Порядок проектирования отопления в частных домах

Современные технологии позволяют выполнить проектирование отопления частного дома с учетом требований и личных предпочтений хозяев жилища. К ответственному процессу, от которого напрямую зависит микроклимат и комфорт в комнатах, нужно подходить с особым вниманием, изучив все возможные варианты и остановив свой выбор на более оптимальном.

Из чего состоит система отопления?

Основным элементом отопительной конструкции является котел. Выбор центрального агрегата основывается на требуемой мощности. Для ее выяснения необходимо разделить общую площадь дома на удельную мощность.

Таким способом выясним минимальную мощность отопительного котла, способного обеспечить теплом все жилые помещения. К полученному числу обычно прибавляют 25%, тем самым возлагая на агрегат оптимальную нагрузку и оставив запас мощности на случай непредвиденных морозов.

Современные отопительные котлы снабжаются электронной системой управления и другими необходимыми элементами. Помимо отопительного котла проект отопления включает в себя схему разводки труб и радиаторов.

Такие элементы широко представлены на строительном рынке и могут быть произведены из различных материалов, отличающихся своими свойствами, качеством и, соответственно, ценой.

Выбор котла

Тип котла зависит от вида энергоносителя, на котором он функционирует. Подбирать основной элемент обогрева дома следует с учетом доступного вида топлива.

В силу своей экономичности самыми популярными остаются газовые агрегаты. Препятствием к их использованию может стать отсутствие газовых магистралей в непосредственной близости к земельному участку. Стоит отметить, что оборудование данного типа нуждается в постоянном обслуживании и контроле со стороны специальных служб.

Твердое топливо

Если местность не газифицировалась, проектирование систем отопления может выполняться с учетом использования котла на твердых видах топлива. Это позволит не зависеть от централизованной подачи энергоносителей, но потребует дополнительных источников поступления твердого топлива и сухого места для его хранения.

Жидкое топливо

Для устройства системы обогрева частного дома можно приобрести котел, работающий на жидком энергоресурсе. Однако дизель относится к дорогим видам топлива, поэтому расходы на его использование значительно возрастут. Также потребуется подземный монтаж специального резервуара, в котором он будет храниться. Следует помнить и о высокой степени пожароопасности дизеля.

Электричество

Использование электрического котла желательно предусматривать в совместной системе с электрическими радиаторами. Такой проект подразумевает преобразование электроэнергии в тепловую без водного ресурса – напрямую.

По аналогии с жидким топливом такой носитель энергии обойдется недешево. Если позволяют средства, в такой ситуации лучше остановить свой выбор на автономном отоплении, позволяющем получать электричество от солнечных и ветровых преобразователей или мини-гидростанций.

Какую систему выбрать?

Проектирование отопления частного дома осуществляется с учетом энергоносителя, которым будет производиться обогрев помещения. Существует несколько наиболее распространенных систем, при помощи которых во все внутренние помещения здания поступает тепло:

• водяная;
• воздушная;
• электрическая;
• открытого огня.

Под «открытым огнем» подразумевается каминный очаг или печь. Оба эти источника тепла малоэффективны в вопросе полноценного домашнего отопления, так как распространяют горячий воздух неравномерно. Они чаще всего включены в проект отопления в качестве декоративных элементов. На других системах остановимся более подробно.

Водяная

Проект отопления на основе наиболее распространенной водяной системы являет собой планирование замкнутого контура, по которому беспрерывно осуществляется циркуляция горячей воды. В этом случае функцию нагревателя выполняет котел, от которого по комнатам разводятся трубы и примыкают к радиаторам, отдающим основное количество тепла.

Осуществив теплоотдачу, вода перетекает обратно в котел, где снова нагревается и повторяет технологический цикл. Нагревателем для водяного типа отопления служат котлы, работающие на любом топливе. Водяная система обогрева делится на два типа: естественную и принудительную.

Естественная циркуляция

В первом случае теплоноситель циркулирует по трубам и радиаторам без воздействия дополнительной силы. Такой эффект достигается определенным способом монтажа элементов тепломагистрали.

Проектирование отопления при естественной циркуляции воды предусматривает необходимый угол наклона труб, дающий возможность протекать процессу под воздействием гравитации.

Горячая вода легче холодной, поэтому она проходит в высшей точке стояка. Отдав по пути свое тепло радиаторам, остывший теплоноситель вытесняется горячим и опускается в нижнюю точку системы (в котел), где снова нагревается.

Принудительная циркуляция

Принудительное перемещение воды по системе достигается работой циркуляционного насоса, интегрированного в отопительный котел. В отличие от естественной циркуляции принудительная нуждается в источнике электричества, от которого питается насос.

Разводка

Естественная и принудительная система циркуляции воды может использоваться при однотрубной, двухтрубной и коллекторной разводке. В первом случае проектирование систем отопления предусматривает монтаж одной трубы, которая выполняет функцию подачи и отвода воды одновременно.

При такой схеме температура дальнего от котла радиатора будет ниже, нежели ближнего. К тому же при выходе из строя одной батареи, остальные также перестанут функционировать, так как они не могут отключаться по отдельности.

Двухтрубная разводка дает возможность равномерного прогрева батарей благодаря тому, что подающая труба параллельно подключена к каждой из них. Вторая труба отводит остывший теплоноситель обратно в котел. При условии установки крана на каждом радиаторе их можно отключать по отдельности.

Коллекторная разводка наиболее удобна, так как после ее монтажа можно регулировать температуру теплоносителя в каждой отдельной комнате. Для данного способа обогрева помещения потребуется установка коллекторного шкафа.

Воздушная

Такую систему можно вмонтировать исключительно на этапе возведения постройки. Она не подходит для готового частного дома. Это объясняется необходимостью встройки металлических, пластиковых или текстильных воздуховодов, через которые выдувается горячий воздух, нагретый теплогенератором.

В помещение теплый поток поступает из-под потолка и вытесняет холодный воздух, который, в свою очередь, по воздуховодам возвращается к теплогенератору.

Проектирование отопления по методу воздушного обогрева позволяет монтировать систему для внешнего забора чистого воздуха, который подмешивается к потоку. Циркуляция может достигаться гравитационным или принудительным способом.

Естественный воздухообмен происходит за счет разницы температур, а принудительный осуществляется при помощи специального вентиляционного оборудования. Теплогенератор может сжигать дизельное топливо, природный газ (магистральный или баллонный) и керосин. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

Электрическая

Для отопления своего дома можно применить электрические приборы: конвекторы, инфракрасные длинноволновые обогреватели или системы «теплый пол». Также для достижения максимального эффекта, рекомендуется комбинировать несколько электроприборов.

При любом из этих способов не избежать больших платежей за потребление энергоносителя, поэтому устанавливать их рекомендуется в тех случаях, когда отсутствуют альтернативные источники тепла.

Что входит в проект?

Профессионально составленная проектная документация должна включать в себя следующие позиции:

1. фирменный бланк предприятия с печатью;
2. лицензия организации;
3. пояснительная информация к пунктам проекта;
4. подробный план разводки магистралей (в том числе и высотный);
5. смета;
6. инструкция по выполнению работ;
7. спецификация материалов и оборудования;
8. эскиз проекта;
9. чертеж с деталировкой всех узлов отопительной магистрали;
10. план проводки коммуникаций и подключения узлов.

Как сделать отопление в частном доме своими руками

В нашей стране без отопления выжить вряд ли получится — слишком суровые зимы. Если владельцам квартир выбирать не приходится — что есть, тем и греются, то система отопления частного дома — личное дело его владельца. Выбирайте тот вариант, который вам больше подходит.

Без обогрева зимой в наем климате никак не выжить

Виды систем отопления

В частном доме можно реализовать практически любую систему отопления а также их комбинации. Чтобы правильно выбрать тип отопления, надо знать все их особенности, достоинства и недостатки.

Печное отопление

Еще столетие назад именно так обогревалась большая часть домов — больших и не очень. Это всего-лишь печь без каких-либо дополнительных элементов. Одна или несколько — зависело от размеров дома и возможностей владельцев. В избах обычно стояла большая русская печь, в домах интеллигенции и знати — более утонченные голландки или шведки.

Голландки и шведки ставят и сейчас

Встречается печное отопление и сейчас, но большей частью уже на дачах, в качестве временного решения для поднятия температуры в помещении или в качестве альтернативного источника тепла. Можно найти печное отопление и в деревенских домах, но уже редкость.

Печное отопление теряет популярность, так отличается цикличностью: затопили — жарко, прогорело — холодно. Это очень неудобно. Второй серьезный минус- невозможность регулировать температуру. Интенсивность горения можно менять в каких-то пределах при помощи вьюшек, но не кардинально: если дрова горят, то выделяют определенное количество тепла. Его выделение немного можно «растянуть», ограничив приток воздуха, но только немного.

Пример печного отопления двухэтажного дома

Третий недостаток — неравномерность распределения тепла. Греются те комнаты, в которые выходят бока печи, да и то, пол остается холодным. Кроме того даже в обогреваемых помещениях возле печи тепло, в дальнем конце комнаты может быть даже холодно. Четвертый недостаток — необходимость постоянного обслуживания — надолго ее не бросишь. Приходится постоянно (или почти) находится возле печи: поддерживать горение, чистить и затапливать ее по-новой. Все эти причины и привели к тому, что печь в частном доме обычно появляется как один из возможных источников тепла и редко бывает основным.

Водяное

Самая распространенная в нашей стране система отопления — водяная и если говорят что хотят сделать отопление частного дома своими руками, в 98% имеют в виду именно такую систему. И это несмотря на то, что она дорого обходится при устройстве. Это, пожалуй, самая дорогая в монтаже система. Но имеет приличное количество плюсов, чем и обусловлена ее популярность.

Состоит она из водогрейного котла, трубопровода и отопительных приборов — радиаторов отопления — по которым циркулирует теплоноситель. Чаще всего это вода, но может быть и специальная незамерзающая жидкость. Все сложность в создании этой самой системы трубопроводов — надо обеспечить перенос тепла в требуемом количестве.

Водяное отопление — самое дорогое в устройстве

Первый положительный момент — система может работать как в циклическом так и в постоянном режиме. Он зависит от выбора котла. Если источником тепла для такой системы служит обычный твердотопливный котел (на дровах или угле), то цикличность присутствует. Чтобы ее практически свести на нет, в систему добавляют аккумулятор тепла — большой резервуар с теплоносителем, в котором тепло в период интенсивного нагрева накапливается. А ночью, когда котел прогорит, накопленное тепло поддерживает в доме комфортную температуру.

Если в системе стоит любой другой котел — газовый, на жидком топливе, пеллетный — цикличности нет. После того как система вышла на рабочую температуру, она поддерживается с довольно небольшой разницей (при правильном расчете мощностей и проектировании).

Почти готово

Второй положительный момент: большая часть современных котлов отопления оснащены автоматикой, которая руководит их работой и следит за безопасностью. Такие системы могут работать довольно продолжительный срок без вмешательства человека (кроме твердотопливных). Третий плюс — требуется редкое обслуживание.

Потому в большинстве случаев отопление в частном доме и делают водяное. Порой владельцы даже не задумываются о возможности устройства какой-то другой системы.

Воздушное

Центром воздушной системы отопления тоже является источник тепла, и обычно это котел, только греет он не воду, как в водяной системе, а воздух. Источником тепла может быть мощный конвектор, работающий на газу, электричестве или жидком топливе.

Чтобы нагретый воздух попадал в другие помещения, от источника тепла ведут систему воздуховодов. Движение воздуха по ним может быть естественным (гравитационные системы) и принудительным (с вентиляторами).

Теплогенератор и идущие от него воздуховоды

По сравнению с водяным отоплением тут требуется намного меньше средств. В маленьких домах — на одну две комнаты (обычно это дачи) — вообще достаточно одного теплогенератора без воздуховодов. В таком случае теплый воздух через открытые двери попадает в другое помещение, согревая и его.

Недостатки тут очевидны: пока работает теплогенератор — тепло, перестал — сразу стало холодно. Никакой тепловой инерции, как в водяной системе (пока вода остынет в доме тепло). Второй момент — пересыхающий воздух. Он и при других типах отопления сохнет, но воздушное отопление частного дома, пожалуй, лидер в этом отношении.

Электрическое

Отопление частного дома при помощи электричества — одно из самых простых в устройстве. Только покупаете конвектора и развешиваете их в ключевых местах. Можно под окнами, можно — под потолком. Обе системы работают. Недостаток этих систем — значительные расходы на поддержание стабильной температуры.

Система состоит из некоторого числа конвекторов, которые в состоянии компенсировать теплопотери. В данном случае, вообще никаких сложностей, кроме электропроводки подходящего сечения и выделения требуемых на обогрев мощностей. В конвекторе есть нагревательный элемент, через который движется поток воздуха. Проходя вдоль нагретого элемента, воздух разогревается, разнося тепло по помещению.

Такие конвектора ставят в частных домах

Движение воздуха в конвекторе организуется двумя способами: при помощи вентилятора или без него, за счет естественных процессов. Более эффективный обогрев с принудительным движением воздуха. Но такая мощность нужна далеко не всегда (да и вентиляторы создают шумы), потому многие модели имеют два режима работы — с вентилятором и без.

Такой тип отопления вполне комфортен — современные конвектора могут поддерживать заданную температуру с точностью до двух градусов. Их работой руководит автоматика, которая включает и выключает их по мере необходимости. При наличии электропитания никакого обслуживания они не требуют.

Недостаток — активная конвекция (движение воздуха) переносит большое количество пыли. Второй минус — пересушивание воздуха, но это недостаток всех систем отопления. Если в качестве нагревательного элемента используется обычная спираль, она выжигает находящийся в воздух кислород (разогревается до красного свечения). Но такие элементы теперь используются только в самых дешевых небольших напольных моделях. Более серьезное оборудование греет воздух керамическими нагревателями, которые кислород не сжигают (почти).

Есть еще такая система как теплый пол, но это — отдельная тема и описаны водяные теплые полы тут, а электрические — в этой статье.

Какую систему выбрать

Собственно тип отопления частного дома зависит от климата и режима использования помещений. В большинстве стран с мягкой зимой используют электрический обогрев или воздушный. В нашей же стране на большей части территорий применяется водяное отопление. Такую сложную систему имеет смысл строить в домах с постоянным проживанием. ТОгда такие материальные вложения оправданы.

Чтобы в доме было уютно зимой, нужна надежная система отопления

Если вы подбираете систему отопления для дачи, где зимой будете появляться только наездами и не планируете поддерживать плюсовую температуру, то лучший вариант — воздушное отопление. С воздуховодами или без — это уже зависит от размеров дачи. Почему не электрическое? Потому что зимой подача электроэнергии в сельских регионах крайне нестабильна. Так что лучше печка типа Булерьяна.

Виды систем водяного отопления

Так как водяное отопление частного дома ставится в большинстве случаев, рассмотрим каких типов оно бывает. Есть довольно существенные отличия.

По способу циркуляции теплоносителя

Есть водяное отопление двух типов: с естественной и принудительной циркуляцией. Системы с естественной циркуляцией используют всем известное физическое явление: более теплые жидкости поднимаются наверх, более холодные опускаются вниз. Так как система замкнута, образуется круговорот.

Достоинства такой системы — она энергонезависима, то есть для ее работы не требуется электричество. Это важно во многих сельских регионах, где зимой перерывы с электричеством скорее норма, чем исключение.

Система с естественной циркуляцией

• Трубы надо использовать большего диаметра — скорость передвижения теплоносителя невелика, потому для переноса достаточного количества тепла требуется больший объем теплоносителя. укладывать их надо с постоянным немаленьким уклоном (порядка 3%), что не добавляет эстетики помещению.
• В при естественной циркуляции трубы располагаются или а высоте около метра, что не красит помещение. Второй вариант — разгонная петля, которая тоже не очень привлекательна. Лучше обстоит дело с двухэтажными домами. В них второй этаж — своего рода разгонная петля.
• Котел требуется тоже энергонезависимый, а это — твердотопливный на дровах или угле. Все остальные требуют наличия электропитания.
• Середина радиаторов должна находится выше чем середина котла (для обеспечения циркуляции). Если в доме нет цокольного этажа, приходится или задирать радиаторы, или делать углубление для котла. Тоже не самая веселая задача.
• Невозможность регулировать скорость движения теплоносителя и тепловой режим в помещении.

В системы с принудительной циркуляцией встроен циркуляционный насос. Он не создает избыточного давления, просто гоняет воду по трубам с заданной скоростью. Такой насос может быть встроен в котел (газовые отопительные агрегаты) или устанавливается отдельно на обратном трубопроводе перед входом в котел.

Циркуляционный насос — основное отличие системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией

Плюсы такого решения:

• Трубы прокладываются внизу — по полу или под полом.
• Скорость движения теплоносителя можно регулировать (многоскоростной насос), регулирую тем самым температуру в помещении.
• Диаметр труб невелик. Для частного дома среднего размера это обычно 20 мм или около того.
• Котел можно ставить любой, с любой автоматикой. Автоматика обеспечивает более высокий уровень комфорта и возможность точно поддерживать желаемую температуру.

Недостаток — необходимость электроэнергии. И дело не в том, что ее требуется много, как раз наоборот, потребляет система 100-250 Вт/час как обычная лампочка. Дело в том, что без электричества она неработоспособна. Для редких случаев отключения подойдет стабилизатор питания с аккумулятором, а если питание все-таки отключается часто, необходим резервный источник — генератор.

По типу разводки

Есть системы двух типов:

Однотрубные системы

В однотрубных из котла выходит труба, последовательно оббегает все радиаторы отопления, и с выхода последнего попадает на вход котла. Основное достоинство — минимальное количество труб. Недостатков такого устройства отопления частного дома больше:

• Ближние к выходу котла радиаторы всегда горячие, дальние — почти холодные. И решить проблему регулировкой невозможно. Можно только у дальних увеличивать теплоотдачу за счет увеличения количества секций, у ближних, соответственно, ее уменьшать.
• Однотрубная система в чистом виде (без байпасов) не позволяет снимать радиаторы без останова и слива системы.

Однотрубная обычная

Лучше в этом плане усовершенствованная система — Ленинградка. В ней каждый радиатор имеет байпас — отрезок трубы, подключенный параллельно к отопительному прибору. В таком варианте на входе и выходе радиаторов можно ставить шаровые краны, при помощи которых можно отключать радиаторы. Теплоноситель в этом случае будет двигаться по байпасу.

Ленинградка позволяет поставить на каждом радиаторе по два крана и отключать радиаторы при необходимости

Двухтрубная разводка

В данной системе имеется две трубы, к которым параллельно подключены радиаторы отопления. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой отводится остывший.

Пример двухтрубной системы на два контура

Минусы — большой расход труб, зато на вход каждого радиатора подается вода одинаково температуры, есть возможность установки регулятора на каждый их отопительных приборов, благодаря чему систему можно сбалансировать (выставить требуемую теплоотдачу для каждого радиатора).

Есть несколько разновидностей двухтрубных систем отопления:

Тупиковая. Для ее устройства требуется самое небольшое количество труб, но ее недостаток — при большой протяженности контура последние радиаторы расположены далеко от котла, что усложняет балансировку (они могут хуже греться). Потому отопление частного дома по такой схеме делают, если в контур небольшой длинны — до 6-7 радиаторов.

Двухтрубное отопление частного дома: тупиковая схема и схема Тихельмана

С попутным движением или Тихельмана. Требуется большое количество труб, которые не очень радуют глаз, но схема легко балансируется. При длинных контурах лучше использовать этот тип разводки.

Лучевая или коллекторная. Требуется больше всего труб, да еще и отдельный коллектор, что делает ее само дорогой. К каждому прибору идет отдельная линия подачи и обратки. Хороша система тем, что можно независимо выставлять теплоотдачу каждого радиатора, не обращая внимание на те, что находятся рядом.

Лучевая схема устройства отопления в частном доме

По способу подачи теплоносителя

Есть системы с верхней и нижней подачей теплоносителя. Все схемы выше — с нижней раздачей. Системы с верхней подачей в встречаются редко. В основном реализуются в двух (и более) этажных домах для более экономного построения системы.

Двухтрубная система с верхней разводкой

По типу системы: открытые и закрытые

Так как температура теплоносителя в системе меняется, меняется и ее объем. Чтобы было куда девать излишки, устанавливают в системе расширительные бачки. Эти бачки бывают открытые (обычный бак) и закрытые (мембранные). Соответственно, и системы называют открытыми и закрытыми.

В открытый расширительный бак ставят обычно на чердаке частного дома. Он, конечно дешев, но в такой системе происходит постепенное испарение теплоносителя. Потому за количеством жидкости надо следить или сделать автоматическое устройство, которое будет реагировать на понижение уровня. Обычно это поплавковый механизм (как в унитазе), который открывает/закрывает подачу воды. Система проста и довольно надежна, но в ней может циркулировать только вода. Незамерзайки заливать нельзя, так как не допускается изменение их концентрации (а при испарении это и происходит). К тому же большая часть антифризов токсичны и их пары тоже не лечебны.

Открытая система отопления частного дома

Где могут применяться такие бачки, так это в системах с естественной циркуляцией — мембранный при таком небольшом давлении просто не будет работать.

Расширительный бачок закрытого типа разделен на две половины эластичной мембраной. При недостатке теплоносителя она вытесняет его из бачка, при избытке (повышается давление) теплоноситель растягивает мембрану, занимая больший объем.

Система закрытого типа с мембранным бачком

Эти системы отлично работают с принудительной циркуляцией, поддерживая стабильное давление.