Отопление дома – какие бывают системы обогрева и схемы разводки

Узнайте о топливе применяемом для получения тепловой энергии.

Что нужно для сборки – 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.

Можно ли обогреть дом солнцем

Несмотря на передовые технологии и инновации, до сих пор полноценное отопление гелиосистемами не представляется возможным. Причина проста. Солнце светит только днем. Ночью солнечное излучение отсутствует. Соответственно солнечные коллекторы для отопления будут работать исключительно в светлое время суток. Хотя в пасмурную погоду гелиопанели продолжат работать, теплоотдача существенно уменьшится.

На теплоэффективность во многом влияет интенсивность ультрафиолетового излучения. В районах крайнего севера мощность и теплоотдача солнечного коллектора будет меньшей, чем в регионах с умеренным климатом.

Отопление на солнечных батареях используется исключительно как дополнительный источник тепла. Принцип работы коллектора основан на преобразовании ультрафиолетового излучения в тепловую энергию.

Получаемое тепло направляется в аккумулирующий бак, буферную емкость, установленную внутри здания. В воздушных системах жидкостный теплоноситель отсутствует. В помещение, при помощи вентиляторов нагнетаются разогретые воздушные массы.

Если учесть, что эффективность гелиоколлекторов зимой существенно снижается, автономное отопление дома требует правильных расчетов. Специалисты рекомендуют на этапе планирования установить в здание источник тепла на традиционных энергоносителях (газ, дрова, пеллеты, уголь, дизтопливо, электричество), способный удовлетворить потребность здания в обогреве и ГВС на 100%. Гелиосистема будет использовать солнечную энергию и частично компенсировать затраты с разной эффективностью, в зависимости от месяца года.

Чтобы определить стоит ли устанавливать альтернативное отопление частного дома, стоит обратить внимание на существующие преимущества и недостатки солнечных коллекторов. При составлении таблицы плюсов и минусов, нужно учитывать реальные отзывы о гелиосистемах оставленные пользователями:

  • Недостатки — главным минусом остается высокая стоимость (стоит отметить, что с появлением коллекторов российского производства, солнечные системы отопления стали экономически доступнее). Существует еще несколько минусов:
    1. сезонность — солнечные коллекторы с вакуумными термотрубками эффективны до температуры окружающей среды –50°С. Вакуумный гелиоколлекторы продолжат работать до тех пор, пока антифриз в теплообменнике не замерзнет. Солнечные панельные коллекторы работают при температуре до –25°С.
    2. зависимость от электричества — всесезонные системы работают с принудительной циркуляцией теплоносителя. При отключении напряжения теплоноситель может закипеть.
    3. долгая окупаемость — в случае отопления, работа коллектора большую часть осуществляется при отрицательных температурах. Теплоэффективность гелиосистемы снижается. Время окупаемости увеличивается до 6-7 лет.
  • Преимущества — рекордно низкие температуры в средних широтах редки. На весь отопительный сезон приходится не более недельного периода, когда коллекторы перестают работать. При правильном подборе оборудования и расчетах удастся подобрать готовое решение, способное по максимуму компенсировать потребности жилого здания в тепле. Для средних широт компенсация энергозатрат достигает 20-30%. Дополнительные плюсы:
    1. срок эксплуатации от 30 до 50 лет;
    2. присутствует антивандальная и противоградовая защита;
    3. гелиопанели выдерживают шквалы ветра.

Выше описаны общие преимущества и недостатки для любой системы отопления частного дома от солнечной энергии. У каждого типа гелиоколлекторов, воздушных и жидкостных, есть присущие им особенности, влияющие на окупаемость автономного обогрева.

Варианты отопления частного дома

Схематическое изображение отопительной системы дома

Можно выделить основные виды топлива (энергии), которое может использоваться для отопления:

  • кокс, дрова уголь (твердотопливные материалы);
  • газ;
  • бензин, дизельное топливо (жидкотопливные материалы);
  • электричество (её генерируют и солнечные батареи в том числе).

Традиционные виды топлива (кокс, уголь, дрова) считаются устаревшими морально. К тому же, их использование ограничено фактически невозможностью автоматизации процесса отопления. Обычная дровяная печь, например, требует “заправки” дровами один раз в 6-7 часов, более совершенные пиролизные котлы, работающие без остановки 10-12 часов.

Газ – на сегодняшний момент наиболее дешёвое топливо (по крайней мере, для жителей России), однако его использование в отдалённых населённых пунктах не всегда возможно из-за банального отсутствия газопровода.

Если подключиться к магистральному газопроводу нельзя, всё равно есть возможность автономно отапливать дом газом при помощи газгольдера!

Проводить отдельную ветку в малый населенный пункт – экономически нецелесообразно. Именно по этой причине Россия, лидирующая по мировым запасам газа, не входит даже в первую двадцатку стран по уровню газификации территории (и это вполне объясняется объективными причинами).

Читайте также:  Как сделать бойлер для горячей воды своими руками по чертежу

Жидкое топливо имеет два существенных недостатка:

  1. дороговизна;
  2. опасность использования.

Впрочем, если в качестве теплоносителя при использовании для нагрева жидкого топлива брать автомобильный антифриз, то можно существенно сэкономить. Дело в том, что такой теплоноситель нагревается чрезвычайно быстро, удерживая тепло несколько суток. В целом, если произвести расчёт исходя из площади дома, то использование жидкого топлива иногда даже полностью экономически целесообразно (правда, подойдёт далеко не каждый тип антифриза).

Электричество – самый удобный в плане технической реализации вид теплоносителя, однако стоит оно дорого, да и подорожания происходят регулярно. Многие могут привести пример солнечных батарей. Однако тут надо учитывать такой фактор: безусловно, загородный дом в этом случае сможет отапливаться самостоятельно.

Стандартная солнечная батарея на крыше дома

Но стоимость солнечных коллекторов очень высока, причём, эксплуатационный их срок обычно не превышает 7-8 лет. Да и большая часть территории России лежит в умеренной климатической зоне с относительно небольшим количеством солнечных дней в году.

Водяное отопление. Принцип действия. Элементы конструкции.

Схема представляет собой замкнутый контур, выстроенный вокруг нагревателя – котла. В качестве элементов теплоотдачи используются водяные радиаторы. Вода, нагреваясь в котле примерно до температуры 75°С, поступает в контур отопления. Отдавая тепло в окружающий воздух с помощью радиаторов, остывшая вода поступает опять в котел, для дальнейшего нагрева. Далее, цикл повторяется.

В зависимости от вида топлива котлы подразделяются на:

  • газовые,
  • твердотопливные,
  • на жидком топливе,
  • электрические.

Газовые котлы самые популярные. Это связано с их экономичностью и относительной дешевизной природного газа. Ассортимент моделей позволяет подобрать котел на любой вкус, для решения любой поставленной задачи. Недостатки – установку и монтаж котла может осуществлять только специализированная организация. Второй недостаток – ваш район должен быть газифицирован, использовать газ в баллонах очень дорого.Твердотопливные котлы топятся углем, торфом, паллетами. Минус очевиден – топливо надо постоянно загружать и где-то хранить. Но если газа нет, то и выбор уменьшается.Котлы на жидком топливе имеют ряд серьезных недостатков. Главный – стоимость топлива. И с каждым днем стоимость растет. Кроме того, при сгорании топлива выделяется весьма ощутимый запах. Для хранения требуется специальный резервуар.

Возможно, при выборе котла вам поможет таблица теплотворности разных видов топлива.Электрические котлы – подключаются к централизованной электрической сети. Недостатком является высокая по сравнению с газовым котлом стоимость топлива.

Несколько слов о том какая мощность котла вам потребуется. Если не хочется вдаваться в громоздкие расчеты, то ее можно оценить, используя таблицу.

Площадь дома, кв. м.     Мощность котла, кВт60-200                                 до 25200-300                                25-35300-600                                35-60600-1200                              60-100

Существуют модели котлов, которые могут использовать несколько видов топлива. Например, газ и устройства магистрали (контура), по которой будет циркулировать вода, используют стальные, нержавеющие и полипропиленовые трубы. Последние стали безусловным дешевы, с завидной термостойкостью и прочностью, достаточной для устройства отопления в жилом доме. Приобретать лучше армированные полипропиленовые трубы, они прочны и обладают меньшим коэффициентом линейного расширения при нагреве, а значит, не деформируются в процессе службы.

Радиаторы водяного отопления бывают:

  • чугунные,
  • стальные,
  • алюминиевые,
  • биметалличесие.

Чугунные – самый заслуженный вид радиаторов. Нагреваются они медленно, но тепло держат хорошо. Очень тяжелые, хрупкие и несколько дороже стальных, но срок службы до 50 лет и не боятся ржавчины.Стальные – бюджетный вид радиаторов. Обладают высоким КПД и низкой ценой. Быстро прогреваются. Минус – боятся коррозии.Алюминиевые радиаторы – легкие, монтируются на менее прочных кронштейнах, по сравнению с чугунными и стальными. Быстро прогреваются, а по теплоотдаче превосходят другие отопительные приборы. Дешевизна и современный дизайн привлекают массу сторонников этого вида радиаторов. К недостаткам отнесем малый срок службы (до 15 лет), боязнь коррозии и гидроудара.

Биметаллические – объединяют прочность стальных радиаторов и теплоотдачу алюминиевых. Представляют собой трубчатую конструкцию из стали, иногда усиленную стальным каркасом, на которой помещается алюминиевая оболочка. Быстро прогреваются, хорошо отдают тепло, держат гидроудар, богатство современного дизайна, легкость монтажа – вот перечень их достоинств. Минус – высокая цена.

Самое эффективное отопление: какое самое лучшее отопление для обогрева загородного дома в советах профессионалов

Для каждого дома лучше всего подходит свой тип отопления.

Какое отопление выбрать для частного дома либо коттеджа? При выборе того или иного способа отопления частного дома мы руководствуемся целым рядом факторов, среди которых можно выделить наиболее весомые:

  1. Финансовая составляющая, включающая в себя стоимость монтажа, обслуживания, эксплуатации и топлива.
  2. Возможность накопления отопительного материала.
  3. Возможность применения альтернативных вариантов отопления (при отключении электричества, перебоях с газоснабжением и т.д.).

Оптимальное сочетание приведенных выше факторов позволяет выявить наиболее эффективное отопление, которое можно применить в каждом конкретном случае для обогрева частного дома.

Какое отопление выбрать для загородного дома? Для того, чтобы каждый читатель смог найти ответ на данный вопрос, мы кратко приведем описание наиболее распространенных и эффективных схем устройства системы отопления.

Водяное отопление

Данный тип отопления относится к категории наиболее простых и надежных. Принцип действия водяного отопления основывается на нагреве воды, осуществляемом при помощи котла, и ее последующем распределении к комнатным радиаторам благодаря системе трубопроводов.

Читайте также:  Как выбрать котел - выбор котла отопления

Использование циркуляционного насоса обеспечивает постоянную циркуляцию воды в этой замкнутой системе. Теплоносителем в водяной системе отопления, как правило, выступает вода либо антифриз, а котел может работать на каменном угле, дровах, природном газе, керосине и прочих видах топлива.

Водяное отопление включает в себя следующие основные элементы: котел, трубопроводы, батареи, расширительный бачок, циркуляционный насос, манометры, запорная арматура, автоматические воздухоотводчики, предохранительные клапаны.

Трубопроводы, применяемые для устройства водяного отопления, могут быть изготовлены из различных материалов:

  1. Сталь.
  2. Медь.
  3. Полимерные материалы.

Стальные трубопроводы, в отличие от нержавеющих либо оцинкованных, характеризуются низким значением коррозионной стойкости. Медные трубопроводы отличаются высокой надежностью и способностью выдерживать высокую температуру и давление.

Трубопроводы, изготовленные из полимерных материалов, довольно прочны, исключают образование осадка на внутренних поверхностях, обладают высокой стойкостью к коррозии.

Их недостатком является наличие большого коэффициента теплового расширения, способствующего образованию течей.

Самое эффективное отопление: какое самое лучшее отопление для обогрева загородного дома в советах профессионалов

Таким образом, самое эффективное водяное отопление коттеджа либо частного дома можно устроить с применением медных трубопроводов. Такого мнения придерживается подавляющее большинство специалистов.

Единственный недостаток изготовленных из меди трубопроводов — сравнительная дороговизна, которая компенсируется абсолютной надежностью и способностью прослужить несколько поколений.

Схема водяного отопления. Нажмите для увеличения.

Разводка трубопроводов внутри помещений может быть выполнена однотрубной, двухтрубной либо коллекторной.

Вариант с применением двухтрубной системы — самое эффективное (для индивидуальных домов) отопление, позволяющее свободно производить регулировку температуры внутри каждого помещения.

Данный тип разводки предполагает подвод холодного и горячего трубопроводов к каждому радиатору. Распределение трубопроводов может быть осуществлено звездообразно либо в виде «шлейфа».

Коллекторная разводка предполагает подведение к каждому отопительному прибору от общего коллектора подающего и обратного трубопроводов.

Коллекторные системы отличаются высокой степенью универсальности благодаря простоте монтажа и регулировки, возможностью замены поврежденных участков трубопроводов (без разрушения конструкции пола).

Какое отопление лучше (одноконтурное, двухконтурное либо коллекторное) для загородного дома? Ответ очевиден — двухтрубное и коллекторное.

Как выбрать вид отопления

Как произвести выбор того или иного вида отопления? Какое отопление экономичнее и выгоднее?

Многолетний опыт строительства частных домов и устройства различных систем теплоснабжения подсказывает, что выбор зависит от особенностей конкретного дома (доступности топлива, удаленности от населенных пунктов, финансовых возможностей и т.д.).

Любые схемы имеют свои положительные качества и некоторые недостатки. Какое отопление лучше: водяное, воздушное, электрическое либо печное, например? Для каждого отдельного случая существует единственный ответ на поставленный вопрос.

  • Михаил
  • Распечатать

Учимся на чужих ошибках

Как избежать неэффективной работы системы, и не совершить популярные ошибки, обсудим в заключительной главе.

  • Схему системы отопления должны разрабатывать профессионалы. При этом сантехник может уехать в отпуск, а у жильцов произойти форс мажор. Поэтому схему должен знать не только тот, кто обслуживает, она должна быть и у собственника.
  • Неправильно подобранные трубы приводят к лишним расходам и поломке системы.
  • Лучше приобретать только однородные по материалу детали: у них схожие теплофизические свойства. Если разнородность неизбежна, то такие детали соединяются защитными соединениями или прокладками.
  • Чтобы оборудование работало бесперебойно, устанавливать его согласно правилам: свободный доступ, без перегрева на солнце, без продувания. Запрещено монтировать газовое оборудование скрытым способом.
  • Когда сантехник рекомендует купить и поставить клапаны, лучше его послушать, чтобы система не завоздушилась, и не возникло проблем с отоплением.
  • Безопасность важнее экономии. Оборудование ставится на годы. Лучше сразу приготовиться к затратам на этапе установке. Тогда в дальнейшем не будет расходов на ремонт и аварийных ситуаций.
  • Нельзя покупать газовый котел большей мощности, чем нужно, т.к. это приведет к повышенному потреблению газа и дополнительным расходам. Напомним, на каждые 10 м2 дома планирует 1 кВт мощности. Если дом 250 м2, то 250 умножаем на 1 и делим на 10, получается 25 кВт мощности.
  • Сократить потери тепла при отделке дома. Утеплить стены, верхние этажи, крышу. Иначе тепло уходит улицу.

Использование нетрадиционных источников энергии

По сравнению со всеми вышеперечисленными способами организации экономного отопления дома использование нетрадиционным способов получения тепла является самым эффективным. В данном случае для обогрева здания применяют энергию воды, грунта и солнца, то есть необходимость в газе, дровах и др. видах традиционного топлива полностью отпадает.

Современные альтернативные способы получения тепла для обогрева здания:

  1. отопление на солнечной энергии – в его основу положена технология преобразования энергии солнечных лучей в тепло. Это происходит посредством вакуумных нагревательных трубок. Они входят в состав солнечных коллекторов прямого и косвенного нагрева;
  2. тепловые насосы – на определенной площади в земле на глубине 1 м прокладываются трубы, по которым циркулирует теплоноситель. Жидкость набирает температуру окружающей ее среды (в данном случае это грунт). Теплоноситель проходит через тепловой насос. Благодаря особой конструкции, тепловой насос забирает тепло от теплоносителя. Далее полученная энергия передается отопительному контуру в доме. Затраты данного способа обогрева здания минимальны – это незначительное количество электроэнергии для запуска теплового насоса.

Преобразование энергии от альтернативных источников дает возможность не только создать в помещении комфортные температурные условия для проживания людей. В данном случае можно подогревать воду для бытовых нужд. Кроме этого альтернативные источники энергии дают дому полную автономию от централизованной подачи энергоносителя. За энергию солнца, земли и воды не нужно платить. Выше перечисленные установки не наносят вред окружающей среде. Многие указывают на высокую цену вышеперечисленных технологий. Однако первоначальная сумма, потраченная на приобретение солнечного коллектора или теплового насоса, вернется уже в следующие два-три года их использования.

Читайте также:  Гидравлический расчет системы отопления методичка

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.

Система отопления: разновидности

Системы отопления бывают с естественной (гравитационной, без насоса) или с насосной (принудительной) циркуляцией, и выполняются по двухтрубной, однотрубной и коллекторной (лучевой) схеме. Последняя изображена на картинке подзаголовка.

В любой их вышеуказанных схем системы подразделяются на одноконтурные и двухконтурные варианты подключения.

Системы водяного отопления также классифицируются (независимо от способа циркуляции теплоносителя) по таким параметрам:

С верхним и нижним типами подключения.

Двухтрубные и однотрубные.

С горизонтальным и вертикальным стояками.

С попутным движением воды и с тупиковой схемой.

Оформление и получение разрешительной документации

Среди нормативных актов, которые регламентируют устройство индивидуальной системы отопления можно отметить:

  • закон «О теплоснабжении» содержит положения, которые регулируют установку отопительных систем с предписаниями и ограничениями;
  • постановление Правительства РФ № 307 «О порядке подключения к системам теплоснабжения», которое определяет характеристики котлов пригодных для установки в квартире или частном доме.

Какие документы нужны для отопления с газовым котлом

  • получить технические условия на газификацию в газовой службе района проживания. ТУ выдается после предъявления документа, удостоверяющего ваше право собственности на жилье, разрешения архитектурно-планировочного управления, копии технического паспорта БТИ, паспорта, идентификационного кода и заявления на газификацию здания.
  • ТУ могут отличаться в зависимости от назначения помещения, интенсивности отопления, места расположения и т.п. Услуга платная. Срок выдачи ТУ – до 30 дней;
  • подготовить топографическую съемку участка;
  • подготовить проект газоснабжения – самостоятельно или с привлечением специалистов. Согласовать проект с газовой службой района;
  • получить письменное разрешение соседей на газификацию вашего дома (если газопровод пройдет по их участку);
  • предоставить документы на газовое оборудование и акт обследования дымоходов;
  • получить документ о вводе системы в эксплуатацию (выдается после монтажа). Срок его получения до 30 дней. На основании этого документа производится пломбировка счетчиков, врезка в центральную магистраль и заключение нового договора на поставку газа.

Какие документы нужны для электрической системы отопления

  • подать в РЭС пакет документов на получение разрешения к подключению к сети. В пакет входит: заявление (где указывается вид объекта, месторасположение, данные заявителя), документ подтверждающий оплату получения ТУ на установку (разрешение) котла, опросный лист (согласие соседей), документ, удостоверяющий право собственности на дом;
  • произвести согласование технического решения проекта с РЭС;
  • приобрести электрический котел и установить его (самостоятельно или с привлечением специалистов);
  • заключить договор на пользование электроэнергией. Договор содержит информацию о новых тарифах на энергию;
  • опломбировать новый счетчик.

Совет. Установка трехрежимного счетчика позволит оплачивать энергию по разным тарифам, что более выгодно для пользователя.

В случае несанкционированного устройства системы отопления полагается штраф, размер которого определяется местными органами и отключение от системы газо-, электроснабжения. Чтобы подключить котел заново, нужно будет уплатить штраф, а также согласовать проект, т.е. выполнить все этапы.