Главный принцип работы отопления
Любой вид отопительной системы является замкнутым. В простом варианте любая схема разводки может быть рассмотрена как кольцо, состоящее из труб. В нем циркулирует горячая жидкость от нагревательного котла в приборы отопления, находясь в них какое-то время. Теплоноситель отдаёт при циркуляции тепловую энергию, и вновь направляется внутрь котла для нагрева. Цикл периодически повторяется.
Любая схема отопления включает в себя:
- Нагревательный котёл
- Соединительные системные трубы
- Радиаторы или аналогичные приборы отопления
- Арматуру
- Расширительный бак
- Циркуляционный насос
Схемы систем отопления с жидким теплоносителем
До монтажа системы отопления загородного дома создаются схемы, по которым будут выполнятся установка оборудования. В отоплении с жидким теплоносителем существует несколько разных рабочих вариантов.
Однотрубная горизонтальная
Однотрубные разводки целесообразно применять для одноэтажного дома. На фото видно, что подача и отвод жидкости происходит по одному трубопроводу последовательно проходя через каждый отопительный прибор. Такая схема проста в монтаже и экономична, но не может обеспечить одинакового прогрева всех радиаторов.
Однотрубная вертикальная
Принцип работы вертикальной однотрубной схемы схож с горизонтальной, но применяется для двух и более этажей. Такая система может обходится без циркуляционного насоса, но обязательно предполагает установку воздушных клапанов. Ее не рекомендуется применять для помещений больше 40 м2.
Схема «ленинградка»
«Ленинградка» отличается от однотрубной разводки перемычкой под радиаторами, которая называется байпасом. В этой схеме теплоноситель проходит отопительный контур по одному трубопроводу, не теряя энергию в каждом нагревательном приборе. Поэтому температура в самом отдаленном от теплогенератора приборе будет выше, чем в классическом однотрубном варианте.
Двухтрубная система с нижней разводкой
Двухтрубная схема характеризуется двумя трубопроводами, идущими к отопительным элементам. По одному стояку в радиатор поступает теплоноситель, по другому – уходит обратка. При нижней разводке обе трубы проходят под нагревательными приборами.
Двухтрубная система с верхней разводкой
В двухтрубной системе с верхней разводкой подключение радиаторов происходит параллельно. Эта схема всегда вертикальная. Подающий стояк располагается вверху, а обратный проходит по нижнему контуру.
Лучевая система с коллекторами
При лучевом подключении к каждому отопительному прибору проводится и подающий и обратный трубопровод. Такая схема исключает большую теплопотерю при долгом движении жидкости по стоякам, что дает одинаковый прогрев каждого прибора. В лучевых системах необходимо использовать распределительный коллекторный узел, который регулирует подачу и возращение обратки на каждый радиатор.
С принудительной и естественной циркуляцией
Принцип действия каждой отопительной системы заключается в движении теплоносителя от котла к приборам отопления и возращению в виде обратки. Это движение может быть организовано естественным образом либо принудительно.
Естественная циркуляция теплоносителя обеспечивается благодаря разницы в температуре и весе. Горячая жидкость расширяется и приобретает меньшую плотность и вес на выходе. После прохождения радиаторов она охлаждается, увеличивается в весе и выталкивает горячую воду для подачи. Таким образом, появляется давления в подающем трубопроводе и обратном, и обеспечивается движение теплоносителя. В таких системах трубопроводы подачи и обратки устанавливаются с наклоном.
Там, где невозможно обеспечить циркуляцию естественным способом, используется принудительный метод при помощи специального насоса. За счет давления он поддерживает необходимую скорость движения теплоносителя по системе. Прибор можно установить, как на подающем трубопроводе, так и на обратном. Применять циркуляционный насос допускается на любой системе, независимо от выбранной схемы.
Система водяного отопления
Одна из самых эксплуатируемых систем отопления в нашей
стране – водяное отопление. Разводка труб в доме или квартире – привычное
явление.
Принцип работы водяного отопления заключается в следующем:
нагретая от котла вода естественным образом (или принудительным) циркулирует по
трубам, отдавая тепло помещению. Учитывая то, что по ходу движение воды в
местах соединения, на изгибе труб и т.д. образуется трение и местные
сопротивления, многие системы оборудованы клапанами для обеспечения давления,
сила которого равна потерям на сопротивление. Такая система водяного отопления
называется системой с искусственной циркуляцией воды.
Система водяного отопления может быть конструктивно
реализована по двум схемам:
Одноконтурная (система с замкнутой циркуляцией воды,
ориентированная только на отопление)
Двухконтурная (система, ориентированная одновременно на
отопление помещения и нагрев воды в водопроводе). Такая система требует
использования специального двухконтурного котла.
Устройство водяного отопления предполагает 3 принципиально
разные схемы разводки труб в комнатах.
Разводка труб отопления
Однотрубная система отопления дома
Схема однотрубной системы отопления представлена на фото.
Как видно из рисунка, трубы закольцованы, а радиаторы подключены по очереди. Таким образом, теплоноситель выходит из котла и поочередно проходит каждый из них.
При этом стоит отметить, что температура теплоносителя постепенно снижается. Это существенный минус системы. Тем не менее, она достаточно распространена ввиду простоты, экономичности и возможности сделать однотрубную систему отопления своими руками.
Как снизить потери тепла при однотрубной системе отопления:
увеличить число секций в последних радиаторах (два-три последних);
увеличить температуру теплоносителя на выходе. Это, в свою
очередь, повышает расходы на отопление;
обеспечить теплоносителю принудительную циркуляцию. Т.е.,
установить насос, который создаст в системе дополнительное давление заставляя
воду циркулировать быстрее.
Двухтрубная система отопления дома
Схема двухтрубной системы отопления представлена на фото.
Синим цветом выделена труба отработки, которая отводит охлажденный
теплоноситель из радиатора в котел.
Двухтрубная система отопления дома с нижней разводкой – схемаСхема двухтрубной системы отопленияДвухтрубная система обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам без потери тепла. Ее разновидности показаны на фото. При параллельном подключении достигается экономия на материалах. При лучевом,
появляется возможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно.
Коллекторная (лучевая) разводка
Предполагает использование специального устройства –
коллектора, которое собирает теплоноситель и распределяет по трубам к батареям.
Схема сложная в реализации, поэтому используется редко.
Схема коллекторной (лучевой) разводки
Безусловным плюсом системы водяного отопления можно назвать
ее безопасность.
К числу недостатков относят:
относительно трудно обогреть значительную площадь без
значительных затрат (ввиду потерь тепла при циркуляции воды);
эстетический параметр. Разветвленную систему труб можно
скрыть, пожертвовав некоторым количеством объема помещения, что не всегда
удобно, или же оставить на виду;
большие по размеру радиаторы отопления;
вероятность появления воздушных пробок. Эта проблема
возникает после спуска воды из системы.
Водяное отопление пола в доме
Водяной теплый пол представляет собой систему длинных пластиковых труб уложенных на
основание чернового пола.
Система водяного отопления пола
Монтаж системы теплого водяного пола выполняется в три этапа:
укладка утеплителя или устройство чернового пола;
правильная разводка труб, которая не допускает множественных
перегибов. Оба конца трубы подключаются к центральному отоплению. Через один
конец поступает горячая вода, через второй – отводится обратно в систему.
При укладке труб стоит помнить о высоком риске повреждения труб.
Во-первых, при укладке (изгиб).
Во-вторых, при эксплуатации, например, повреждение перфоратором. Чтобы не допустить этого, нужно составить подробную схему расположения труб;
заливка стяжки на систему труб.
Эта система может быть использована в качестве основной или
дополнительной. Выбирая водяное отопление по полу, следует помнить, что в системе должен поддерживаться оптимальный температурный режим, потому что при минусе и отключенном отоплении вода в трубах замерзнет, что неизбежно приведет к их деформации. Собственно, это касается любой системы водяного отопления.
Альтернативные способы водяного отопления частного дома
Кроме традиционного отопления при помощи нагревательного котла, существуют и другие виды водяного отопления частного дома. Такие современные системы эффективны в качестве основных отопительных систем дома, или дополнительных.
Очень часто сегодня можно услышать такое словосочетание – система «теплый пол». В принципе, теплый пол – это то же водяное отопление частных домов, которое можно применять еще и как дополнение к основному отоплению. Теплый пол обладает преимуществами – здесь большая территория теплоотдачи. Ведь в данном случае пол помещения – это практически большой радиатор. Да и воздух таким вот образом прогревается правильно – внизу тепло, а сверху – чуть прохладнее.
Теплый водяной пол
Благодаря системе теплый пол можно снизить рабочий температурный режим теплоносителя (не более 55 градусов по Цельсию). Также можно установить тепловую мощность в необходимых пределах .
Еще один вариант альтернативного водяного отопления – плинтусное отопление. По сути дела, плинтусное водяное отопление домов являет собой среднее между радиаторной системой и теплым полом. В данном случае оборудование для отопления ставится по периметру комнаты на уровне плинтуса. Благодаря этому равномерно прогреваются и стены, и пол. Воздух в помещении – также равномерный. С такой системой водяное отопление загородного дома или частного дома позволит вам обустроить интерьер без больших радиаторов, и все это без потерь тепла.
Плинтусное отопление
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.
Исходными данными для расчета являются следующие параметры:
- Площадь отапливаемых помещений. Следует использовать только данные по комнатам, в которых устанавливается отопление, то есть одной или двумя стенами дома контактирующими с улицей.
- 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:
N = 130 x 1,2 / 10 = 15,6 (кВт)
Расчет в обязательном порядке включает в себя вычисление количества секций радиаторов. Для этого используются следующие данные:
- Площадь – учитываются только комнаты, в которых устанавливаются батареи.
- Число 100 определяется из требования СНиП к мощности одной секции на квадратный метр площади.
- Площадь составляет 30 метров квадратных.
- Мощность одной секции батареи составляет 180 Вт.
N = 30 x 100 / 180 = 16,7 = 17 (шт)
Расчет системы отопления по указанной методике вполне достоверен и годится для практического применения.
Отопление каркасного дома электричеством
Электрическое отопление каркасного дома используют в регионах с разным климатом. Оно очень удобное, относительно недорогое в монтаже и простое в эксплуатации. Высокую стоимость электричества можно снизить за счет установки экономичных обогревателей нового поколения.
Для электрического отопления используют разное оборудование:
- теплый пол;
- конвекторы;
- масляные радиаторы;
- тепловентиляторы;
- инфракрасные обогреватели;
- кондиционер и другие.
Конвекторные обогреватели
Конвектор – самый популярный прибор для электрического отопления каркасного дома. Принцип его работы заключается в обогреве воздуха. Холодный воздух попадает в конвектор снизу, нагревается и покидает его, устремляясь вверх. Затем воздух начинает циркулировать по помещению, поднимаясь вверх в соответствии с законами физики, а вниз опускается холодный воздух.
Простота этой системы заключается в том, что воздух движется естественным путем, параллельно прогревая помещение. Это позволяет без проблем отапливать даже большие по площади и объему комнаты. Считается, что КПД отопления с использованием конвекторов достигает 90%.
Но у этого способа обогрева есть и существенный минус – расходы электричества очень высокие, то есть, вариант нельзя назвать экономичным. Но сегодня можно встретить в продаже более новые конвекторы, в которых регулируется температура, повышена теплоотдача, что позволяет уменьшить расходы на отопление. Преимущество этих приборов в том, что их можно устанавливать самостоятельно.
Отопление тепловентиляторами
Тепловентиляторы схожи по принципу работы с конвекторами, но в отличие от них, имеют систему принудительной циркуляции воздуха. За счет этого теплообмен в воздушных массах осуществляется быстрее, а дом прогревается за значительно меньший промежуток времени.
Но при работе тепловентилятора стоит сильный шум, да и затраты на такое отопление будут высокими. Из-за этих недостатков тепловентиляторы не пользуются высоким спросом у владельцев каркасных домов. Этот вариант подходит только для быстрого прогрева помещения в экстренных случаях, а не для постоянного пользования.
Масляные радиаторы
У масляных радиаторов аналогичный принцип работы, как и у конвекторов, – они подогревают воздух только вблизи себя. С их помощью нельзя обогревать большую площадь из-за отсутствия циркуляции воздуха. Поэтому, если в комнате стоит радиатор, тепло только возле него, а в остальных местах помещения прохладно.
Хоть это и экономичный вариант частичного отопления каркасного дома, он не может использовать для всех помещений. Современные радиаторы оборудованы более продвинутыми аккумуляторами, в которых можно регулировать уровень обогрева. Эти аккумуляторы содержат масло, сохраняющее тепло от электрической спирали и постепенно отдающее его воздуху. Но точной регулировки температуры воздуха добиться на данный момент невозможно.
Инфракрасные обогреватели
Еще один современный обогревательный прибор, который применяют в отоплении каркасных домов – инфракрасный излучатель, работающий от электричества. Преимущество в том, что он нагревает предметы, а не воздух.
Практически мгновенно нагретые стены, мебель, плитка, пол в зоне действия начинают также отдавать свое тепло зданию. Благодаря инфракрасным обогревателям можно получить нужную температуру в доме быстро и без сухого воздуха, что очень удобно.
Теплые полы в каркасном доме
Теплые полы делают как в уже готовом доме, так и на этапе строительства. Сейчас это очень популярный вариант отопления, чему есть причины.
- Во-первых, теплые полы можно расположить зонами (например, в кухне, ванной, в открытой части спальни, на балконе, в зоне отдыха в гостиной).
- Во-вторых, это очень экономичный вариант обогрева дома весной и осенью, при котором наблюдается максимально идеальная циркуляция теплого воздуха в помещении.
Благодаря тому, что основой каркасного дома служит дерево, хорошо сохраняющее тепло, а стены хорошо утеплены, только теплыми полами можно отапливать жилые дома в южных регионах.
Кондиционер как способ отопления
Еще один электроприбор, при помощи которого можно обогревать каркасное здание – кондиционер. В межсезонье он способен не только охлаждать температуру воздуха, но и делать ее выше. Это способ быстрого подогрева помещения без серьезных трат энергии.
В отличие от вентилятора, новые кондиционеры почти не шумят, а вот старые работают довольно громко. Недостаток кондиционеров в том, что их нельзя использовать при отрицательных значения температуры. А вот в межсезонье это неплохой способ создать в доме комфортную температуру.
Выбор составляющих элементов отопительной системы
Собрать отопительную систему без специальных знаний
достаточно сложно. Но реально. Для этого нужно приобрести:
Котел отопления
Сердцевина всей системы, базис – это отопительный котел. Как
уже отмечалось, его тип зависит от типа топлива. Кроме того, нужно правильно
подобрать мощность котла. Эффективность – важный момент, т.к. нужно обогревать
дом без лишних затрат.
Конструкция котлов, работающих на разном топливе,
принципиально не отличается. Каждый из них состоит из двух камер – камеры
сгорания и теплообменника. Первая предназначена для сгорания энергоносителя
(газ, керосин, солярка, дрова, уголь, брикеты), вторая для нагрева
теплоносителя (воды, антифриза).
Совет. На этом этапе нужно решить будет ли котел работать
только на обогрев дома или же обеспечивать пользователей горячей водой. В этом
случае нужно будет установить двухконтурный котел. Или же подключить бойлер к
одноконтурному котлу.
Трубы для отопления частного дома
Назначение труб – перенос тепла от котла к радиаторам в
помещении. Исходя из разных подходов к разводке труб, выделяют три популярные
схемы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая (коллекторная), принцип
устройства которых описан выше – «водяное отопление дома»
Для разводки используют трубы из разного материала
Металлические трубы (стальные, нержавеющие, оцинкованные, медные)
Стальные трубы почти вытеснили полимерные аналоги. Монтаж
железных труб связан со сваркой, плюс, они подвержены коррозии и менее
долговечны. Конечно, нержавеющие и трубы с оцинкованной поверхностью лишены
таких минусов при условии правильного монтажа (резьбовые соединения). Что
касается медных труб, то они имеют высокие показатели надежности, а также
хорошо переносят высокое давление и температуру. Но, стоимость делает их
малодоступными.
Пластиковые трубы (металлопластиковые, полипропиленовые, полиэтиленовые)
Оптимальный и распространенный вариант. Металлопластиковые трубы
доступны и не требуют особой квалификации для монтажных работ. Соединяются
методом горячего прессования. Главный минус – высокий показатель теплового
расширения.
Радиаторы отопления (батареи)
С учетом популярности и распространенности можно выделить три типа:
традиционные чугунные радиаторы. Отличаются сравнительной
дешевизной, большим внутренним объемом, соответственно, вмещают больше
теплоносителя и хорошо отдают тепло;
конвекторы. Нагревают помещение благодаря проходящему по ним
воздуху, который нагревает отдельные секции.
панельные радиаторы – комбинация двух предыдущих типов.
Расширительный бак
Устанавливается с целью компенсировать расширение теплоносителя.
Выделяют расширительный бак открытого и закрытого типа
(фото).
В первом случае расширительный бак устанавливается в верхней
точке системы. Во втором случае – место установки не имеет определяющего
значения.
Схема «Ленинградка»
«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома. Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.
Достоинствами этой схемы являются:
- экономный расход материалов;
- легкий монтаж;
- длительная надёжная эксплуатация;
- возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.
Ленинградка» не лишена существенных недостатков:
- невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
- горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
- большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.
Комбинированное отопление
Схема комбинированного отопления – радиаторы и тёплый пол
Современные жилые дома в частном секторе, у которых два, а иногда и три этажа оборурудуют комбинированным отоплением, где радиаторы работают от одного котла вместе с системой тёплого пола. Этот вариант очень удобен в эксплуатации, то есть, тёплые полы сами по себе выгодней и удобней, нежели радиаторы, но их можно укладывать не в любом помещении
Но, как бы там ни было, этот выбор личное дело каждого и причины в данном случае не имеют значения – здесь самое важное, баланс между разной температурой в контурах
Если в радиаторном контуре нужна минимальная температура теплоносителя 60-80°C, то в таком случае в системе тёплого пола это будет 30-50°C соответственно и всё это нужно сделать при помощи одного котла из одной подачи. Для этого перед контуром тёплого пола врезают трёхходовой клапан и байпас (см. схему верху). Клапан выставляют на нужную температуру, например, на 40°C. Вода из подачи поступает в трубу на пол до тех пор, пока не превысит эту метку. Когда это происходит, клапан переключается и сбрасывает горячую воду через байпас в обратку. Как только температура пола опустится на 1-2°C, клапан опять переключается и подаёт теплоноситель в напольный контур.
Как спрятать трубы
Главной магистралью, поставляющей тепло к отопительным приборам, является трубопровод. Это связующий элемент системы, без которого нельзя обойтись. При этом трубы не всегда вписываются в современный интерьер, и хозяева часто задумываются, как их спрятать.
Если система отопления уже смонтирована, то скрыть трубопровод будет непросто. Одним из вариантов является устройство коробов, закрывающих приборы.
Если ремонт в процессе, можно «зашить» трубы в стены и заделать стеновыми панелями. Однако данный способ подойдет только для радиаторов с нижним подключением.
Спрятать трубы на этапе разработки проекта системы отопления можно, применив лучевую схему подключения, при которой все трубы прокладываются под полом. Отопительные приборы в таком случае должны быть с нижним способом подключения.
Схема отопления теплыми полами
Теплый пол обеспечивает горизонтальное тепловое излучение, поддерживая более высокую температуру на уровне ног и её снижение до комфортного уровня на большей высоте. В районах с теплым климатом схема может использоваться в качестве единственного источника тепла. В северных широтах её необходимо сочетать с монтажом радиаторной отопительной системы.
Конструктивно система теплого пола представляет собой сеть трубопроводов. Нагрев может производиться от любых источников тепла.
- равномерное распределение тепла по всему объёму помещения;
- улучшение эстетического вида помещения из-за отсутствия труб и радиаторов.
Ошибки при монтаже своими руками
Неправильный расчет отопления приводит к неоправданным расходам
При монтаже системы отопления важную роль играют предварительные расчеты. Разводка труб отопления в частном доме, проложенная с недочетами, может привести к большим финансовым расходам для исправления. Выбирая газовый или электрический котел, нужно в первую очередь ориентироваться на площадь помещения. Но этого недостаточно. Если установить котел, у которого уровень мощности будет превышать требуемые параметры, потребуются дополнительные расходы на оборудование.
Основные ошибки, которые совершают новички при установке отопительной системы своими руками:
- Неправильно подобраны трубы. Если использовать трубы разного диаметра, это приведет к нарушению давления на стыке.
- Неверный выбор схемы отопления. Это важный момент, который рассчитывается для каждого проекта индивидуально. Схему можно заказать у проектировщиков.
- Мощность радиатора должна строго соответствовать площади помещения. Рекомендуется делать расчеты отдельно на каждую комнату.
Часто перед новичками встает трудность с выбором циркуляционного насоса. Существуют программы, которые подсчитывают сопротивление, создаваемое приборами. Отопление не будет работать, если давление насоса меньше сопротивления.
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.
