Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

По каким признакам могут различаться схемы водяного отопления? Как может быть реализовано отопление многоквартирного или частного дома? Из каких элементов оно состоит? Давайте постараемся разобраться.

Классификация

Начнем с обзора свойств, которыми различаются разные схемы.

Последовательная и лучевая разводки

В первом случае радиаторы монтируются к общему трубопроводу. Последовательная разводка не означает, что каждый радиатор разрывает основной розлив. Напротив — очень часто между его врезками монтируется байпас, позволяющий регулировать температурный режим отопительного прибора независимо от других.

Важно: при установке любой дросселирующей арматуры байпас обязателен. В противном случае мы станем регулировать проходимость не подводки радиатора, а всего контура.

Лучевая (коллекторная) разводка означает, что на подающем и обратном трубопроводе монтируются гребенки с дросселями или вентилями, от которых теплоноситель разводится парой подводок к каждому отопительному прибору. Недостаток такого решения очевиден: расход трубы многократно увеличивается.

Управление температурным режимом делается очень удобным. Из одной точки владелец дома или квартиры может регулировать теплоотдачу каждого радиатора.
Каждая пара ведущих от коллектора труб обслуживает только один отопительный прибор. Раз так — можно обойтись меньшим диаметром трубы, который, в свою очередь, позволяет уложить подводку в стяжку или пространство между лагами чернового пола. Трубы не будут оставаться на виду и портить дизайн помещения.

Однотрубные и двухтрубные схемы

Разницу между ними легче объяснить на примерах.

Типичная однотрубная система отопления — Ленинградка, простая разводка, представляющая собой проложенное по периметру дома кольцо розлива. Отопительные приборы разрывают его или, что правильнее, подключаются параллельно.

Что дает такая реализация отопления?

Дешевизну. Понятно, что одна труба обойдется дешевле двух.
Исключительную отказоустойчивость. Пока теплоноситель циркулирует в контуре — остановка его движения в отдельном отопительном приборе и его разморозка невозможны в принципе.

Цена этих качеств — большой разброс температур на радиаторах, максимально близких к источнику тепла и удаленных от него. Впрочем, теплоотдачу легко выровнять дросселями или варьированием количества секций у батарей. Кроме того, контур должен быть неразрывным: дверь или панорамное окно придется обводить розливом снизу или сверху.

В случае двухтрубного отопления мы прокладываем два независимых розлива — подающий и возвратный. Каждый радиатор представляет собой перемычку между ними.

Важно: балансировка двухтрубного отопления дросселями обязательна. Иначе весь объем теплоносителя пойдет через ближние отопительные приборы; дальние могут быть разморожены. Прецеденты были.

Тупиковые и попутные схемы

В тупиковой разводке подающий розлив достигает дальней точки контура, после чего теплоноситель возвращается к исходной точке по обратке, двигаясь в противоположном первоначальному направлении.

Однако в том случае, если отопительный контур опоясывает по периметру весь дом или квартиру, теплоноситель может вернуть в исходную точку и продолжив движение в том же направлении. В этом случае схема называется попутной.

Разумеется, подразделение по этому признаку возможно только у двухтрубных схем.

Верхний и нижний розлив

Типичная для пятиэтажек советской постройки схема — когда в двухтрубной системе отопления оба розлива расположены внизу, в подвале. Каждая пара соединенных на верхнем этаже стояков служит перемычкой между ними. Это так называемый нижний розлив.

Нюанс: под розливом у профессионалов понимается и направление движения теплоносителя, и труба, по которой он движется к стоякам.

В домах с верхним розливом подающий трубопровод вынесен на чердак. Перемычкой между подающим и обратным трубопроводами служит КАЖДЫЙ стояк.

Какая схема лучше? Трубно сказать однозначно.

При нижнем розливе вся запорная арматура и резьбовые соединения находятся в подвале. Утечки не затопят квартиры.
С другой стороны, запуск циркуляции в отопительной системе усложняется многократно. Завоздушиваются ведь перемычки между парными стояками; а они находятся в квартирах, доступ в которые часто проблематичен.

В случае верхнего розлива все воздушные пробки вытесняются в находящийся в верхней точке подающего трубопровода расширительный бак, откуда воздух стравливается через вентиль или автоматический воздухооотводчик.

Естественная и принудительная циркуляция

Давайте представим себе некий замкнутый объем, заполненный водой. А теперь поместим в него нагревательный элемент любого типа. Что произойдет с жидкостью?

Нагревшись, вода в полном соответствии с законами физики расширится, уменьшит свою плотность. После чего будет вытеснена окружающими ее более холодными и плотными массами в верхнюю часть сосуда.

Именно этот эффект лежит в основе работы гравитационной системы отопления. Как она устроена?

После котла розлив поднимается вертикально вверх, формируя разгонный коллектор. В его верхней точке монтируется воздушник (в случае открытой системы без избыточного давления — расширительный бак открытого типа).
Остальная часть контура проходит с небольшим постоянным уклоном по контуру дома. Остывающая вода проделывает путь через розлив самотеком, отдавая тепло отопительным приборам. Достигнув котла, она повторно нагревается — и далее по кругу.

Такая схема отказоустойчива и энергонезависима, однако имеет ряд недостатков:

Напор в гравитационной схеме невелик, и для обеспечения циркуляции приходится минимизировать гидравлическое сопротивление розлива, завышая его диаметр. Это означает большие расходы и… пожалуйста, придумайте сами антоним к слову «эстетика».
Проложенная не по уровню, а с уклоном труба тоже не добавляет изысканности дизайну помещения.
Наконец, система с естественной циркуляцией прогревает дом весьма долго и после прогрева имеет большой разброс температур в начале и в конце контура.

Принудительную циркуляцию в автономных схемах обеспечивает маломощный циркуляционный насос. В подключенных к центральному отоплению домах он не нужен: перепад давления между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы обычно составляет не менее 2 кгс/см2.

Любопытное решение — схема, построенная как гравитационная, но с врезанным в нее насосом. Причем последний не разрывает основной контур, а врезается параллельно ему. Между врезками розлив снабжается вентилем или обратным клапаном (исключительно шариковым, обладающим минимальным гидравлическим сопротивлением и не требующим большого перепада для срабатывания).

Предложенная схема способна работать в двух режимах:

При наличии электроэнергии насос обеспечивает быстрый и равномерный прогрев всех отопительных приборов. При этом байпас закрыт (вентилем или сработавшим обратным клапаном).
Без электричества открывается байпас, после чего система продолжает работать уже с естественной циркуляцией.

Такая реализация позволит вам обогреть свой дом и не бояться отказа отопительного оборудования из-за отсутствия энергоснабжения.

Оборудование

Итак, мы собираемся своими руками смонтировать водяное отопление. Какие основные элементы будет включать наша схема?

Котел

Наиболее дешевы в эксплуатации бытовые газовые котлы отопления. В Подмосковье затраты на отопление магистральным газом дома площадью 200 м2 не превышают 3000 рублей в месяц.

Котлы могут быть энергозависимыми (с электронным розжигом) и энергонезависимыми (использующими пьезорозжиг и пилотную горелку). Первые заметно экономичнее — пилотная горелка расходует до 20 % общего количества газа.

На втором месте по экономичности — твердотопливные котлы. Уголь и дрова будут прекрасным решением там, где нет магистрального газа. Однако использование твердого топлива подразумевает частые загрузки: в сутки вам придется растапливать котел как минимум дважды.

Есть, впрочем, ряд способов решить эту проблему.

Газогенераторные твердотопливные котлы разбивают процесс сжигания топлива на два этапа. Вначале оно тлеет при ограниченном доступе воздуха, образуя горючий пиролизный газ; потом этот газ дожигается в собственной топке. Газогенераторный котел способен работать на одной закладке не 2-5, а 8-12 часов.
Устройства верхнего горения используют тление тонкого верхнего слоя угля или дров. На угле котел может проработать до 5 суток без обслуживания и чистки.
Простое и универсальное решение — использование теплоаккумулятора (теплоизолированной емкости объемом 300-2000 литров). Работая на полной мощности, котел после растопки нагревает воду в баке. Следующие несколько часов накопленная тепловая энергия постепенно отдается отопительным приборам.

Наконец, соляровые и электрические котлы мало отличаются по расходам на отопление. Они обеспечивают максимальную стоимость киловатт-часа тепла. Кроме того, не везде можно обеспечить требующуюся для отопления электричеством мощность.

Трубы

Их выбор определяется тем, идет ли речь о центральном или автономном отоплении.

Оптимальный материал для ЦО — это стальные трубы нескольких типов.

Черная сталь дешева, однако подвержена коррозии. Кроме того, стальные стояки и подводки требуют больших затрат времени и сил на монтаж. Соединения чаще всего выполняются сваркой.
Оцинкованная сталь защищена цинковым слоем от коррозии; собирать подводку из оцинковки будет правильным ТОЛЬКО на резьбах. Сварка нарушает защитное покрытие, в том числе внутри трубы.
Наконец, прекрасный материал — гофрированная нержавейка. Трубы соединяются компрессионными фитингами с силиконовым уплотнителями и легко гнутся.

Почему именно сталь? Потому, что в системе ЦО вы не защищены от превышения расчетной температуры и гидроударов. Лучше переплатить при монтаже отопления, а не при устранении последствий прорыва грязного кипятка.

А вот автономное отопление подразумевает, что все параметры постоянны и подконтрольны вам. Отсюда и выбор материалов:

Металлопластик с пресс-фитингами.

Важно: компрессионные фитинги с накидными гайками на отоплении и горячей воде лучше не применять. После нескольких циклов нагрева и охлаждения они начинают течь.

Полипропилен. Желательно — армированный: армирование не только увеличивает прочность трубы на разрыв, но и уменьшает ее тепловое расширение.
Сшитый полиэтилен. Помимо прочности, эти трубы обладают еще одним достоинством: они гибки и поставляются в бухтах длиной до 500 метров, что полезно при лучевой разводке с укладкой труб в стяжку.

Отопительные приборы

И здесь стоит разделить центральное и автономное отопление.

В системах ЦО лучше применять стальные трубчатые радиаторы, стальные конвекторы и биметаллические радиаторы. Алюминий нежелателен.

Причем не только с точки зрения прочности: инструкция по применению алюминиевых радиаторов особо оговаривает способность этого металла к ускоренному разрушению в сочетании с медным водопроводом. Металлы образуют гальваническую пару.

Читать еще: Достоинства и недостатки битумной черепицы

Поскольку вы не можете знать, из чего сделаны подводки у соседей — лучше не рисковать.

А вот для автономного отопления алюминиевые радиаторы безоговорочно являются лучшим выбором.

Безопасность

Расширительный бак. Он вмещает избыток теплоносителя при его расширении, сопутствующем нагреву.
Предохранительный клапан — дополнительная страховка от переполнения контура. Клапан срабатывает и сбрасывает избыток теплоносителя, когда его давление достигает заданного порогового значения.
Манометр или термоманометр устанавливаются для визуального контроля параметров.
Автоматический воздухоотводчик или ручной воздушник монтируются в верхних точках контуров и в воздушных карманах.

Заключение

Как обычно, некоторое количество дополнительной информации о применяемых схемах отопления и отопительном оборудовании вы найдете в прикрепленном к статье видео. Теплых зим!

Основные схемы водяного отопления

Разновидности схем отопления

Различают несколько конструктивных моделей водяного отопления. По расположению главных трубопроводов существуют следующие типы схем:

Схема с вертикальными стояками;
Схема с горизонтальными лежаками;
Комбинированная схема.

Компоновка схем вытекает из их названия. Вертикальные стояки отопления проходят через несколько этажей. Горизонтальные лежаки проходят транзитом через помещения одного этажа. Комбинированная схема составлена из двух предыдущих вариантов.

По способу прокладки трубопроводов отопления выделяют два типа систем:

Системы с открытой прокладкой коммуникаций;
Системы со скрытой прокладкой труб – коммуникации прокладываются в материалах строительных конструкций.

Главная классификация схем водяного отопления ведется по способу группирования отопительных приборов. Существует 5 основных видов систем по этому признаку:

Однотрубная;
Двухтрубная;
Коллекторная (коллекторно-лучевая);
Комбинированная;
Водяной теплый пол.

Однотрубная система разводки труб

Однотрубная схема представляет собой группу отопительных приборов (радиаторов, конвекторов), подключенных последовательно к трубопроводу подачи теплоносителя. Обратный трубопровод выходит только из последнего радиатора, имеющего самую низкую температуру в ряду.

Однотрубная схема монтируется в двух исполнениях – с байпасом и без такового. Байпас – перемычка, которая соединяет вход и выход теплоносителя радиатора. По перемычке теплоноситель поступает на выход из прибора, смешиваясь с остывшей водой из радиатора.

Подобная компоновка наиболее экономична по количеству материалов. Главным недостатком ее является то, что каждый последующий радиатор имеет меньшую температуру, чем предыдущий прибор. Схема наиболее пригодна для систем централизованного отопления, имеет один трубопровод, проходящий через помещение.

Однотрубная компоновка применяется и в автономных системах отопления. При этом для качественной работы не рекомендуется устанавливать на одну ветку более 5 приборов с количеством секций от 4 до 10 штук.

Монтаж системы без перемычки подразумевает невозможность отключения отдельного прибора в цепочке без выключения всей цепи.

Двухтрубная попутная схема системы отопления

Двухтрубная схема является наиболее качественной с точки зрения управления. В ней отопительные приборы подключены к трубопроводам параллельно. Этот принцип дает удобство в регулировании температуры, позволяет отключить отдельные приборы для профилактики и ремонта.

Часть теплоносителя из подающего трубопровода поступает в радиатор, основная масса движется в последующие отопительные устройства. Этот тип обвязки применим для автономных и централизованных систем отопления. Установка термостатических головок может полностью автоматизировать процесс управления отоплением.

Коллекторно-лучевая схема отопления

Коллекторная схема – модификация двухтрубной системы. К распределительным коллекторам подсоединяются трубы подачи и возврата теплоносителя, которые лучами расходятся к отопительным приборам.

Схема отличается эффективной регулировкой и независимостью каждого радиатора. Управление имеет двухступенчатую структуру, производится на распределительных коллекторах и непосредственно на приборах отопления.

По количеству материалов монтажа (по протяженности трубопроводов) схема является самой содержательной из всех (кроме теплого пола). При подключении большого количества радиаторов к коллекторам последние (в ряду подключения) работают с меньшей эффективностью из-за потери давления в коллекторе по направлению к последней точке подключения. Коллекторная схема в основном применяется в автономных системах.

Система напольного водяного отопления

Напольное отопление в последние десятилетия пользуется большой популярностью. Оно обеспечивает комфортное ощущение тепла, не требует установки отопительных приборов, отсутствуют открытые участки труб.

Трубопроводы без соединения укладываются на слои тепловой и гидроизоляции, заливаются бетонным раствором. На бетонный раствор укладываются материалы наружного покрытия пола. В качестве покрытия нельзя применять паркет, изделия на древесной основе, имеющие малую теплопроводность. Теплоноситель циркулирует по трубам и нагревает пол, монолит которого становится отопительным прибором.

Управление полами производится на узле циркуляции. Узел состоит из распределительных коллекторов, к которым подключены контуры полов, циркуляционного насоса и термостатического смесителя.

Вода в контурах полов обычно имеет температуру около 50 градусов Цельсия. Такая температура обеспечивается работой термостатического смесителя. Смеситель подмешивает холодную воду из обратного трубопровода в коллектор подачи. При отсутствии термостатического смесителя высокая температура сделает поверхность пола излишне горячей.

Трубы укладываются двумя способами – рядами и улиткой. Способ укладки улиткой считают более эффективным, температура пола более равномерна по всей поверхности. Рекомендуемая длина одного контура – 80 метров.

Сооружение водяного теплого пола разрешено только в автономных системах с независимым теплогенератором (котлом). В централизованном отоплении подключать теплые полы запрещается из-за высокого гидравлического сопротивления контуров. Сопротивление вносит в общую схему дисбаланс и ущемляет других потребителей тепла.

Функционал и реализация водяного отопления

На территории нашего государства самым популярным видом обогрева жилища является водяное отопление, как традиционный и наиболее рациональный вариант. Его высокая популярность обусловлена относительно доступной ценой материалов, из которых собрана система, и топлива, роль которого в большинстве случаев выполняет природный газ.

Как функционирует?

Принцип работы водяного обогрева примечателен своей простотой. Для такого отопления характерна замкнутая система, основными элементами которой являются трубы, радиаторы и нагревательный котел.
Теплогенератор разогревает теплоноситель (воду, гликолевый раствор), а тот, в свою очередь, по трубам перетекает к радиаторам, установленным в отапливаемых помещениях.

Горячие батареи за счет теплоотдачи прогревают воздух, и в комнатах устанавливается комфортная температура. После остывания жидкость возвращается к котлу, где ее температура поднимается, и цикл повторяется снова и снова.

Тип циркуляции

Как говорилось ранее, водяное отопление функционирует за счет передвижения теплоносителя по системе. Сейчас мы рассмотрим существующие виды циркуляции воды, имеющие принципиальные отличия, которые необходимо учитывать при выборе схемы.

Естественная (гравитационная)

В данном случае процесс обогрева заключается в разных плотностях горячего и холодного теплоносителя.

Подогретая жидкость теряет свою плотность и уменьшается в весе, поэтому выталкивается вверх, протекая по трубопроводу. Отдав тепло и снизив температуру, вода становится плотнее, опускается вниз и уходит обратно в котел.

К достоинствам естественной системы водяного отопления можно отнести ее автономность, так как она не нуждается в электричестве, и очень простую конструкцию.

Если говорить о недостатках, то здесь потребуется внушительное количество труб с большим диаметром, иначе процесс гравитации будет нарушен, а современные радиаторы с небольшим сечением просто не смогут состыковаться с магистралью. Также при монтаже трубопровода необходимо обеспечивать уклон от 2°, что будет способствовать корректной работе системы.

Принудительная

Перетекание воды по трубопроводу происходит при помощи циркуляционного насоса. Избыточная масса теплоносителя, которая образуется после нагрева, отводится в бачок расширения (в большинстве случаев закрытой конструкции), что предотвращает испарение жидкости.

Это правило особенно касается тех случаев, когда в качестве теплоносителя используются гликолевые составы. Давление в принудительных обогревательных системах обязательно контролируется при помощи манометра.

Преимущества такой системы водяного отопления весьма очевидны и заключаются в небольшом объеме теплоносителя при малом расходе труб, диаметр которых уступает предыдущему варианту.

Также здесь появляется возможность устанавливать желаемую температуру нагрева радиаторов, которые могут быть абсолютно любого типа. Недостатком является зависимость от подачи электроэнергии, без которой невозможна работа насоса.

Оборудование

Водяное отопление будет надежным и эффективным только в том случае, если все его детали правильно подобраны, а монтаж выполнен грамотно. В данном случае элементы системы должны взаимодействовать между собой и подходить друг к другу по типу.

Котел

Выбор основного отопительного прибора обусловлен топливом, которое будет использоваться для обогрева дома. По своему типу котлы бывают:

газовыми;
электрическими;
жидко- и твердотопливными;
комбинированными.

Самыми экономичными по праву считаются приборы, работающие на природном газе, однако они требуют проведения магистрали и постоянного контроля специальными службами.

Полной независимости от центральной энергосистемы можно добиться при помощи твердого или жидкого топлива, но придется смириться с заботами по заготовке и хранению энергоресурсов.

Электрический котел наименее востребован, так как он потребляет много энергии и, как следствие, тянет за собой большие расходы на отопление. В данном случае лучше устанавливать радиаторы, которые напрямую преобразовывают электричество в тепло.

Мощность агрегата выбирают согласно площади помещения, которое будет обогреваться при помощи системы водяного отопления. Подбор производят при усредненном соотношении 1 кВт:10 м², при этом высота стен должна быть не более 3 м. Также нужно брать во внимание степень теплоизоляции помещения, размер оконных рам и наличие сторонних точек потребления тепла.

Магистрали

Традиционные трубы для контура, легко поддающиеся коррозии, все чаще уступают место изделиям, у которых отсутствует такой существенный недостаток. На их смену пришли образцы из оцинкованных металлов и нержавеющей стали.

Самым надежным вариантом по праву считаются медные детали, устойчивые перед резким перепадом давления и температурных показателей. Они не ржавеют и легко прячутся в стену. Единственным их недостатком является высокая стоимость материала, который считается представителем премиум сегмента.

Трубы из металлопластика отличаются длительным сроком эксплуатации. Они обладают отличной прочностью, устойчивы к проявлениям коррозии, не накапливают осадки на внутренних стенках, их монтаж прост, а работы по установке проводятся быстро.

Недостатком является высокий коэффициент линейного расширения при температурных перепадах, что может привести к повреждению.

Разводка

Водяное отопление частного дома можно смонтировать по-разному, в зависимости от того, какие виды функций на него возлагаются. Существует две схемы:

Читать еще: Типы антифризов для отопления

Один контур

Первый тип рассчитан только на обогрев помещения. Он включает в себя одноконтурный котел с воздушной вытяжкой, однотрубную разводку и батареи с необходимым количеством секций.

Для обеспечения подачи горячей воды, которая используется в хозяйственных нуждах, можно устанавливать две такие конструкции одновременно. Так, одна из них будет отапливать дом, а вторая отвечать исключительно за ГВС. Это практичное решение, так как в теплое время года нет смысла обогревать жилище ради получения теплой воды для душа или кухни.

Данная конструкция очень проста в сборке и доступна по цене. Она подходит для домов с небольшой площадью (до 100 м²). Это и объясняет ее популярность среди владельцев небольших дач. Одноконтурное водяное отопление можно усовершенствовать путем установки циркуляционного насоса, регуляторов температуры на батареях и двухтрубной разводки.

Два контура

Такой принцип разводки предусматривает одновременную подачу горячей воды и обогрев площади. Подходит для домов, где живет не более 4 человек.

Стоит учитывать, что здесь подойдет водопроводная или умягченная вода. Жесткая жидкость из скважины может повредить оборудование системы, поэтому не может быть использована.

Тип системы

Ознакомившись со способами циркуляции теплоносителя по магистралям, стоит знать, что контур системы водяного отопления может быть однотрубным, двухтрубным и коллекторным. Рассмотрим все три варианта более подробно.

Одна труба

В данном случае вода последовательно передвигается от радиатора к радиатору, при этом по дороге теряя температуру, отчего каждая следующая батарея будет холоднее.

Это негативно сказывается на достижении комфортного климата в комнатах.

Две трубы

Для такой схемы характерно более качественное отопление помещений. Здесь предусмотрен монтаж двух труб, которые подведены к каждому радиатору. Одна из них снабжает батареи горячим теплоносителем, а вторая отводит остывшую воду обратно к котлу, таким образом, потери тепла будут минимальными.

Коллектор

Самый эффективный вариант, при котором обязательным элементом является коллектор, отдельно подводящий трубу с горячей водой к каждому обогревательному элементу. Другая труба возвращает остывший теплоноситель обратно.

Учитывая такую особенность можно проводить ремонт и устанавливать температуру каждого радиатора отдельно, не выводя из эксплуатации весь контур. К сожалению, здесь значительно увеличивается расход труб и возникает необходимость проведения работы по установке коллекторного шкафа.

Отличительные характеристики

Если проводить сравнение с воздушным и электрическим обогревом, то водяное отопление прочно заняло лидирующие позиции благодаря многим факторам. В первую очередь, это доступная цена на материалы, работу и эксплуатацию системы, включая оплату за потраченный энергоресурс, чем не могут похвастаться остальные виды обогрева домов.

Здесь мы можем отметить высокую теплоотдачу отопительных элементов, способствующую равномерному прогреванию комнат и установке комфортного климата. Также немаловажен тот факт, что теплоноситель можно подогревать при помощи любого вида топлива, что невозможно при электрическом обогреве.

Все работы по установке водяной системы легко выполняются своими руками и это тоже огромный плюс. С воздушными магистралями дела обстоят сложнее и, скорее всего, придется обращаться за помощью к специалистам.

Отопление частного дома: виды, схемы, выбор основных элементов системы

Любой обладатель загородной недвижимости рано или поздно сталкивается с необходимостью создания комфортных условий проживания. Водяное отопление загородного дома — это достаточно простая система, однако существует множество различных вариантов ее реализации. Причина в том, что она должна быть не только надежной и простой в управлении, но и экономичной и эффективной. Поэтому при ее создании важно правильно выбрать ее тип и все входящие в нее элементы.

Содержание

Виды систем отопления частного дома

Система водяного отопления частного дома может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

Открытая система состоит из нагревательного котла, радиаторов и расширительного бака. Все элементы соединены между собой трубами. Горячая вода, нагретая котлом, по стояку поднимается вверх к подающей трубе и под действием силы тяжести самотеком растекается по батареям.

Движение воды обеспечивается за счет разности плотности горячей (нагретой котлом) и холодной (отдавшей тепло в радиаторах) воды. Расширительный бак необходим для компенсации увеличения объема воды при нагревании. При этом бачек применяется открытого типа для снижения гидравлического сопротивления.

Водяное отопление в частном доме без насоса — энергонезависимо. Ему нужен только источник топлива, на котором работает котел.

Недостатков же у этой схемы много и все они связаны с гравитационным принципом работы. Вот некоторые из них:

медленный прогрев;
необходимость устанавливать расширительный бак в самой высокой точке системы при этом котел должен быть в самой низкой точке;
постоянное испарение теплоносителя из расширительного бака (так как он сообщается с атмосферой);
сложность балансировки;
невозможность устройства теплых полов и пр.

Устранить такой недостаток как высокая инертность и повысить производительность можно установкой циркуляционного насоса. Он подключается по схеме с байпасом, который обеспечивает два режима работы. Такая отопительная система дома может работать как при гравитационном принципе циркуляции теплоносителя, так и при принудительной прокачке. Однако все остальные ее недостатки сохраняются.

Несмотря на энергонезависимость открытой чаще всего делают выбор в пользу закрытой системы. От открытой она отличается наличием циркуляционного насоса и применением герметичного расширительного бака.

Циркуляция теплоносителя осуществляется по средствам специального насоса. Поэтому отсутствуют ограничения по установке элементов (определенный уклон труб и расположение элементов и пр.), возможно устройство водяных теплых полов, вся разводка становится более компактной и занимает меньше места.

Схемы отопления загородного дома

Закрытая система отопления частного дома может реализовываться различными способами в зависимости от этажности и площади, а также от вида обогревательных приборов. Наибольшее распространение получили однотрубная, двухтрубная, лучевая схема и их комбинация.

Однотрубные системы отопления представляют собой схему, при которой подача и обратка радиаторов подключены к одной трубе.

Достоинство данной схемы в том, что она компактна, проста в монтаже и не требует большого расхода материала. Главным недостатком является то, что чем дальше радиатор отстоит от котла, тем меньше тепла он отдает помещению, т.к. в него попадает более холодная вода, чем в предшествующие.

Для устранения этого недостатка требуется точный расчет отопления дома, т.е. трубопроводов (по диаметру труб) и обогревательных приборов (количество секций) при проектировании. Однако часто сбалансировать однотрубную схему очень сложно.

Недостатков лишена двухтрубная система отопления частного дома. В этой схеме подача теплоносителя в радиаторы производится из трубы подачи, а слив остывшей воды осуществляется в трубу обратка.

Таким образом все нагреватели получаются подключены параллельно, и обеспечить одинаковую теплоотдачу обогревательных приборов значительно проще. Для этой цели применяются терморегуляционные вентили.

Обе схемы могут использоваться в домах различной этажности. В зависимости от количества радиаторов на этаже может применяться горизонтальная или вертикальная разводка.

Двухтрубная система отопления одноэтажного дома небольшой площади должна иметь горизонтальную разводку. Для многоэтажного следует предпочесть вертикальную схему расположения стояков. Такой вариант позволит более равномерно распределить тепло по всем помещениям, благодаря более простой балансировке.

Эффективное отопление дома достигается за счет применения лучевой (коллекторной) схемы. В ней каждый радиатор подключается индивидуально. По этой же схеме работает водяной теплый пол.

Коллекторная система отопления частного дома более затратная в монтаже, чем предыдущие, но они с лихвой окупаются на экономии в эксплуатации. Дело в том, что можно точно настроить не только всю систему, но и каждый радиатор в отдельности. Таким образом в нежилых помещениях легко поддерживать небольшую температуру, тем самым значительно снизить потребления топлива для котла.

Выбор котла

Котлы отопления для частного дома можно разделить на несколько групп по типу используемого топлива, мощности, способа установки и функциональных возможностей. Учитывая их разнообразие выбор того или иного типа необходимо осуществлять из особенностей эксплуатации и вида системы обогрева.

По типу потребляемого топлива выделяют электрические, дизельные, твердотопливные и газовые. Нагревательные котлы перечислены в порядке снижения затрат на энергоносители, т.е. газовые самые экономичные. Естественно, что выбор в пользу того или иного типа в первую очередь зависит от этой характеристики.

Несмотря на то, что отопление в своем доме можно создать, используя любой источник энергии, чаще всего имеется доступ к газу. По этой причине отопительный газовый котел более всех пользуется популярностью. Поэтому именно эту группу мы рассмотрим более подробно.

Газовые котлы для отопления могут быть двух типов исполнения напольные и настенные.

Напольные обладают большой мощностью и способны обогреть дом площадью более 150 кв.м. По устройству они более просты и могут работать как в системе гравитационного, так и закрытого типа. Большинство моделей энергонезависимы, т.е. не требуют подключения к электричеству.

Настенные котлы отопления обладают меньшей мощностью и более компакты. Они имеют эстетичный внешний вид и могут быть установлены в любом месте. В основном они предназначены для использования в закрытой схеме. По этой причине настенные газовые котлы уже снабжены циркуляционным насосом, расширительным баком и всей необходимой автоматикой. Они энергозависимы, но благодаря электронному управлению способны полностью автоматизировать обогрев загородного дома.

Они могут быть с открытого и закрытого типа. Разница между ними в том, что с открытой камерой для работы берут воздух из помещения. Это накладывает требования по вентиляции и устройству дымохода. Котлы с закрытой камерой сгорания снабжены специальным вентилятором (турбиной), благодаря которой воздух нагнетается с улицы, а отработанные газы удаляются через коаксиальный дымоход, который очень прост в установке.

Настенный газовый котел может быть одноконтурный и двухконтурный. Одноконтурный работает только на обогрев помещения. Двухконтурные газовые котлы обеспечивают еще и горячее водоснабжение. Однако они хорошо справятся с задачей если имеется не более 2-х потребителей г.в.

Читать еще: О температуре горения и теплотворности дров

Если же число точек водоразбора, которые могут использоваться одновременно больше, то целесообразно выбирать одноконтурный котел и устанавливать бойлер косвенного нагрева. Бойлер — это бочка в которой установлен змеевик, через который циркулирует теплоноситель и тем самым нагревает воду.

Самой важной характеристикой газового котла является его мощность. Проектирование отопления дома начинают с расчета мощности котла с учетом множества параметров. Однако при высоте потолков до 3 м и хорошем утеплении стен и кровли можно руководствоваться простым правилом: 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 кв.м. площади дома.

Расширительный бак и циркуляционный насос

Расширительный бак необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя при нагревании. Так для воды, при нагреве до температуры 80 градусов ее объем увеличивается примерно на 5 %. Поэтому необходимо устанавливать расширительный бачек, при чем для открытой и закрытой системы применяются различные конструкции.

Бачек для открытой системы представляет собой емкость, объем которой полностью используется для заполнения теплоносителем при его расширении. Поэтому его объем должен составлять примерно 7% от общего объема теплоносителя.

Система отопления частного дома с насосом подразумевает применение герметичного бачка. Такие емкости конструктивно разделены на 2 части эластичной мембраной, с одной стороны которой находится воздух под давлением обычно 1,5 атмосферы, а с другой теплоноситель. В этом случае бак необходим объемом 10 – 12% от общего объема.

Выбор циркуляционного насоса осуществляют на основе расчетных значений расхода и напора. Расход – объем жидкости за единицу времени который должен прокачать насос. Напор – это гидравлическое сопротивление, которое должен преодолеть насос.

Формула для расчета расхода:

Q=0,86 x P / dT,

где Q – расчетный напор, P – тепловая мощность (мощность котла), dT – перепад температур между подачей и обраткой (обычно 20 градусов).

Формула для расчета напора:

H=N x K,

где H – величина напора, N – количество этажей с учетом подвала, K – коэффициент усредненных гидравлических потерь, принимается 0,7 – 1,1 для двухтрубных систем, 1.16 – 1,85 для лучевых схем.

Приведенные формулы это расчет системы отопления для частного дома приближенного характера, для точных вычислений характеристик необходимо использовать специальные методики, которые позволяют учесть все возможные факторы и точно определить режимы работы.

Трубы и автоматика

Системы отопления и водоснабжения коттеджей и дач имеет не высокую температуру теплоносителя обычно до 90 градусов. Поэтому для соединения всех отопительных приборов может применяться любой тип труб: стальные трубы, металлопластиковые, полипропиленовые.

Стальные прочны и долговечны. Однако их использование сопряжено со сложностью монтажа, выполнить который без навыков сварных работ невозможно. Кроме того, чтобы они не портили внешний вид помещения их необходимо периодически красить.

Металлопластиковые трубы пользуются большой популярностью. Монтаж системы отопления загородного дома с их помощью очень прост, особенно если применять резьбовые фитинги. Однако, как показывает практика, за счет сезонных перепадов температур зажим фитинга может ослабнуть и вызвать утечку теплоносителя. Поэтому места соединений необходимо регулярно проверять на утечки.

Полипропиленовые трубы (армированные) лишены недостатков стальных и металлопластиковых. Они монтируются с помощью сварки, что делает соединения очень прочным и долговечным, при этом сделать это можно своими руками даже не обладая опытом проведения подобного рода работ.

Важнейшем элементом являются воздухоотводчики. Это простые механические приборы, которые позволяют устранить воздух из системы, который блокирует ее работу. Другое их название — кран Маевского. Эти устройства необходимо устанавливать не только в самой верхней точке, но и на распределительных коллекторах и отопительных приборах.

В случае если для обогрева помещения применяются радиаторы отопления, то на каждый целесообразно установить терморегуляционный вентиль. С его помощью можно точно задать требуемую температуру.

Отопление частного дома теплыми полами

В качестве нагревательных элементов могут применяться радиаторы или теплые полы, а также их комбинация. Довольно часто делают комбинированное отопление дома, т.е. первый этаж обогревают теплыми полами, а второй батареями.

Отопление теплым полом имеет ряд достоинств:

позволяет создать более равномерный прогрев помещения, тем самым климатические условия становятся более комфортными, а система становится более простой;
радиаторы должны быть установлены вдоль всех наружных стен, что не всегда предусматривает планировка, в тоже время как теплые полы лишены данного ограничения;
простота регулировки.

Однако при всех достоинствах монтаж теплых полов более трудоемкий и дорогостоящий. Основной вклад вносят затраты на материалы и работу.

Принципиально эта система не сильно отличается от традиционной. Главное различие заключено в необходимости монтажа специального смесительного и распределительного коллекторов.

Дело в том, что температура воздуха теплого пола обычно не превышает 35 градусов, в то время как котел дает температуру теплоносителя более 50 градусов. Смесительный коллектор предназначен для решения трех задач:

задания невысокой температуры теплоносителя благодаря смешению горячего с остывшим;
распределение воды по контурам;
обеспечение циркуляции.

Система теплого пола строится по лучевой схеме. Благодаря чему, она очень проста в настройке и регулировки, что в свою очередь упрощает создания комфортных условий и одновременно позволяет экономить на отоплении.

Рассмотренные варианты создания системы обогрева могут быть применены для дома любой площади и этажности. Важно найти компромисс между требуемыми климатическими факторами, стоимости элементов, сложности обслуживания и затратами на энергоносители. Если правильно соотнести все выше перечисленные параметры, то в доме всегда будет тепло и уютно, а затраты на отопление не сильно обременят семейный бюджет.

Основные схемы водяного отопления

Разновидности схем отопления

Схема с вертикальными стояками;
Схема с горизонтальными лежаками;
Комбинированная схема.

По способу прокладки трубопроводов отопления выделяют два типа систем:

Системы с открытой прокладкой коммуникаций;
Системы со скрытой прокладкой труб – коммуникации прокладываются в материалах строительных конструкций.

Однотрубная;
Двухтрубная;
Коллекторная (коллекторно-лучевая);
Комбинированная;
Водяной теплый пол.