Водяное отопление

В большинстве случаев применяется водяное отопление. Оно может быть заменено в маленьких домах на печное или электрическое, когда воздух греется непосредственно от конвекторов. Возможна и комбинация печного с электрическим, что неплохо для дач, которые нечасто посещаются. Но для жилого дома это не пройдет, только водяное отопление может обеспечить приемлемый и не дорого достигаемый комфорт. Воздушное же отопление, из-за сложностей создания и проблематичности эксплуатации из-за пыли практически не применяется.

Применять обычную воду

Водяное отопление получило название из-за слова «вода», которая находится внутри системы и разносит энергию от котла по всем комнатам. Поэтому жидкость внутри водяной системы еще называют теплоносителем. Вода иногда заменяется на незамерзающие жидкости на основе гликолей. Но такое решение может быть только вынужденным, под давлением весьма серьезных обстоятельств, которые обязательно заморозят заполненную систему.

Если же есть хоть малейшая возможность избежать дорогих ядовитых и агрессивных по отношению к системе незамерзаек, то этим нужно воспользоваться и применить обычную воду. Которая, кстати, и как теплоноситель лучше – у нее больше теплоемкость. Или перейти от водяной системы на сухой обогрев – печью (камином) и электроприборами.

Как движется в системе вода

В прошлом веке в частных домах чаще создавали системы отопления, основанные на самотеке. Движение жидкости по трубам возникало под собственным весом, когда менялась плотность воды при разогреве или остывании. Достаточно было установить котел, трубы и радиаторы – и можно было обогревать без воздействия электроэнергии не столь уж малый по площади дом.

Сейчас, в подавляющем большинстве случаев, создают системы с принудительной циркуляцией, в которых воду гоняет насос.
Неужели, принудительная система, требующая постоянного электричества, расходующая его, к тому же со сложными дорогими устройствами, лучше, чем самотечная?
По стоимости она дешевле в 2 раза, по функционалу на порядок лучше. Разберемся подробнее.

Самотечные водяные системы

Вода пойдет самотеком по трубам, если точка нагрева окажется ниже точки остывания. На практике это значит, что котел должен быть ниже чем радиаторы. А точнее, его теплообменник ниже чем средняя линия радиаторов.

Не редко, чтобы поднять точку остывания, часть энергии просто сбрасывали на чердаке, устанавливая повыше расширительный бак и протягивая по дому верхний массивный металлический трубопровод, который сам отдавал львиную долю энергии где-то под потолком.
Применялись трубы большого диаметра (40 мм и более), для снижения гидравличесого сопротивления, и соответствующие батареи и котел.

С современной точки зрения это значит, что к такой водяной системе нельзя подключить ничего с насосом – ни резервный котел с насосом, ни контур бойлера, ни теплые полы, ни вынесенный обогрев еще чего-либо.

Площадь обогрева ограничена протяженностью трубопровода, точнее его гидравлическим сопротивлением.

Такой диаметр трубопровода просто чудовищный по цене по сравнению с обычной системой – каждый фитинг или кран в 2 – 4 раза дороже.
Работает такое отопление только с твердотопливным котлом, не оборудованным насосом.

Принудительное движение теплоносителя

Если установить в систему насос, то вода будет двигаться под его воздействием. В системе должно быть избыточное давление – 1,5 – 2,0 атм. Воздух из теплоносителя выделяется и уходит через автоматический воздухоотводчик, расположенный в самой верхней точке. Тепловое расширение воды при нагревании компенсируется в расширительном (мембранном) баке закрытого типа, одна часть которого накачивается воздухом до 1,3 – 1,4 атм перед заполнением системы.

В самотечных же применяется просто бак открытого типа, сообщающийся с атмосферой, в нем происходит и выделение воздуха из жидкости.

Замкнутую систему, работающую под давлением, можно как угодно усложнять, к ней можно подключать дополнительные контуры, устанавливать такие развязывающие (уравновешивающие давление между контурами) устройства, как гидрострелка или буферная емкость…. Система практически не ограничена по площади… и не дорогая, так как обычный диаметр труб (внутренний) 16 – 25 мм.

Особенности водяных систем

• Мощность отопление подбирается как 1 кВт на 10 м кв. Ее должно быть достаточно для утепленного здания. Если здание плохо утеплено, то нужно уменьшать теплопотери, что выгоднее, чем наращивать мощность обогрева.
• Обязательно создаются тепловые завесы под основными источниками холода — окнами. Радиаторы размещаются под подоконниками. В современном представлении радиаторы являются вспомогательным отоплением, дополняющим теплый пол недостающей мощностью, а также распределением тепла по источникам холода.
• Обогрев водяным теплым полом более экономичный и комфортный по сравнению с радиаторным. Сейчас стараются создавать в каждом доме массивный отопительный прибор — нагреваемую стяжку пола.

Схемы водяного отопления

В частных домах почти всегда применяют дешевую и функциональную водяную систему отопления, которая работает под давлением. Но разводка труб по дому может быть разной.

Наиболее часто применяется водяная система поделанная на тупики – подача и обратка конечной длины, а между ними до 5 радиаторов. Обычно больше батарей в одном тупике не применяют, так как последняя может быть холодной, а балансировать систему, запирать первые, — не выгодно.

Также стабильна, но дороже попутная схема. Здесь нужно проложить полное кольцо труб повышенного диаметра, что без проблем сделать под напольным покрытием. Применяется чаще для больших домов, где становится выгодной.

Лучевая может быть проще и доступней, особенно при отоплении внутрипольными конвекторами.

Приобретение котла

Важно, что котел для водяной системы можно запросто купить в магазине, выбрав его в соответствии с проектными решениями. Но если проект как таковой отсутствует, а создавать водяную систему надо, то не сложно все сделать самостоятельно, в том числе выбрать котел, установить его и подключить.

Вид топлива, скорее всего, известен – это природный газ, если газовая труба виднеется поблизости. А если ее нет – то в большинстве случаев выбирают твердотопливный котел. Реже – автоматизированные дорогие варианты – пеллетный котел или тот же газовый, но с газгольдером.
В резерв (обязательно) — почти всегда электрический, — почему выбирают электрический котел

Мощность известна – 1 кВт на 10 м кв. и плюс 20% запаса для газового или пеллетного котлов, или больший запас мощности для обычного твердотопливного. Подробней о выборе топлива и выборе котла можно узнать на страницах сайта, например, какой лучший котел выбрать

Установка котла

Возьмем за пример твердотопливый обычный котел и подключим его к системе. Нельзя чтобы в него попадала холодная вода по обратке. Желательно, чтобы теплообменник был не холоднее +55 градусов (чтобы не конденсировалась на нем вода), иначе он быстро выйдет со строя. За этим проследит смесительный узел на основе трехходового крана, который управляется термоголовкой с вынесенным датчиком закрепленным на обратке.

На подаче возле котла устанавливается группа безопасности в составе манометра, предохранительного клапана и воздухоотводчика.

Насос (для дома до 200 м кв. подойдет и 25/40) устанавливается на обратке, а перед насосом обязателен фильтр.

Закипание – опасная вещь, поэтому бесперебойник на насос обязателен. Но если горение в котле закончилось, то недопустимо гонять через него теплоноситель – ведь теперь теплообменник будет его сильно охлаждать воздухом через трубу, поэтому на подаче в самом котле устанавливается еще и термореле (с кнопкой ручного включения), которое выключает насос, если температура падает менее 30 град.

Все это смонтировать – очень просто самостоятельно «если дружить с молотком», или пригласить специалиста….

Радиаторы

Простейшие правила подбора радиаторов по расходуемой мощности для каждой комнаты, а также их расстановка под подоконниками, решает проблему холодных углов в любом доме. С твердотопливным котлом нельзя устанавливать автоматические термоголовки на радиатор, поэтому в обвязке каждого радиатора присутствуют только регулировочный кран и отключающий кран. А также воздухотоводчик.

После того как радиаторы установлены под окнами горизонтально с необходимыми зазорами, и на них установлены краны, очень просто их подключить между собой и котлом по известной тупиковой схеме. Суммарная мощность радиаторов — по принципу подбора котла.

Сама же схема подключения проектируется на бумаге, затем размечается на стенах или под полом (предпочтительный вариант укладки, но стыки нужно делать обжимными фитингами с металлопластиковыми трубами). Пример простейшей схемы с твердотопливным котлом приведен на рисунке.

Монтаж труб

Подачу от котла до первого разветвления и байпас клапана желательно выполнить стальной или медной трубой, которые не боятся перегрева более 100 град С.

Полипропиленовые трубы рекомендуется не применять по причине ненадежности пайки стыков и возможности перегрева при не автоматизированном котле.

Металлопластиковые трубы в водяной системе заслуживают большего доверия, хоть вся система обойдется дороже из-за фитингов. Если применить компрессионные фитинги, которые закручиваются ключом, то систему можно создать самостоятельно из металлопластиковых труб очень быстро.

Важно калибровать, убирать заусеницы, и надвигать трубы на фитинги не повредив на них уплотнения. Тогда все стыки окажутся «вечными». В противном случае все стыки начнут течь, и придется перемонтировать по правилам.

При монтаже самостоятельно…

• В основе самостоятельного монтажа находятся правильные решения по подбору и размещению отопительного оборудования (проект отопления). Подбирается мощность и ее распределение по комнатам, соответственно подбираются котлы, радиаторы, приборы безопасности, циркуляции, диаметры труб и др. Определяется схема разводки.
• Для самостоятельного монтажа чаще выбирают полипропиленовые трубы, как наиболее дешевые и легко монтируемые с помощью сварочного аппарата. При этом невозможность обеспечения качества и надежности стыков игнорируется.
• После установки радиаторов с закрепленной на них обвязкой (краны, воздушный клапан, термоголовки…), выполняется монтаж труб по принятой схеме.
• В котельной устанавливается котел с дополнительным оборудованием, подключается к собранной системе, после чего выполняется заливка водой и испытание на рабочих режимах….

Заливка водяного отопления

Теперь остается соединить трубами радиаторы и котел, и простейшая система отопления с водой, будет готова. Водяное отопление должно быть оборудовано сливом из труб в канализацию (незамерзайка не допускается, она должна вывозится и утилизироваться) и краном со штуцером для заполнения воды.

Заполнение должно производится из водовода, через съемный шланг. Прямое подключение к водоводу системы отопления через кран не допускается, так как возможно просачивание воды в ту или иную сторону и выход отопления из строя, в т.ч. и оборудования.

Также возможна заливка водяного отопления с помощью насоса из емкости. Ручные насосы недороги и ими можно воспользоваться, если есть проблемы с водопроводом. Система заполняется до достижения давления в 1,6 атм, после предварительной накачки расширительного бака, который выбирается объемом 1/10 от количества воды в системе.

После этого выполняется запуск водяного отопления и его разогрев до номинальной температуры теплоносителя в 80 градусов. Давление не должно возрастать более 2,0 атм. Предохранительный клапан применяется на 3,0 атм. При необходимости воду подсливают. Наличие течей, воздушных пробок, одинаковый прогрев всех радиаторов проверяется в течении не менее 2 часов. После чего, можно считать, что водяное отопление готово к работе зимой.
Еще — как залить водяную систему и выпустить воздух

Водяное отопление. Виды и работа. Устройство и особенности. Выбор

Если необходимо сразу отапливать несколько комнат, то одним из решений, при помощи которого это можно реализовать, является водяное отопление. Хотя сейчас существует много видов обогрева помещения, но именно этот традиционный способ является самым практичным, распространенным и доступным.

Виды водяного отопления

Во время работы этого типа отопления происходит нагрев воды, которая движется по трубам и обогревает помещения.

Существует несколько видов таких систем:

• С естественной циркуляцией. В этом случае работа системы происходит за счет разной плотности холодной и горячей воды. Нагрев проводится снизу и по законам физики происходит естественная циркуляция воды по трубам.

• С принудительной циркуляцией. В данной системе для движения теплоносителя используется электрический насос.

• Комбинированная система. Здесь используются одновременно два предыдущих варианта.

Кроме этого, водяное отопление может отличаться схемой монтажа труб:

• Однотрубная или одноконтурная, здесь теплоноситель движется по трубам последовательно, поэтому температура в радиаторах, расположенных ближе к котлу будет выше, чем у тех, что находятся дальше.

• Двухтрубная, она позволяет легче регулировать температуру и в свою очередь может быть: звездообразной, шлейфовой, коллекторной.

Для нагрева воды в такой системе отопления используются котлы, которые работают на топливе:

• Твердое (уголь, брикеты).
• Жидкое (дизельное топливо).
• Электричество.
• Газ.
• Комбинированные устройства.

Устройство системы

Устройство системы водяного отопления достаточно простое, но работает она эффективно, чем и объясняется популярность такого способа обогрева.

Водяное отопление состоит из основных элементов:

• Котел, он используется для нагрева воды или антифриза.
• Расширительный бачок, во время нагрева вода расширяется и ей надо куда-то деваться.
• Система труб, они могут быть стальными, медными, металлопластиковыми или пластиковыми, из них создается замкнутый отопительный контур.
• Устройства, отдающие тепло в комнату – это могут быть обычные стальные или биметаллические и т.п. радиаторы, но сейчас часто устанавливают теплый пол.
• Насос, он необходим для покачивания воды по системе.
• Термометр и манометр, эти приборы необходимы для контролирования температуры и давления жидкости в системе, они могут быть встроены в котел или устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Некоторые люди называют водяное отопление паровым, но это неправильно. Паровое отопление является отдельным видом обогрева, в нем в качестве теплоносителя выступает пар, а в нашем случае вода или другой жидкий теплоноситель.

Независимо от вида, принцип работы такого обогрева будет одинаковым. Во время работы нагревательного устройства, в нем происходит нагрев воды или другого теплоносителя. После этого, за счет принудительной или естественной циркуляции, нагретый теплоноситель начинает циркулировать по трубам и обогревает комнаты. Тепло может отдаваться в комнату, как через радиаторы отопления, так и через систему теплого пола. По системе труб остывший теплоноситель возвращается в нагревательное устройство, и весь процесс повторяется снова.

Область применения

Водяное отопление используется как для отопления многоэтажных, так и частных домов. Кроме этого, оно применяется для обогрева офисов, магазинов, промышленных предприятий. Такое решение позволяет значительно экономить используемое топливо — это электричество, уголь или газ и т.п.

Данный способ обогрева чаще всего применяется в жилых помещениях, где люди находятся постоянно. Это объясняется тем, что он обеспечивает комфортный режим смены температуры, так как во время работы системы нет ее резких скачков. Кроме этого, вода или антифриз имеют высокую теплоемкость, что позволяет им долго остывать и поддерживать тепло, даже когда котел не работает.

Не стоит думать, что водяное отопление является идеальной системой обогрева. Монтаж такой системы достаточно сложный, поэтому если нет соответствующих навыков, то выполнить его самостоятельно не получится. Надо контролировать работу котла, чтобы он не затух, исключением являются электрические котлы, в которых этот процесс автоматизирован.

Когда система долгое время не используется, из нее рекомендуется сливать воду, особенно в зимний период, иначе можно разморозить трубы и радиаторы. Надо контролировать, чтобы в трубах или радиаторах не образовались воздушные пробки, так как в этих местах появляется коррозия.

Если же такая система сделана профессионалами и правильно эксплуатируется, то она способна поддерживать в любом помещении комфортную для проживания температуру.

Особенности выбора

При выборе данной системы обогрева дома, сначала надо определиться с источником, который будет нагревать теплоноситель. Если в доме есть магистральный газопровод, то лучше использовать газовый котел. Хорошей альтернативой является электрический котел, но можно установить и твердотопливное оборудование или то, что работает на жидком топливе. Все зависит от того, какой энергоноситель будет самым дешевым и доступным в вашем регионе. Можно подключить параллельно несколько генераторов тепла, которые будут работать по очереди, в зависимости от наличия того или иного вида топлива.

При выборе системы циркуляции, а она может быть естественной или принудительной, надо учитывать ваши требования к системе отопления и какие у вас финансовые возможности. Если нагрев воды происходит в твердотопливном котле или печи с водяным контуром, то часто используется естественная циркуляция теплоносителя. Когда применяется газовое или электрическое отопление, то лучше использовать принудительную систему циркуляции воды или антифриза.

При выборе труб есть несколько вариантов: металлические, пластиковые и металлопластиковые. Для естественной циркуляции, трубы надо монтировать с уклоном, для этого лучше подойдут металлические, но надо иметь специальные навыки, чтобы выполнить их монтаж. Металлопластиковые и пластиковые трубы также можно уложить с уклоном, но они не рассчитаны на температуру более 95 градусов, поэтому обычно используются для создания систем с принудительной циркуляцией.

Для соединения металлопластиковых труб используют специальные муфты, поэтому их укладку легко выполнить своими руками. Для монтажа пластиковых труб надо приобрести специальный паяльник, стоит он недорого, и работать с ним несложно.

При выборе радиатора, надо учитывать способ его подключения, это может быть сверху, снизу, с одной или разных сторон.

Достоинства и недостатки

Чаще всего используется водяное отопление с принудительной или естественной циркуляцией, рассмотрим их преимущества и недостатки.

Преимущества системы с принудительной циркуляцией воды или антифриза:

• Можно автоматически управлять потоком тепла от радиаторов и таким образом, устанавливать температуру в каждой комнате отдельно.
• Она более экономична, так как возможность регулирования температуры в каждой комнате отдельно, приводит к снижению расхода энергии, необходимой для нагрева воды в системе.
• Есть возможность использовать пластиковые трубы, а это позволяет ускорить монтаж всей системы и уменьшить стоимость материалов.
• Пластиковые трубы скрываются в стену или размещают над плинтусом, поэтому не портят внешний вид комнаты.

Основным недостатком такой системы отопления является то, что для ее работы необходима электроэнергия, иначе насос работать не будет.

Если говорить о естественной циркуляции теплоносителя, то такая система отопления полностью автономная, так как для ее работы не надо электричество.

Недостатки системы обогрева с естественной циркуляцией воды:

• В радиаторах нельзя регулировать температуру воды.
• Перерасход топлива.
• Надо устанавливать трубы большого диаметра, а это увеличивает стоимость такой системы обогрева.
• Трубы, размещенные на стенах, выглядят не очень привлекательно.
• Данная система обогрева не совместима с теплым полом.

Хотя существует много способов обогрева дома, но наиболее эффективным, практичным и доступным на протяжении многих лет остается водяное отопление. Современная промышленность периодически представляет новые или усовершенствованные генераторы тепла, трубопроводы и генераторы, за счет чего эффективность данного способа обогрева увеличивается, а его стоимость снижается.