Автономная система отопления: как все устроено

Оборудовать автономную систему отопления дома, значит, продумать размеры оборудования, местоположение, обстановку помещения для котельной. Единых шаблонов нет. Всё зависит от целей, задач, размеров дома, бюджета и предпочтений.

Автономная система отопления: как всё устроено

Она состоит из пяти элементов:

• Котёл — производит тепло. Работает на топливе: угле, солярке, газе или электричестве.
• Трубопровод – все трубы внутри системы, по ним передаётся тепло от котла в комнаты.
• Теплоноситель – это рабочая среда внутри системы трубопровода: вода, незамерзающий состав.
• Приборы отопления – радиаторы, они отдают тепло в комнату.
• Дополнительные элементы: запорно-регулирующая арматура, фильтры, комплектующие для котлов.

Посмотрим каждый элемент подробнее.

Котельное оборудование: какие критерии выбора

Котлы классифицируют по шести признакам:

По виду топлива

• Жидкотопливные котлы – надёжные, прогревают большой дом, наделены автоматикой. Имеют много минусов: дорогое топливо, обязывают по графику проводить профилактические работы, не экологичные. Основные части таких котлов это: жидкотопливная горелка, теплообменник, автоматическое управление, бак хранения топлива, дымоход.

Дизельные котлы

• Электрические котлы – доступное и надёжное оборудование. Не нужно делать вытяжку и дымоход. Чтобы ухаживать, не понадобится много времени. Экономят место в доме. Минусы: дорого стоят, зависят от электричества. Чаще всего производят ТЕНовые котлы. У них трубчатые нагреватели внутри, плюс блок управления и контроля. Рабочее давление создаёт циркуляционный насос. Главный плюс – теплоноситель не контактирует с электричеством, а значит, котлы безопасны.

• Твёрдотопливные котлы. Топливом служат дрова, уголь, кокс, пеллеты (древесные гранулы). Не зависят от электричества, стоят недорого. Они бывают пиролизные и пеллетные.

• Газовые котлы – самые востребованные, если дом подключен к газовой магистрали. Это дешёвое топливо, а недостатков почти нет. Если газ нужен, а вы ещё не подключены, тогда предстоит потратить немало времени и денег на газификацию. Главные составные части газовых котлов, это: горелка, арматура, тепловой обменник.

• Комбинированные котлы – работают на двух видах топлива. Когда нет одного, пользуешься другим. Тем самым предотвращаешь сбои в отоплении. Однако любое универсальное оборудование имеет минусы: сложно устанавливать, хлопотно ремонтировать, уступают в надёжности. Есть модели, которые работают на четырёх видах топлива. Для перехода на другой вид ресурса, иногда делают две ступени горелок. Все универсалы напольные и выполнены из чугуна. Котлом можно управлять в автоматическом режиме и контролировать его работу. Камеры внутри находятся друг над другом.

Затраты для отопления дома площадью 300 м² по виду топлива:

Параметры

Электричество

Дизель

Газ

Расход топлива в год, кВт*ч

Тепловая энергия, кВт/л

Затраты за год, руб.

212800

172000

122400

Котлы по конструкции

• Бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы работают в рамках отопительной системы. Их подключают, и теплоноситель только греет дом. Такой котёл не обслуживает хозяйственные нужды, систему горячего водоснабжения придётся продумать дополнительно.

Одноконтурный котёл

• Двухконтурный котёл и топит дом, и даёт горячее водоснабжение. Можно мыть пол и посуду, принимать ванну, стирать. Котёл нагревает воду через теплообменник.

Двухконтурный котёл

Котлы по размещению

• Котельная расположена отдельно – так делают, если дом большой и потребуется мощное оборудование для обогрева. Его размещают вне дома. Такое сооружение утепляют и отделывают негорючими материалами. Это дорого и сложно в проектировании, зато безопасно.

• Котельная в пристройке рядом с домом – подходит, когда агрегат шумный, и монтировать его в доме исключено. Пристройку делают из пожаробезопасных материалов. Это тоже требует значительных расходов. Для этих двух видов размещения подойдёт котёл мощностью не более 500 кВт.

Требования:

— пристройку делают с глухой стены. Расстояние до ближайшего окна или двери рассчитывать не менее 4 метров;

— при отдельном расположении котельной: пристройка не должна быть связана с домом общей стеной; минимальное расстояние от окон до перекрытия – 8 метров;

— объём помещения более 15 м, позаботиться о свободном доступе в процессе обслуживания котла и оборудования;

— минимальная высота потолка 2,5м 2 ;

— минимальный общий объём помещения 15 м 3 , и на каждый дополнительный киловатт мощности котла прибавлять 0,2 м 3 объёма помещения;

— отделить помещение от смежных стен огнеупорным слоем (с нулевым пределом распространения огня и огнестойкостью 0,75 часа);

— квадратура остекления должна соответствовать: 00,3 м 2 на каждый кубический метр помещения;

— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;

• Котельная в отдельном помещении дома. Для этого выделяют комнату, тоже продумывают пожаробезопасность. Удобно контролировать и обслуживать. Но занимает много места. Для такого размещения можно брать котёл мощностью не более 150 кВт.

Требования:

— минимальная высота потолка – 2,5 м и более;

— объём помещения более 15 м 3 , позаботиться о свободном доступе в процессе обслуживания котла и оборудования;

— отделить помещение от смежных стен огнеупорным слоем (с нулевым пределом распространения огня и огнестойкостью 0,75 часа);

— квадратура остекления должна соответствовать: 00,3 м 2 на каждый кубический метр помещения;

— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;

• Встроенная котельная – если нет отдельно стоящего помещения. Этот вариант самый бюджетный. Оборудование размещают в кухне или коридоре. Придётся выбирать компактные приборы, громоздкая аппаратура занимает много места и создаёт повышенную опасность. Для кухни нужен котёл мощностью не больше 60 кВт.

Требования:

— минимальная высота потолка 2,5 метра;

— минимальный общий объём помещения 15 м 3 ; и на каждый дополнительный киловатт мощности котла прибавлять 0,2 м 3 ;

— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;

— окно с форточкой обязательно;

— внизу двери нужен зазор 0,025 и более для воздухообмена;

Котлы по местоположению

Бывают настенные и напольные. Первые подвешивают на стене. Они экономят место в доме, недорого стоят, проектировать сложный дымоход не нужно. Его выводят через короткую трубу сквозь стену над котлом. Недостаток в слабой мощности: в зависимости от модели, они работают в диапазоне до 42 кВт. Подходят для отопления домов и квартир площадью до 350-400 м2.

Напольные выбирают для дома до 600 м2 площади. Работают с мощностью до 80 кВт. Есть модели с показателем до 375 кВт. Из-за шума и больших размеров, требуют отдельного помещения и иногда звукоизоляцию. Потребуется отдельный дымоход.

Котельные по способу циркуляции

Жидкость внутри системы может перемещаться естественно и принудительно. Естественное движение происходит из-за баланса плотности и температуры. Такой вариант подходит при протяжённости трубопровода менее 30 метров. Монтировать систему нужно, соблюдая углы наклона. Недостаток наклонной магистрали в неэстетичном облике.

Принудительная циркуляция не ограничивает длину магистралей. Независимо от размещения труб, сохраняется высокое давление. Покупать придётся и циркуляционный насос. Он же потребует дополнительных расходов на электричество.

По способу подключения подводящих и отводящих труб

Бывает однотрубная и двухтрубная схемы. При однотрубной теплоноситель движется поэтапно по всем радиаторам. Стоит дешевле, но работает хуже: ближние радиаторы горячие, а дальние прохладные. Регулировать температуру невозможно, если не использовать усовершенствованный вариант однотрубной системы – ленинградку.

Двухтрубная система стоит дороже, но работает лучше: равномерно распределяет тепло по батареям. Можно регулировать температуру в каждой комнате. Подразделяется на виды в зависимости от размещения контура трубопровода:

• Горизонтальная подходит для одноэтажных домов с протяжённым трубопроводом;
• Вертикальная применяется в домах, где больше одного этажа. За счёт вертикального стояка система менее подвержена завоздушиванию. Пузырьки поднимаются к установленному сверху расширительному баку и не накапливаются в трубах.

Трубы: какие бывают, как выбирать

Чтобы автономная система работала исправно, трубы должны выдерживать давление до 2 атмосфер и температуру жидкости до 95 градусов. Должны служить десятки лет, обеспечивать герметичность. Для внешних труб неплохо ещё иметь приличный вид.

Можно увеличить тепловую энергию в трубе, если взять трубы с большим диаметром, или ускорить движение жидкости. При этом нужно помнить: чрезмерно быстрое движение жидкости создаёт гидравлические шумы. Это крайне некомфортно для жизни. Поэтому нельзя ускорять движение более 1,5 м/с. А знающие сантехники и вовсе не советуют превышать отметку 1 м/с. Делать его ниже 0,25 м/с, тоже не желательно – не хватит мощности продавить воздушные пробки.

В старых домах часто применяли систему из стальных труб в сочетании с чугунными батареями. Эта технология устарела. Новые материалы гарантируют новые характеристики. Какие материалы труб лучше?

• Металлопластик – основа из алюминиевого состава, оболочка из полиэтилена. Их применяют в горячем и холодном водоснабжении. Плюсы: герметичность, хорошая пропускная способность, стойкость к разрыву.

Металлопластиковые трубы

• Медные трубы – применяют 3 века и этот материал хорошо себя зарекомендовал. Трубы из меди прочные и стойкие, не разрушаются десятки лет. Для оболочки снаружи иногда делают слой полиэтилена или поливинилхлорида.

• Стальные трубы – при отсутствии альтернативы, самые востребованные. Обладают прочностью, имеют низкий коэффициент расширения, незаменимы в теплоснабжении и отоплении паром. Минусы: материал подвержен коррозии.

Стальные трубы

• Трубы из нержавейки – делают из легированной стали. За счёт долговечности и стойкости к коррозии, окупаются за несколько лет, хоть и стоят недёшево. Часто ремонтировать трубопровод и менять его отдельные детали не потребуется.

Трубы из нержавейки

• Полипропиленовые трубы (ПП или ППР) – из водоснабжения перешли в теплоснабжение. ПП-трубы прослужат от 30 до 50 лет. На них не образуется коррозия. Не боятся агрессивных компонентов в составе теплоносителя.

Полипропиленовые трубы

Трубопровод работает без сбоев, если:

• Учитывать схему системы обогрева перед покупкой труб;
• Рассчитать 4 параметра: необходимый диаметр труб, мощность отопительной системы, скорость теплоносителя, гидравлический расчёт;
• Брать только у проверенных производителей.

Радиаторы: какие бывают, от чего зависит выбор

Выбрать радиаторы для дома среди десятков моделей легко, если знать характеристики. Для автономной системы выбор ничем не ограничен: давление не зашкаливает, как при центральном отоплении, нет гидравлических скачков, теплоноситель не оказывает агрессивное воздействие. Выбирать можно по личным предпочтениям. А какие бывают в принципе?

• Чугунные радиаторы – проверены временем. Подходят и для частных домов и для многоквартирных. Долго служат, устойчивы к коррозии. Стойко переносят даже некачественный теплоноситель в центральных сетях.

• Алюминиевые радиаторы – отлично отдают тепло, лёгкие и мягкие. Регулируешь температурный режим по желанию. Выбирать можно по количеству секций и размерам.

• Стальные радиаторы – бывают трубчатого, секционного и панельного вида. Имеют доступную стоимость, хорошо отдают тепло, стойкие к воздействию щелочей в составе теплоносителя. Они исправно работают десятилетия, монтировать просто, вес небольшой.

Стальные панельные радиаторы

• Биметаллические радиаторы – состоят из стальных труб и алюминиевых коленей. Они универсальные в применении: частные дома с автономной системой, квартиры с центральным отоплением.

• Медные радиаторы – прогревают дом за несколько минут и превосходят по теплопроводности алюминий в 2 раза, а сталь – в 5 раз. Требуется минимум теплоносителя в трубопроводе.

Таблица параметров работы радиаторов в зависимости от материала

Если правильно рассчитать количество радиаторов, дом прогревается равномерно, а система работает эффективно. Мощность отопления рассчитывают по формуле: 100 Вт на 1 м 2 площади. Например, для отопления комнаты 25 м 2 , нужен радиатор с мощностью 2500Вт.

Запорно-регулирующая арматура: как работает

Это детали системы, которые управляют потоком теплоносителя. Они перекрывают полностью или частично проходные сечения труб. Их делят на три вида:

• Запорная арматура – например, шаровой кран. Он имеет два положения: открыть и закрыть. Корпус сделан из латуни. Процессом подачи воды управляет рукоятка. Такие краны в системе ставят:

— для перекрытия радиатора, чтобы провести ТО,

— для перекрытия стояков и ответвлений,

— чтобы отключить тепловые или насосные приборы с целью ремонта,

— для заполнения и опорожнения всей системы.

Шаровой кран в разрезе

• Запорно-регулирующая – есть 3 вида деталей:

— Вентили балансировки, их монтируют на обратной магистрали в начале разветвления, на стояке или на радиаторном выходе. Эти детали регулируют количество жидкости в трубе. Если частично перекрыть сечение трубопровода, то можно уменьшить потребление воды на конкретном отрезке системы.

— Регуляторы давления в автоматическом режиме нужны, если в доме много радиаторов. Работают в паре с балансовым вентилем: один регулирует расход, другой корректирует, согласно показателей термостатов радиатора.

— Радиаторные клапаны термостатики – уменьшают и ускоряют поток горячей воды в радиаторе по желанию. Его считают важным элементом для управления — помогает экономить на энергоносителе.

Радиаторные клапаны термостатики

• Смесительно-регулирующая – регулирует температурный режим жидкости в системе.

Термостатический смесительный клапан

Запорно-регулирующая арматура помогает равномерно раздавать тепло в доме. Она управляет движением теплоносителя и температурой. Это экономит деньги собственника и делает безопасной работу системы в целом.

Фильтры: зачем нужны

Часто ремонтировать систему отопления от засоров – сомнительное удовольствие, и дорого стоит. Гораздо правильнее защитить технику. От извести, ржавчины, накипи систему оберегают фильтры. Это продлит срок службы оборудования и предотвратит внезапные ремонты. Главное, не забывать менять их своевременно.

Есть несколько видов фильтров:

Фильтр грубой очистки

Фильтр тонкой очистки

Фильтры также бывают механические и электронные. Их главное отличие в размере задерживаемых частиц. Электронные модели выполняют более глубокую очистку, до 0,01 мкм.

Советы для выбора и установки фильтров:

— Проверять, совместимы ли материалы фильтра и системы;

— Устанавливать перед входом трубы в котёл или перед насосом;

— Чтобы без проблем чистить и менять фильтры, устанавливать их в удобном месте;

— В отопительный сезон чистить фильтры нужно 1 раз в 30-40 дней.

Аксессуары для котлов: что дают системе

Терморегуляторы– помогают экономить на электроэнергии, продлевают срок службы оборудования. Через него контролируют температуру внутри дома, нужно только задать предпочтительный уровень тепла. Он подаёт сигнал, когда нужно включить и выключить котёл. Сам регулирует подачу тепла в зависимости от количества людей в доме.

На работу терморегулятора влияют внешние факторы:

— Интенсивность и частота проветривания;

— Прямые солнечные лучи от окна;

— Ощутимый перепад уличной температуры.

Теплорегулятор для котла отопления

Монтируют устройство в горизонтальном положении. Важно обеспечить прямой доступ к нему, скрыть от воздействия прямых лучей солнца.

Стабилизаторы — это электрические приборы, работают от сети, пропускают сквозь себя ток перед подачей в оборудование. Энергия в рабочую цепь поступает с оптимальным напряжением, даже при внешних скачках. Это защищает котёл от риска поломки из-за резких перепадов тока.

Бывают двух видов:

— Электронные – работают с высоким КПД, можно точно настроить, быстро действуют;

— Электромеханические – точно настраиваются, не влияют перегрузки извне, работают в большом диапазоне. Из минусов: регулируешь в ручном режиме, медленно работают, не всегда подходит для газового котла.

Стабилизатор напряжения для котла отопления

По каким параметрам выбирать

• Мощность стабилизатора должна значительно превышать мощность котла. Отопительные котлы обычно покупают в диапазоне 200-350Вт. Значит, стабилизатор нужно брать не менее 400Вт.
• Напряжение стабилизатора также выбирают по потребности котла. Для типовых моделей это обычно 160-270Вт.

Для грубой очистки– ставят на входе в систему. Иногда сразу в нескольких местах. Они исполняют предварительную очистку. Хорошо, когда в конструкции этого фильтра есть накопитель в виде колбы для скопления грязи.

Для тонкой очистки – очищает от мельчайших включений.

Магнитные устройства – затягивают металлические частицы в виде сколов и ржавчины.