Монтаж водяного отопления в частном доме. Почему выгодно устанавливать двухтрубную систему. Особенности монтажа систем с принудительной циркуляцией

В нашей стране, где зима длится полгода, нужна хорошая и удобная система отопления, которая бы согревала дом в любую непогоду. Водяное отопление остается самым надежным средством борьбы за тепло и комфорт в частном доме.

Схема работы системы водяного отопления.

В качестве отопительных приборов используют котлы на различных видах топлива и даже обычную печь. Там, где водяное отопление использует печь, проходной диаметр труб увеличивают, а запорную арматуру сводят к минимуму.

Принцип работы

Данная система завоевала популярность своей простотой. Отопление использует следующий принцип работы: котел до нужной температуры нагревает воду (или антифриз), она по трубам поступает к батареям или радиаторам в комнатах, отдавая тепло, и возвращается в котел.

Схема системы с самотечным движением воды.

Также схема водяного отопления может включать:

• расширительный бак – в него отводится возникшая при нагревании излишняя вода, также он обеспечивает отсутствие кислорода в системе;
• поддерживает постоянный круговорот воды в системе, с его помощью скорость нагрева помещения увеличивается за счет более быстрого движения воды;
• манометр;
• терморегуляторы;
• воздухоотводчик – автоматический или запорный;
• предохранительные клапаны.

Выбор котла

При покупке котла, как правило, принимают величину 1 кВт мощности на 10 кв. м отапливаемой жилой площади, учитывая, что высота потолков не более 3 метров. Также учитывают объем помещения, степень утепления частного дома, размеры окон, наличие дополнительных потребителей тепла.

При обогреваемой площади: от 60 до 200 кв. м – мощность котла до 25 кВт, от 200 до 300 кв. м – 25-35 кВт, от 300 до 600 кв. м – 35-60 кВт, от 600 до 1200 кв. м – до 100 кВт.

Можно выбрать электрический котел – при площади частного дома от 30 до 1000 кв. м, можно использовать котлы мощностью от 3 до 105 кВт, соответственно. Недостатками электрокотлов являются высокая стоимость электроэнергии, перебои с энергоснабжением или недостаточная мощность.

Нюансы функционирования

При использовании печи, для улучшения работы системы, разницу между нижней точкой холодной воды (обратки) и верхней точкой горячей воды максимально увеличивают. Стояк выводят под потолок. В любом случае проводят расчет водяного отопления. Если используется отопительный котел, то его рекомендуется опускать ниже, при возможности, например, в подвал. Такое расположение позволяет увеличить высоту стояка, придать воде больший импульс движения. Следовательно, эффективность увеличится, дом будет прогреваться равномернее.

Топливо

Для разогрева котла используются разные виды топлива: природный газ, уголь, дрова. Также может применяться централизованное энергоснабжение, или такие альтернативные источники энергии, как мини-гидростанции, солнечные или ветряные преобразователи.

Выбор труб

При монтаже водяного отопления применяют трубы из разных материалов. У каждого есть свои плюсы и минусы.

Стальные

Стальные трубы ранее были самыми популярными, но в современном строительстве используются все реже. Недостатком обычных стальных труб является подверженность коррозии, поэтому используют нержавеющие или оцинкованные, которые более надежны.

Медные

Трубы из меди выносят высокие температуры и давление, будут служить не одно поколение, являются самыми надежными для использования в частном доме. Их единственный недостаток – высокая стоимость.

Полимерные

Полимерные трубы изготавливают из металлопластика (алюминий, покрытый пластиком) или из полипропилена, армированного алюминием.
Основные преимущества:

• стойкость к коррозии;
• прочность;
• не откладывается осадок на внутренней поверхности;
• низкая стоимость монтажных работ, потому как не требуется применение сварки.

Среди недостатков – высокий коэффициент теплового расширения, в холодный период временное прекращение работы котла или замораживание системы отопления может привести к повреждениям труб.

Устройство системы

Одноконтурная система предназначена лишь для обогрева помещения. Данная схема отопления имеет простой принцип работы, недорога и подходит для домов площадью до 100 кв. м. Включает в себя с атмосферной вытяжкой, однотрубную разводку трубами из стальных или полимерных материалов, а также чугунные, алюминиевые или стальные радиаторы.

Схема одноконтурного обогрева помещения.

Данную систему можно усовершенствовать, добавив двухтрубную разводку, циркуляционный насос, терморегулирующие вентили на радиаторах. При одноконтурном котле для подачи горячей воды для бытовых нужд нужно предусмотреть установку газовой колонки или бойлера. Двухконтурная система используется как для отопления жилья, так и для нагрева воды.

Двухконтурная система

Двухконтурный котел удобен при потребностях в горячей воде на семью не более четырех человек, и с учетом, что вода водопроводная или умягченная (жесткая из скважины не подходит). Также могут быть сделаны две одноконтурные системы, одна из них будет отапливать помещение, другая – нагревать воду. Это позволит летом использовать лишь систему подогрева воды, на которую затрачивается 25% мощности котла.

Устройство двухконтурного котла.

Наиболее распространенная классификация систем водяного отопления учитывает схему разводки трубопроводов. Водяное отопление может быть как двухтрубным, так и однотрубным.

Однотрубная система обогрева

Однотрубной называется система, в которой от котла нагретая вода последовательно переходит от одной батареи к следующей. В итоге последняя батарея будет холоднее первой, как правило, такую систему применяют в многоквартирных домах. Самый существенный недостаток – управлять однотрубной разводкой трудно, потому как, если перекрыть доступ воды в один из радиаторов, то перекроются и все остальные.

Двухтрубная система обогрева

В двухтрубной к каждому радиатору подходит труба с горячей и с холодной водой. Водяное отопление частного дома позволяет комфортно регулировать температуру в помещениях.

Коллекторная (лучевая) – от коллектора (устройство в отопительной системе, которое собирает теплоноситель) к каждому отопительному прибору подводят две трубы – прямую и обратку. Это позволяет легко монтировать системы отопления со скрытой проводкой труб, а также дает возможность поддерживать и регулировать заданную температуру в отдельной комнате. Для этого на каждом этаже дома располагаются коллекторы в специальном шкафу, из которого к радиаторам идут независимо подключенные трубы. Недостатками являются затраты на трубы и установку шкафов для коллекторов.

Насосы

Дополнительно, прокладывая трубопроводы обогрева загородного дома, устанавливают циркуляционные насосы – они отлично справляются с циркуляцией воды в больших домах с большой протяженностью труб, экономят расход топлива, а также быстрее нагревают помещение за счет быстрого движения воды.

Специалисты рекомендуют для одноэтажных домов с крутой крышей, а также подвалом сделать схему с вертикальными стояками и двухтрубной разводкой. Устанавливая водяное , важно подумать о том, куда будут деваться отработанные газы. Чтобы обеспечить их выход, нужно установить специальную трубу.

Расчет водяного отопления

Для начала следует произвести расчет системы. Прежде всего, необходимо помнить о том, что потребность в обогреве будет напрямую зависеть от таких факторов, как потеря тепла через оконные и дверные проемы, а также через стены, полы и потолки. Таким образом, для осуществления расчета мощности нужно знать принцип работы системы и степень потери тепла отделочными и конструкторскими материалами, из которых сделан дом.

Более эффективно тепло проводят те стены частного дома, которые непосредственно контактируют с внешней атмосферой. При этом степень потери тепла будет увеличиваться при каждом перепаде температур между внутренними и наружными сторонами стены. Нормальной же температурой считается 20 °С.

При осуществлении расчета водяного отопления данный показатель следует суммировать с наибольшей отрицательной температурой, характерной для определенной местности. Производя расчет потерь тепла, нужно высчитывать точную площадь торцевых (внешних) стен, дверных и оконных проемов, потолков, полов, а затем умножать эти данные на степень потери тепла на каждом квадратном метре частного дома. После этого все результаты суммируются.

Очень важен правильный расчет места расположения распределительного котла, поскольку от этого напрямую будет зависеть количество изгибов и протяженность участков системы обогрева жилого помещения в частном доме.

Особенности монтажа

Перед тем, как начать обустраивать водяное отопление своими руками, стоит рассмотреть самые популярные и практичные системы, достоинства и недостатки, принципы монтажа, а также подходящие типы радиаторов.

Самодельное строительство дома всегда связано и с организацией отопления помещений. Этот вопрос продумывается задолго до начала соответствующих работ. Существует много вариантов. Их рассматривает любой человек, собирающийся обеспечить отопление загородного дома своими руками. Достаточно часто встречаются случаи, когда советом никто помочь не может. Специалисты компаний берут за это плату, что делает их услуги не самым выгодным вариантом. Приходится все продумывать самостоятельно.

Нюансы и тонкости

Тем, кто имеет желание сделать самодельное отопление, следует помнить о том, что следует использовать только те виды труб, которые обладают малым диаметром, поскольку только они могут поддерживать высокую температуру воды и эффективно создавать и поддерживать необходимый температурный режим в условиях российского климата.

Однако и у них есть свои минусы. В частности, монтаж водяного отопления из-за малого диаметра труб невозможно осуществлять, не проведя предварительного капитального ремонта всего помещения. К тому же, что касается самой системы водяного обогрева, то она требует постоянного нагрева теплоносителя.

Поэтому если вы забыли слить воду из труб своего частного дома в зимнее время года и оставили его на длительный срок, то вам следует ожидать беды, поскольку под воздействием низкой температуры трубы могут просто порваться. В результате по возвращении вы будете вынуждены проводить ремонт всей системы водяного отопления, поскольку основная часть трубопровода окажется поврежденной.

Но даже и в том случае, если вы не забудете слить воду из отопительных труб, имеющих малый диаметр, они все равно могут пострадать от воздействия коррозии, поскольку присутствие воздуха будет иметь место, что приведет к образованию внутреннего конденсата на стенках трубопровода.

Водяной обогрев загородного дома – это доступная стоимость материалов для монтажа и дальнейшей эксплуатации, а также хорошие результаты в создании тепла и уюта в доме.

Ура! Вы возвели стены будущего дома, обустроили кровлю и задумались. Отопление частного дома своими руками — возможно ли? Какова будет схема отопления? Хотя, скорее всего, вы изучаете вопрос заранее. Поэтому давайте решим сейчас, какое отопление будет в доме.
Почти наверняка способ отопления выбран, но давайте потратим пару минут на рассмотрения альтернативы, а вдруг?..

Виды отопления.

Гео- и гелиотермальное отопления. Отопление дома с помощью тепла земли и энергии солнца. Эти способы в подавляющем большинстве случаев неприменимы, окупаться будут долго, поэтому не будем останавливаться на них.
Паровое отопление. Вода с помощью котла нагревается до превращения в пар, который по магистральным трубам подается в радиаторы. Там он отдает тепло, и возвращаясь в жидкое состояние, попадает опять в котел. Эта система используется на предприятиях. Для частного дома — неприемлема ввиду громоздкости. Да и о безопасности не стоит забывать. Паровой котел — штука не совсем надежная, а температура пара 115°С.
Воздушное, инфракрасное отопление. Источник тепла, например, инфракрасный излучатель, нагревает воздух, который напрямую или по воздуховодам направляется в помещения. Питанием для источников тепла служит природный газ. Для улучшения циркуляции воздуха применяются вентиляторы. Применяется для обогрева цехов на предприятиях, для жилого дома не подходит. Сухой воздух не создаст комфорта в доме. Да и стоит подобная система недешево.

Теперь уже ближе к реалиям жизни.

Электрическое отопление. Для создания отопления используются конвекторы, «теплые полы», электрические инфракрасные нагреватели и их комбинации.
Конвекторы – это те же радиаторы, только нагреваемые с помощью электричества. Конвектор имеет металлический корпус, температура поверхности не свыше 60°С. На корпусе размещаются решетки, направляющие потоки воздуха вниз и в стороны. Конвекторы защищены ы от перегрева и скачков напряжения.
Создание схемы отопления с помощью конвекторов дешевле водяного отопления, ведь нет ни котла, ни магистральных сетей. Кроме того, есть перемещаемые конвекторы, это позволяет изменять схему отопления.

Простейший расчет необходимого количества приборов ведется от площади дома, на 1 квадратный метр помещения требуется 100 Вт тепловой мощности. Например, площадь дома 200 кв. м. Значит, требуется тепловая мощность 100 Вт х 200 = 20 000 Вт. Вы выбрали себе конвектор мощностью 2000 Вт. Количество изделий 20 000/2000 = 10 штук.
Теплые полы – нагревают помещения снизу вверх. Тепло идет в нужном направлении и равномерно по всей площади. Для устройства теплого пола внутри стяжки создается система нагревательных элементов, чаще всего электрических. Электрический элемент — трубка или проводящая пленка. Ради справедливости скажем, что теплые полы могут быть водяные.

Совет. Не стоит монтировать водяные теплые полы в многоэтажном доме. В случае протечки, хлопот не оберешься, вскрывать их это проблема, плюс ремонт затопленным соседям снизу.

Инфракрасные потолочные нагреватели . Новое интересное техническое решение обогрева помещений. Тепло от нагревателя, расположенного вверху помещения, передается не воздуху, а напрямую предметам в комнате. Нагреватели этого принципа обладают высоким коэффициентом полезного действия. Расположение их не уменьшает площадь комнаты.

В заключение пару ложек дегтя электрическому отоплению. Отопление дома электричеством дороже газового и перебои с электричеством случаются гораздо чаще, чем с газом.

Водяное отопление. Система является простой, надежной и дешевой в эксплуатации. Один минус – это стоимость затрат на ее создание. Дальше в статье мы будем рассматривать именно ее.

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, кВт
60-200 до 25
200-300 25-35
300-600 35-60
600-1200 60-100

Существуют модели котлов, которые могут использовать несколько видов топлива. Например, газ и уголь.
Для устройства магистрали (контура), по которой будет циркулировать вода, используют стальные, нержавеющие и полипропиленовые трубы. Последние стали безусловным лидером.
Они 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.

Схемы водяного отопления.

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

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

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

Главное достоинство – равномерный прогрев всех радиаторов. Недостаток – создание второго контура обойдется дороже.
Коллекторная схема. В ней каждый радиатор имеет собственные подающие и обратные контуры, которые соединяются коллектором.

Достоинства – эстетичный внешний вид, возможность регулировать температуру в любой комнате использую распределительный шкаф (возможно электронное управление).

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

Монтаж системы отопления.

В процессе строительства дома необходимо предусмотреть технологические отверстия, для прокладки труб отопления. Последовательность монтажа определяется вашим желанием и технологией строительства.
Для начала размещаем котел.

Внимание! Еще раз напоминаем подключение котла к газовой сети может делать только специализированная организация.

По мере готовности отделки стен устанавливаем радиаторы. Радиаторы выставляем строго горизонтально, по уровню.

Знаете ли, вы, что шум батарей, мешающий порою спать, вызван перекосом радиаторов? Из-за перекоса создается воздушный карман, порождающий эту «музыку».

Монтаж труб должен производиться с уклоном в 5 мм на метр трубы. При длине полипропиленовой трубы свыше 10 метров монтируются П-образные компенсаторы.
Так как расширительный бак зачастую устанавливается на чердаке, необходимо предусмотреть его утепление.

При создании системы отопления в вашем доме позаботьтесь о надежности. Возможно, имеет смысл поставить два котла, под разные виды топлива.

Подготовить все материалы для того чтобы сделать водяное отопление своими руками это под силу любому домовладельцу. Если весь комплекс работ по переустройству кажется довольно сложный – не беда! Теперь, когда существуют компьютерные технологии и интернет, есть возможность изучить теоретическую часть более детально.

Основные достоинства водяного отопления

Из всех систем отопления, водяная – самая распространенная. В качестве носителя тепла выступает вода. Нагретая котлом отопления () она поступает в систему трубопроводов и радиаторов, где и циркулирует по замкнутому циклу.

По каким причинам выбирают водяной тип отопления:

1. Установить такую систему можно как для уже готового частного дома, так и на стадии строительства.
2. При условии установки запорных клапанов и регуляторов температуры на батареях, есть возможность поддерживать выбранную температуру для каждой комнаты по отдельности.
3. Это самый дешевый и распространенный теплоноситель.
4. Вода, как носитель тепла, может применяться с отопительными котлами () на любом виде топлива.

Системы водяного отопления

Системы водяного отопления различают по принципу движения воды по трубопроводам:

1. естественная циркуляция;
2. принудительная циркуляция.

Естественное поступление воды

При естественной циркуляции, вода в системе отопления проходит путь по принципу круговорота воды – горячая вода стремится подняться вверх, а холодная опускается вниз. Нагретая вода после нагревательного котла самостоятельно движется по трубам до батареи.

Теплоноситель, проходя через всю поверхность, прогревает элемент отопления, который отдает тепло в воздух и уже после этого более холодным возвращается к котлу для повторения цикла.

Для работы водяной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя есть ряд технических требований для более эффективного обогрева помещений:

• монтаж расширительного бака должен производиться в самой верхней точке системы отопления;
• монтаж трубопровода для обратки производится понизу приборов водяного отопления с перепадом по высоте между последним радиатором и конечной точкой;
• трубопровод для возврата воды в систему (обратка) должен быть большего диаметра, чем для подачи;
• уклон обратного трубопровода должен быть строго выверен, согласно технических требований.

Важно! Основное преимущество водяных систем с естественной циркуляцией – отсутствие насосного оборудования.

Такие системы отопления делают как открытого типа, так и закрытого. В первом варианте вода в расширительном баке имеет непосредственный контакт с окружающим воздухом. В системах закрытого типа устанавливается расширительный бак особой конструкции:

Применение такого расширительного бачка исключает попадание кислорода в систему трубопроводов, что положительным образом сказывается на долговечности водяных отопительных приборов.

Трубопроводы с естественной циркуляцией теплоносителя интересны для потребителя благодаря своей простоте, безопасности и автономности.

Важно! При желании эту схему несложно переделать в систему с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Принудительная циркуляция теплоносителя

В принудительной циркуляции в работу оборота воды по трубам и батареям включен насос, который направляет и усиливает движение теплоносителя по системе.

Несомненно, дополнительное оборудование – это дополнительные финансовые затраты. Но зато дает и дополнительные преимущества:

• нет необходимости в строгом соблюдении уклонов трубопроводов;
• трубопроводы могут быть одного диаметра;
• появляется возможность подключить к водяной системе обогрев помещений с применением «теплого пола»;
• в систему можно врезать температурные датчики, регулирующие температуру в каждом помещении частного дома по отдельности;
• дает возможность применения пластиковых труб, которые значительно дешевле стального водопровода;
• значительно облегчаются монтажные работы.

Основной недостаток – зависимость от перебоев с электроэнергией. Решается применением или комбинированных типов отопления, или установкой резервных электрогенераторов.

Типы схем водяного отопления

По тому, как отопительные приборы подключают к трубам, различают два способа:

• Однотрубный. Радиаторы подсоединяют один за другим последовательно.

Горячая вода последовательно проходит каждый отопительный прибор и от последнего уходит напрямую к котлу. Такая водяная система при меньшем количестве трубопроводов пользуется популярностью – быстротой в монтаже. Но надо учесть, что нагрев последнего радиатора в цепочке значительно снижается за счет большой теплопотери носителя тепла (воды).

• Двухтрубный. Более сложный способ организации теплоснабжения водяных отопительных приборов, но и более продуктивный. Благодаря тому, что подвод труб с горячей и холодной водой к каждому радиатору раздельный, теплопотери носителя значительно ниже.

Также добавляется возможность монтажа «теплого пола».

Виды водяных радиаторов

По способу обогрева помещения водяные отопительные конструкции можно разделить на:

• радиаторные;
• «теплый пол»;
• плинтусное отопление.

Радиаторные

Типичные для хрущевок, чугунные радиаторы водяного отопления, редко применяются в современном строительстве (как выбрать для частного дома). Теперь чаще можно встретить радиаторы из другого материала:

• биметаллические;
• стальные;
• из алюминиевых сплавов.

Такие радиаторы отлично зарекомендовали себя в работе, несмотря на определенные требования к самой воде. Для долговременной работы вода должна соответствовать, например, таким требованиям как процентное содержание в ней кислорода, железа и других примесей. Все это перечислено в РД 34.20.501-95.

Подогрев «теплым полом»

Система «теплый пол» чаще всего устанавливается как дополнение к радиаторному типу для обогрева помещения дома (). Несмотря на сложность в устройстве таких полов, основное их преимущество – большая площадь обогрева. Фактически вся поверхность пола работает как один большой радиатор. Теплообмен воздуха в доме происходит в оптимально правильном режиме – нагретый воздух в помещении поднимается снизу вверх, заполняя все пространство.

Кроме комфорта, применение «теплого пола» позволяет снизить рабочую температуру воды до 55 ºC.

Но есть один существенный недостаток. Такую систему отопления трудно реализовать в уже жилых помещениях. Для укладки трубопроводов требуется поднимать уровень уже существующего пола и без замены межкомнатных дверей тут не обойтись.

Плинтусные

Новое направление в обогреве помещения дома – плинтусная система отопления. В ней соединена преимущества радиаторов и «теплого пола».

Все оборудование – и трубы и радиаторы – устанавливаются по периметру комнаты на уровне плинтусов. Это позволяет прогревать и стены и пол одновременно. Соответственно и воздух прогревается более равномерно.

Плюсы таких систем:

1. Из интерьера помещения исключаются традиционные радиаторы.
2. Возможность провести монтаж в существующих жилых помещениях.
3. Широкая цветовая гамма покрытий плинтусов дает возможность оформить интерьер помещения по своему вкусу.

Заключение

Водяное отопление загородного дома – это наиболее популярный способ обогрева. Оно прошло проверку временем. Ему десятки лет. А современное исполнение более усовершенствовано и улучшено. Его можно с уверенностью рекомендовать для обогрева частных домов.

Одним из несомненных преимуществ частного дома можно назвать практически полную независимость от различных коммунальных организаций. При его строительстве можно оборудовать свои системы водоснабжения, канализации и отопления, что позволит создать максимально комфортные условия проживания. В данной статье речь пойдет именно о системе отопления, ее видах и правилах выбора отопительных устройств, входящих в ее состав.

Городские жители не понаслышке знают, что такое холод в помещении зимой. Самостоятельно задать параметры системы централизованного отопления невозможно, хотя порой просто необходимо. Вот и приходится платить дважды: за сомнительное тепло батарей и за дополнительный обогрев с применением электрообогревателей. Поэтому и в городе нередко возникает вопрос установки автономной системы отопления.

Какие же параметры нужно учитывать при проектировании и монтаже системы отопления, и можно ли все это сделать самостоятельно, не прибегая к услугам дорогостоящих специалистов? Об этом и пойдет речь далее.

Для тех, кто никогда не сталкивался с вопросами проектирования систем отопления и выбора нужного оборудования, будет сложно правильно подобрать отдельные ее компоненты. Дело в том, что система отопления не продается в комплекте – ее нужно собирать из разных элементов, которые должны без проблем совмещаться между собой. Среди основных составляющих системы отопления в первую очередь выбирается котел, а также трубы и радиаторы. Немаловажно подобрать теплоноситель и его количество в системе. А теперь обо всех составляющих более конкретно.

Главным элементом любой системы отопления считается котел. Именно он производит необходимое количество тепла и передает его теплоносителю, который разносит его по помещениям к радиаторам. Строение всех котлов практически не отличается – все они оборудованы двумя камерами, в одной из которых сгорает топливо, а через другую проходит теплоноситель. Первая камера называется камерой сгорания, вторая – теплообменником. Отопительные котлы могут быть одноконтурными или двухконтурными. Преимуществом двухконтурных котлов является то, что они помимо отопления являются еще и источником горячей воды. При покупке одноконтурного котла придется дополнительно закупать еще и бойлер.

Основным различием котлов помимо их мощности является топливо, которое используется для сгорания и выделения тепла. Среди основных видов котлов различают электрические, газовые, на жидком или твердом топливе .

Электрические котлы – удовольствие не из дешевых, поскольку такой котел потребляет немало электроэнергии, стоимость которой не такая уж и низкая. Зато перебои с электроэнергией случаются довольно редко, чего не скажешь о других видах топлива. Электрические котлы часто используются в местах, куда еще не провели газ.

Наиболее распространенный вид котла – газовый . Это можно объяснить целым рядом причин: экономия, удобство в эксплуатации, постоянная подача топлива. Конечно, этот вариант подходит для тех, кто строит дом в местности, подключенной к газоснабжению. В последнее время остается все меньше населенных пунктов, где газ отсутствует, поэтому такой вариант котла самый оптимальный.

Котлы на жидком топливе используются очень редко. Во-первых, для них нужно довольно дорогое топливо (солярка или бензин), а во-вторых, запах от его сгорания заполнит весь дом.

Твердое топливо – торф, дрова, брикеты – используется в местностях, куда еще не провели газ. Оно менее дорогое, чем электроэнергия, но вот мороки с ним значительно больше: это и заказ, и доставка, и постоянная периодическая загрузка в камеру сгорания. Часто такой котел используют как резервный на случай отключения электроэнергии или перепадов подачи газа. Для таких аварийных ситуаций он является оптимальным решением проблемы временного отопления.

Среди сравнительно новых способов отопления в последнее время набирает популярности использование тепловых насосов . Принцип работы такой системы заключается в том, что насосы устанавливаются в скважины на глубину порядка 30-60 м, где накапливают разобщенную энергию и передают ее в теплообменник котла. Недостатком такой системы является сложность монтажа насосов, требующая использования специальной техники и привлечения специалистов. Это же касается и планового обслуживания или ремонта. Но и плюсов у нее немало, ведь топливо в этом случае не просто дешевое – оно бесплатное, что позволяет отапливать дом и пользоваться горячей водой практически даром и не зависеть от подачи топлива.

Следующим обязательным компонентом отопительной системы являются трубы. Именно они осуществляют доставку теплоносителя в помещения дома. В зависимости от расположения труб систему отопления можно поделить на два типа: однотрубную и двухтрубную . В первом случае трубы и радиаторы соединены последовательно, что сказывается на КПД системы: если первые радиаторы нагреваются до нужной температуры, то температура последних может составлять 25 градусов, чего явно не достаточно для отопления комнаты. По этой причине однотрубную систему стараются заменить двухтрубной.

Двухтрубная система в свою очередь тоже имеет две разновидности, отличающиеся способом соединения труб. Первая предусматривает параллельное подключение каждого радиатора к центральной трубе. Вторая представляет собой лучевое соединение, при котором трубы каждого из радиаторов соединяются с основным стояком. Второй вариант менее экономный, потому что требует значительных расходов на трубы.

В двухтрубной системе есть труба «обратки», по которой уже охлажденный теплоноситель подается в теплообменник котла. Такая конструкция обеспечивает наиболее экономичное и эффективное распределение тепла в доме.

Сами трубы также могут отличаться между собой материалом и размерами. Нужный диаметр труб определяется расчетом. Что же касается материала, то в последнее время все чаще стали использоваться трубы из ПВХ или пластика вместо тяжелых и дорогих металлических. Они легче, дешевле, меньше по диаметру, практически не засоряются и без проблем могут прокладываться за гипсокартонной обшивкой стен, оставаясь незамеченными.

Радиаторы для отопления

Радиаторы системы отопления могут быть алюминиевыми или чугунными. Для частного дома вполне подойдут более легкие и дешевые алюминиевые радиаторы. Они отличаются легкостью монтажа высоким показателем теплоотдачи. Правда, они чувствительны к резким перепадам давления и температуры в системе, а также к воздействию агрессивной среды. Но в условиях использования в частном доме эти недостатки не так уж и важны, а экономия и простота установки наоборот играют не последнюю роль.

Рассмотрим более подробно принцип работы системы отопления. Он базируется на циркуляции теплоносителя в замкнутой системе. Различают два вида циркуляции: принудительная и естественная . Естественная циркуляция характеризируется приведением в движение теплоносителя за счет перепадов температуры и гравитации: нагретая вода поднимается вверх, вытесняя холодную, а холодная опускается вниз под действием силы тяжести. Такая система хоть и надежная, но требует проведения сложных расчетов, определяющих количество и расположение радиаторов, количество теплоносителя, место расположения котла и т.д.

Более распространенной является система с принудительной циркуляцией. Хотя структура системы при этом усложняется за счет дополнительной установки насоса, все же сама система работает более эффективно, поскольку теплоноситель нагревается и движется по трубам и радиаторам намного быстрее. Многие фирмы-производители газовых котлов по умолчанию встраивают в них гидронасос, так что покупать и монтировать его не придется.

После обзора основных схем отопительной системы и ее составляющих можно смело выбирать, какие из них подходят именно Вам. Для того, чтобы определится с мощностью котла, количеством радиаторов и общей длиной труб, нужно предварительно провести небольшой и несложный расчет, пример которого приведен ниже.

Расчет начинается с определения необходимой мощности котла . Котел можно приобрести и «на глаз», но слишком велика вероятность не угадать и либо переплатить за слишком мощный котел, либо выжимать все силы из слишком слабого.

Для определения необходимой мощности используется формула:

W = k*S/10 ,

где W – искомая мощность, кВт;
k – коэффициент поправки, зависящий от региона застройки;
S – общая площадь дома, м2.

К полученному по формуле значению обычно прибавляется до 20% запаса мощности на случай, если температура зимой окажется ниже среднестатистической. В этом случае котел не будет перегружаться, работая на полную мощность. Полученная таким образом мощность округляется до ближайшей стандартной мощности и соответственно по ней и выбирается нужный котел. Такой расчет необходим при покупке автоматического обогревательного котла, за работой которого не будет вестись постоянное наблюдение. Это повысит уровень безопасности при его использовании.

Следующий шаг – определение необходимого количества радиаторов в каждом помещении дома. По нормативам для этого используется достаточно трудоемкий расчет с учетом типа, удельной теплоты, гидродинамики теплоносителя и т.д. Для обычных строителей-любителей такой расчет – дремучий лес, так что пойдем более легким путем.

Для начала нужно определиться с теплоносителем. Самым распространенным вариантом является вода. Для расчета количества радиаторов парового или водяного отопления есть упрощенный вариант, который обычно и применяют.

С целью упрощения мощность, необходимая для обогрева комнаты площадью 10 м2, одна из стен которой является наружной, принимается 1,2 кВт. При наличии в комнате двух и более окон, широкого дверного проема или других факторов, способных понизить температуру, значение мощности увеличивается до 1,3 кВт. Исходя из этого, можно подсчитать необходимую мощность для обогрева каждой комнаты в доме путем умножения их площадей на 1,2-1,3 и деления на 10.

Полученную мощность умножают на 5 и округляют до целого числа, получая таким образом необходимое число секций отопительного радиатора в каждой комнате. Для надежности можно добавить еще несколько секций, особенно, если в помещении есть входные двери или большие оконные проемы. Число дополнительных секций выбирается от 5 до 10. Также дополнительные секции могут понадобиться при использовании чугунных радиаторов, потому как чугун имеет более низкий показатель теплоотдачи, чем алюминий, и поэтому медленнее отдает тепло.

Далее выполняется схема дома с нанесением на нее котла, радиаторов и разводки труб, обеспечивающей подачу теплоносителя во все помещения. Сделав такую схему в масштабе, легко просчитать количество и длину труб и общее количество радиаторов. Приняв за основу однотрубную систему отопления, можно значительно сократить затраты на покупку труб.

Расчет теплоносителя

Еще один важный момент – расчет количества теплоносителя в системе. Если в качестве теплоносителя выбрана вода, нужно учитывать, что при разных температурах она занимает разный объем. Ни в коем случае нельзя допускать как перегрева, так и промерзания труб, что может привести к поломке всей системы.

Для расчета необходимо:

• рассчитать объем радиаторов, умножив объем каждой секции на их количество. Объем секций должен указываться в паспорте и обычно составляет 0,2-0,28 л;
• рассчитать общий объем труб, умножив площадь их сечения на суммарную длину;
• прибавить два полученных значения, получив при этом общий объем системы;
• найти перепад температур в системе в рабочем состоянии. Обычно теплоноситель нагревается до температур в диапазоне 15-70 градусов, то есть перепад составляет 55 градусов;
• найти количество теплоносителя путем отнимания от коэффициента расширения теплоносителя перепада температур и общего объема системы. Результатом этого расчета будет разница объема при нагревании;
• найти необходимое количество теплоносителя в системе путем отнимания полученного в предыдущем пункте значения от общего объема.

Что нужно знать при монтаже отопления дома своими руками?

Кроме основных элементов системы отопления для монтажа нужно подготовить и закупить вспомогательные детали и материалы: кронштейны, ниппели, тройники, прокладки и т.д. При монтаже желательно делать обвязку всех элементов, используя специальные материалы или же льняные нити.

Для тех, кто раньше никогда не сталкивался с установкой системы отопления, не лишним будет ознакомиться с некоторыми правилами:

• радиаторы должны располагаться только около оконных проемов;
• расстояние от пола до нижней точки радиатора не должно быть меньше 100 мм, а от подоконника до верхней точки – меньше 60 мм;
• все секции во всех помещениях должны находится на одной высоте;
• ребра радиаторов должны быть расположены вертикально, горизонтальное расположение недопустимо;
• система обязательно должна быть оборудована как минимум одним сливом, независимо от ее структуры и типа теплоносителя. Слив предназначен для полной замены теплоносителя в системе, которая должна периодически проводиться.

После монтажа системы она заполняется теплоносителем, и проводится ее тестовый запуск. После создания необходимого давления нужно тщательно осмотреть все места соединений отдельных элементов, проверяя, нет ли протеканий. При проявлении малейших дефектов или отклонений в нормальной работе нужно сразу же отключить систему, спустить теплоноситель и удалить неисправность. Обычно проблемы возникают в местах стыковки секций радиаторов или труб, где обвязка выполнена некачественно, из-за чего нарушается герметичность. Так что лучше еще при монтаже позаботиться о качественных соединениях, чем потом заново разбирать всю систему.

Вот и все советы по расчету и монтажу отопительной системы. Главное при ее оборудовании – грамотное сочетание экономии и качества, а также максимум внимания при установке. Отдельный акцент нужно сделать на расчете. Если его провести правильно, он покажет наиболее выгодный вариант выбора необходимого оборудования и параметров работы. В противном случае система может не работать вообще, не обеспечивать нужного тепла в помещениях или же периодически выходить из строя, требуя ремонта.

Отопление дома своими руками. Видео

Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.

Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.

Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства : технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.

Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.

Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.

Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!

Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.

Начальные положения

Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.

Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.

Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину , а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.

Поконкретнее – в DIN заложена глухая , из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.

Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.

Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.

О двух котлах

На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?

Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.

Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.

О чем нужно помнить!

Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию . Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.

Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.

Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.

Чем греться?

Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.

Воздух

Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.

Первый случай – . Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.

Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.

Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.

Пар

Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен , а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.

Вода и антифриз

На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление : теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.

Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.

СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях , скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.

Чем топить?

Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе . По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.

Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.

Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.

Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.

Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:

P = (ξp)/η (1),

где η – паспортный КПД котла;

ξ – сезонный коэффициент использования мощности котла.

Для Москвы ξ = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.

Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:

e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),

и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:

M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),

ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.

Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.

Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.

Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.

Отопление в доме

Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:

• Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
• Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
• Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
• При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
• Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
• Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
• Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
• Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.

После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.

Зоны комфортности

Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:

1. Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся , (особенно – ), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, и т.п.
2. Спальная зона – кроме , это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
3. Жилая зона – , столовая, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
4. Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
5. Зона временного пользования, или проходная зона – , лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
6. Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.

Планировка

Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:

• На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
• Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
• Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
• Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
• Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
• Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.

Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.

Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.

Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.

Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.

Расчет теплопотерь

Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:

1. Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
2. Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
3. Средняя температура за зиму, сведения – там же.
4. Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.

Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.

При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.

Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.

Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.

Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ΔT берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:

• Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ξ.
• Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
• Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.

С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.

В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.

Ставим батареи

Какие?

В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:

1. Стальные тонкостенные – самые дешевые.
2. Алюминиевые.
3. Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
4. Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.

Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.

Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.

В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.

Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.

Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.

Расчет радиаторов

Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».

Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.

Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.

Где ставить?

Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.

Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.

Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.

Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.

Об экранировании батарей

В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив , см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.

Выбираем систему

Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.

Открытая или закрытая?

Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:

1. Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
2. Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
3. При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
4. Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.

Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:

Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:

• Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
• Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
• 2 – системный манометр.
• 4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
• 7 – радиаторы отопления.
• 15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
• 8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
• 9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
• 11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
• 14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.

Как раздать тепло?

Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.

О лениградке

В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.

Схема СО «Лениградка»

Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.

Видео: система отопления «Ленинградка»

• Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
• Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
• Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.

Одна труба

Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.

Однако распространена мало из-за следующих недостатков:

• Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
• Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
• Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
• Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
• Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.

Две трубы

Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.

Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.

Комби

Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.

Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:

• Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
• Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
• Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.

Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.

Разводка

Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.

О трубах

Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно . Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.

Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.

Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».

Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.

Об уклонах

Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.

Расчет котла

Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:

• Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
• Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
• Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
• Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
• Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
• Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.

Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.

Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.

Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!

Электроотопление

Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.

ВИН

ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.

Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.

Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.

ИК-картины

Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.

Инфракрасные нагреватели — картины

ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.

Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.

Альтернативная энергия

В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно : инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.

(ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.

Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%

Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.

Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.

Напоследок о печах

Печное отопление , безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.

Тем не менее, будущее у печей с каминами только эксклюзивно-декоративное. По современному состоянию экологии КПД общий КПД СО нужен от 70%, что для печей редкость. А со временем экологические требования будут только ужесточаться. В целом, проектировать дом с печным отоплением целесообразно только там, где налицо частые перебои электроснабжения или его отсутствие. При этом условии печка окажется экономичнее современной СО, для нормальной работы которой необходимо электричество.