ее стабильность.
7. Простота конструкции, определяющая ее надежность.
8. Простой монтаж, обслуживание и эксплуатация.

Основные нарекания на такую схему подключения для частного дома состоят в неравномерности нагрева отдельных элементов – чем больше удаленность от котла, тем медленнее нагреваются батареи, поскольку теплоноситель охлаждается по мере перемещения по контуру.

Частично такой эффект нивелируется использованием циркулярного насоса. Можно также увеличить количество секций в удаленных батареях, что позволит выровнять теплоотдачу.

Такими мерами можно в значительной степени снизить влияние отрицательных факторов. В результате водяное отопление, выполненное по такой схеме, считается лучшим для частных домов площадью до 150 м3.

В двухтрубной системе отопления, наполнение всех радиаторов происходит одновременно. Этим обусловлен равномерный нагрев всего трубопровода.

Видео – Однотрубная / двухтрубная схема

Такая схема, сделанная правильно своими руками имеет ряд определенных преимуществ:

1. Возможность автоматической регулировки температуры в каждом помещении.
2. Любой контур работает независимо, сбой в работе одного из них не влияет на функционирование остальных.

Вместе с тем имеются и определенные недостатки:

• повышенная сложность конструкции;
• большая материалоемкость разводки;
• повышенная трудоемкость исполнения.

От выбора схемы отопительной системы загородного дома, зависит стабильность работы все системы. Так, для зданий с постоянным проживанием, допустимо использовать однотрубную схему подключения.

Двухтрубную систему лучше применять в домах периодического посещения, когда можно прогревать жилище  с пониженным расходом горючего.

Выбор варианта подключения зависит от пожеланий застройщика и полностью находится в его компетенции.

Трубы

Чаще всего для обустройства отопительных трубопроводов используются металлопластиковые трубы. Они имеют массу достоинств, среди которых – отличная способность выдерживать свойственные отоплению температуры, высокая механическая прочность и длительный срок службы. Более традиционным материалом являются трубы из стали, отличающиеся сравнительно небольшой стоимостью, но у них есть серьезный недостаток – подверженность коррозии, из-за которой магистраль довольно быстро придет в неисправное состояние.

Расчет диаметра отопительных труб для систем с принудительной циркуляцией осуществляется при помощи специальных таблиц, которые учитывают массу параметров, в том числе скорость перемещения жидкости. Как правило, для рассматриваемого типа отопительных систем используются достаточно узкие трубы, поскольку необходимости обеспечивать самостоятельное движение теплоносителя нет.

Циркуляционный насос

Как однотрубная, так и двухтрубная система отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией не обходится без циркуляционного насоса, за счет которого и происходит движение теплоносителя в системе. Выбирая насос, нужно в первую очередь отталкиваться от его мощности.

Расчет необходимой мощности насоса осуществляется по следующей формуле:

• Q = Qn / 1,163 x Dt,
• Где Q – мощность насоса,
• Qn – количество тепла, требуемое на прогрев дома,
• Dt – разница температур в контурах подачи и обратки.

Циркуляционный насос должен находиться на трубе обратного контура в непосредственной близости от котла. При монтаже нужно обязательно установить байпас на отопление с тремя кранами и фильтр, который предотвратит засорение насоса находящимися в отопительной системе твердыми частицами.

На рынке можно встретить всасывающие насосы, которые предназначены для установки на трубе подачи. Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией редко включает в себя подобные устройства – они слишком дороги и в подавляющем большинстве ситуаций не оправдывают свой ценник.

Выбор способа отопления частного дома

В условиях России на выбор влияют множество факторов:

• климатические условия региона строительства;
• доступность того или иного топлива;
• наличие на рынке отопительных агрегатов нужного типа;
• личные предпочтения застройщика.

Если в регионе строительства нет газопровода, можно соорудить газгольдер и устроить отопление газовыми приборами. Но это при условии, что есть организация, занимающаяся монтажом оборудования и поставками пропан-бутана для них. Стоимость такого вида газоснабжения ниже, чем при использовании магистрального газа.

При выборе типа системы обычно выбирают не одну. Возможны перебои с подачей топлива, с отоплением таких проблем быть не должно. Поэтому параллельно с газовым или электрическим котлом устанавливают дровяные печи или агрегаты на жидком топливе, например, солярке. В таком случае отопление гарантировано при любых сбоях.

Кроме того, многие пользователи любят посидеть у открытого огня и устраивают, кроме основных агрегатов, камины, очаги и прочие подобные устройства.

Это касательно приспособления для генерации тепловой энергии. Но имеет значение и рациональное распределение тепла внутри помещения. В частном доме чаще всего используются радиаторное водяное отопление. В последнее время в такие системы активно включаются устройства обогрева пола как вспомогательный элемент.

Современные системы, как правило, выполняются многоконтурными, с раздельной регулировкой температуры в каждом из них. Обычно производится контроль в автоматическом режиме обратки с подмесом горячей воды из котла, или холодной из расширительного бачка для получения нужного нагрева системы.

Некоторые особенности имеют системы отопления двухэтажного дома. Значительная высота подъема теплового носителя в данном случае обеспечивает самопроизвольную циркуляцию естественным образом. Это позволяет отказаться от использования в трубопроводах циркуляционного насоса, а расширительный бак можно устанавливать не на чердаке, а непосредственно в котельной.

Такие устройства заполняются значительным количеством воды, поэтому их прогрев происходит медленно. Чтобы избавиться от такого недостатка, рекомендуется применять циркуляционную установку. Мощность его не велика, и, как правило, не превышает 90 Вт, а включение может производиться периодически.

Система с однотрубной разводкой

Эта схема является более дешевым и простым решением проблемы, как правильно смонтировать систему отопления. Монтаж выполняется в виде замкнутого кольца, где все батареи последовательно соединены друг с другом, а теплоноситель перемещается по батареям и возвращается в котел.

Такая схема позволяет получить некоторую экономию за счет простого монтажа и проектирования. Однако один существенный недостаток очень часто заставляет делать выбор в пользу двухтрубной системы. Дело в том, что теплоноситель в процессе перемещения по трубам и радиаторам постепенно остывает. Это приводит к тому, что в последнем радиаторе вода имеет более низкую температуру. Увеличение мощности котла приводит к сильному нагреванию первых батарей. Добавление определенного количества секций на последней батарее также нельзя назвать эффективным. Это доставляет некоторые неудобства, поэтому очень часто домовладельцы отказываются от простой и дешевой однотрубной разводки.

Решить проблему такого плана помогает насос для принудительной циркуляции теплоносителя. Устройство подключается к котлу, и жидкость перемещается по системе, практически не меняя температуры.

Однако и в этом случае есть свои недостатки:

• Во-первых, приобретение насоса – это дополнительные расходы, что приводит к увеличению затрат на монтаж отопительной системы в частном доме.
• Насос необходимо подключать к сети электропитания, что становится причиной увеличения потребляемой электроэнергии.
• Зависимость от электричества делает малоэффективной работу насоса при отключении электроэнергии, следовательно, нет света – нет тепла в помещении.

Принципиальная схема системы отопления

Индивидуальная система отопления загородного дома состоит из котла, циркуляционного насоса, расширительного бака, радиаторов отопления и труб, соединяющих все эти элементы. В качестве теплоносителя используется вода, если система отопления работает весь отопительный сезон (загородный дом постоянного проживания), или антифриз, если систему отопления отключают на длительные сроки во время отопительного сезона (загородный дом или дача периодического проживания).

Рис.1. Принципиальная схема индивидуальной системы отопления загородного дома.

Принцип работы индивидуальной системы отопления следующий. Котел нагревает теплоноситель и под действием циркуляционного насоса теплоноситель движется по трубам и приборам отопления. При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, расширительный бак компенсирует это, предохраняя систему отопления от избыточного давления и возможных разрывов труб.

Зонирование

Чтобы пребывание в доме было комфортным и уютным, а расход тепловой энергии был экономным, необходимо правильно распределить тепло по помещениям. При этом можно взять за основу следующие правила:

• Средняя комфортная температура в помещениях не должна превышать 24С.
• В спальне комфорт ощущается при температуре 22С -25С.
• Для ванной комнаты и санузла показатели снижаются до 21С. Такой же показатель установлен для гостевых комнат.
• В кухне, столовой и рабочих зонах можно снизить температуру до 18-22 градусов.
• Для комфортного пребывания в прихожей, гараже и проходной зоне можно установить температуру в пределах 12С.

Двухтрубная система

В двухтрубной схеме отопления теплоноситель подается и отводится из батареи по разным трубам. Это более затратно по материалам, но этот маленький недостаток с лихвой окупается равномерным распределениям тепла по помещениям и широкими возможностями температурной регуляции в отдельных комнатах посредством термостатов и регулирующих приборов.

В частных домах такая схема чаще всего используется с нижней разводкой. По большей части это обусловлено эстетическими причинами — трубы можно частично скрыть от взора, а если предусмотрительно завести из в пол еще на этапе строительства дома — отопление будет практически невидимым.

Такое обстоятельство заставляет закрыть глаза на необходимость наличия циркуляционного насоса для поддержания давления, и ручного спуска воздуха из труб. К тому же батареи с нижним подключением существенно проще монтировать и обслуживать.

Идеальной для отопления двухэтажного дома будет схема с верхней разводкой. Она отличается от предыдущей тем, что теплоноситель распространяется по трубам с самого верха контура — из расширительного бачка, установленного на верхнем этаже или чердачном помещении.

К минусам стоит отнести то, ради чего многие люди жертвуют эффективностью в пользу эстетики — чтобы скрыть трубы придётся пожертвовать полезным объемом пространства, а в некоторых случаях этого сделать вообще нельзя. Если этажность высокая, так же может потребоваться циркуляционный насос.

Есть еще самый современный и одновременно самый дорогой тип двухтрубной схемы — лучевой (коллекторный). При таком подходе каждый радиатор независим от остальных, что предоставляет большой простор для локальной регулировки температуры.

Такой способ делает возможным подключение теплых полов. Однако необходимость подвода труб к каждой батарее посредством подающих и откачивающих коллекторов существенно увеличивает стоимость таких систем, что и является главным их недостатком. В остальном же, многие специалисты называют такие схемы лучшими.

Котлы на жидком топливе

Стоимость оборудования и монтажа котлов на жидком топливе примерно такая же, как и газовых отопительных приборов. То же касается и уровня КПД, при более низкой отработке жидкотопливных обогревателей. Однако количество грязи, образующейся в результате их работы, самое большое из всех котлов. Каждый визит в котельную чреват испачканными руками и запахом солярки. Не говоря уже о ежегодной чистке оборудования, которое является очень грязной процедурой. Кроме того, приходится учитывать дороговизну жидкого топлива, так как поднялись цены даже на самый дешевый его вариант – отработанное масло. Обычно дизельные котлы используются в качестве резервных источников тепла, или когда все другие теплоносители недоступны.

Отопление с использованием жидкого топлива

Жидкотопливное оборудование правильно устанавливать в зданиях, где применение и газа, и электричества невозможно или просто нецелесообразно (например, электросеть не выдержит такого мощного котла). Его достоинством также можно назвать независимость от электро– и газоснабжения. Хотя недостатки таких котлов обычно перевешивают преимущества:

• для топлива необходимо устройство специального пожаробезопасного резервуара;
• энергоноситель очень дорогой, и данный вариант получается максимально невыгодным;
• выделяются большие объемы продуктов сгорания топлива.

Электрические котлы

Электрическими котлами в системах водяного отопления пользоваться удобно и достаточно выгодно. А еще при этом обеспечивается высокая автоматизация процесса.

Однако скорость нагрева теплоносителя большинством электрокотлов не слишком высока – а если установить более мощное оборудование, может произойти перегрузка электросети.

Расчет системы отопления

Как и все тепловые расчеты, этот при доскональном исполнении довольно сложен. Но мы приведем очень простую методику, позволяющую определить необходимые параметры с достаточно высокой точностью.

Видео

Исходными данными для расчета являются следующие параметры:

1. Площадь отапливаемых помещений. Следует использовать только данные по комнатам, в которых устанавливается отопление, то есть одной или двумя стенами дома контактирующими с улицей.
2. Климатическая мощность. Этот параметр учитывает место расположения частного дома. Так, для южных районов он составляет 0,8-0,95, для центральных регионов – 1,3-1,6, а для северных – 1,6-2,2.

Расчет для помещения площадью 130 метров в квадрате выглядит следующим образом:

Расчет в обязательном порядке включает в себя вычисление количества секций радиаторов. Для этого используются следующие данные:

1. Площадь – учитываются только комнаты, в которых устанавливаются батареи.
2. Число 100 определяется из требования СНиП к мощности одной секции на квадратный метр площади.
3. Площадь составляет 30 метров квадратных.
4. Мощность одной секции батареи составляет 180 Вт.

Расчет системы отопления по указанной методике вполне достоверен и годится для практического применения.

Подсчет тепловых потерь

На этом этапе во внимание принимаются все наружные стены и углы, так как в этих местах отмечаются большие потери тепла. При расчете учитывается толщина стен и тепловое сопротивление материала, из которого они изготовлены.

Для каждого элемента ограждения дома характерны  свои значения тепловых потерь. Например, при температуре -30С через окно с двойным остеклением уходит до 135 Вт на 1 м2. При таких же температурных показателях тепловые потери через двойные сплошные деревянные двери составляют до 234 Вт на 1 м2. Через чердачное перекрытие при -30 градусах теряется до 35 Вт тепла на один квадратный метр. 1 м2 деревянного пола над подвалом лишает помещение 26 Вт тепловой энергии.

Монтаж и подключение оборудования – как установить котел

Обязываются газовые, дизельные и электрические котлы практически одинаковым способом. Дело в том, что практически все настенные модели имеют встроенные циркуляционные насосы и расширительные баки. Наиболее простая и распространенная схема обвязки предусматривает расположение насоса с байпасной линией и грязевиком на обратке. Туда же монтируют и расширительную емкость. Для контроля за давлением используется манометр, а воздуха из котлового контура отводится через автоматический воздухоотводчик. Электрический котел, не оснащенный насосом, обвязывается таким же образом.

Если у теплогенератора имеется собственный насос, а его ресурс также используется на грев воды для ГВС, трубы и элементы разводятся несколько иным способом. Удаление дымовых газов проводится при помощи двустенного коаксиального дымохода, который выходит наружу сквозь стену в горизонтальном направлении. Если в приборе используется топка открытого типа, то потребуется наличие обычного дымоотводного канала, имеющего хорошую естественную тягу.

Обширные загородные дома довольно часто предусматривают стыковку котла и нескольких отопительных контуров – радиаторного, теплого пола и нагревателя косвенного нагрева ГВС. В подобном случае лучшим вариантом будет использование гидравлического разделителя. С его помощью можно добиться качественной организации автономной циркуляции теплоносителя в системе. В то же время он выступает в роли распределительной гребенки для других контуров.

Большая сложность обвязки твердотопливных котлов объясняется следующими моментами:

1. Риском перегревания по причине инертности приборов, так как работает система отопления в частном доме на дровах, которые быстро не гаснут.
2. Когда в бак агрегата поступает холодная вода, обычно появляется конденсат.

Чтобы теплоноситель не перегревался и не закипал, на обратку ставят циркуляционный насос, а на подачу сразу за теплогенератором – группу безопасности. В ее состав входит три элемента – манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан. Особенное значение имеет наличие клапана, так как с его помощью осуществляется сброс лишнего давления в случае перегрева теплоносителя. При использовании в качестве отопительного материала дров защита топки от конденсации жидкости обеспечивается байпасом и трехходовым клапаном: он задерживает воду из сети до тех пор, пока она не нагреется выше +55 градусов. В теплогенераторных котлах желательно применять специальные буферные баки, выполняющие роль тепловых аккумуляторов.

Нередко топочные помещения оснащаются двумя различными источниками тепла, что предусматривает особый подход к их обвязке и подключению. Обычно в таком случае в первой схеме объединяют твердотопливный и электрический котел, синхронно питающие отопительную систему. Второй вариант подразумевает комбинацию газового и дровяного генератора тепла, питающие системы отопления дома и ГВС.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin