Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Климатические условия средней полосы и севера Евразии требуют теплоизоляции домов, однако одного утепления недостаточно. Потери тепла необходимо компенсировать с помощью обогревательной системы. Водяное отопление в частном доме является распространенным и наиболее эффективным способом.

Качество работы отопительного контура напрямую зависит от особенностей проектирования, выбора отопительного устройства и типа разводки. Как определиться с оборудованием и наиболее подходящей схемой, узнаете, ознакомившись с предложенной нами статьей. Представленная информация опирается на требования строительных нормативов.

Мы подробно описали принцип устройства водяной системы отопления, разобрали типичные варианты устройства. Для оптимизации восприятия непростой темы приложили схемы, фото-подборки и видео.

Структура и принцип работы

Обогревательные конструкции с жидким теплоносителем имеют похожий комплект составляющих частей, это:

• Отопительное оборудование – котел (газовый, жидко- или твердотопливный), печь, камин.
• Замкнутый контур в виде трубопровода, обеспечивающий непрерывную циркуляцию нагретого и остывшего теплоносителя (антифриза).
• Приборы отопления – металлические ребристые, панельные или гладкотрубные радиаторы, конвекторы, трубопроводы водяных теплых полов.
• Запорная арматура, необходимая для отключения отдельных приборов или линий системы для ремонта и обслуживания;
• приборы для регулировки и контроля за работой системы (расширительный бак, манометр, клапаны сброса и др.).
• Циркуляционные насосы, применяемые для создания принудительной подачи теплоносителя, иногда для обеспечения стабильного давления в системе устанавливается повысительный насос.

Если неподалеку проложена централизованная газовая магистраль, наиболее экономичным решением является установка газового котла.

При отсутствии центральных сетей для независимой системы газоснабжения придется устанавливать газгольдер. Однако этот вариант применим лишь в случае обустройства усадьбы достаточно большой площади.

В коттеджах, построенных на небольших участках в негазицицированных районах, автономную работу газового отопительного оборудования обеспечит обычный баллон. В качестве альтернативного решения можно воспользоваться печами на жидком или твердом топливе, и только в крайнем случае – дорогими электрическими устройствами.

Предпочтение водяному отоплению в загородных домах отдают благодаря простому принципу работы. Нагреваясь в котле до определенной температуры, вода под давлением подается в трубы, ведущие к радиаторам или конвекторам.

По типу движения теплоносителя по отопительным контурам они подразделяются на:

• Естественные (гравитационные). Циркуляцию теплоносителя в них стимулируют природные явления, согласно которым нагретая вода устремляется вверх, а после отдачи тепла радиаторам и остывания возвращается вниз. Там она вновь попадает в котел, чтобы возобновить цикличное перемещение.
• Искусственные (они же насосные или принудительные). За циркуляцию теплоносителя в принудительных схемах отвечает циркуляционный насос, который с одной стороны контура нагнетает горячий теплоноситель, а с другой засасывает охлажденную воду.

Гравитационная схема – самый простой и доступный для самостоятельной реализации вариант. В его составе минимум оборудования. Это магистрали обратки и подачи, котел, расширительный бачок открытого типа, радиаторы. Т.к. движение теплоносителя не требует насосной стимуляции, системы абсолютно энергонезависимы.

К плюсам естественного отопления стоит отнести незначительные по сравнению с насосным аналогом расходы на сооружение. Их не надо оснащать сложными техническими устройствами, не отличающимися дешевизной. В процессе эксплуатации нет затрат на электроэнергию.

Веский минус гравитационных систем заключается в крайне ограниченном радиусе действия. Работать в полную силу они могут при горизонтальной протяженности до 30 м. Подобное отопление долго “разгоняется” после простоя. Есть риск замерзания теплоносителя в открытом бачке в морозный период.

Принудительная циркуляция хороша тем, что свободно обрабатывает многоэтажные дома с разветвленной и протяженной отопительной сетью. Схема эффективней предыдущего типа, но дороже и сложнее в сооружении. Перед ее строительством необходимо сделать грамотные расчеты и разработать проект.

Отопление с искусственной циркуляцией оснащается не только насосами, но и всевозможными техническими устройствами для регулировки теплоотдачи и контроля работы системы. В их числе автоматические и механические воздухотоводчики, терморегуляторы, манометры, предохранительные клапаны для сброса избытка теплоносителя в канализацию и др.

Оборудование принудительного отопления необходимо подбирать на основе расчетов. Например, для движения теплоносителя по каждым 10 м отопительного контура необходимо 0,6 м напора, создаваемого насосом. Для того чтобы подобрать необходимое устройство, надо точно знать протяженность трубопровода и гидравлическое сопротивление на всех участках.

Нередко бывает, что для оснащения искусственного водяного отопления загородного дома недостаточного одного насоса. Тогда устанавливается дополнительный циркуляционный аналог или повысительный насос.

Главный недостаток принудительного отопления заключается в зависимости от непрерывных поставок электроэнергии. На случай перебоев рекомендовано запастись генератором, который тоже не отличается низкой ценой.

Нормы и требования к автономному отоплению

Перед проектированием отопительной конструкции необходимо заглянуть в СНиП 2.04.05-91, где изложены основные требования к трубам, обогревательным приборам и запорной арматуре.

Общие нормы сводятся к тому, чтобы обеспечить в доме комфортный микроклимат для проживающих в нем людей, правильно оборудовать систему отопления, предварительно составив и утвердив проект.

Многие требования сформулированы в виде рекомендаций в СНиП 31-02, который регламентирует правила строительства одноквартирных домов и обеспечения их коммуникациями.

Отдельно оговариваются положения, связанные с температурой:

• параметры теплоносителя в трубах не должны превышать отметки +90ºС;
• оптимальные показатели находятся в рамках +60-80ºС;
• температура наружной поверхности нагревательных приборов, находящихся в зоне прямого доступа, не должна превышать 70ºС.

Трубопроводы систем отопления рекомендовано устраивать из латунных, медных, стальных труб. В частном секторе преимущественно используются полимерные и металлопластиковые трубные изделия, допущенные к применению в строительстве.

Способ прокладки отопительного трубопровода может быть:

• Открытым. Предполагает прокладку по строительным конструкциям с креплением клипсами и хомутами. Допускается при устройстве контуров из металлических труб. Использование полимерных аналогов разрешено, если исключается их повреждение от термического или механического воздействия.
• Скрытым. Предполагает прокладку трубопроводов в штробах или каналах, выбранных в строительных конструкциях, в плинтусах или за защитно-декоративными экранами. Замоноличивание контура допускается в постройках, рассчитанных минимум на 20 лет эксплуатации и при сроках службы труб не менее 40 лет.

В приоритете открытый способ прокладки, потому что проектирование трассы трубопровода должно предусматривать свободный доступ к любому элементу системы для проведения ремонта или замены.

Трубы скрывают в редких случаях, только тогда, когда подобное решение продиктовано технологической, гигиенической или конструктивной необходимостью, например при устройстве “теплых полов” в бетонной стяжке.

При открытой прокладке магистрали участки, пересекающие неотапливаемые помещения, должны быть обеспечены теплоизоляцией, соответствующей климатическим данным региона строительства.

Трубопроводы автономного отопления с естественным типом циркуляции должны устанавливаться в сторону движения теплоносителя, чтобы нагретая вода самотеком достигала батарей, а после остывания тем же способом двигалась по магистрали обратки в котел. Магистрали насосных систем сооружаются без уклона, т.к. в нем нет необходимости.

Оговаривается использование различных типов расширительных баков:

• открытые, применяемые для систем как с насосным, так и с естественным принуждением, следует устанавливать над главным стояком;
• закрытые мембранные устройства, применяемые исключительно в принудительных системах, устанавливаются на обратной магистрали перед котлом.

Расширительные бачки предназначены для компенсации теплового расширения жидкости при нагревании. Нужны они для сброса излишков в канализацию или банально на улицу, как в случае с простейшими открытыми вариантами. Закрытые капсулы практичней, потому что не требуют участия человека в регулировке давления системы, но дороже.

При выборе запорной арматуры предпочтение отдается шаровым кранам, при выборе насосной установке – оборудованию с напором до 30 кПа и производительностью до 3,0 м3/ч.

Бюджетные открытие разновидности необходимо периодически пополнять из-за стандартного выветривания жидкости. Под их установку необходимо существенно усиливать чердачное перекрытие и утеплять чердак.

Виды водяных отопительных систем

Тип системы отопления определен комбинацией нескольких факторов. В их числе циркуляция теплоносителя, способ сборки системы, нижний или верхний вариант прокладки трубы подачи и др.

Независимо от разновидности отопительного прибора, будь то традиционный радиатор, плинтусный конвектор или змеевик “теплого пола”, нагретая вода достигает их, а после охлаждения покидает стандартным для всех систем способом.

Двухтрубные и однотрубные конструкции

Конечным объектом отдачи тепла являются приборы, расположенные во всех отапливаемых помещениях дома. Во многом эффективность обогрева зависит от схемы установки трубопровода, поэтому остановимся подробнее на одно- и двухтрубной разводке.

Наиболее распространенной является классификация, состоящая из двух пунктов:

• Однотрубный вариант – последовательное соединение радиаторов. Суть заключается в том, что поступающий в систему теплоноситель последовательно перетекает от одного прибора к другому. На подходах к дальним точкам он успевает значительно остыть.
• Двухтрубный вариант – система с параллельным подключением подающей и обратной трубы. Принцип ее основан на том что подача осуществляется ко всем приборам практически одновременно. Остывшая вода не перетекает в следующий прибор, а собирается магистралью обратки и перемещается в котел.

Однотрубные схемы бывают как с естественным, так и с принудительным движением воды. В пределах своего класса подразделяются на две разновидности: проточные и с байпасами.

В проточных схемах теплоноситель по достижении крайнего радиатора успевает сильно остыть, поэтому в дальних комнатах рекомендовано устанавливать приборы с увеличенным числом секций.

Виды систем отопления частного дома. От проверенных старых, до совершенных новых

Частный дом всегда был мечтой любого гражданина нашей страны. Все преимущества такого типа жилья перед домами многоквартирного типа можно перечислять очень долго. Хозяин частного дома имеет куда большие возможности по оптимизации расходов на содержание жилья благодаря его автономности.

При использовании современных энергосберегающих технологий, строительных материалов и комплексных систем отопления теоретически можно свести такие расходы к весьма незначительной величине.

Современный рынок предлагает потребителю много видов отопительных систем частного дома, от традиционных до продуктов передовых технологий. Все большей популярностью пользуются системы альтернативного отопления.

Можно использовать какой-либо один вид систем отопления, наиболее подходящий для частного дома. Следует учитывать такие факторы, как климатическая зона в котором расположен дом, состав материалов, используемых при строительстве здания, экономическая целесообразность и множество иных причин.

Весьма эффективным способом отопления дома может быть комбинация в применении нескольких видов отопительных систем.

Водяное отопление

Наиболее широкое распространение получило водяное отопление.

Преимущества

1. Можно использовать как один, так и несколько источников тепла. По физическим параметрам вода хорошо переносит тепловую энергию. Приборы обогрева, например, радиаторы отдают это тепло, нагревая воздух в помещении.
2. Универсальность в использовании топлива. Нагревать воду можно множеством способов. Можно отапливать помещения дровами или углем, приобрести котел на жидком топливе, подвести природный газ. Наконец имеется возможность производить нагрев воды с помощью котлов, работающих на электричестве.
3. Доступность материалов и широкий выбор изделий. Легко выбирается наиболее подходящий вариант приборов отопления (батареи чугунные, современные биметаллические радиаторы, конвекторы и другие устройства). Большой выбор труб из различных материалов (железо, медь, полипропилен, металлопластик и др.) позволит создать систему отопления сообразно любого бюджета.

Водяное отопление может быть подключено как от централизованных сетей, так и быть выполнено автономно. По исполнению системы водяного отопления бывают:

а) Однотрубные. Подключение радиаторов осуществляется последовательно.

б) Двухтрубные. Радиаторы в этом случае запитываются параллельно между магистралями подачи и обратки.

в) Коллекторные или по другому лучевая. Все приборы отопления запитываются от общего распределителя, именуемого коллектором.

Недостатки

Недостатки водяного отопления также общеизвестны. Это высокая подверженность процессам коррозии и окисления, неравномерность прогрева радиаторов в некоторых случаях, достаточно большие потери при транспортировке тепла. При аварийных ситуациях может образоваться утечка теплоносителя.

Также такая система требует соблюдения температурного режима. В минусовые температуры необходим полный слив теплоносителя из сетей, чтобы исключить их заморозку.

Воздушное отопление

Этот вид системы отопления частного дома заслуживает внимания для применения благодаря своей универсальности. Нагретый в теплообменниках воздух может подаваться как в отдельное помещение, так и по всему зданию.

При воздушном отоплении дом очень быстро прогревается и становится пригодным для комфортного проживания. До появления и внедрения водяного отопления обогрев подаваемым по воздуховодам горячим воздухом широко использовался в нашей стране. Наиболее эффективным он показал себя при использовании зданий с большими жилыми площадями.

Плюсы использования воздушного отопления:

1. Экономичность и эффективная доставка тепла. Отсутствует промежуточный носитель (напомним, его роль в водяном отоплении выполняет вода или иная жидкость), не нужны дополнительные приборы обогрева.
2. Легкий и быстрый запуск в работу. Такое отопление не может протечь, затопить дорогой интерьер, замерзнуть.
3. Высокий коэффициент полезного действия и долговечность. При правильном техническом обслуживании аварийные ситуации сведены к минимуму. Оборудование воздушного обогрева служит безотказно десятилетиями.
4. Высокий уровень интеграции с вентиляционными системами, что положительно сказывается на снижении стоимости работ и материалов, а также в простоте и экологическом преимуществе монтажа.

Электричество

Отдельно стоит упомянуть об электрическом виде отоплении. Само слово «электричество» прочно вошло в наш обиход. Область использования электроэнергии в мире приближается к ста процентам.

Поэтому как вариант можно использовать системы отопления, полностью работающие на электричестве. В некоторых случаях может быть целесообразной установка, например, электрического подогрева полов, полотенцесушителей в ванные комнаты, небольших радиаторов.

Однако, электроэнергия постоянно растет в цене, и этот фактор необходимо учитывать, устанавливая приборы электрообогрева рационально. Также особенно важно соблюдать меры электробезопасности, производить монтаж такого оборудования с помощью квалифицированных специалистов.

Альтернативные варианты отопления

При постоянном повышении цен на энергоносители устойчиво продвигаются альтернативные виды систем отопления частного дома. Конечно, они не могут в полной мере заменить традиционные способы отопления частного дома, но снизить затраты способны существенно.

В регионах, где количество солнечных дней достаточно велико, все чаще можно наблюдать установленные на крышах загородных и частных домов солнечные батареи. Солнечный свет является неиссякаемым источником энергии, и позволяет пользоваться преобразованным электричеством долгие годы.

Электричество в свою очередь используется как питание для нагревательных элементов отопления. Единственный недостаток такого вида получения энергии – дороговизна элементов, но со временем затраты окупаются.

Солнечную энергию также можно «консервировать» и применять при помощи солнечного коллектора. Принцип его действия основан на нагреве выставленного на солнце радиатора, соединенного с емкостью большого объема. Солнечные лучи нагревают воду в радиаторе, которая в свою очередь отдает тепло в емкость.

Данный способ позволяет нагревать воду для использования ее в качестве теплоносителя в системах отопления. Наибольший эффект достигается при использовании вакуумных коллекторов. Внутри таких радиаторов находятся колбы с откачанным воздухом, таким образом достигается эффект «термоса».

Ветрогенераторы

Понятно, что напрямую использовать силу ветра для отопления дома использовать не получится. Но зато, установив «ветряк» можно получить дармовую электроэнергию, впоследствии направляемую на различные нужды, в том числе и для питания систем отопления. В регионах, где ветры бывают особенно часто такой способ получения энергии будет наиболее эффективным. Опять же, как и в случаях с солнечными батареями все упирается в стоимость аккумуляторов, преобразователей и электрогенераторов.

Тепловой насос

Это вид системы отопления, которая поможет существенно снизить затраты на отопление частного дома. Принцип его действия напоминает устройство холодильных камер или кондиционеров. Такое устройство может выкачать тепловую энергию из потенциальных источников тепла, не отличающихся высокой температурой. Ими может служить почва или вода.

Такая система требует питания электрической энергией, однако на выходе может выдавать тепло в разы больше затраченных на ее работу ресурсов. Существенным недостатком теплового насоса является его громоздкость и сложность в монтаже.

В заключение данного обзора стоит отметить следующее. Наибольшую эффективность в отоплении собственного дома показывает способ, при котором результат достигается при минимальных затратах, по сравнению с другими способами.

Поэтому с уверенностью говорить о преимуществах одного способа обогрева жилья над другим невозможно. В местах, где широко используется природный газ глупо устанавливать твердотопливные котлы как основной источник обогрева.

Прежде всего, в выборе оптимального способа отопления своего дома нужно учитывать целесообразность. Если подвести некоторый итог, то можно сделать следующий вывод — в подавляющем большинстве случаев для работы отопительных приборов условно используется лишь два источника энергии:

а) Энергия, получаемая путем сгорания разнообразного топлива, в дальнейшем нагревающая теплоноситель;

б) Электрическая энергия, с помощью которой нагреваются тепловые установки, воздух или (и) приборы обогрева.

А вот способы и приемы получения результата могут исчисляться десятками. Поэтому, чаще всего, экономии можно достичь, комбинируя различные способы получения энергии, используя разнообразные виды отопления. Все нюансы и затраты требуют тщательных расчетов. Ведь свое жилище будет содержать хозяин на собственные средства.