Показать меню
Опрос посетителей
Как Вы думаете, во сколько Вам обойдётся строительство дома под ключ? (за квадратный метр)

29 авг 12:54Строим дом

Отопление в частном доме

[/i] Время чтения ? 20 минут

Схемы отопления частного дома бывают разными, но зависят они в основном не от вида или типа котла, а от разводки контура, который вы можете смонтировать своими руками. В этой статье речь пойдёт об основных обогревательных системах, которые наиболее популярны во всём мире – это водяные радиаторы и водяные тёплые полы. Кроме того, мы поговорим о дополнительных элементах, от выбора которых зависит качество установки и энергоэффективность вашего жилища.

Отопление в частном доме


От обогрева дома зависят условия проживания вашей семьи

Такую работу нельзя назвать простой и справится с ней зачастую под силу только опытным проектировщикам и монтажникам, хотя в большинстве случаев специалисты сведущи в обеих областях. Но это частный дом и вы вправе решать, кто будет заниматься проектированием и установкой – профессионалы или вы возьмёте всю ответственность на себя. Здесь, по сути, есть три варианта решения задачи:



Всю работу выполняют специалисты.



План разводки делает проектировщик, а монтаж выполняется своими руками.



Получаете консультацию специалиста и всю работу выполняете самостоятельно.

Я предлагаю третий вариант и в этой статье выступлю в качестве консультанта по проектированию и монтажу. Причём, неважно, как вы хотите обогреть свой дом – радиаторами, системой тёплого пола или комбинацией этих двух контуров. Самое важное, это разобраться в принципах, которые позволят вам обустроить энергоэффективный дом.

Основные элементы отопления


Элементы автономной системы отопления с ГВС

Теплоноситель (в нашем случае, это вода) в любую систему обогрева поступает от одного источника, а вот распределение зависит от различных элементов, регулирующих скорость и температуру подачи. Все составляющие можно разбить на три основных группы, каждая из которых отвечает за тот или иной процесс:



Источник – газовый, электрический, дизельный или твердотопливный котёл.



Контур – трубопровод со всем оборудованием (датчики, насосы, запорная арматура и т. д.).



Отопительные приборы – радиаторы и тёплый пол.

Так как теплоноситель нуждается в регулировке подачи и температуры, приходится устанавливать дополнительное оборудование, к которому относятся:



дополнительный циркуляционный насос (иногда даже несколько в разных местах);



гидрострелка (гидравлический разделитель для систем с несколькими насосами);



трёхходовой или четырёхходовой клапан (для комбинированного контура);



расширительный бак;



буферный бак для резерва теплоносителя (теплоаккумулятор);



коллекторы;



бойлер косвенного нагрева;



датчики, регуляторы, обратные клапаны, фильтры.

[/i]Примечание. К обязательным элементам отопительного контура с принудительной циркуляцией является  расширительный бак и встроенный в котёл циркуляционный насос. Если в устройстве котла не предусмотрена принудительная подача теплоносителя, то инструкция монтажа предусматривает отдельную врезку насоса в трубу подачи или возврата (обратку).

Гидрострелка или буферный бак обеспечивают равномерную подачу воды при нескольких контурах и циркуляционных насосах. Но гидравлический аккумулятор выполняет не только функцию распределителя, но и теплового аккумулятора. Такие приборы необходимы в коттеджах и двухэтажных загородных домах, так как там достаточно сложная разводка.

Радиаторный и подпольный контур отопления, это системы закрытого типа, которые подвергаются нагрузке при увеличении объёма теплоносителя по мере его нагрева. Это закон физики и его нельзя отменить, но можно избежать последствий высокого давления. Для этого устанавливают расширительный бак открытого или мембранного типа, куда выбрасывается лишний объём воды при нагреве и отдаётся назад при охлаждении.

Коллекторная разводка применяется в тех случаях, когда используется лучевая схема подключения радиаторов или дом обогревается системой водяного тёплого пола. При установке одноконтурного котла горячее водоснабжение отсутствует,  и чтобы исправить ситуацию, устанавливают бойлер косвенного нагрева, где ГВС подогреется непосредственно теплоносителем. Для контроля в визуальном режиме устанавливают термометры и манометры, а для автоматического контроля служат различные датчики и терморегуляторы, сервоприводы и контроллеры.

Запорная арматура для контура отопления


Подборка фото запорной арматуры для отопления

Ни одна система отопления, как с принудительной, так и с естественной системой циркуляции не может обойтись без запорной арматуры. Знакомство с различными элементами, это первый шаг на пути к расчётам.



Наименование арматуры



Для чего применяется



Краны разного типа



Перекрытие и регулировка скорости потока



Балансировочные вентили



Настройка гидравлики



3-ходовые и 4-ходовые клапаны



Смешивание и разделение потоков



Термостаты



Автоматическая регулировка подачи воды



Предохранительные клапаны



Сброс критического давления



Воздухоотводчики



Автоматическое удаление воздушных пробок



Клапаны Маевского



Ручное удаление воздушных пробок



Фильтры



Очистка теплоносителя от примесей

Таблица запорной арматуры для контура отопления

Расчёты мощности

Прежде чем рассчитать систему отопления, нужно предпринять ещё несколько шагов:



Определиться, какой контур вы хотите установить: радиаторы, тёплый пол или комбинированную систему.



Замерять площадь и объём всех отапливаемых помещений.



Узнать, соответствует ли коэффициент теплопроводности наружных стен нормам вашего региона (подробную информацию по этому вопросу можно найти на данном ресурсе в статье «Наружное утепление дома – выбираем лучшие материалы»).

Расчёт мощности отопительных приборов

Для расчёта мощности приборов отопления используются два способа – по площади и по объёму (при этом коэффициент теплопроводности стен должен соответствовать региональной норме). Первый вариант наиболее простой но его можно применять лишь в тех комнатах, где высота потолков не превышает 260 см, а во втором случае вычисления производят по кубатуре помещения. Я предлагаю рассмотреть эти два способа с некоторыми коррекциями, так как комнаты могут располагаться с наветренной и подветренной сторон, с одной или двумя несущими стенами и так далее.

Первый способ:



в помещении одна наружная (несущая) стена с одним окном, то понадобится 100 Вт/м2;



для комнаты с двумя наружными стенами и одним окном нужно 120 Вт/м2;



для комнаты с двумя наружными стенами и двумя окнами — 120 Вт/м2.

Представьте себе, что вам нужно рассчитать количество секций батареи для комнаты с одной несущей стеной и одним окном размером 4?6 м, высотой 2,55 м (площадь получится 24 м2). Значит, 24*100=2400 Вт и для биметаллического радиатора с мощностью 200 Вт на одну секцию, понадобится 2400/200=11 секций.

Второй способ:



помещение с одной наружной стеной и одним окном — понадобится 40 Вт/м3;



комната с двумя наружными стенами и одним окном — 41 Вт/м3;



комната с двумя наружными стенами и двумя окнами – 42 Вт/м3.

Сделаем показательный расчёт такой же комнаты 4?6 м, но с высотой потолков 3 м, объём которой составит 4*6*3=72 м3. Для такого помещения необходимо 72*40=2880 Вт теплокалорий. Тогда секций такого же биметаллического радиатора потребуется 2880/200=14,4 или 15 штук.

[/i]Примечание. При монтаже панельных радиаторов следует просто подбирать нужную мощность прибора, как для первого, так и для второго способа.

Теплопотери и мощность котла


Естественные и принудительные теплопотери в частном доме

В любом случае невозможно обойтись без теплопотерь в доме, так он не является герметично закупоренной емкостью с теплоотражателями. Такие затраты возникают в результате использования вентиляции комнат, когда приточный холодный воздух вытесняет теплый из помещения. Кроме того, теплокалории в разных количествах уходят через потолок, окна, двери, пол и стены (см. изображение вверху). Для более точных вычислений расхода можно использовать следующую формулу: Qвоздуха=cm(tв–tн), подставив нужные цифры.

Значение букв в формуле:



Qвоздуха– общие потери тепла на вентиляцию;



m – масса воздуха в кг, которая равна его плотности,  помноженную на объёму помещения;



с – тепловая ёмкость воздуха, которая равна 0.28 Вт / (кг ?С);



tв – желаемая t?C в комнате;



tн – самая низкая t?C на улице зимой.

Чтобы точно определить теплопотери для всего дома, нужно сложить Qвоздуха для каждого помещения и эта сумма заложена в коэффициент при расчёте мощности котлов..

Мощность котла зависит от необходимой общей мощности всех отопительных приборов, которые будут функционировать в доме. Но в любом случае такие агрегаты приобретают с запасом – коэффициент 1,3. Например, если при расчете потребности теплокалорий для дома общая сумма составила 15 кВт, то 15*1,3=19,5 но таких котлов нет, значит, нужно приобрести агрегат на 20 кВт, но это для одноконтурного отопителя. Если есть потребность в ГВС, то приобретают двухконтурный котёл, где нужный коэффициент уже 1,5. Для такого же дома потребуется 15*1,5=22,5 или агрегат на 23 кВт.

[/i]Примечание. Если для двухконтурного котла вычислять мощность по коэффициенту 1,3, то вода в кране будет горячей только летом, а зимой только тёплой.

Какой котёл лучше выбрать


Видео: Рекомендации по выбору котлов с учётом места проживания

Сегодня котёл выбирают не только по мощности, но и по виду топлива, так как при разных условиях цены на энергоносители могут изменяться. Также это будет зависеть от вашего образа жизни – часто ли кто-либо находится дома или все могут отсутствовать по нескольку дней, от уровня занятости жильцов и так далее. Более подробную информацию по этому поводу можно узнать из видео, которое находится чуть выше.

По виду энергоносителей теплогенераторы можно разбить на четыре основных группы:



Твердотопливные (дрова, пеллеты, иногда уголь).



Жидкотопливные (соляр, мазут).



Газовые конвекционные и конденсационные.



Электрические.

Твердотопливные


Разница между обычным твердотопливным и пиролизным котлом

Твердотопливные генераторы можно разложить на три основных категории:



Прямого горения (традиционные).



Пиролизные.



Пеллетные.

Если сравнивать стоимость твёрдых энергоносителей (дрова, уголь) с газом, дизелем и электричеством, то первый вариант получится самым выгодным. Для России исключением из правил является природный газ, но, во-первых, газовые магистрали на данный момент проходят не через все населённые пункты и, во-вторых, его подключение порой обходится очень дорого. По этим двум причинам очень много семей предпочитают приобретать твердотопливные котлы – дёшево и сердито.

Но, как всегда, есть и другая сторона медали – точно так же, как и для печного отопления, здесь нужен постоянный присмотр за теплогенератором при горении, а кроме того, ежедневная чистка, доставка и подготовка топлива. Еще одним минусом можно назвать постепенное затухание (инерционность) – если перекрыть задвижку, то подогрев воды прекратится не сразу, а повышение эффективности обогрева доступно только при наличии теплоаккумулятора (буферного бака)

[/i]Примечание. Традиционные твердотопливные котлы (самые дешёвые) имеют порядка 75% КПД, тогда как у пиролизных этот показатель достигает 80%, а у пеллетных – 90%.

Среди твердотопливных агрегатов с точки зрения комфорта проживания, являются пеллетные котлы. У них практически отсутствует инерционность горения, а высокий уровень автоматики позволяет нечасто наведываться в котельную. Но сам отопитель и оборудование к нему стоят очень дорого, поэтому большинство населения попросту не в состоянии его приобрести.

Жидкотопливные


Так работает жидкотопливный котёл

Во времена Советского Союза жидкотопливные агрегаты по затратам на энергоносители были на одном уровне с дровами и углём, но даже сейчас в РФ соляр и отработка не дороже природного газа. КПД у газовых и дизельных котлов тоже примерно на одном уровне (у отработки КПД, конечно, ниже). К сожалению, несмотря на выгоду использования теплогенераторы, работающие на отработанном масле, являются самыми грязными из-за обилия копоти и неприятного запаха. Котельная, как правило, всегда закопчена, а тот, кто выполняет ежегодную чистку котла, становится похож на трубочиста.

Если использовать не отработку, а соляр, то копоть и неприятный запах можно свести к минимуму, зато при этом значительно возрастут финансовые затраты на горючее. Получается, что дизельное отопление выгодно лишь в том случае, если есть какие-то льготные условия для приобретения соляра. Кроме того, такие теплогенераторы легко переоборудовать с дизеля на газ, чего не скажешь об агрегатах, функционирующих на отработке.

Газовые


Принцип работы конденсационного газового котла

На сегодняшний день это самый распространённый вид котлов и к тому же, очень энергоэффективный, хотя, к большому сожалению, их установка возможна не в любом населённом пункте из-за отсутствия магистрали. Кроме того, строительный рынок предлагает самый разнообразный выбор таких агрегатов – количество моделей бьет все рекорды среди прочих отопителей. Но отличаются они не только по мощности – есть и другие важные параметры.

В первую очередь следует обратить внимание на принцип подогрева теплоносителя:



Конвекционные – это традиционнее модели, в основном работающие в высокотемпературном режиме 60-90?C. Такой нагрев позволяет избежать порчи теплообменника конденсатом, в котором содержатся химические активные продукты сгорания газа. Применяется в основном для радиаторного или комбинированного отопления. КПД от 80% и выше.



Конденсационные – агрегаты относятся к низкотемпературным моделям, где конденсат задействуется в качестве вторичного подогрева. Теплообменник превосходно чувствует себя даже при температуре 30?C, так как конденсат находится в другой камере, но стоимость таких котлов выше, чем у традиционных. Чаще применяется для систем тёплого пола, хотя вполне может обеспечивать комбинированные контуры. КПД от 90% и выше.


Три способа установки газовых отопителей

По способу или месту установки газовые котлы бывают:



Напольными;



Настенными;



Парапетными.


Принципиальная схема подключения энергонезависимого котла

По потреблению электроэнергии газовые котлы бывают:



Энергозависимыми – в данном случае под кожухом агрегата обязательно вмонтирован циркуляционный насос и зачастую такое же дополнительное оборудование врезано на самом контуре.



Энергонезависимые —  такие модели нужны там, где схемы с естественной циркуляцией для отопления частного дома смонтированы по причине перебоев с электроэнергией. Эти теплогенераторы очень легко установить своими руками, но за подключение к газовой магистрали всё равно отвечает газовое хозяйство, поэтому самостоятельное подсоединение энергоносителя является незаконным и административно наказуемым деянием.

Электрические


Электрический котёл отопления без передней крышки. Начинка

Следует отметить, что подогрев теплоносителя электроприборами является самым эффективным среди всех теплогенераторов, так как его КПД достигает 99%, то есть, почти безотходное производство! Чистка заключается разве что в удалении щелочных и солевых осадков, которую делают всего один раз в два-три года. Монтаж котла чрезвычайно прост и не нуждается прокладке дымохода, а кроме того, ему совсем не нужно ваше внимание, достаточно лишь установить наиболее подходящие вам параметры.

Конечно, электричество на данный момент обходится очень дорого и даже при использовании многотарифного электросчётчика никак не удастся выйти на уровень дров или угля. Но самым негативным фактором в данном случае является недостаток мощностей ЛЭП в некоторых населённых пунктах. Даже если вы согласны платить больше, чтобы обеспечить комфорт проживания, не отвлекаясь на регулировку отопителя, низкая мощность электропитания перечеркнёт все ваши планы и замыслы.

Схемы отопительных контуров для частного дома

Прежде всего, отопительные контуры могут быть либо одно-, либо двухтрубными, отличаясь способом подключения:



Однотрубные – все радиаторы подключены к одной трубе, которая одновременно является источником подачи теплоносителя и его возврата (обраткой).



Двухтрубные – здесь горячая вода подаётся в радиаторе по одной трубе и возвращается к теплогенератору по другой (по обратке).


Видео: Однотрубные и двухтрубные системы отопления – мнение специалиста

Однотрубные контуры

Лично я не один десяток лет занимаюсь монтажом отопления и на основании практики пришёл к выводу, что однотрубная разводка по соотношению цена-качество эффективна лишь в модели «ленинградки», как на схеме внизу.


Система «ленинградка» допускает не более 3-х радиаторов (ниже перечень элементов)

Котёл.



Труба сброса воды.



Расширительный бак.



Циркуляционный насос.



Запорная арматура.



Подача.



Клапаны Маевского.



Радиаторы.



Возврат.



Заземление.



Запорная арматура.



Циркуляционный насос.



Запорная арматура.



Врезка.

Эффективность «ленинградки» основана на малом количестве приборов отопления, где вода не успевает остывать и вначале она была разработана для естественной циркуляции, но ели увеличить скорость прохода теплоносителя насосом, то КПД увеличивается. Впрочем, если кто хочет установить у себя однотрубную разводку для большого количества приборов отопления, это его дело – там тоже можно добиться высокого КПД, но это обойдется дороже, чем двухтрубный контур с такой же производительностью.


Однотрубная разводка вертикального типа

В двухэтажных домах зачастую монтируют однотрубку по такому принципу, как показано на верхней схеме (в многоэтажном жилом фонде используют такой же принцип). По сути, это та же «ленинградка», но с очень большими радиаторами, поэтому для подачи, как минимум, нужна 25-я или лучше 32-я труба с внутренним диаметром ? 16,6 и 21,2 мм соответственно. Отводы делают 20-й трубой с внутренним ? 13,2 мм. Это данные для полипропилена PN-20, как наиболее часто используемого материала.

[/i]Примечание. Есть также лучевая схема, когда к каждой батарее от коллектора подводится отдельная труба, проложенная под полом. Это довольно эффективный метод в отношении КПД, но слишком дорогой по закупке материалов.

Двухтрубные контуры


Двухтрубная система с естественной циркуляцией

На схеме вверху вы видите двухтрубную систему с естественной циркуляцией, которая подходит для энергонезависимых котлов, либо в тех случаях, когда существуют систематические перебои с подачей электроэнергии – здесь отсутствуют насосы. Принцип прост и если использовать PPR PN-20, то на подачу можно монтировать ППР ? 25 мм, с внутренним ? 16,6 мм (на схеме Т-1) с уклоном 3-5 мм на погонный метр.

На обратку (Т-2) не обязательно монтировать такой же диаметр – достаточно ППР ? 20 мм, с внутренним ? 13,2 мм. Это открытые системы, где не герметичный расширительный бак устанавливается в верхней точке, обычно на чердаке – для однотрубок используют такой же метод.


Двухтрубная система закрытого типа

Мембранный расширительный бак устанавливают на обратке, недалеко от теплогенератора, то это получится закрытая система, функционирующая за счёт избыточного давления. Вполне естественно, что самотёк здесь не подойдёт и теплоноситель передвигается при помощи циркуляционного насоса. Также такой способ подключения называют тупиковым – подача, проходя через последний радиатор, сливается в обратку.


Коллекторная разводка закрытого типа

Коллекторная разводка позволяет сэкономить на материалах за счёт того, что на подачу не нужен больший диаметр трубы – равномерность достигается за счёт коллектора, но расширительную мембранную ёмкость здесь рациональнее врезать на подаче у котла.  Если используется только система тёплого пола, то схема остаётся такой же, только коллекторы для подачи и обратки (гребёнки) монтируют в одной коробке. При необходимости (в больших домах) устанавливают несколько таких коробок.


Схема совместного подключения теплого пола с радиаторами

Для того чтобы сделать комбинированное отопление, понадобится трехходовой или четырёхходовой клапан с температурным датчиком. Суть его дееспособности заключается в следующем: горячая вода (например, 70?C) из котла поступает по подаче в оба контура, но для тёплого пола это много и для него, к примеру, достаточно 40?C. . теперь обратите внимание на схему: к радиаторам течёт вода той же температуры, а для тёплого пола она сначала проходит через трёхходовой клапан, к которому подключен датчик от обратки на полу.

Если температура на обратке будет выше 30?C, то датчик подаёт сигнал на клапан и он перекрывает подачу к напольному контуру. Тем временем, подаваемая горячая вода через байпас сбрасывается в общую обратку. Когда температура на обратке опускается до 28-29?C, сигнал от датчика открывает заслонку клапана и циркуляция возобновляется.

[/i]Рекомендация. Для домов не более 150 м2 на подачу в принудительном контуре можно использовать трубу ? 25 мм, для обратки ? 20 мм, а для отводов ? 16 мм с внутренним ? 10,6 мм. Если площадь дома больше, то на подачу лучше использовать ?  32 мм, а на обратку ? 25 мм, диаметр отводов остаётся таким же.

Подключение и обвязка котла


Обвязка котла в закрытой двухтрубной системе

Сразу следует отметить, что современные газовые, дизельные и электрические котлы имеют встроенный циркуляционный насос, поэтому их обвязка практически не отличается (разница только в схеме отопления, которую вы выберете. На изображении вверху нарисована схема обвязки котла с закрытой принудительной системой, где есть врезанный циркуляционный насос на обратке у котла.

Чаще всего монтаж и обвязку электрического дизельного или газового котла для отопления частного дома своими руками делают именно по этой схеме. Здесь есть ещё воздухоотводчик, который врезают не всегда, но я утверждаю, что напрасно – при наличии такого устройства не придётся спускать воздух через клапаны Маевского.

[/i]Примечание. Если в комплектации какого-либо котла нет встроенного циркуляционного насоса, принцип обвязки не изменяется.


Обвязка двухконтурного котла отопления

Если теплогенератор также предназначен для горячего водоснабжения, то на нём есть дополнительный патрубок – это хорошо видно на схеме, приведенной выше. Причем в контуре отопления ничего не меняется, просто нужно подключить ещё один контур на подачу горячей воды в санузел и на кухню.


Дымоходная труба из сэндвич модулей

Когда вы имеете дело с котлом, где камера сгорания закрытого типа, то проблем с оводом газов не возникает, так как устанавливается коаксиальная труба (она поставляется в комплектации агрегата). Если же камера сгорания открытого типа, то придётся монтировать дымоходную трубу из сэндвич модулей, как это показано на изображении выше.


Схема обвязки с гидравлическим разделением контуров

В больших загородных домах обвязка усложняется множеством подключений и несколькими контурами: для радиаторов и водяного тёплого пола, для ГВС и бойлера косвенного нагрева. Для оптимизации решения лучше всего использовать гидравлический разделитель – это позволит осуществить независимую циркуляцию воды в контуре котла и в то же время будет коллектором для всех ветвей.

Принципиальная схема разводки будет такой, как показано на верхнем рисунке. Обратите внимание – циркуляционный насос врезан на каждом контуре. Здесь также предусмотрен насосно-смесительный узел, позволяющий подавать на тёплый пол теплоноситель с пониженной температурой (это мы рассматривали выше, в разделе «Двухтрубные контуры»).


Обвязка твердотопливного котла

Обвязка твердотопливных агрегатов выглядит несколько иначе и здесь важно учитывать два фактора:



Существует опасность перегрева из-за инертности камеры сгорания – быстро потушить дрова, а тем более уголь никак не удастся.



При подаче в бак холодной воды образуется конденсат.

Во избежание форс-мажора при закипании теплоносителя на подаче у котла врезана группа безопасности, где при критическом давлении срабатывает подрывной клапан, но до него сработает газоотводчик и выпустит пар или воздух, если таковой имеется, хотя основная защита, это всё-таки клапан.

Для защиты от конденсата перед котлом врезают байпас – часть горячей воды с подачи попадает в обратку, значительно уменьшая разницу температур и тогда точка росы отсутствует и конденсат не возникает. Но на байпасе также врезают трёхходовой клапан, который откроет заслонку для малого контура только тогда, когда вода на подаче достигнет 55?C.


Обвязка ТТ котла с гидроаккумулятором [/i]Рекомендация. При использовании твердотопливного теплогенератора обвязку лучше всего делать вместе с буферной ёмкостью. При затухании дров или угля в камере сгорания теплоаккумулятор станет подавать накопленную в нём горячую воду в систему.

Видео: Борьба с конденсатом на ТТ котлах

Заключение

Теперь вы знаете, как провести отопление частного дома своими руками, используя предоставленные в статье схемы. Остается сделать выбор всех необходимых компонентов (котел, радиаторы, трубы) и провести соответствующий монтаж. Если правильно составить проект, то никаких трудностей у вас не возникнет.


Источник: mainavi.ru
Добавить комментарий