Как проводить отопление в частном доме схема. Отопление в частном доме своими руками. Двухтрубные системы обогрева

Одним из возможных вариантов, часто применяемых для обогрева загородного дома, особенно в условиях постоянного в нем проживания, является использование водяного отопления. Однако рассматривая монтаж отопления, частный дом, в котором он будет выполнен, можно столкнуться с тем, что потребуется определить, как будет происходить реализация проекта. Для каждого из них характерны свои особенности, которые могут повлиять на ваш выбор.

О водяном отоплении

Принцип работы подобного отопления понятен каждому – в отопительном котле нагревается вода и затем поступает в батареи, проходя через которые отдает тепло окружающему воздуху. Сделать отопление в частном доме, работающее на описанном принципе, достаточно просто, но дело в том, что при этом необходимо учесть ряд дополнительных факторов, начиная от выбора оборудования и заканчивая его расположением и подключением.

Ответ на эти вопросы во многом предопределяет, каким будет обогрев, и как мы проводим отопление в частном доме.

Про циркуляцию теплоносителя

Надо отметить еще такую особенность, присущую водяному отоплению. Циркуляцию горячей воды в системе можно обеспечить несколькими способами:

• естественным или гравитационным;
• принудительным.

Естественная циркуляция основана на том, что холодная вода тяжелее, чем горячая, и поэтому вода с более высокой температурой поднимается вверх. При таком способе циркуляции теплоносителя проведение отопления в частном доме должно учитывать некоторые дополнительные требования, которые понятны при рассмотрении приведенного рисунка:

Это следующие требования:

• диаметр подающей трубы должен быть больше, чем остальных труб;
• необходимо обеспечить уклон при прокладке труб от расширительного бачка до радиатора и от последнего к котлу, вода должна поступать к батареям и котлу самотеком;
• расширительный бачок должен располагаться выше всех остальных элементов системы.

Преимуществом такого подхода является возможность работы обогрева без использования дополнительных устройств (насосов или нагнетателей), в этом случае может работать и тогда, когда нет электроэнергии (обрыв линий электропередач, авария и прочие нарушения электроснабжения, а так же полное его отсутствие). Недостатком надо считать небольшой радиус использования из-за небольшого давления.

При использовании принудительной циркуляции в систему отопления встраивается насос, обеспечивающий необходимое давление и подачу теплоносителя в нужное место. Подобная система является универсальной и может быть применена при любом виде монтажа и в любых зданиях.

Однотрубный монтаж

Подобная схема монтажа отопления частного дома является наименее затратной и наиболее независимой от внешних условий. Что собой представляет подобная схема обогрева, можно понять из приведенного рисунка:

Рассматриваемый монтаж системы отопления частного дома предусматривает прохождение горячей воды через все радиаторы. При этом система может быть выполнена как с вертикальной разводкой, так и с горизонтальной, схема подключения отопления частного дома с обоими типами разводки приведена ниже:

Подобная однотрубная проводка отопления в частном доме называется «Ленинградка» По оценкам специалистов, это один из самых распространенных вариантов водяного отопления. Ее достоинством является меньшая стоимость материалов, необходимых для прокладки отопления в частном доме, и меньшая стоимость монтажных работ. С особенностями системы можно ознакомиться дополнительно с помощью видео

Одним из достоинств подобной системы можно считать ее универсальность, она может работать с естественной циркуляцией воды и с принудительной.

Двухтрубный монтаж

Схема, как выглядит монтаж систем отопления частных домов, приведена на рисунке:

Горячая вода в каждый радиатор поступает независимо (от общей магистрали по отдельной трубе), а затем таким же образом возвращается в общую магистраль для поступления в котел и повторного нагрева.

Подобная система отопления наиболее универсальна и может быть применена в любых частных домах, независимо от этажности и размеров.

К особенностям использования такого варианта монтажа следует отнести повышенные расходы на материалы и комплектующие (трубы, насос, фурнитура и т.д.) а так же значительный объем работ, характерный для случаев, когда проводится такая установка отопления в частном доме.

О других вариантах и возможностях

Приведенные виды монтажа не охватывают всех возможных способов построения разводки водяного отопления. Выше отмечалось, что однотрубная разводка может быть горизонтальной и вертикальной. Такими же способами выполняется и двухтрубная разводка. Кроме того, для любых вариантов монтажа допустимо разное подключение радиаторов:

Стоит отметить, что могут быть использованы и другие варианты монтажа с целью обеспечения большей эффективности работы обогрева в конкретных условиях, но этим должны заниматься специалисты, добиваясь максимальной отдачи от отопления. Приведенные данные охватывают наиболее популярные и чаще всего используемые варианты монтажа.

Как все это реализуется?

Существуют различные подходы к созданию обогрева. Но только отопление, ориентированное на местные доступные ресурсы и топливо, – правильное отопление частного дома.

Учитывая, что любая отопительная система представляет достаточно сложную гидротехническую систему, лучше всего ее проектирование и последующий монтаж доверить профессионалам, фирмам и организациям, занимающимся этим на постоянной основе. В этом случае вы всегда сможете получить консультацию по работе смонтированной системы, а так же обратиться к ним для ее ремонта при повреждении.

Можно выполнить подобную работу самостоятельно, в этом случае затраты на создание и монтаж отопления будут минимальны, но и претензии по некачественной работе предъявлять придется себе.

В собственном доме отопление должно быть рассчитано на использование доступных и дешевых энергоносителей, а также на работу в автономных условиях, например, при отсутствии электроэнергии. Кроме того, надо ответственно отнестись к реализации планов по созданию системы отопления, учитывая, что это достаточно сложная и дорогостоящая процедура.

Эффективная система обогрева сделает комфортной жизнь в любом доме. Ну а если отопление будет работать из рук вон плохо, то уровень комфорта не спасут никакие дизайнерские изыски. Поэтому сейчас мы поговорим о схемах и правилах монтажа элементов системы, обогревающей жилище.

Что нужно для сборки – 3 главные детали

Любая система отопления состоит из трех базовых компонентов:

• источника тепла – в этой роли может выступать котел, печь, камин;
• теплопередающей магистрали – обычно в этом качестве выступает трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель;
• нагревательного элемента – в традиционных системах это классический радиатор, преобразующий энергию теплоносителя в тепловое излучение.

Компоновка котельной в доме

Разумеется, существуют схемы, исключающие первый и второй элементы этой цепочки. Например, общеизвестное печное отопление, когда источник является и нагревательным элементом, а теплопередающая магистраль отсутствует в принципе. Или конвекционный обогрев, когда из цепочки исключают радиатор, поскольку источник греет до нужной температуры сам воздух в доме. Однако печная схема считалась устаревшей еще в начале ХХ века, а конвекционный вариант очень сложно реализовать своими руками без специальных знаний и специфических умений. Поэтому большинство бытовых систем строится на базе водогрейного котла и водяного контура (трубопровода-разводки).

В итоге для строительства системы нам потребуется один котел, несколько радиаторов (обычно их количество равно числу окон) и арматура для трубопровода с сопутствующими фитингами. Причем, чтобы собрать отопление частного дома, вам придется своими руками соединить все эти компоненты в рамках одной системы. Но перед этим было бы неплохо разобраться с параметрами каждого элемента – от котла до труб и радиаторов, чтобы знать, что покупать для дома.

Какой котел выбрать и как подсчитать его мощность

Водяное отопление черпает энергию у особого котла, камеру сгорания которого окружает заполненная жидким теплоносителем рубашка. При этом в топке могут гореть любые продукты – от газа до торфа. Поэтому перед сборкой системы очень важно выбрать не только мощность, но и тип источника тепла. И выбирать придется между тремя вариантами:

• Газовым котлом – он перерабатывает на тепло магистральное или баллонное топливо.
• Твердотопливным нагревателем – он питается углем, дровами или топливными гранулами (пеллетами, брикетами).
• Электрическим источником – он преобразует в тепло электроэнергию.

Наилучшим вариантом из всех вышеперечисленных является газовый теплогенератор, работающий на магистральном топливе. Он дешев в эксплуатации и работает в непрерывном режиме, поскольку подача топлива осуществляется автоматически и в сколь угодно больших объемах. Причем у такого оборудования фактически нет недостатков, кроме высокой пожарной опасности, которая присуща всем котлам.

Неплохим вариантом теплового генератора, отапливающего частный дом без газопровода, является твердотопливный котел. Особенно модели, рассчитанные под длительное горение. Топливо для таких котлов можно найти, где угодно, а особая конструкция позволяет сократить периодичность загрузки с двух раз в сутки до одного заполнения топки в 2-3 дня. Впрочем, от периодической чистки не избавлены даже такие котлы, поэтому данный момент является основным минусом подобного нагревателя.

Наихудшим вариантом выбора из всех возможных является электрический котел. Недостатки такого предложения очевидны – трансформация электричества в энергию теплоносителя стоит слишком дорого. Кроме того, электрический котел нуждается в частой замене нагревателя и обустройстве усиленной линии электропроводки, а равно и заземления. Единственный плюс такого варианта – это полное отсутствие продуктов горения. Для электрокотла не нужен дымоход. Поэтому большинство домохозяйств выбирают либо газовый, либо твердотопливный вариант. Однако, помимо типа топлива, домовладельцу необходимо обратить внимание еще и на параметры самого теплового генератора, а точнее – на его мощность, которая должна компенсировать тепловые потери жилища в зимний период.

Выбор котла по мощности начинается с подсчетов метража отапливаемых помещений. Причем на каждый квадратный метр должно приходиться не менее 100 ватт тепловой мощности. То есть для помещения на 70 квадратов нужен котел на 7000 ватт или 7 кВт. Кроме того, было бы неплохо заложить в мощность котла 15-процентный запас, который пригодится во время сильных холодов. В итоге для дома на 70 м 2 нужен котел на 8,05 кВт (7кВт 15 %).

Более точные расчеты мощности нагревателя оперируют не квадратами площади, а объемом дома. В этом случае принято считать, что энергетические затраты на обогрев одного кубического метра равны 41 ватту. И дом площадью 70 м 2 с 3-метровой высотой потолков должно отапливать теплогенерирующее устройство мощностью 8610 ватт (70×3×41). А с учетом 15-процентного запаса мощности на сильные холода максимальная теплогенерирующая способность такого котла должна равняться 9901 ватту или, с учетом округления, 10 кВт.

Батареи и трубы – медь, пропилен или металлопластик?

Чтобы провести систему отопления по дому нам понадобятся трубы и радиаторы. Последние можно выбирать, даже исходя из эстетических предпочтений. В частном доме нет большого напора в системе, следовательно, отсутствуют и ограничения по прочностным характеристикам радиаторов. Однако требования к теплогенерирующей способности батарей все равно остаются. Поэтому при подборе радиаторов будет правильно ориентироваться не только на внешний вид, но и на теплоотдачу. Ведь мощность нагревательного элемента должна соответствовать площади или объему комнаты. Например, в помещении на 15 квадратов должна стоять батарея (или несколько радиаторов) мощностью 1,5 кВт.

С трубами получается более сложная ситуация. Тут нужно брать во внимание не только эстетическую составляющую, но и возможность выполнить монтаж сети своими силами при минимальных знаниях и усилиях со стороны доморощенного слесаря. Поэтому в качестве кандидатов на роль идеальной арматуры для разводки мы можем рассматривать только три варианта:

• Медные трубы – они используются при обустройстве и домашних, и промышленных систем отопления, но стоят очень дорого. Кроме того, такая арматура соединяется с помощью пайки, а эта операция знакома далеко не всем.
• Полипропиленовые трубы – они стоят дешево, но для их монтажа нужен особый сварочный аппарат. Впрочем, такой аппарат может освоить даже ребенок.
• Металлопластиковые трубы – такую систему можно собрать с помощью гаечного ключа. Кроме того, металлопластик обходится не дороже полипропиленовых труб и позволяет экономить на угловых фитингах.

В итоге самодельное отопление лучше собирать на базе металлопластиковой арматуры, поскольку она не требует от исполнителя умения обращаться со сварочным аппаратом или паяльником. В свою очередь, цанговые фитинги металлопластикового трубопровода можно монтировать даже руками, помогая себе гаечными ключам только на 3-4 последних оборотах. Относительно габаритов арматуры, а точнее проходного диаметра, у опытных специалистов по обустройству систем обогрева сложилось следующее мнение: для системы с насосом можно выбрать трубу ½ дюйма – такого пропускного диаметра хватит для домашней системы с избытком.

Ну а если напорное оборудование не будет использоваться (вода пойдет по трубам самотеком, побуждаемая гравитационной и тепловой конвекцией), то для такой системы будет достаточно трубы на 1¼ или 1½ дюйма. Покупать арматуру большего диаметра при таких обстоятельствах не нужно. А какую разводку выбрать – напорную или безнапорную, об этом мы поговорим ниже по тексту, заодно обсудив и оптимальные схемы подключения батарей к котлу.

Оптимальная схема разводки под самостоятельный монтаж

Домашнее отопление строится на базе двух схем: однотрубной и двухтрубной. Кроме того, бытовую разводку можно построить и на коллекторной основе, но начинающим мастерам такую схему собрать сложно, поэтому далее по тексту не будем рассматривать этот вариант, сосредоточившись только на одно- и двухтрубных вариантах.

Однотрубная разводка предполагает следующий план циркуляции теплоносителя: горячий поток покидает рубашку котла и переливается по трубе в первую батарею, из которой он попадает во вторую и так далее, до самого крайнего радиатора. Обратка в такой системе фактически отсутствует – ее заменяет короткий отрезок, соединяющий крайнюю батарею и котел. Причем при оформлении однотрубной принудительной схемы на этом отрезке размещается напорное оборудование (циркуляционный насос).

Такую систему очень легко собрать. Для этого нужно установить котел, развесить батареи и пробросить по одной нитке разводки между каждыми предустановленными элементами отопительного контура. Однако за простоту монтажа придется расплатиться отсутствием механизмов управления теплоотдачей радиаторов. Регулировать температуру в комнате в этом случае можно, только меняя интенсивность горения топлива в котле. И никак иначе.

Разумеется, с учетом дороговизны топлива этот нюанс устроит только немногих домовладельцев, поэтому одноконтурную разводку стараются не использовать в помещениях площадью от 50 квадратных метров. Однако к небольшим строениям такая разводка подходит просто идеально, как и к естественной схеме циркуляции теплоносителя, когда напор генерируется за счет температурного и гравитационного побуждения.

Двухтрубная система устроена немного иначе. В этом случае действует следующая схема движения теплоносителя: вода покидает рубашку котла и попадает в напорный контур, из которого она сливается в первую, вторую, третью батареи и так далее. Обратка в этой системе реализована в виде отдельного контура, уложенного параллельно напорной ветке, и прошедший батарею теплоноситель сливается в обратную линию, возвращаясь в котел. То есть в двухконтурной схеме радиаторы соединены с напорной и обратной трубой с помощью специальных ответвлений, врезанных в две основные магистрали.

Чтобы сделать такой контур, нужно использовать больше труб и фитингов, но все затраты окупятся в ближайшем будущем. Двухконтурный вариант предполагает возможность регулировки теплоотдачи каждой батареи. Для этого достаточно вмонтировать в связанное с радиатором ответвление от напорной магистрали запорно-регулирующий вентиль, после чего появляется возможность управлять объемами прокачиваемого сквозь батарею теплоносителя, не вмешиваясь в общую циркуляцию. Благодаря этому можно оградить себя не только от перегрева воздуха в конкретной комнате, но и от бессмысленного перерасхода топлива и личных средств, выделенных на его закупку.

У этого варианта схемы разводки есть только один минус: на его основе очень сложно собрать эффективную систему на естественной циркуляции теплоносителя. Зато на базе насоса она работает намного лучше одноконтурного аналога. Поэтому далее по тексту мы будем рассматривать пошаговые инструкции сборки одноконтурной системы на естественной циркуляции и двухконтурной сети на принудительном побуждении движения теплоносителя.

Сборка системы отопления с естественной циркуляцией

Строительство системы с естественной циркуляцией начинается с выбора места для . Источник тепла должен стоять в угловой комнате, размещаясь в самой нижней точке разводки. Ведь батареи пойдут по внутреннему периметру, вдоль несущих стен, причем даже последний радиатор должен располагаться немного выше котла. После того, как место для котла выбрано, можно приступать к его установке. Для этого стену в зоне размещения обкладывают кафелем, а на пол набивают либо лист оцинковки, либо панель из плоского шифера. Следующий этап – монтаж дымохода, после чего можно ставить сам котел, подключая его к вытяжной трубе и топливопроводу (ели таковой имеется)

Дальнейший монтаж осуществляется по направлению движения теплоносителя и реализуется по следующей схеме. Вначале под окнами развешивают батареи. Причем верхний патрубок последнего радиатора должен располагаться выше напорного выхода из котла. Величина возвышения рассчитывается, исходя из пропорции: один погонный метр разводки равен двум сантиметрам возвышения. Предпоследний радиатор вешают на 2 см выше последнего и так далее, до первой батареи по ходу движения теплоносителя.

Когда нужное количество батарей уже весит на стенах дома, можно переходить к сборке разводки. Для этого нужно присоединить к напорному патрубку (или штуцеру) котла 30-сантиметровый участок горизонтального трубопровода. Далее к этому участку пристыковывают вертикальную трубу, поднятую на уровень потолка. В этой трубе на вертикальную линию накручивают тройник, обеспечивая переход в горизонтальный уклон и обустройство места врезки расширительного бачка.

Для монтажа бачка используют вертикальный штуцер тройника, а к свободному отводу прикручивают второй горизонтальный участок напорной трубы, который тянут под уклоном (2 см на 1 м) до первого радиатора. Там горизонталь переходит во второй вертикальный участок, спускающийся к патрубку радиатора, с которым трубу и стыкуют, используя цанговый фитинг с резьбовым сгоном.

Далее нужно соединить верхний патрубок первого радиатора с соответствующим разъемом второго радиатора. Для этого используют трубу соответствующей длины и два фитинга. После этого таким же образом соединяют нижние патрубки радиаторов. И так далее, до стыковки предпоследней и последней батареи. В финале нужно вмонтировать в верхний свободный штуцер последней батареи краник Маевского и подключить к нижнему свободному разъему этого радиатора обратную трубу, которую заводят в нижний патрубок котла.

Для заполнения системы водой в обратной трубе можно обустроить врезку тройника с шаровым вентилем на боковом отводе. Отвод от водопровода подключаем к свободному торцу этого вентиля. После чего систему можно заполнять водой и включать котел.

Обогрев с принудительной циркуляцией за 8 шагов

Будет оправдана и в случае одноконтурной разводки. Однако максимальную эффективность системе с принудительной циркуляцией обеспечит только двухтрубная разводка, обустраиваемая по следующим правилам:

1. 1. Котел можно установить на пол или повесить на стену в любой комнате, не отслеживая уровень размещения отопительного прибора.
2. 2. Далее от напорного и обратного патрубков котла на уровень пола спускают две трубы, используя либо муфты, либо угловые фитинги.
3. 3. К торцам этих труб монтируют две горизонтальные линии – напорную и обратную. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи.
4. 4. На следующем этапе нужно развесить батареи, не обращая внимания на уровень расположения патрубков относительно соседнего радиатора. Вход и выход из батареи можно расположить на одном уровне или на разных, на эффективность отопления этот факт не повлияет.
5. 5. Далее врезаем в напорную и обратную ветвь по тройнику, расположив их под входом и выходом каждой батареи. После этого соединяем тройник напорной трубы с входом в батарею, а фитинг на обратке – с выходом. Причем эту операцию придется проделать со всеми батареями. По аналогичной схеме в системе монтируем и отводы для подключения теплого пола.
6. 6. На следующем этапе устанавливаем расширительный бак. Для этого в участок напорной трубы между котлом и первой батарей врезаем тройник, отвод которого соединяем вертикальной трубой с входом в расширительный бак.
7. 7. Далее можно заняться монтажом циркуляционного насоса. Для этого в обратную линию между первой батарей и котлом монтируем вентиль и два тройника, собирая байпас для насоса. Далее от тройников отводим два Г-образных отрезка, между торцами которых и монтируем насос.
8. 8. В финале обустраиваем отвод для залива воды в систему. Для этого нужно врезать еще один тройник между насосом и котлом, подключив к его отводу шланг от водопровода.

Действуя по этому плану, можно собрать двухтрубную разводку в доме любой площади. Ведь конструкция подобной системы не зависит от количества батарей – принцип монтажа будет идентичен и для двух, и для 20 радиаторов.

Как повысить эффективность системы – аккумулятор или байпас?

Для повышения эффективности систем отопления в быту используют либо тепловые аккумуляторы, либо байпасы. Первые монтируют в котельных большой площади, вторые – в небольших помещениях, где, кроме котла, стоит и другое оборудование. Тепловой аккумулятор представляет собой заполненную водой емкость, внутри которой проложены напорная и обратная линия системы отопления. Как правило, такая емкость ставится сразу за котлом. В расположенный между нагревателем и аккумулятором участок напорного и обратного трубопровода можно врезать предохранительные клапаны, расширительные бачки и циркуляционные насосы.

При этом напорная линия разогревает воду в баке, а обратная – греется от залитой в аккумулятор жидкости. Поэтому при отключенной горелке котла система может работать некоторое время только от теплового аккумулятора, что очень выгодно в случае использования в контуре , генерирующих избыточную энергию на старте горения заложенной с топку порции дров или угля. Вместимость теплового аккумулятор определяют по пропорции 1 кВт мощности котла = 50 литрам объема бака. То есть для нагревателя мощностью 10 кВт нужен аккумулятор объемом 500 литров (0,5 м 3).

Байпас – это обводная труба, которую вваривают между напорной и обратной веткой. Ее диаметр не должен превышать радиуса основной магистрали. Причем в тело байпаса лучше заранее врезать запорный вентиль, перекрывающий циркуляцию теплоносителя.

При открытом вентиле часть горячего потока уходит не в напорный контур, а сразу в обратку. Благодаря этому можно снизить температуру нагрева батареи на 10 процентов, сократив объемы прокачиваемого сквозь радиатор теплоносителя на 30 %. В итоге с помощью байпаса можно отрегулировать работу радиатора и в двухконтурной, и в одноконтурной разводке. В последнем случае это особенно актуально, поскольку врезанный в первые две батареи байпас обеспечивает более сильный прогрев последнего радиатора в линии и дает возможность контролировать температуру в комнатах, хотя и не с такой эффективностью, как в случае с двухтрубной разводкой.

Вопрос о замене печного отопления на более современное, рано или поздно, приходится решать хозяину частного дома. Понятно, что задача для непрофессионала очень сложная, но выполнимая. В этой работе есть много специфических тонкостей, о которых знают только профессионалы своего дела – проектировщики и монтажники систем отопления. Без их помощи не обойтись. Но если у владельца частного дома есть желание сделать отопление своими руками, он вполне может часть работ выполнить самостоятельно. А ответственные этапы работ доверить профессионалам.

Эта статья даст представление начинающему домашнему мастеру о том, какой цикл работ предстоит выполнить.

Варианты отопления

Для начала предстоит выбрать систему отопления. А выбрать есть из чего – их несколько и различаются между собой по типу теплоносителя:

• Водяная система отопления;
• Паровая система отопления;
• Воздушная система отопления;
• Электрическая система отопления.

Рассмотрим каждую из них по-отдельности.

Водяное отопление

Работает по принципу замкнутого контура из труб, в которых находится горячая вода. Центральным элементом в этой системе является котел, где вода нагревается и по трубам распределяется по всей системе (). Установленные водяные отопительные радиаторы, по которым проходит теплоноситель, нагреваются и согревают комнаты. Охлажденная вода снова поступает в котел, и процесс повторяется снова.

В подобную схему вписываются все отопительные котлы, но самые популярные — экономичные газовые.

Важно! Газовые котлы требуют регулярной проверки и регулировки специалистами газовой компании.

Паровое отопление

В качестве носителя тепла выступает пар от нагретой воды. В котле вода нагревается до состояния кипения и уже в виде пара расходится по магистралям до радиаторов. Охлаждаясь, пар снова превращается в воду и по трубам уходит снова в отопительный котел.

Различают два вида паровых систем:

• Открытая;
• Закрытая.

В первом случае в системе есть накопительный бак, для конденсата. А во втором – образовавшийся после охлаждения конденсат поступает обратно в котел по трубам увеличенного диаметра.

Отопление паром используют преимущественно в производственных помещениях на крупных производствах, где для собственных нужд необходим пар. Для домашнего применения паровое отопление не получило распространения ввиду больших площадей для размещения котельного оборудования. Да и сам паровой котел довольно сложен в эксплуатации, а из-за высокой температуры пара в 115° еще и опасен.

Воздушное отопление

В готовом жилом доме развернуть оборудование своими руками для организации воздушного отопления практически не реально. Только на этапе строительства нового дома возможен монтаж всей системы (). И это не смотря на то, что принцип действия такой системы достаточно прост.

Теплогенератор, расположенный в самой низкой точке паровой отопительной системы, например в подвальном помещении, нагревает воздух. И уже нагретый, он расходится по коробам воздуховода по помещениям дома и выходит через решетки под потолком комнат. Теплый воздух вытесняет холодный в обратные воздуховоды, проложенные до теплогенератора. То есть получается замкнутый цикл работы.

Для улучшения работы, в систему отопления включен вентилятор, который повышает давление воздуха в канале воздуховода.

Пример работы воздушного отопления показан на рис:

Теплогенератор может работать автономно на дизельном топливе или керосине. Можно применить и газ – как природный от магистрального газопровода, так и баллонный.

Для оборудования частного дома таким типом отопления необходимо провести проектные работы. Специалисты рассчитают: из какого материала будут воздуховоды (металл, пластик или текстиль), какого размера и построят правильную топологию сети обогрева всего строения.

Электрическое отопление

При условии наличия постоянного энергоснабжения поддержать тепло в доме помогут электроконверторы, подвесные инфракрасные обогреватели, и электрическая система «теплый пол».

Такая система прекрасно справляется с обогревом дома, но большие счета за электроэнергию заставляют задуматься об экономичности такого способа отопления.

Но если поставить ее как запасную, в дополнение к основной (например, котел на газе), то такой способ отопления вполне востребован.

Навесные отопительные электроконвекторы обладают одной особенностью – неравномерный прогрев пространства комнаты. Нижняя зона на уровне пола – холодная, а верхняя под потолком теплая.

Исправить положение поможет электрическая система «теплого пола»:

Элементы системы отопления

Всю электрическую систему отопления в доме можно сравнить с кровеносной у человека. Сердце – это котел, от которого по венам (трубам) расходится тепло на элементы отопления во всем доме.

Это, кончено, образное представление. В действительности есть еще много элементов, которые обеспечивают эффективную работу всей электрической системы отопления – от соединительных элементов для труб до расширительных бачков.

Организовать электрическое отопление можно по-разному:

1. Принудительная циркуляция воды;
2. Естественная циркуляция воды.

В систему с принудительной циркуляцией включен насос. Но тут есть небольшой минус – для работы насоса требуется электричество. В случае если его отключат, то вся система отопления перестанет работать.

Системы с естественной циркуляцией, в плане независимости от электричества, удобней. Оборот воды происходит за счет того, что на выходе из отопительного котла и входе температура воды разная. Но в этом случае подбираются трубы с разным диаметром, и отрегулировать ее сложно. Плюсом является то, что такая система не зависит от электроэнергии.

Системы также разделяют на открытые и закрытые.

В открытых электрических системах для сброса излишнего давления ставится расширительный бачок. Как правило, это самая верхняя точка системы. Для сброса давления в закрытых системах устанавливается мембранный бак закрытого типа. Он малогабаритен, герметичен и монтируется в любом месте электрической системы, что позволяет избежать образования воздушных пробок.

Расчет системы и подбор мощности котла

Конечно, подобрать оборудование могут и менеджеры в магазине. Но есть два способа, по которым это можно сделать вполне самостоятельно своими руками.
Простой приближенный способ применяют продавцы техники: площадь одной комнаты умножается на 100 Вт. Суммируя полученные значения для всех комнат, получают необходимую мощность отопительных приборов.

1. Если на улицу выходит только одна 1 стена площадь умножается на 100 Вт;
2. Для угловой комнаты, измеренная площадь умножается на 120 Вт;
3. Если 2 наружных стены и два окна, площадь комнаты умножается на 130 Вт.

Для более точного расчета применяется формула:

W кот.=(S*W уд.):10
Где,

• S – площадь комнаты;
• W уд – удельная мощность применяемого отопителя на 10м² площади комнаты.

W уд выбирается в зависимости от региона.

К примеру, если площадь всех отапливаемых помещений 100м², при удельной мощности для Московского региона в 1,2кВт, то получается мощность для котла: W = (100х1,2)/10 =12 киловатт.

Расход тепла на вентиляцию

Приток свежего воздуха очень важен для комфортного проживания в доме. И поэтому при выборе отопительного котла важно учесть расход тепла на вентиляцию. Свежий воздух в помещении, несомненно, нужен, но не менее важна и скорость, с которой потоки холодного воздуха перемещаются внутри дома. И чем меньше скорость потоков свежего воздуха, тем становятся комфортней условия проживания.

Строительные нормы специально оговаривают наличие вытяжной вентиляции в помещениях:

• Ванны;
• Туалета;
• Кухни.

А приток свежего воздуха должны обеспечивать форточки в окне и приточные клапаны в жилых комнатах (рис.):

Таким образом, приточный воздух разделяется на три зоны:

1. Притока воздуха.
2. Перетока воздуха.
3. Вытяжки воздуха.

При организации любой отопительной системы необходимо учесть расход тепла не только на обогрев дома, но и на его вентиляцию. Если работы идут по проекту, то в нем обязательно приводится расчет на теплопотери из-за поступления холодных масс воздуха внутрь помещения.

Только после расчетов по номинальному воздухообмену в доме, можно сделать выводы об окончательной потребности тепла и на обогрев дома, и на его вентиляцию.

Перед тем как выбрать и купить котел для системы отопления, необходимо решить для себя несколько параметров:

1. Самое главное, приобрести именно тот тип котла, который позволит эффективно прогреть весь дом;
2. Выбрать отопительный котел, который станет постоянно работать на выбранном типе топлива;
3. И последнее – котел будет работать только для отопления помещений или еще и нагревать воду для повседневных нужд.

Для справки! Если котел работает преимущественно для отопления – одноконтурный, а если еще и дает горячую воду – двухконтурный.

Твердотопливные котлы

Остановить свой выбор на твердотопливных отопительных котлах имеет смысл или если в регионе нет возможности подключиться к газу или есть достаточно недорогие уголь или дрова.

Поставить твердотопливный котел своими руками на твердом топливе можно и как резервный источник тепла. Стоимость таких котлов относительно невысока, но отопительная система не будет работать без:

• Расширительного бака;
• Группы безопасности;
• Более надежных труб и радиаторов.

Это связано с тем, что котлы такого типа работают на более высоких температурах.

Такие котлы очень надежные при выполнении ряда условий:

1. Топливо для котла должно соответствовать как по качеству, так и по влажности.
2. Обязательная ежедневная чистка твердотопливного котла.

Газовые котлы

Наиболее популярные, при возможности подключения к газовым магистралям – газовые котлы (). Основное его преимущество – при всей простоте, еще и удобство в использовании. Большинство современных моделей газовых котлов снабжаются еще и термостатом. А это очень удобно – выбираешь нужную температуру для дома, и прибор автоматически будет поддерживать комфортное тепло во всем доме.

По ценам газовые отопительные котлы имеют большой диапазон для выбора.

На цену влияет:

• Производитель;
• Мощность;
• Тип котла.

Но большим плюсом в котлах такого типа является то, они уже идут в комплекте с циркуляционным насосом и расширительным баком.

А материал, из которого изготовлены трубы и радиаторы газового отопления, совсем другой и гораздо дешевле чем, к примеру, для котлов, работающих на твердом топливе (угле и т.п.).

Электрические котлы

Это самый дорогой способ отопления дома ().

Но! Электрические котлы отопления обладают некоторыми преимуществами:

1. Большим выбором по мощности – от 2 до 40кВт;
2. Стабильностью в работе;
3. Не загрязняют атмосферу в доме;
4. Очень просты в использовании;
5. Циркуляционный насос встроенного типа;
6. Поставляются с расширительным баком и термодатчиком;
7. Отличаются надежностью в работе;
8. Недорогой ремонт и обслуживание.

По ценам электрические котлы сопоставимы с газовыми.

Жидкотопливные котлы

Большинство потребителей и не догадываются о том, что традиционные жидкотопливные котлы отопления теперь получили возможность работать не только на солярке, а также:

• Керосине;
• Легких сортах нефти;
• Отработанных маслах (в том числе синтетического происхождения);
• Мазуте.

Достаточно поменять горелки под нужный тип топлива.

Для справки! В продаже есть универсальные жидкотопливные котлы без горелок. Потребитель имеет возможность выбрать горелку под солярку или под газ самостоятельно.

Но при применении жидкотопливных котлов отопления необходимо учитывать ряд особенностей:

1. По сравнению с газовыми котлами существенно возрастут расходы на топливо.
2. Затраты на приобретение оборудования и монтаж выше, чем другие типы отопления.
3. На участке возле дома необходимо оставить место под установку крупногабаритной емкости под хранения запасов топлива.
4. Для того чтобы в жилых помещениях в доме не разносился специфический запах солярки и шум от работы горелок, монтаж отопительного оборудования лучше выполнить в отдельно стоящем здании.
5. Так как горелка нуждается в работе автоматики и насосов, работающих на электричестве, для организации бесперебойной работы предусмотреть установку резервного генератора.
6. Для стабильной работы жидкотопливных котлов требуется топливо только хорошего качества.

Для удобства в таблице объединены оценочные характеристики отопительных котлов, на разных типах топлива:

Схемы систем отопления

Водяную систему отопления можно организовать по двум типам:

• Одноконтурная;
• Двухконтурная.

А по принципу движения системы бывают:

1. Однотрубной;
2. Двухтрубной;
3. Коллекторной;
4. Ленинградской.

Однотрубная

Однотрубная система отопления монтируется последовательно – один радиатор за другим. Из схемы сразу заметен существенный недостаток этой системы. Теплоноситель, переходя из одного радиатор в другой, начинает остывать. При менее интенсивном обороте воды в дальних радиаторах, она не только отдает весь остаток температуры металлу, но и медленно поступает в обратку.

Таким образом, если количество радиаторов для отопления слишком велико, то последний радиатор может быть вообще холодный.

Кроме того, такая отопительная система не практична в ремонте. Чтобы отремонтировать один радиатор, приходиться останавливать работу всего отопления в частном доме.

Вывод! В однотрубных системах отопления удлинять контур до бесконечности нельзя.

Двухтрубная

В двухтрубной системе отопления обслуживание значительно проще. Подача горячей воды к радиатору идет по одной нитке трубопровода, а через другую трубу (отработанная вода) поступает назад в котел. Радиаторы в этой схеме подключены параллельно.

Для удобства эксплуатации и ремонта каждая труба монтируется с отсекающим краном. Тут также вода у последнего радиатора в системе будет холоднее, но значительно горячее, чем в однотрубной системе.

Коллекторная

Из рисунка видно, что система подачи и обратки для каждого радиатора отопления организована независимо друг от друга. Существенный плюс в такой системе – возможность координировать температуру в любой комнате отдельно. Также очень удобно ремонтировать любой участок трубопровода и каждый радиатор отдельно.

На сегодняшний день всеми экспертами коллекторная система отопления признана наиболее прогрессивной.

Но есть и недостатки:

• Требует установки коллекторного шкафа;
• Чувствительный для сметы расход труб при монтаже системы отопления.

Ленинградская

Более усовершенствованная, однотрубная система, которая в сочетании простоты монтажа и невысокой стоимости, до сих пор очень популярна.

Несмотря на то, что ленинградская система отопления стала внедряться много лет назад, ее и теперь успешно применяют при строительстве многоэтажных домов. Такая система имеет главную особенность – простота. Для устройства такой системы можно обладать минимумом знаний и обойтись минимальным количеством материалов, чем в двухтрубных системах. Кроме этого в такой системе есть возможность контролировать каждый радиатор в системе.

Монтаж системы

После того как был сделан выбор системы отопления, самым правильным шагом будет обращение в проектное бюро. Имея на руках проект работ и чертежи, можно закупать и складировать необходимые материалы, приборов контроля и управления, комплектующих деталей.

Начинается монтаж с выбора места установки котла отопления. В случае если при работе котлов будут выделяться продукты горения, оптимальным решением будет строительство отдельной котельной. Можно разместить котельную и в подвальном помещении, при условии обустройства хорошей вентиляции и шумоизоляции.

Сам котел устанавливается на таком расстоянии от стен, чтобы к нему всегда был обеспечен свободный доступ для техобслуживания.

Покрытие пола и стен возле отопительного котла должно быть выполнено из огнеупорных материалов. Оборудуется система дымоходов от котла на улицу.

Следующие шаги по монтажу системы отопления будут выполняться согласно проекта:

• Установка циркуляционного насоса;
• Распределительного коллекторного узла;
• Измерительных приборов;
• Приборов ручной или автоматической регулировки.

После завершения работ по монтажу котла переходят к работам по устройству магистральных трубопроводов, согласно выбранной схеме отопления к местам, где будут установлены радиаторы. В жилых домах придется в стенах и перегородках делать проходы под трубопроводы. Исходя из выбранного материала, трубы связываются между собой заготовленными ранее элементами.

Монтажные работы завершаются установкой радиаторов. Обычно при установке придерживаются следующих условий:

1. Расстояние от пола – 12 см;
2. Расстояние от стен – до 5 см.

На трубы при входе и выходе радиаторов устанавливается запорная арматура, термодатчики и другие регулировочные элементы.

Завершает монтажные работы – опрессовка всей системы.

Подключение котла

Подключение установленного котла к отопительной системе по следующей схеме:

1. Проложенную по дому систему труб подключают к выводам на котле.
2. Как правило, в местах соединений устанавливаются отсекающие от общей системы запорные краны.
3. Для работы электрических приборов подключаются провода и контур заземления.
4. Установка предохранительных клапанов, терморегуляторов и других приборов (устанавливается перед установкой запирающей арматуры).
5. Для котлов отопления на газе – подключение к газопроводу.
6. Заполнение отопительной системы водой.
7. Опрессовка системы повышенным давлением. Попутно выявляются и устраняются протечки в системе.
8. Сброс давления в трубах до рабочего.

Важно! При первом запуске газового котла обязательно присутствие представителя газовой компании.

Современный рынок строительный материалов предлагает большой подбор труб из разнообразных материалов для устройства отопительной системы.

Конечно, при достаточных навыках сварочных работ, можно остановить свой выбор на привычных стальных трубах. Но зачем, заранее обрекать себя на гарантированный ремонт системы из-за того что трубы будут подвержены коррозии?

Если есть желание применить или медные или нержавеющие трубы, то его можно только одобрить, если владелец не ограничен в финансовых средствах и его не пугают определенные сложности в монтаже. Такие трубы самые дорогие, но они не боятся повышенного давления и высокой температуры.

Самый недорогой вариант – трубы из полипропилена. Но надо учесть, что места соединения с фитингами проводятся методом спаивания и если прогрев соединения недостаточен – это место обязательно потечет. А при перегреве возможно перекрытие внутреннего сечения расплавленным материалом.

В последнее время полиэтиленовые или металлопластиковые трубы пользуются большой популярностью. Монтаж достаточно простой, при условии, что стыки выполнены на прессованных фитингах. Их можно уложить под заливные полы при устройстве системы «теплый пол».

При большом выборе современных радиаторов, останавливать свой выбор на традиционных чугунных, как минимум, не рационально (). Из-за низкой теплопроводности они потеряли свою былую популярность.

Алюминиевые радиаторы

Кроме высокой теплоотдачи, алюминиевые радиаторы очень легкие.

Благодаря, тому, что они обладают разнообразием межосевых расстояний (350-500мм), установка системы отопления очень облегчается. Алюминиевые радиаторы обладают рядом плюсов, которые их выгодно отличают от других приборов отопления:

• Высокой теплоотдачей;
• Малым весом конструкции;
• Высоким рабочим давлением (18 атм.);
• Красивым дизайном.

Биметаллические радиаторы

Системы такого типа сочетают в себе достоинства и секционных (из алюминиевых сплавов), и трубчатых (из стали):

• Увеличенной прочностью (до 40 атмосфер);
• Большим сроком эксплуатации (до 20лет);
• Красивым дизайном;
• Большим уровнем теплоотдачи.

Стальные панельные радиаторы

Основное преимущество стальных радиаторов – в быстром реагировании на перепады температуры теплоносителя.

Они мгновенно нагреваются и также стремительно остывают. Такие свойства существенным образом влияет на энергосбережение.

Большая площадь штампованных стальных панелей положительным образом влияет на высокую теплоотдачу, а наличие оребренной поверхности увеличивает площадь отопительного прибора. Такие качества повышают комфортность и эффективность отопления.

Подбор по мощности и способы подключения радиаторов

Решение заменить полностью систему отопления принято окончательно. Основные элементы системы подобраны, осталось решить вопрос – какую мощность могут выдавать сами радиаторы?

Именно этот показатель в действительности самый важный при определении свойств отопительной системы.
Возьмем, для примера, комнату площадью 10 м² с высотой потолков 3 м. Объем комнаты соответственно 10х3 = 30 м³.

Но этот показатель не в полной мере описывает характеристику радиатора. Из нормативов известно, что для обогрева 1м³ комнаты требуется радиатор отопления с выходной мощностью минимум 40 Ватт.

В итоге получается: 30х40 = 1200 Вт.

Для страховки можно добавить 15-20%. Вот именно такое количество тепла необходимо для обогрева такой комнаты. Как видно расчеты совсем несложные и их можно выполнить самостоятельно перед походом в магазин.

Когда с мощностью радиатора разобрались, осталось выбрать способ его подключения к магистрали, которое осуществляется несколькими способами как на рисунке:

Боковое подключение отопительные батареи используется при монтаже к стоякам. В случае если магистральные трубы проложены под напольным покрытием или на уровне пола – диагональное.

Из рисунка видно, что эти два способа подключения позволяют максимально продуктивно использовать всю поверхность батареи.

Находит своих сторонников и нижний разносторонний способ подключения. Из рисунка видно, что при таком направлении горячей воды невозможно эффективно прогреть все пространство радиатора.

Ошибки во время монтажа

Недочеты и ошибки в монтажных работах — нередкий случай. Их описание это тема для отдельной статьи, но можно выделить наиболее распространенные:

• Неграмотный подбор источника тепла;
• Допущенные недочеты в контуре котла;
• Неправильно подобранная система отопления;
• Небрежное отношение монтажников.

Выбор котла недостаточной мощности – самая распространенная ошибка.

Желание сэкономить на стоимости котла, но при этом запитать не только систему отопления, но и организовать подачу горячей воды, приведет к тому, что теплогенератор не в состоянии будет обеспечить дом достаточным количеством тепла.

Все элементы и приборы в обвязке котла должны быть установлены согласно их функциональным свойствам. Например, вставка насоса рекомендуется именно на обратных линиях трубопроводов и не забыть учесть про горизонтальное положение вала насоса.

При неправильно подобранной системе отопления есть риск дополнительных переделок. Так если «навесить» на однотрубную систему более пяти радиаторов чаще всего остальные греть не будут вообще.

К недочетом в монтаже своими руками можно привести примеры некачественно выставленных уклонов, не проваренные соединения или установка неправильно подобранной запорной арматуры.

Например, если перепутать места установки вентилей на трубы перед входом (обыкновенный кран) и на выходе из радиатора (кран регулировки подачи воды). Также случается, что монтаж труб в полу происходит без обязательного утепления, чтобы вода не остыла на пути к радиатору. Пришлось на даче менять систему отопления — старые чугунные батареи и советский котел, на который деталей даже днем с огнем не сыскать. Но как узнали стоимость услуг по замене и модернизации тепловых коммуникаций — были в большом шоке. В итоге решили сделать все самостоятельно — пусть и не так быстро, зато хорошую копейку можно сэкономить. Благо нашли эту статью, где очень подробно и примерами обрисованы все этапы работ, много фотографий объясняющих. Особо понравился раздел «Ошибки во время монтажа» — узнали много полезного из разряда «чего не надо делать», иначе потом больше времени, нервов и денег потратили б на переделывание.

Спасибо автору за подробную статью. Ее смело можно использовать как научное пособие при самостоятельном монтаже системы отопления в своем доме. Спасибо также и за многие рекомендации. Они помогут, особенно новичкам. А от себя добавлю, что, на мой взгляд, самым оптимальным вариантом из предложенных является установка газового котла. Ведь судите сами: это сравнительно дешево, привычно и практично. Однако автор или кто-нибудь еще может со мной не согласиться. Буду с нетерпением ждать мнений других людей на этот счет.

Мы два года назад как раз делали в доме отопление. Чтобы не быть зависимыми от печь, а то гарь эта и дым надоедают, если честно. Мы со специалистами установили водяное отопление. Довольно практично и мощность не теряется, не распыляется. Воду просто нагревает котел и она расходится по трубам, которые размещены по дому, типа батареи. И они уже нагревают дом. Лично для нас этот способ показался самым простым и оптимальным.

Возник вопрос с заменой отопления в частном доме, решили выкинуть советские батареи и котёл и заменить на новый. Цены конечно ужас, дерут по-страшному. Вот начал поиски в сети как правильно всё сделать, благо наткнулся на вас и получил информацию, по установке и монтажу системы. Подробно всё расписано разобрался легко. Мне выгодней стало после прочтения самому сделать, чем переплатить в 10 раз дороже какому-то умнику который умеет так же как и я.

Всего лишь несколько десятилетий назад единственным видом отопления домов было печное, что объяснялось дешевизной твердого топлива и отсутствием доступа к другим источникам энергии. За относительно короткое время системы отопления развились очень сильно и появилось столько их разновидностей, что у хозяина дома могут быть муки выбора именно того варианта, который подойдет ему наилучшим образом. В этой статье мы постараемся пошагово разобраться с тем, как сделать отопление в частном доме, так как этот вопрос неизбежно встает и при строительстве, и при реконструкции.

Виды источников энергии и факторы, определяющие их выбор

Главным фактором, влияющим на правильный выбор системы отопления – это наличие рядом доступного топлива или источника энергии, которая в дальнейшем будет преобразовываться в нужное нам тепло. Что же используется человечеством в настоящее время.

Твердое топливо

Виды твердого топлива

Твердое топливо издревле используется человеком в качестве источника энергии. Им могут быть:

• Дрова или любой вид д ревесины, в том числе отходы древесного производства. Это наиболее давно используемый вид топлива, который не потерял актуальность до сих пор. В эту же категорию можно отнести и современные его виды: пеллеты или топливные брикеты (евродрова), - для производства которых применяют высушенные и спрессованные древесные отходы. Благодаря низкому содержанию влаги в этих изделиях, производители заверяют, что их теплотворная способность в 2— 3 раза выше, чем традиционных дров.
• Каменный уголь дает при сгорании больше тепла чем дрова, но он образует значительное количество шлака, который требует периодической чистки и удаления. Для возгорания угля потребуется все то же древесное топливо.
• Торф в чистом виде для топлива уже не используется, поэтому производители предлагают так называемые торфяные брикеты, где исходное сырье тщательно высушивают, а затем прессуют в удобную для транспортировки и хранения форму. Естественно, что теплотворная способность таких брикетов значительно выше, чем природного торфа.

Камины и печи

Самыми первыми источниками тепловой энергии были обычные костры, а потом уже появились камины и печи, где над сгоранием твердого топлива уже имеется хоть какой-то контроль. И этот вид отопления еще рано отправлять на «свалку истории». Если речь идет о частном доме, где люди появляются периодически, а не постоянно проживают (например, дача), то камин или печь будут идеальным вариантом. Мастера-умельцы разработали множество замечательных проектов, в которых . В таких домах хозяева с такими печами могут одновременно любоваться открытым пламенем, обогревать помещения и готовить пищу.

Печь совмещенная с камином — отличный вариант отопления дачного дома

Подробную информацию, читайте в статье на нашем сайте.

Твердотопливные котлы

Для того чтобы передать энергию теплоносителю, в качестве которого чаще всего выступает вода, существуют специальные твердотопливные , они в течение долгого времени были незаслуженно задвинуты на второй план, благодаря победному шествию газовых котлов. Но в последнее время, на фоне постоянного удорожания основных энергоносителей: электричества, газа и различных видов жидкого топлива, - они обретают второе рождение. Перечислим основные достоинства твердотопливных котлов:

• Твердотопливные котлы имеют наиболее низкую стоимость вырабатываемой тепловой энергии: один киловатт энергии, произведенной ими в 4 раза дешевле, чем при сжигании природного газа, не менее чем 8 раз дешевле, чем при сжигании дизтоплива и в 17 раз дешевле, чем тепло, вырабатываемое электрическим котлом.
• Большинство современных твердотопливных котлов не требуют подключения к электричеству, их автоматика энергонезависима. Поэтому их выгодно эксплуатировать там, где нет газоснабжения, имеются частые перебои или отсутствует электроснабжение. Следует отметить, что для полной автономности с твердотопливным котлом, следует проектировать систему отопления с естественной циркуляцией и открытым расширительным бачком .
• Современные модели длительного горения практически «всеядны» — принимают любой вид твердого топлива, в том числе и различные горючие отходы. Они требуют всего один-два раза в сутки чистки и закладки. Благодаря созданным в них условиям, сгорание топлива происходит наиболее полно, поэтому и золы и шлаков в них намного меньше.

Но, твердотопливные котлы не безупречны, поэтому имеют ряд недостатков:

• Даже при наличии «продвинутой» автоматики, такой вид котлов требует обязательного участия человека для чистки и закладки новой порции топлива. Частично лишены этого недостатка пеллетные котлы, в котором подача из бункера в камеру сгорания происходит автоматически, но и они требуют периодической чистки, да и стоимость пока «кусается».
• Твердотопливные котлы имеют большие габариты и требуют отдельного помещения для себя и для запаса топлива, а также дымохода, способного выдержать высокие температуры.
• Эти виды котлов имеют очень большую тепловую инерционность и могут генерировать избыточное для отопления тепло, поэтому желательно их оборудовать водяным теплоаккумулятором , а это сильно сказывается на общей стоимости системы отопления.

Тем не менее твердотопливные котлы еще очень долго будут использоваться человечеством, так как они работают на возобновляемых видах топлива, чего нельзя сказать об углеводородах, запасы которых истощаются и цены на них постоянно растут. В частных домах их использование оправдано только лишь там, где отсутствует газоснабжение либо имеется источник твердого топлива по очень низкой цене.

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.