Примеры устройства систем отопления частного дома

Автономное отопление жилья всегда считалось более экономичным по сравнению с централизованным. Немаловажное преимущество заключается и в том, что независимая система отопления частного дома позволяет его владельцам чувствовать себя полноправными хозяевами. Ведь можно без проблем начать отопительный сезон и закончить его самостоятельно, установить желаемый уровень температуры в любой комнате, а также определить наиболее приемлемый уровень финансовых затрат на поддержание необходимого теплового режима.

Частный дом можно отапливать разными способами. От ставшего экзотичным печного или каминного отопления до высокотехнологичных пленочных электронагревателей. Выбор подходящего варианта зависит от множества факторов, но, в первую очередь, от удобства эксплуатации и доступности ресурсов. Сегодня самым распространенным способом является создание системы водяного отопления.

Схемы водяного отопления

Система водяного отопления включает в себя нагреватель, он же котел, собственно отопительные приборы, отдающие тепло воздуху внутри помещений, и систему трубопроводов, связывающих воедино все элементы схемы.

Котлы

Котлы различаются по мощности, виду топлива и способу установки. Бытовые отопительные котлы могут использовать такие виды топлива, как природный газ, сжиженный газ, жидкое топливо (мазут), дизельное топливо, твердое топливо (дрова), уголь или современное топливо — пеллеты. Также широко распространены электрические котлы, которые могут быть нагревательными, или электродными. Также существуют комбинированные котлы, которые в состоянии комбинировать различные виды топлива.

Большинство котлов имеет напольную конструкцию, но существуют разновидности, в частности, газовые котлы мощностью до 25 кВт в настенном исполнении. Электрические электродные котлы вообще не требуют отдельного места для установки и монтируются прямо в системе трубопроводов. Многие современные модели имеют отдельный нагревательный контур для горячего водоснабжения, их также можно собрать в каскад для обогрева помещений большой площади.

В любом случае, для отопления частного дома предпочтение следует отдать моделям котлов, позволяющим в большой степени автоматизировать работу системы и максимально упростить ее эксплуатацию. Большое значение имеет также энергонезависимость системы отопления частного дома, то есть надежная работа котла и всей системы при отсутствии электроэнергии. В полной мере этому условию отвечает применение газовых котлов, а также схемы, в которой не используются электрические насосы.

Отопительные приборы

Отопительные приборы для системы отопления частных домов можно разбить на две основные группы — регистры и радиаторы. Схема работы простая. В обеих группах теплоноситель, перемещаясь по каналам внутри отопительного прибора, отдает свое тепло окружающему воздуху. Выбор группы отопительных приборов зависит от этажности частного дома. Если помещения в доме расположены в двух и более уровнях, то предпочтение следует отдать эстетичным и компактным отопительным радиаторам.

Применение радиаторов в системах отопления частных домов удобнее еще и с точки зрения расстановки мебели в помещениях. Они размещаются под оконными проемами, и трубы их подключения могут быть скрыты в полу или стенах здания. Теплоотдача регулируется количеством секций, которое определяется площадью и назначением отапливаемого помещения.

Тип радиатора определяется характеристиками системы отопления, такими, как температура теплоносителя, скорость потока и давление в системе. В зависимости от этих показателей выбираются чугунные батареи или алюминиевые ребристые радиаторы. Чугунные отдают тепло за счет своей большой теплоемкости и инфракрасного излучения, а алюминиевые ребристые — за счет восходящих конвективных потоков воздуха в каналах между ребрами радиатора.

В общем случае при высокой температуре теплоносителя на уровне 90-95°С и низкой скорости теплоносителя лучше отдает тепло массивная чугунная батарея, а при температурах 65-80°С и применении насоса в системе отопления большей эффективностью будет обладать ребристый алюминиевый радиатор.

Радиатор из алюминия.

Кроме того, отопительные системы частных домов зачастую дополняют устройством теплых полов. При температуре воды в трубах в пределах 40°С теплый пол позволяет получить максимально комфортный микроклимат в жилых помещениях. Устройство водяных теплых полов требует обязательной установки электрического насоса.

Система трубопроводов

Котел и отопительные приборы соединяются между собой трубопроводом, устройство которого также зависит от этажности здания, длины его периметра и расположения отопительных приборов.

Материал труб в схеме отопления выбирается, исходя из условий удобства монтажа, их ремонтопригодности, долговечности самих труб и фитингов. В современных системах отопления на смену громоздким видам стальных, нержавеющих и оцинкованных труб пришли металлопластиковые и полипропиленовые трубы. В сочетании с чугунными батареями отопления также широко используются медные трубы.

План схема системы отопления.

Для монтажа полипропиленовых труб и фитингов также необходим специальный инструмент и оснастка. Соединение таких труб осуществляется с помощью электронагревательного прибора — паяльника, каждый стык потребует от двух до семи минут времени. Полипропиленовые трубы не изгибают, применяют угловые фитинги. Кроме того, для этих труб обязательно устройство линейных компенсаторов расширения.

Использование стальных или медных труб в трубопроводах требует проведения сварочных работ или пайки соединений, а согнуть такие трубы можно только с помощью специального приспособления — трубогиба.

С точки зрения простоты монтажа выигрывают металлопластиковые трубы, которые соединяются фитингами. Для сборки систем отопления частных домов в большинстве случаев потребуется только гаечный ключ. Существующие виды фитингов позволят собрать систему любой сложности. Любой поврежденный участок может быть заменен всего за несколько минут.

Однотрубная схема

При однотрубной схеме соединения отопительных приборов все регистры, батареи или радиаторы соединяются последовательно. Перед первым по порядку отопительным прибором устанавливается коллектор разгона теплоносителя с перепадом высоты не менее 2,2 м, который позволяет запустить и эксплуатировать систему без применения электрического насоса, исключительно под действием силы тяжести.

Эта простая схема предполагает устройство подающего трубопровода с постоянным углом возвышения от нижней точки коллектора разгона до верхней точки последнего по счету радиатора отопления. При большом периметре частного дома бывает целесообразно устроить не одно, а два и более кольца трубопроводов. Если не предполагается использовать электрический насос в контуре трубопровода, то для обеспечения движения теплоносителя котел должен нагревать воду до температуры 90-95°С.

Достоинством такой схемы в системах отопления частных домов является их энергонезависимость и небольшой расход труб, но есть и недостатки. В каждом из радиаторов теплоноситель остывает, и в последних по счету батареях необходимо увеличивать число секций. Кроме того, регулирование температуры в одном из радиаторов одновременно снижает температуру всего контура.

Двухтрубная схема

При двухтрубной схеме системы отопления частного дома линия подачи теплоносителя от котла производится во все радиаторы через коллектор или стояк с одинаковой температурой. Отвод воды от нижних точек отопительных приборов к котлу осуществляется через параллельный коллектор. Схема предполагает больший расход труб для устройства стояков, но дает большую свободу в регулировании теплоотдачи каждого из радиаторов в отдельности.

При такой схеме также нетрудно добиться естественной циркуляции теплоносителя за счет действия силы тяжести. Для большей эффективности в схему может включаться электрический насос, который позволит снизить температуру воды и подключать к коллекторам трубопроводы системы теплых полов.

Разновидности схем отопления частного дома

При обустройстве частного дома рано или поздно возникает вопрос выбора схемы системы отопления. На сегодняшний день их существует предостаточно, что неопытный человек может запутаться и выбрать не то, что ему нужно. Монтажники же зачастую рекомендуют то, что выгодно ставить им. Но так как вы попали на эту страницу, с выбором системы в доме все будет куда проще. Сначала мы поделимся основными разновидностями, а в самом конце поделимся своим мнением и выборе схемы отопления дома.

Главный принцип работы отопления

Любой вид отопительной системы является замкнутым. В простом варианте любая схема разводки может быть рассмотрена как кольцо, состоящее из труб. В нем циркулирует горячая жидкость от нагревательного котла в приборы отопления, находясь в них какое-то время. Теплоноситель отдаёт при циркуляции тепловую энергию, и вновь направляется внутрь котла для нагрева. Цикл периодически повторяется.

Любая схема отопления включает в себя:

• Нагревательный котёл
• Соединительные системные трубы
• Радиаторы или аналогичные приборы отопления
• Арматуру
• Расширительный бак
• Циркуляционный насос

Базовые виды схем отопления

Все виды схем можно разделить на 4 подтипа: открытые и закрытые, насосные и самотечные.

В самотечной системе частного дома (система с естественной циркуляцией) движение теплоносителя происходит путём естественной циркуляции. Путем соблюдения простых законов физики система монтируется так, что не требует наличия дополнительного насоса. Хорошо подходит для небольших одноэтажных домов

В принудительной схеме водяного отопления частного дома жидкости происходит вследствие действия циркуляционного насоса. При использовании такой системы трубы можно монтировать в стены, в пол, проводить по потолку, прятать их от человеческих глаз. При правильном подборе насоса водяное отопление будет работать успешно. Такие схемы разводки отлично подходят для двухэтажных домов.

Открытая система от закрытой отличаются расширительным баком. В закрытой системе используется мембранный бак. Он позволяет поддерживать в системе нужное давление и компенсирует расширение теплоносителя.

Теперь давайте разберем каждую схему поподробнее.

Самотечная система обогревания, достоинства и недостатки

В этом виде системы отопления частного дома горячая вода, подогретая внутри котла (обычно твердотопливного), движется наверх, после чего оказывается в отопительных батареях. От них тепло идет в помещение и снова направляется в обратный трубопровод. Из него уже попадает в нагревательный котёл. Постоянное движение нагретой воды обеспечивается необходимым наклоном подающего(прямого) трубопровода и обратки, а так же применением труб различного диаметра. Для подачи от котла используются трубы меньшего диаметра, а для обратки, трубопровода, в котором вода направляется в котёл, большего.

Самотечная схема разводки системы водяного отопления частного дома обладает специфическим устройством в виде открытого, соединённого с внешним пространством, расширительного бака, смонтированного вверху трубопровода. Бак предназначается для забора части воды при её нагреве, поскольку этот процесс сопровождается увеличением объема теплоносителя. Расширительный бак, заполненный водой, создаёт гидравлическое давление в системе отопления, нужное для движения жидкости.

При остывании воды её объем уменьшается. Часть жидкости из открытого бака снова поступает в систему трубопровода. При этом обеспечивается необходимая непрерывность циркуляции потока воды.

Самотечная система отопления имеет следующие преимущества:

• Равномерность распределения тепловой энергии
• Устойчивое действие
• Автономность от электросетей

У самотечной системы отопления есть и недостатки:

• Сложный монтаж. Требуется соблюдение угла уклона трубопроводов
• Значительная протяженность труб
• Потребность применения разнокалиберных труб
• Инерционная система. Она снижает степень управления отопительным процессом
• Потребность нагрева воды до относительно высокой температуры, что ограничивает использование полипропиленовых материалов для труб
• Значительный объем трубопровода
• Невозможность подключить «тёплые полы»

Схема отопления с насосом

В частных жилых домах нередко используется отопительная схема с принудительным движением воды. Обеспечивается это воздействием циркуляционного насоса, подключаемым к электросети. В данной системе разводки отопления возможно использование любых материалов для труб, например, полипропиленовых. Также применимы разные способы монтажа отопительных приборов.

Отопительные схемы разводки с принудительным движением воды оборудованы закрытым расширительным баком мембранного типа. Он может быть смонтирован в любой части системы, но чаще монтируется вблизи котла. Соответственно, отопительные системы с принудительным движением теплоносителя часто называют закрытыми.

Однотрубная схема отопления

Как правило, эта схема разводки системы применяется в частных одноэтажных домах и отличается лёгким монтажом, малыми трудозатратами и невысокой стоимостью. Радиаторы подключаются к трубе отопления последовательно. Отвод отработанного теплоносителя не предусмотрен. Такая схема водяного отопления имеет немало недостатков при обогреве частного дома:

• потере тепловой энергии – каждый следующий отопительный прибор будет нагреваться меньше предыдущего;
• невозможности регулировать интенсивность нагрева в одном помещении без аналогичных последствий для остальных. Снижая температуру в одном из радиаторов, произойдёт неизбежное охлаждение всех последующих батарей отопления;
• необходимости дополнительно оборудовать отопительную систему насосом для поддержания в ней рабочего давления.

Имеются технологические приёмы, с помощью них можно частично избавиться от перечисленных проблем. Улучшить работу однотрубной схемы разводки можно с помощью специального оборудования: термостатических клапанов, радиаторных регуляторов, воздухоотводов, балансировочных вентилей. Их применение несколько повысит стоимость монтажа, но зато позволит понижать или понижать температуру в одном из радиаторов без нежелательных изменений температуры в остальных отопительных приборах.

Двухтрубная схема отопления

Такая система водяного обогрева широко используется в домах любой этажности. Её особенностью является подача воды к радиатору по одной трубе, а отвод – по другой. Происходит не последовательное, а параллельное подключение теплообменников к системе отопления.

• к каждому радиатору подаётся теплоноситель с одинаковой температурой;
• появляется возможность установки терморегулятора на радиаторы для настройки нужного температурного режима в каждом отдельном помещении;
• отключение или неисправность одной из батарей никак не скажется на работе остальных.

Система имеет ряд недостатков. Для её устройства требуется большое количество труб и соединительных элементов, что приводит к повышению степени сложности монтажных работ и к более высокой стоимости всей водяной отопительной системы.

Схема отопления теплыми полами

Теплый пол обеспечивает горизонтальное тепловое излучение, поддерживая более высокую температуру на уровне ног и её снижение до комфортного уровня на большей высоте. В районах с теплым климатом схема может использоваться в качестве единственного источника тепла. В северных широтах её необходимо сочетать с монтажом радиаторной отопительной системы.

Конструктивно система теплого пола представляет собой сеть трубопроводов. Нагрев может производиться от любых источников тепла.

Преимущества системы:

• равномерное распределение тепла по всему объёму помещения;
• улучшение эстетического вида помещения из-за отсутствия труб и радиаторов.

Самотечная система «Паук»

Вертикальная отопительная схема разводки частного дома с верхним разливом без использования циркуляционного насоса получила название «Паук». Основным достоинством является полная автономность от газа или электричества, что особенно востребовано в сельской местности или в дачных поселках. В схеме перемещение теплоносителя происходит за счет разности температур на входе и выходе нагревательного устройства. При условии отсутствия газа и электричества лучше всего использовать твердотопливный котел.

Принцип работы «Паука» основан на законах физики – горячая вода устремляется вверх, вытесняя вниз холодную. В результате нагрева вода поднимается от котла по стояку к радиатору, отдает ему часть своей тепловой энергии и перемещается к следующему до тех пор, пока не вернется обратно в котел. Функционирование системы зависит от точного подбора труб и соблюдения уклонов. Забор воды должен осуществляться выше уровня теплообменников. Котел должен быть расположен ниже. Главным недостатком схемы можно считать достаточно сложные монтажные работы.

Схема «Ленинградка»

«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома. Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.

Достоинствами этой схемы являются:

• экономный расход материалов;
• легкий монтаж;
• длительная надёжная эксплуатация;
• возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.

Ленинградка» не лишена существенных недостатков:

• невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
• горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
• большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.

Лучевая схема отопления

Лучевая схема разводки водяного отопления является новомодной. При ее использовании горячая вода равномерно распределяется по помещению через коллектор. Степень нагрева жилища регулируется путём изменения нагрева воды и скорости её движения по трубам.

Является усовершенствованной версией двухтрубной схемы. Для распределения теплоносителя используется такой же коллектор, что и в теплом поле.

К основным плюсам лучевой схемы разводки можно отнести:

• Бесстыковость. Внутри стяжки отсутствуют стыки. Вероятность протечки снижается в разы
• Возможность отключать каждый прибор по отдельности на коллекторе не во вред всей системе

Единственный недостаток – это цена. За счет использования коллектора и дополнительного количества труб, увеличиваяется и цена системы.

На какой схеме остановить свой выбор?

Давайте решим сразу по поводу однотрубных и самотечных систем. Если вы живете в современном мегаполисе или в близи него, если у вас все в порядке с энергоносителями (со светом в первую очередь), если нет нужды сильно экономить, то эти схемы не рассматривайте.

Появились они во времена, когда с электричеством было плохо, а так же отсутствовали различные виды труб. Приходилось использовать металл. Сейчас все поменялось и эти системы себя изжили.

Самотечные схемы можно реализовывать в отдаленных от цивилизации домах. Например, на вашей даче.

Если захотите использовать радиаторную систему в частном доме, то лучшим выбором будут двухтрубная тупиковая схема отопления или лучевая. Обе системы по работе практически идентичны. Отличаются только реализацией.

Перед использованием водяного теплого пола следует сделать расчет теплопотерь дома. Они помогут понять, хватит ли его в качестве основного отопления или придется использовать еще и радиаторы.