Утепление главного коллектора
Особую роль играет то, как функционирует разгонный коллектор в системе отопления естественной циркуляции. Это, как правило, труба большого диаметра, по которой и поднимается рабочий теплоноситель. Диаметр коллектора не должен быть менее выходного отверстия котла.
Очень часто плохая работа системы отопления с естественной циркуляцией связана с тем, что в главном коллекторе теплоноситель остывает. Так как он здесь имеет самую высокую температуру, то и потери значительны. Ведь чем горячее жидкость, тем быстрее температура стремится выровняться с окружающей средой.
Чтобы улучшить работу системы, иногда достаточно лишь утеплить коллектор. Возможно, в этом случае некоторые дальние радиаторы, которые не прогревались до необходимой температуры, станут отдавать тепло в помещения.
Виды систем отопления
Автономное отопление в частном доме имеет широкий ассортимент систем. Если комбинированную систему соорудить не является возможным, то обсуждение каждой отдельно позволит безошибочно подобрать оптимальный вариант.
Водяное
Наиболее популярный вид для частного дома. Водяное отопление выигрывает у других за счет большой разнообразности: схемы, котлы, батареи – все это имеет несколько вариаций. Также отличается надежностью и легкостью в использовании. Дорогая сборка отплатит в будущем дешевыми затратами в эксплуатации. Обогрев хоть и медленный, но теплоноситель всегда будет заполнен жидкостью. А непростой процесс установки забудется последующей экономией и бесшумной работой.
Воздушное
Эта отопительная система имеет три пути нагревания воздуха: газом, электричеством или водой. Воздуховоды смешивают прохладный воздух дома вместе с уличным, фильтр его чистит, и дальше за работу принимается воздухонагреватель.
Из плюсов можно выделить возможность контролировать как температуру, так и вентиляцию, что означает экономичность. Также поступает исключительно отфильтрованный воздух, а летом вовсе можно оформить превращение в кондиционер. Все это закрепляется долговечностью и легкой заменой деталей.
Из минусов существуют только большой размер всей системы, что приводит к обязательному проектированию конструкции на раннем этапе строительства частного дома.
Паровое
Все еще используемый выбор, но только с различными комбинациями топлива (газ, электричество, уголь и даже дрова), так как это гораздо дешевле. Паровой котел и трубы обеспечивают цикличную подачу тепла. При этом, качество работы будет исходить от выбранной модели этого котла. Главными достоинствами являются быстрота и экологичность обогрева и теплоотдачи.
Недостатков будет побольше. Теплоноситель постоянно подвергается высоким температурам. В совокупности с взрывоопасностью таких котлов это требует непрерывных проверок системы и документы, позволяющие владеть ею. Шум во время работы, а также тяжелая и дорогая установка служат добивающими факторами, почему данный вариант не является оптимальным для дома.
Печное
Это, по сути, печи и камины. Разумеется, подойдут разве что как временный вариант или дополнение к основной системе обогрева. Невозможность равномерно распределять тепло по всей площади делает их лишь предметом декора для больших домов. Дачи – главное место использования печного отопления.
Газовое
Если по разным причинам в доме отсутствует газ, то приходится прибегать к данной системе отопления. Для этого понадобится газгольдер и пропан-бутан, который будет заливаться в эту емкость.
Достоинств не так много, но они вполне значительны. Во-первых, предоставляет абсолютную автономию. Оборудование имеет хорошие эксплуатационные характеристики. А тепло является абсолютно экологичным.
Недостатки уже знакомые: сложный монтаж и последующая заправка газгольдера, необходимость специальных документов и высокая стоимость. Если рядом проходит газовая магистраль, но газ все равно не подключен, топливо потребуется содержать в особых установках. Для кого-то проблемой могут стать и регулярные визиты сервисных служб.
Солнечное
Солнечные батареи — наиболее экологичная система отопления. Основным источником тепла может служить исключительно в местах, где круглый год лето (но отопление там вовсе не нужно). В остальных случаях не более чем дополнение к основному варианту.
Из плюсов – легкая и длительная эксплуатация, ненадобность топлива, отличное сочетание с теплым полом. Да и монтаж особых проблем не создаст.
А вот провести корректный расчет для последующей установки – задача непростая. Еще и кровля должна быть под углом 30 градусов. Выполнять это самостоятельно не рекомендуется.
Электрическое
Для отопления электричеством должна быть веская причина: нет альтернативы либо есть финансовые возможности. Это связано с высокой ценой энергоносителей, которыми являются теплые полы, специальные камины, инфракрасные нагреватели и конвекторы.
Если сами электро носители дорогие, то вот их установка и ремонт обойдется вполне дешево. Еще одним плюсом является экология и возможное получение горячей воды. Бонусом идет возможное перемещение оборудования при необходимости.
Необходимость в многофазовых распределителях и большой мощности служат главными недостатками электро отопления. А проблема в подаче электричества приведет к неполадкам всей схемы.
Виды отопления частных домов
Частные дома отапливаются различными способами. Основными являются следующие типы отопительных систем:
- Водяное отопление;
- Воздушное отопление;
- Печной обогрев;
- Альтернативные способы обогрева.
Выбор вида отопления зависит от наличия того или иного вида топлива, размеров жилого дома, режима пребывания жильцов, финансовых возможностей владельца. Во всех случаях вид системы отопления рекомендуется определять на начальных стадиях строительства – это поможет впоследствии избежать затрат на капитальную замену системы обогрева.
При разработке проекта жилого дома также следует уделить внимание созданию качественной системы тепловой изоляции. Эффективная тепловая защита позволяет значительно снизить платежи за топливо
При современной ситуации – стабильном росте цен на энергоносители – мероприятия по снижению тепловых потерь весьма актуальны.
Важным аспектом является выбор вида топлива, на базе которого будет сооружаться отопительный комплекс. Выбор топлива зависит от его доступности, стабильности поставки, стоимости для конкретного региона.
Главными видами топлива являются:
- Природный (магистральный) газ;
- Твердые виды топлива – дрова, уголь, брикеты, гранулы и т.д.;
- Сжиженный газ;
- Жидкое топливо – солярка и другие;
- Электрическая энергия.
В приведенном списке энергоносители выстроены последовательно от самого дешевого к самому дорогому. Использование каждого вида топлива имеет свои условия. Подключение природного газа требует наличия в пределах досягаемости газопровода, получения разрешения снабжающей организации, выполнения и согласования проекта.
Теплогенераторы на твердом топливе – котлы и печи – обслуживаются чаще всего вручную, требуется сооружение склада и создание немалого запаса.
Сжиженный газ требует соблюдения особых мер хранения ресурса. Использование баллонов для отопления частного дома средних и крупных размеров нерационально – потребуется постоянная частая замена баллонов. Решением этого вопроса может послужить строительства хранилища – газгольдера – но это выльется в серьезные затраты. Достоинством котлов на сжиженном газе можно назвать возможность последующего их переустройства для работы на магистральном газе.
Самыми дорогостоящими видами топлива являются жидкое (углеводородное) топливо и электроэнергия. Дизельное топливо требует повышенного внимания к мерам пожарной безопасности, при его использовании в жилом доме может часто появляться неприятный запах нефтепродуктов.
Системы отопления на основе электроэнергии проще всех в эксплуатации и зачастую в устройстве, не имеют отходов, обладают большим числом технических решений по строительству системы. Немаловажный аспект для использования электроэнергии для отопления – возможность подключения к сетям электроснабжения, стабильность поставки ресурса.
Для отопления домов площадью более 60 – 70 м2 чаще всего требуется подключение трехфазного питания. Во всех случаях требуется соблюдение требований к высокому качеству электропроводки, установка предохранительных и защитных устройств.
Выбор системы автономного отопления
Иметь средства и желание сделать в своем доме автономное газовое отопление — половина дела. Придется еще потратить немало сил на получение соответствующего разрешения от контролирующих органов и инстанций. Именно на этом этапе придется выбирать, какого типа будет будущая система автономного отопления, какие будут поставлены задачи и требования к отопительному оборудованию.
Ответ на многие вопросы даст проект отопительной системы. Правильно подобранный к реальным условиям тип системы автономного отопления, точно и правильно сделанные соответствующие гидравлические и тепловые расчеты, обеспечат в дальнейшем благополучный монтаж оборудования.
На сегодняшний день наиболее распространены два типа домашнего отопления:
- радиаторный;
- водяной теплый пол.
Обе системы имеют, как свои плюсы, так и минусы. В первом варианте можно говорить о быстром и удобном монтаже. Прокладка труб, установка котла и подключение радиаторов занятие обычное и для профессионалов не представляет особой сложности.
Существенных минусов в подобной системе нет. Стоимость монтажа не высока, однако надо учитывать: каждый радиатор стоит немалые деньги, плюс стоимость котла и расходных материалов, которые потребуется для прокладки коммуникаций. Чем больше отапливаемая площадь, тем больше расходы.
В плане экономичности водяной теплый пол более выгоден. В процессе работы за счет нагреваемой поверхности пола идет равномерный обогрев всего внутреннего пространства помещения. К минусам следует отнести высокую стоимость оборудования и сложность монтажа.
К примеру: воздух на высоте 1,5 м. над уровнем пола прогревается до 20С, то на уровне пола воздух прогревается всего до 17-18С. Под самым потолком воздух еще теплее 24-25С. В результате увеличиваются тепловые потери через чердачное помещение и стеновые панели. Котел работает в усиленном режиме, расход топлива увеличивается.
С водяным полом ситуация выглядит иначе. Температура необходимая для работы системы «теплый пол» ниже, чем температура необходимая для радиаторов. с максимальным КПД, причем расход топлива в данном случае минимальный.
Выбирая систему отопления для своего дома, не стоит забывать, что теплый пол имеет ограниченную теплоотдачу — всего 50-70 Вт на м2. В помещениях большой площади, с большим количеством окон и наружных стен будут иметь место значительные теплопотери.
На схеме показана традиционная для большинства домов частного сектора двухтрубная система отопления.
Схема отопления двухэтажного дома
Система водяного отопления
Одна из самых эксплуатируемых систем отопления в нашей
стране – водяное отопление. Разводка труб в доме или квартире – привычное
явление.
Принцип работы водяного отопления заключается в следующем:
нагретая от котла вода естественным образом (или принудительным) циркулирует по
трубам, отдавая тепло помещению. Учитывая то, что по ходу движение воды в
местах соединения, на изгибе труб и т.д. образуется трение и местные
сопротивления, многие системы оборудованы клапанами для обеспечения давления,
сила которого равна потерям на сопротивление. Такая система водяного отопления
называется системой с искусственной циркуляцией воды.
Система водяного отопления может быть конструктивно
реализована по двум схемам:
Одноконтурная (система с замкнутой циркуляцией воды,
ориентированная только на отопление)
Двухконтурная (система, ориентированная одновременно на
отопление помещения и нагрев воды в водопроводе). Такая система требует
использования специального двухконтурного котла.
Устройство водяного отопления предполагает 3 принципиально
разные схемы разводки труб в комнатах.
Разводка труб отопления
Однотрубная система отопления дома
Схема однотрубной системы отопления представлена на фото.
Как видно из рисунка, трубы закольцованы, а радиаторы подключены по очереди. Таким образом, теплоноситель выходит из котла и поочередно проходит каждый из них.
При этом стоит отметить, что температура теплоносителя постепенно снижается. Это существенный минус системы. Тем не менее, она достаточно распространена ввиду простоты, экономичности и возможности сделать однотрубную систему отопления своими руками.
Как снизить потери тепла при однотрубной системе отопления:
увеличить число секций в последних радиаторах (два-три последних);
увеличить температуру теплоносителя на выходе. Это, в свою
очередь, повышает расходы на отопление;
обеспечить теплоносителю принудительную циркуляцию. Т.е.,
установить насос, который создаст в системе дополнительное давление заставляя
воду циркулировать быстрее.
Двухтрубная система отопления дома
Схема двухтрубной системы отопления представлена на фото.
Синим цветом выделена труба отработки, которая отводит охлажденный
теплоноситель из радиатора в котел.
Двухтрубная система отопления дома с нижней разводкой – схемаСхема двухтрубной системы отопленияДвухтрубная система обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам без потери тепла. Ее разновидности показаны на фото. При параллельном подключении достигается экономия на материалах. При лучевом,
появляется возможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно.
Коллекторная (лучевая) разводка
Предполагает использование специального устройства –
коллектора, которое собирает теплоноситель и распределяет по трубам к батареям.
Схема сложная в реализации, поэтому используется редко.
Схема коллекторной (лучевой) разводки
Безусловным плюсом системы водяного отопления можно назвать
ее безопасность.
К числу недостатков относят:
относительно трудно обогреть значительную площадь без
значительных затрат (ввиду потерь тепла при циркуляции воды);
эстетический параметр. Разветвленную систему труб можно
скрыть, пожертвовав некоторым количеством объема помещения, что не всегда
удобно, или же оставить на виду;
большие по размеру радиаторы отопления;
вероятность появления воздушных пробок. Эта проблема
возникает после спуска воды из системы.
Водяное отопление пола в доме
Водяной теплый пол представляет собой систему длинных пластиковых труб уложенных на
основание чернового пола.
Система водяного отопления пола
Монтаж системы теплого водяного пола выполняется в три этапа:
укладка утеплителя или устройство чернового пола;
правильная разводка труб, которая не допускает множественных
перегибов. Оба конца трубы подключаются к центральному отоплению. Через один
конец поступает горячая вода, через второй – отводится обратно в систему.
При укладке труб стоит помнить о высоком риске повреждения труб.
Во-первых, при укладке (изгиб).
Во-вторых, при эксплуатации, например, повреждение перфоратором. Чтобы не допустить этого, нужно составить подробную схему расположения труб;
заливка стяжки на систему труб.
Эта система может быть использована в качестве основной или
дополнительной. Выбирая водяное отопление по полу, следует помнить, что в системе должен поддерживаться оптимальный температурный режим, потому что при минусе и отключенном отоплении вода в трубах замерзнет, что неизбежно приведет к их деформации. Собственно, это касается любой системы водяного отопления.
Диаметр трубы для самотечного отопления
Первое и основное условие надежной работы гравитационного отопления – большой диаметр стояков (вертикальных магистральных труб) и лежаков (верхних и нижних горизонтальных подводящих труб). И по этому поводу часто можно услышать одно из главных заблуждений:
Это не совсем так. Циркуляции можно добиться и при тонких трубах. Однако для комфортного отопления такая система будет непригодна.
Дело в том, что в тонкой трубе окажется воды меньше, чем в толстой. И это понятно – площадь сечения увеличивается в зависимости от диаметра в квадратичной пропорции. В трубе диаметром, например, 20 мм при высоте стояка 6 метров будет всего два литра воды. При разнице температур между «подачей» с 60°С и «обраткой» с 40°С вес в них будет различаться на 11 грамм. Этого уже достаточно, чтобы привести в движение воду – тяжелая холодная начнет давить вниз. Но при большой длине труб трение воды об их стенки уравновесит силу тяжести и циркуляции не будет. Запустить ее можно двумя способами:
- увеличить разницу температур между «подачей» и «обраткой»;
- увеличить начальную температуру «подачи» – разница в весе при высоких температурах ощутимее (см. таблицу).
Первый способ обычно и применяют – включают в циркуляционную систему радиаторы отопления. Они быстрее остужают теплоноситель, забирая из него тепло и отдавая в помещение. Но это не может происходить бесконечно. Сравнявшись с комнатной температурой, вода перестанет остывать, а разница в весе еще не будет достаточной для естественной циркуляции. К тому же сами радиаторы тоже увеличивают сопротивление системы.
В результате приходится нагревать воду в котле до более высокой температуры. Циркуляция запустится, но тогда в доме станет жарко, ведь температура теплоносителя поднимется выше расчетной. Да и КПД такой системы резко упадет. Дело в том, что холодная вода «принимает» большее количество теплоты от сжигания топлива, нежели горячая. Поэтому при попытке нагреть горячий теплоноситель еще сильнее, большая часть тепла от сгорания топлива будет буквально вылетать в трубу котла, оставшись неиспользованной.
А теперь – расчет для трубы диаметром 50 мм. В шестиметровом стояке из такой трубы вместится почти 12 литров воды. А при разнице температур между «подачей» с 60°С и «обраткой» с 40°С вес будет различаться уже на 72 грамма. Такая система будет циркулировать и при более низкой температуре. Это позволит осуществлять топку котла равномернее и эффективнее, поднимая температуру, только если это необходимо для обогрева помещения.
Устанавливаем отопление схема и порядок работ
Водяное отопление своими руками производится по четкому плану действий.
Итак, у вас нарисована схема частного дома, на ней отмечены будущие батареи, просчитана длина труб, вы уже определились с системой отопления дома, изучили видео и готовы приступать к строительным работам своими руками.
По возможности, система секций должна быть шире оконного блока.
Однако на практике это не всегда выдерживается. Если окна частного дома не пропускают холодный воздух внутрь помещения, то суммарная длина всех секций может быть меньше, чем окно.
Установка радиаторов осуществляется четко по уровню и всегда ниже оконного проема. Красота, конечно, важна, но не первостепенна.
Случайно допущенный уклон, даже небольшой, создаст эффект подземной речки – со стороны приподнятого края будет раздаваться журчание жидкости. Поэтому проверяйте установку уровнем.
Важно соблюсти расстояния от пола и от стен. Идеальным принято считать расстояние от батареи до стены 3-5 м, а до пола – не более 10 см. Для удаления случайно попавшего воздуха стоит вмонтировать вентиль или кран Маевского
Для удаления случайно попавшего воздуха стоит вмонтировать вентиль или кран Маевского.
К развешенным радиаторам подводится штроба. Рассчитайте так, чтобы остался паз глубиной 4-6 мм от фитинга до края — при нагреве труба может увеличиться.
Используйте длину менее 10 метров или вваривайте изгибы для компенсации теплового расширения.
Есть варианты применения медных или нержавеющих труб, однако наиболее хорошо себя зарекомендовали в сочетании «цена-качество» армированные полипропиленовые.
Они относительно недорогие и их удобно монтировать.
Существуют разные модели подключения радиаторов, проводящих водяное теплоснабжение.
Нижняя схема (подвод и отвод присоединяются к нижним патрубкам секций), она чревата теплопотерями 12-15% и неравномерным прогревом батарей.
При одностороннем подключении подвод монтируется к верхней части секции, а обратка – к нижней части этой же секции. При таком подключении все секции прогреваются равномерно.
Если количество секций значительно, то оптимально применять диагональное подключение. Оно отличается от одностороннего тем, что отвод монтируется к нижней части противоположной секции.
Когда ясна схема подключения секций батарей отопления, приступаем к установке системы труб.
Конечно, стоит посмотреть видео монтажа и потренироваться на обрезках, оставшихся после того, как окончена установка трубы в штробу.
Оплавляем трубу и фитинг разогретым до 260 градусов паяльником. Совмещение нужно производить путем вдавливания меньшего сечения в большее.
Электрическое отопление
Такие виды автономного отопления являются наиболее безопасными и чистыми с экологической точки зрения. Преимущества этого типа отопительной системы состоят в том, что по ценовой категории, обслуживанию и простоте в эксплуатации она может составить здоровую конкуренцию газовому типу отопления.
Оборудование, которое используется для такого вида отопления, можно разделить на 4 разновидности:
- Обогреватели на потолок инфракрасного типа;
- Электрические конвекторы настенного типа;
- Кабельные и пленочные системы для обогрева пола или потолка;
- Термостаты регулирующегося типа и различные программируемые устройства.
Главным минусом такой отопительной системы считается то, что посредством нее нет возможности организовать горячее водоснабжение.
Принцип работы самотечной системы отопления частного дома
Любая система отопления, предполагающая использование теплоносителя, работает за счет его нагревания и последующего остывания. Так тепло, получаемое от сжигания топлива в котле, раздается по всему зданию. Теплоноситель, имеющий высокую температуру, поступает по трубам в радиаторы. Остывая в них, он возвращается в котел, чтобы снова нагреваться. А тепло, исходящее от поверхности радиаторов, обогревает помещения.
Существует две основных разновидности таких систем – с естественной циркуляцией теплоносителя, и с принудительной.
Схема системы отопления с принудительной циркуляцией
Схема отопления с естественной циркуляцией
Движение в системе с естественной циркуляцией осуществляется лишь за счет разницы в весе холодной и горячей воды. Основные преимущества очевидны:
- самотечное отопление частного дома может быть совершенно автономным и независимым от наличия инженерных коммуникаций;
- устройство естественной циркуляции отопления несложно выполнить своими руками;
- правильное отопление с естественной циркуляцией эффективно, экономично и безопасно.
Как же работает самотечное отопление частного дома без насоса? Секрет в том, что вес воды (как и любой жидкости) понижается с повышением температуры. Жидкость увеличивается в объеме, а плотность уменьшается. При температуре, близкой к кипению, вода насыщается воздухом и становится легче.
Зависимость веса кубометра воды от температуры
И как же это сделать? Один кубометр воды при температуре 90°С весит 965 килограмм, а при 80°С – 971 килограмм. Если же снизить температуру с 90°С до 70°С, то куб станет на 12 килограмм тяжелее. На этом явлении и основан принцип работы самотечной системы отопления. Из котла нагретый теплоноситель поступает в разгонный коллектор под давлением поступающей в котел холодной воды, имеющей больший вес (это происходит, так как система практически замкнутая).
Уже на выходе из коллектора, вода теряет несколько градусов, а после прохода через радиаторы она остывает еще сильнее. В результате в дальних от котла стояках вода давят вниз сильнее, так как она в них холоднее. Соответственно скорость движения ее может быть больше.
Поступая под действием гравитации в котел, холодная вода вытесняет горячую, имеющую меньший вес, обратно в систему отопления. Такое движение происходит циклично. В замкнутой системе отопления естественная циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока котел нагревает воду до нужной температуры.
