Монтаж систем отопления и водоснабжения: материалы, схемы, правила

Эта статья — о том, как и чем выполняется монтаж систем отопления и водоснабжения на некоммерческих объектах, в первую очередь — в жилых домах. Мы познакомимся с современными материалами для прокладки инженерных сетей, отопительными приборами и вариантами разводки розливов и подводок. Итак, в путь.

Холодная вода

С чего начинается монтаж систем водоснабжения и отопления? Догадаться нетрудно: вначале нам предстоит получить доступ к источнику холодной воды.

1. Магистральный водопровод с круглосуточной подачей воды;
2. Дачный водопровод с подачей воды по графику (что типично для садовых кооперативов);

Врезка в дачный водопровод

1. Автономный источник водоснабжения — колодец или скважина.

Как будет реализована подача воды в каждом конкретном случае?

Магистральный водопровод

Врезка в магистраль выполняется сварным соединением или седелкой — хомутом с отводом. Сразу после врезки монтируется водомер — прибор учета расхода воды с отсекающим краном и грязевиком.

Ввод водоснабжения в дом прокладывается, как правило, полиэтиленовой или полипропиленовой трубой: эти материалы сочетают долговечность с эластичностью (в том числе при низких температурах), исключающей повреждение ввода при подвижках грунта и даже при замерзании воды.

Водомерный колодец и ввод водоснабжения

Дачный водопровод

В этом случае, основная проблема — создать запас воды на несколько дней, обеспечивающий ее бесперебойную подачу.

Вот два типичных решения:

1. Установка накопительной емкости на чердаке или на возвышении рельефа с подачей воды в водопровод самотеком. Такая схема полностью энергонезависима, но напор воды в ней ограничен высотой емкости над краном, смесителем или другим сантехприбором;

Водоснабжение из емкости с подачей воды самотеком

Кроме того: при установке на чердак объем бака для воды ограничен прочностью перекрытия.

1. Установка накопительной емкости в подвале, цокольном этаже или на улице с подачей воды в водопровод насосной станцией (поверхностным насосом с гидроаккумулятором и автоматическим реле). Такая схема холодного водоснабжения энергозависима, зато напор воды и объем бака определяются только потребностями владельца.

Насосная станция подает воду в водопровод из установленной в подвале емкости

Вода из колодца или скважины

При небольшой глубине колодца водоснабжение обеспечивается уже знакомой нам насосной станцией. Однако все поверхностные насосы имеют одно ограничение: они способны поднять воду с глубины до 8-9 метров. Как обеспечить подачу воды из более глубокого источника?

Скважинный насос

Мембранный гидроаккумулятор

Устройство пружинного обратного клапана

Автоматическое реле с датчиком давления для управления насосом

Изображение	Устройство или элемент арматуры
Погружной (скважинный) насос для чистой воды. Его задача — поднять воду и обеспечить ее избыточный напор.
Гидроаккумулятор. Он исполнит роль демпфера при включениях/выключениях насоса и увеличит время его простоя.
Обратный клапан. Без него вода из гидроаккумулятора и водопровода сольется в колодец или скважину сразу после отключения насоса.
Автоматическое реле с датчиком давления. Оно будет включать и выключать подкачку воды при критических значениях давления в водопроводе.

Схема автономного водоснабжения из скважины

Источники тепла

Монтаж систем отопления и горячего водоснабжения в частном доме подразумевает наличие собственного источника тепла. Что может стать им?

Отопление

Вот рейтинг разновидностей современных котлов по экономичности (читай — минимальной стоимости киловатт-часа тепла):

1. Газовый с подачей газа из магистрали (0,7 рубля/кВт·ч);

Магистральный газ — самый дешевый источник тепла

1. Дровяной (1,2 — 1,4 рубля/кВт·ч);
2. Угольный (1,5 — 1,7 рубля/кВт·ч);
3. Пеллетный (1,5 — 2 рубля/кВт·ч);
4. Газовый с подачей газа из газгольдера (2 — 2,6 рубля/кВт·ч);
5. Дизельный (3,5 — 4,1 рубля/кВт·ч);
6. Электрический (3 — 6 рублей/кВт·ч).

Уточним: точная цена киловатт-часа тепла по понятным причинам сильно зависит от региональных цен на энергоносители и коммунальных тарифов. Например, в Москве тонна пеллет обходится в 7000 рублей, а в Севастополе, где живет автор, за нее придется заплатить уже 15000.

Отдельно стоит упомянуть пару сравнительно экзотических решений, обеспечивающих максимальную экономичность в своем классе отопительного оборудования:

Принцип работы конденсационного котла

Полный цикл работы теплового насоса

Изображение	Описание
Конденсационный газовый котел утилизирует не только теплоту сгорания газа, но и теплоту конденсации одного из основных продуктов сгорания — водяного пара. За счет этой особенности он на 11-13% экономичнее классического газового котла.
Тепловой насос использует электроэнергию не для нагрева теплоносителя, а для работы компрессора, обеспечивающего циркуляцию хладагента. Тот, в свою очередь, перекачивает в дом тепло от низкопотенциального источника (грунта, воды из незамерзающего источника или атмосферного воздуха). Тепловые насосы в 2,5-6 раз (в зависимости от температуры теплообменников) экономичнее электрокотлов, электрорадиаторов и прочих приборов прямого нагрева.

Любопытно: для обогрева своего дома в Севастополе автор использует инверторные сплит-системы, являющиеся частным случаем воздушного теплового насоса. При потребляемой мощности в 1 кВт инвертор производительностью 12000 BTU транспортирует в дом 4,12 кВт тепла.

Экономичность отопительного оборудования — важнейший, но не единственный фактор, влияющий на его выбор. Идеальный котел должен быть максимально автономным, не требующим внимания владельца.

И по этому параметру источники тепла вполне предсказуемо распределяются в другом порядке:

Электрокотел: время автономной работы ничем не ограничено

Газовый котел привязан к дымоходу, вентиляции или внешним стенам дома

Дизельная котельная

Пеллетный котел с бункером для пеллет

Дровяной котел верхнего горения

Изображение	Описание
Все виды электрокотлов работают полностью автономно, не требуют обслуживания и отвода продуктов сгорания.
Газовый котел, подключенный к магистрали газоснабжения, тоже обладает неограниченной автономностью. Однако он может монтироваться лишь вблизи дымохода (в случае атмосферной горелки) или на внешней стене дома (котлы с принудительной тягой).
Автономность дизельного котла ограничивает только запас топлива. Однако в его минусы стоит записать высокий уровень шума от горелки и неистребимый запах солярки, что заставляет выносить его в отдельное помещение.
Автоматические пеллетные и угольные котлы с шнековой подачей топлива из бункера способны работать без обслуживания до недели.
Лучшие образцы дровяных котлов (газогенераторы и устройства верхнего горения) требуют закладки дров не реже раза в сутки. Классические твердотопливные котлы приходится растапливать и вовсе каждые 6-8 часов (см. Котел в подвале: устанавливаем своими руками).

Какое оборудование необходимо для нагрева воды для нужд горячего водоснабжения?

Дровяная колонка

Газовая колонка с пьезорозжигом

Двухконтурный газовый котел

Проточник с изливом и душем

Компактный электрический бойлер

Бойлер косвенного нагрева

Изображение	Описание
Дровяная колонка — архаичное приспособление, требующее частой растопки и крайне неэкономичное.
Газовая колонка — проточный водонагреватель, использующий теплоту сгорания магистрального или газгольдерного газа. Достоинство — дешевизна тепловой энергии, общий недостаток большинства энергонезависимых колонок с пьезорозжигом — невысокая точность регулировки температуры.
Двухконтурный котел (газовый, дизельный, электрический) обеспечивает нагрев воды параллельно с работой на отопление и обладает всеми свойствами соответствующего класса отопительного оборудования.
Проточный электрический водонагреватель греет воду непосредственно при ее расходе. Его главный минус — значительная нагрузка на проводку: мощность младших моделей проточников достигает 3,5 кВт. Точность регулировки температуры воды у недорогих приборов этого класса тоже хромает на обе ноги: за нее отвечает ступенчатый регулятор мощности, а точная настройка температуры выполняется изменением напора.
Электрический бойлер (накопительный водонагреватель) лишен всех недостатков проточника. Однако два минуса есть и у него — ограниченный запас горячей воды и потери тепла через теплоизолированные стенки бака, влекущие за собой увеличение расхода электроэнергии.
Бойлер косвенного нагрева подключается к любому отопительному котлу и использует для нагрева воды энергию теплоносителя. Когда в отоплении нет нужды, теплоноситель циркулирует в обход батарей, между котлом и бойлером.

Хочется странного

Можно ли организовать бесплатное отопление и охлаждение от системы водоснабжения в том случае, если ваш дом подключен к теплотрассе и магистральному водопроводу? На оба вопроса ответ отрицательный.

Современные приборы учета тепла работают так:

1. По непрерывно измеряемому перепаду давлений на подпорной шайбе подающего водопровода вычисляется количество поступающей в дом воды из подачи теплотрассы;
2. Тем же способом рассчитывается количество покидающей дом воды;
3. Разница между этими значениями — расход воды на ГВС;
4. Измерение температур на обеих нитках элеваторного узла дает возможность рассчитать затраты тепла на отопление.

Датчики расхода воды и тепловой энергии

Вне зависимости от того, как вы запитаете отопительные приборы, за отобранную ими у воды тепловую энергию придется заплатить.

Систему ХВС нельзя использовать для кондиционирования воздуха просто потому, что в ней нет циркуляции. Вода в водопроводе быстро нагреется, и теплообменник фанкойла перестанет выполнять свои функции. Непрерывной проток воды возможет только при водоразборе, который, сами понимаете, будет регистрироваться водосчетчиком на вводе.

Водосчетчик не позволит вам безнаказанно сливать воду для ее охлаждения

Кроме того: температура холодной воды в летнюю жару благодаря прогреву грунта поднимается до 20-25 градусов. Эффективность кондиционирования при такой температуре теплообменника тоже будет под большим вопросом.

Разводка

По каким схемам может выполняться монтаж инженерных систем отопления и водоснабжения?

Система холодного водоснабжения всегда тупиковая: вода в ней приходит в движение только во время водоразбора. ХВС (как, впрочем, и ГВС) может быть разведено двумя принципиально разными способами:

1. Последовательно — с присоединением сантехнических приборов к общей подводке;

Последовательная разводка

1. Через коллектор, от которого отходят независимые подводки для каждого прибора.

Коллекторы в системе холодного и горячего водоснабжения

Подсказка: очевидное достоинство первой схемы — невысокая материалоемкость, зато вторая позволяет избежать падения напора на всех приборах при водоразборе в любой точке водопровода.

В небольшом по площади доме система ГВС тоже делается тупиковой (последовательной или коллекторной), а вот при значительной длине водопровода практикуется циркуляционное горячее водоснабжение: насос гоняет воду по замкнутому контуру (см. Разводка труб водоснабжения: варианты исполнения и правила монтажа).

У такой схемы есть два важных преимущества:

1. Когда вы открываете кран, вам не приходится долго сливать воду до ее нагрева;
2. Подключенные в разрыве контура ГВС полотенцесушители, всегда будут горячими.

Циркуляционная система ГВС

Отопление

В одноэтажных домах применяется три основных типа разводки отопления:

Самая простая и надежная система отопления — ленинградка

Разброс температур в двухтрубной тупиковой системе отопления

Петля Тихельмана

Изображение	Описание
Однотрубная (она же ленинградка): отопительные приборы подключаются параллельно закольцованному розливу, соединяющему выход и вход котла. Преимущества схемы — простота, отказоустойчивость и минимальная материалоемкость.
Двухтрубная тупиковая: розливы подачи и обратки соединяются между собой отопительными приборами и их подводками; при перетоке из подачи в обратку направление движения теплоносителя меняется на противоположное. Такая разводка позволяет обойти любое препятствие (глухую несущую стену, высокий проем и т.д.), но нуждается в балансировке — ограничении дросселями проходимости подводок ближних к котлу приборов. Без балансировки дальние радиаторы будут заметно холоднее ближних.
Двухтрубная попутная (петля Тихельмана): направление движения теплоносителя в обоих розливах совпадает; отопительные приборы и их подводки формируют контуры равной длины (и, соответственно, с одинаковым гидравлическим сопротивлением). Температура всех радиаторов одинакова без всяких дополнительных мер.

В случае нескольких этажей схемы разводки модифицируются.

Приведем пару примеров:

1. В двухэтажном доме часто монтируются две ленинградки (по одной на этаж), параллельно подключенные к выходу и входу котла;
2. Для многоквартирных домов типична двухтрубная тупиковая схема, в которой роль байпасов между розливами играют стояки с несколькими радиаторами.

Двухтрубная тупиковая схема с верхним розливом в пятиэтажном доме

Материалы

Какими материалами можно выполнить монтаж систем отопления и водоснабжения загородного дома своими руками?

Трубы

Давайте вспомним, в каких условиях эксплуатируются контуры автономного отопления и водопроводы ГВС: типичное давление на отоплении — 1 – 2,5 кгс/см2, типичный диапазон температур — 50-75 градусов; на горячей воде при той же температуре давление равно давлению в магистрали ХВС (типично не более 4 кгс/см2).

В столь тепличных условиях можно не искать материалы с запасом прочности: для разводки вполне подойдут дешевые (от 20 рублей за метр) и долговечные (25 лет на ГВС и отоплении, 50 лет на ХВС) полипропиленовые трубы. Они соединяются столь же дешевыми и простыми в монтаже фитингами под низкотемпературную сварку.

Наш выбор — полипропилен

Единственная неприятная особенность полипропилена — значительное удлинение при нагреве (оно в 13 раз превышает соответствующий параметр стали). Эта проблема вполне решаема: на длинных участках розливов и стояков монтируются компенсаторы — П-образные или кольцевые изгибы, а ближние к компенсаторам точки крепления делаются скользящими.

Компенсаторы удлинения на полипропиленовом трубопроводе

Кстати: армированный минеральным волокном полипропилен удлиняется вдвое меньше неармированного, а алюминиевая фольга сокращает удлинение при нагреве вчетверо. Замена труб на армированные не сильно отразится на сумме сметы по монтажу систем отопления и водоснабжения, при этом вы сможете избавиться от большей части компенсаторов.

Отопительные приборы

Какие отопительные приборы купить для нужд отопления? Мы рекомендуем остановить свой выбор на алюминиевых секционных радиаторах.

Алюминиевый секционный радиатор

С чем связана инструкция? С тем, что они сочетают скромную стоимость (от 240 рублей за секцию) с великолепной теплоотдачей (180-215 ватт тепла с каждой секции).

Тепловой поток на секцию для модельного ряда радиаторов Global

Вспомогательное оборудование

Обязательными элементами закрытой (без сообщения с атмосферой) отопительной системы с принудительной циркуляцией являются:

Циркуляционный насос отечественного производства

Устройство мембранного бачка

Группа безопасности отопительного котла

Изображение	Описание
Циркуляционный насос, отвечающий за движение теплоносителя.
Мембранный расширительный бачок, вмещающий избыток теплоносителя при его нагреве и сопутствующем расширении.
Группа безопасности, состоящая из предохранительного клапана, автоматического воздухоотводчика и манометра. Группа безопасности позволяет контролировать давление и сбрасывать его избыток, а также отводить воздух и водяной пар при запуске сброшенного контура или закипании теплообменника котла.

Подсказка: насос обычно ставится на обратке, перед котлом. Минимальная температура рабочей среды способствует увеличению ресурса крыльчатки, пластиковых деталей и эластичных уплотнителей насоса. Группа безопасности монтируется там, где в первую очередь начинает расти давление при остановке циркуляции — на выходе котла. Расширительный бак чаще всего стоит на обратном трубопроводе, перед циркуляционным насосом.

На ГВС в случае использования накопительного водонагревателя на трубе его подпитки монтируются обратный и предохранительный клапаны. Первый исключает потерю нагретой воды при сбросе водопровода ХВС, второй обеспечивает страховку на случай критического роста давления вследствие теплового расширения воды.

Обратный и предохранительный клапаны на входе электрического бойлера

Контуры ГВС с объемными бойлерами дополнительно снабжают расширительными баками, исключающими потерю воды через предохранительный клапан.

Расширительный бачок в обвязке бойлера

Технология

Как правильно собрать водоснабжение и отопление на даче или в доме из имеющихся у вас материалов? Давайте разберем монтаж некоторых узлов этих систем.

Соединение с фитингом

Сварное соединение полипропиленовой трубы с фитингом выполняется так:

1. Труба с алюминиевым армированием зачищается от фольги шейвером или торцевателем (в зависимости от расположения армирующего слоя). Зачистка предотвратит контакт фольги с водой, ее электрохимическую коррозию и расслоение трубы с сопутствующей потерей прочности;

Зачистка армирования шейвером

1. На нагревательный элемент паяльника крепится насадка соответствующего размера;
2. Паяльник нагревается до рабочей температуры (260 градусов);
3. Раструб фитинга и труба совмещаются с насадкой и оплавляются ей;
4. Затем детали снимаются с насадки, совмещаются друг с другом поступательным движением и фиксируются до схватывания расплавленного полимера.

Этапы пайки соединения Продолжительность нагрева и схватывания полимера линейно зависит от диаметра трубы

Соединение радиатора с радиаторной пробкой

У современных алюминиевых радиаторов за герметизацию этого соединения отвечает кольцевая силиконовая прокладка. Чтобы она не замялась, на срез коллектора отопительного прибора можно нанести немного жидкого мыла или силиконовой смазки.

На фото — пробка для алюминиевого радиатора с кольцевой прокладкой

Резьбовое соединение

Герметизация резьб выполняется:

• Нитью-герметиком (Тангит Унилок и ее аналогами);

Тангит Унилок: удобно, быстро, надежно

• Сантехническим льном с силиконовым герметиком. Силикон исключит загнивание органического волокна при контакте с водой и конденсатом, а также его выгорание при нагреве;
• Льном с любой быстросохнущей краской. Она выполнит те же функции, что и герметик.

Совет: чтобы не пачкать руки, нанесите немного герметика или краски на резьбу перед наматыванием льна, и на сам лен после того, как он намотан. Подмотка равномерно пропитается при затягивании резьбы.

Заключение

Надеемся, что наши рекомендации помогут уважаемому читателю самостоятельно выполнить монтаж системы водоснабжения и отопления. Узнать больше о возникающих на разных стадиях монтажа проблемах и их решениях вы сможете, просмотрев видео в этой статье. Успехов!

Виктор Мартович

Работал прорабом, начальник строительно-монтажного участка. Организация работ и осуществление надзора за качеством СМР строительных участков на территории Балаковской АЭС, ведение и сдача исполнительной документации (журналы, акты, кс) закупка материалов, оборудования (исполнение обязанностей инженера по снабжению, инженера по качеству ) . Руководство строительными бригадами (оформление, обучение по охране труда промышленной безопасности ). Виктор окончил учебный центр «Гефест-РОСТ», курсы по программе «Капитальный ремонт зданий и сооружений. Организация работ и строительный контроль.», 2015 Балаковский институт проф.переподготовки и повышения квалификации, Специалист по охране труда, 2012 Пугачевский гидромелиоративный техникум, техник строитель, 2000 проф. училище, бухгалтер, 1996