Функционал и реализация водяного отопления

На территории нашего государства самым популярным видом обогрева жилища является водяное отопление, как традиционный и наиболее рациональный вариант. Его высокая популярность обусловлена относительно доступной ценой материалов, из которых собрана система, и топлива, роль которого в большинстве случаев выполняет природный газ.

Как функционирует?

Принцип работы водяного обогрева примечателен своей простотой. Для такого отопления характерна замкнутая система, основными элементами которой являются трубы, радиаторы и нагревательный котел.
Теплогенератор разогревает теплоноситель (воду, гликолевый раствор), а тот, в свою очередь, по трубам перетекает к радиаторам, установленным в отапливаемых помещениях.

Горячие батареи за счет теплоотдачи прогревают воздух, и в комнатах устанавливается комфортная температура. После остывания жидкость возвращается к котлу, где ее температура поднимается, и цикл повторяется снова и снова.

Тип циркуляции

Как говорилось ранее, водяное отопление функционирует за счет передвижения теплоносителя по системе. Сейчас мы рассмотрим существующие виды циркуляции воды, имеющие принципиальные отличия, которые необходимо учитывать при выборе схемы.

Естественная (гравитационная)

В данном случае процесс обогрева заключается в разных плотностях горячего и холодного теплоносителя.

Подогретая жидкость теряет свою плотность и уменьшается в весе, поэтому выталкивается вверх, протекая по трубопроводу. Отдав тепло и снизив температуру, вода становится плотнее, опускается вниз и уходит обратно в котел.

К достоинствам естественной системы водяного отопления можно отнести ее автономность, так как она не нуждается в электричестве, и очень простую конструкцию.

Если говорить о недостатках, то здесь потребуется внушительное количество труб с большим диаметром, иначе процесс гравитации будет нарушен, а современные радиаторы с небольшим сечением просто не смогут состыковаться с магистралью. Также при монтаже трубопровода необходимо обеспечивать уклон от 2°, что будет способствовать корректной работе системы.

Принудительная

Перетекание воды по трубопроводу происходит при помощи циркуляционного насоса. Избыточная масса теплоносителя, которая образуется после нагрева, отводится в бачок расширения (в большинстве случаев закрытой конструкции), что предотвращает испарение жидкости.

Это правило особенно касается тех случаев, когда в качестве теплоносителя используются гликолевые составы. Давление в принудительных обогревательных системах обязательно контролируется при помощи манометра.

Преимущества такой системы водяного отопления весьма очевидны и заключаются в небольшом объеме теплоносителя при малом расходе труб, диаметр которых уступает предыдущему варианту.

Также здесь появляется возможность устанавливать желаемую температуру нагрева радиаторов, которые могут быть абсолютно любого типа. Недостатком является зависимость от подачи электроэнергии, без которой невозможна работа насоса.

Оборудование

Водяное отопление будет надежным и эффективным только в том случае, если все его детали правильно подобраны, а монтаж выполнен грамотно. В данном случае элементы системы должны взаимодействовать между собой и подходить друг к другу по типу.

Котел

Выбор основного отопительного прибора обусловлен топливом, которое будет использоваться для обогрева дома. По своему типу котлы бывают:

• газовыми;
• электрическими;
• жидко- и твердотопливными;
• комбинированными.

Самыми экономичными по праву считаются приборы, работающие на природном газе, однако они требуют проведения магистрали и постоянного контроля специальными службами.

Полной независимости от центральной энергосистемы можно добиться при помощи твердого или жидкого топлива, но придется смириться с заботами по заготовке и хранению энергоресурсов.

Электрический котел наименее востребован, так как он потребляет много энергии и, как следствие, тянет за собой большие расходы на отопление. В данном случае лучше устанавливать радиаторы, которые напрямую преобразовывают электричество в тепло.

Мощность агрегата выбирают согласно площади помещения, которое будет обогреваться при помощи системы водяного отопления. Подбор производят при усредненном соотношении 1 кВт:10 м², при этом высота стен должна быть не более 3 м. Также нужно брать во внимание степень теплоизоляции помещения, размер оконных рам и наличие сторонних точек потребления тепла.

Магистрали

Традиционные трубы для контура, легко поддающиеся коррозии, все чаще уступают место изделиям, у которых отсутствует такой существенный недостаток. На их смену пришли образцы из оцинкованных металлов и нержавеющей стали.

Самым надежным вариантом по праву считаются медные детали, устойчивые перед резким перепадом давления и температурных показателей. Они не ржавеют и легко прячутся в стену. Единственным их недостатком является высокая стоимость материала, который считается представителем премиум сегмента.

Трубы из металлопластика отличаются длительным сроком эксплуатации. Они обладают отличной прочностью, устойчивы к проявлениям коррозии, не накапливают осадки на внутренних стенках, их монтаж прост, а работы по установке проводятся быстро.

Недостатком является высокий коэффициент линейного расширения при температурных перепадах, что может привести к повреждению.

Разводка

Водяное отопление частного дома можно смонтировать по-разному, в зависимости от того, какие виды функций на него возлагаются. Существует две схемы:

Один контур

Первый тип рассчитан только на обогрев помещения. Он включает в себя одноконтурный котел с воздушной вытяжкой, однотрубную разводку и батареи с необходимым количеством секций.

Для обеспечения подачи горячей воды, которая используется в хозяйственных нуждах, можно устанавливать две такие конструкции одновременно. Так, одна из них будет отапливать дом, а вторая отвечать исключительно за ГВС. Это практичное решение, так как в теплое время года нет смысла обогревать жилище ради получения теплой воды для душа или кухни.

Данная конструкция очень проста в сборке и доступна по цене. Она подходит для домов с небольшой площадью (до 100 м²). Это и объясняет ее популярность среди владельцев небольших дач. Одноконтурное водяное отопление можно усовершенствовать путем установки циркуляционного насоса, регуляторов температуры на батареях и двухтрубной разводки.

Два контура

Такой принцип разводки предусматривает одновременную подачу горячей воды и обогрев площади. Подходит для домов, где живет не более 4 человек.

Стоит учитывать, что здесь подойдет водопроводная или умягченная вода. Жесткая жидкость из скважины может повредить оборудование системы, поэтому не может быть использована.

Тип системы

Ознакомившись со способами циркуляции теплоносителя по магистралям, стоит знать, что контур системы водяного отопления может быть однотрубным, двухтрубным и коллекторным. Рассмотрим все три варианта более подробно.

Одна труба

В данном случае вода последовательно передвигается от радиатора к радиатору, при этом по дороге теряя температуру, отчего каждая следующая батарея будет холоднее.

Это негативно сказывается на достижении комфортного климата в комнатах.

Две трубы

Для такой схемы характерно более качественное отопление помещений. Здесь предусмотрен монтаж двух труб, которые подведены к каждому радиатору. Одна из них снабжает батареи горячим теплоносителем, а вторая отводит остывшую воду обратно к котлу, таким образом, потери тепла будут минимальными.

Коллектор

Самый эффективный вариант, при котором обязательным элементом является коллектор, отдельно подводящий трубу с горячей водой к каждому обогревательному элементу. Другая труба возвращает остывший теплоноситель обратно.

Учитывая такую особенность можно проводить ремонт и устанавливать температуру каждого радиатора отдельно, не выводя из эксплуатации весь контур. К сожалению, здесь значительно увеличивается расход труб и возникает необходимость проведения работы по установке коллекторного шкафа.

Отличительные характеристики

Если проводить сравнение с воздушным и электрическим обогревом, то водяное отопление прочно заняло лидирующие позиции благодаря многим факторам. В первую очередь, это доступная цена на материалы, работу и эксплуатацию системы, включая оплату за потраченный энергоресурс, чем не могут похвастаться остальные виды обогрева домов.

Здесь мы можем отметить высокую теплоотдачу отопительных элементов, способствующую равномерному прогреванию комнат и установке комфортного климата. Также немаловажен тот факт, что теплоноситель можно подогревать при помощи любого вида топлива, что невозможно при электрическом обогреве.

Все работы по установке водяной системы легко выполняются своими руками и это тоже огромный плюс. С воздушными магистралями дела обстоят сложнее и, скорее всего, придется обращаться за помощью к специалистам.

Водяной котел для отопления дома: характеристика агрегата

Владельцы загородных домов, где отсутствует газовая магистраль, чаще всего устанавливают водяной котел отопления. Его основное преимущество заключается в использовании недорого сырья. Чтобы грамотно установить систему, необходимо разобраться в принципе работы, особенностях конструкции, монтажа и эксплуатации. Еще до приобретения желательно узнать, какие преимущества и недостатки имеет агрегат.

Котельное оборудование с водяным контуром — это усовершенствованная модель обычного стандартного котла. Устройство состоит из следующих частей:

• топочной камеры;
• колосниковой решетки;
• зольника;
• водяного контура.

Все одноконтурное оборудование предназначается исключительно для отопления жилища, а вот двухконтурные водяные отопительны котлы применяются и для обогрева, и для обеспечения жильцов горячей водой для хозяйственных нужд. Но при приобретении такой установки необходимо заранее рассчитать необходимую мощность, которая потребуется и для отопления, и для нагрева воды.

Что касается загрузки топлива, то процесс может осуществляться как в ручном режиме, так и в автоматическом. Во втором случае аппарат должен быть оснащен специальным резервуаром, который необходимо заполнять раз в неделю. Но такие современные установки стоят гораздо дороже, поэтому не так распространены.

Также стоит добавить, что такие агрегаты нуждаются в специальном топливе, которое прошло обработку.

Существуют приборы, оснащенные электрическими ТЭНами, которые следят за количеством сырья в топке и при необходимости добавляют его. Такая функция обеспечивает устройству непрерывное функционирование.

Обогрев дома осуществляется только после того, как водяной отопительный котел начинает работать, то есть в период горения топлива. Для растопки можно использовать дрова или уголь. Одна загрузка обеспечивает около 3−4 часов горения. Для более длительного периода лучше приобретать газогенераторные или твердотопливные агрегаты.

Чем качественнее прибор, эффективнее процессы теплообмена и точнее контроль температуры, тем меньше будут затраты на каждый киловатт добытого тепла. Водяные котлы отопления изготавливаются таким образом, чтобы теплоноситель нагревался максимально эффективно и быстро.

Кроме этого, стенка в водяном контуре обладает способностью аккумулировать тепловую энергию, которая образуется в процессе горения. Благодаря этому отопительное оборудование быстро нагревает жидкость и длительное время поддерживает необходимую температуру. Стоит отметить, что подобные установки обеспечивают одинаковую эффективность в системах и с естественной циркуляцией, и с принудительной.

Кроме доступной цены отопительного оборудования и невысокой стоимости топлива, существует и ряд других достоинств. К основным плюсам можно отнести следующие факторы:

• высокий показатель надежности;
• длительный эксплуатационный срок;
• приборы не нуждаются в частом обслуживании.

К преимуществам также можно отнести то, что золу, которая осталась после сгорания топлива, можно применять в качестве удобрения. Имеются и минусы. Дело в том, что водяной котел для отопления дома не обладает высоким коэффициентом полезного действия, и даже при высоком расходе топлива показатель не поднимается выше 80%. К тому же стандартные приборы нуждаются в частой загрузке дров, делать это придется каждые 3−5 часов.

Все имеющиеся в доме трубы и радиаторы, которые подключены к водяному контуру, обеспечивают равномерное распределение тепла по всем комнатам в доме. Теплообменником может быть обычный металлический резервуар, где находится жидкость. А уже под ним располагается непосредственно источник тепла. Но такая конструкции не очень эффективна: дело в том, что вода будет нагреваться только в нижней части емкости.

Лучше всего воспользоваться системой водяного контура, когда емкость имеет двойные стенки, между которых укладывается теплоноситель, по которому циркулирует горячая вода. За счет постоянного движения жидкость не застаивается, а небольшое пространство между слоями обеспечивает максимально быстрый прогрев всей площади.

Есть еще один эффективный способ изготовления, который помогает добиться максимальной эффективности. Но для этого понадобится несколько стальных труб (диаметр 5−6 см), которые необходимо сварить между собой и придать им форму волны. Затем расположить их вдоль стен и в верхней части топки.

При работе теплоноситель будет медленно передвигаться по трубам и обеспечивать тем самым качественную теплоотдачу. В случае неполадок эту систему довольно легко починить.

Все котельные установки оснащаются специальной системой регулирования температурного режима жидкости. Самый простой вариант — это установить на конструкцию специальный термостат. Принцип действия такого устройства заключается в том, что при нагреве воды до необходимой температуры в устройстве опускается заслонка, после чего заметно снижается поступление воздуха. А после того как жидкость начнет остывать, система срабатывает в обратном порядке.

Можно немного модернизировать систему контроля и установить на котел точнейшие температурные датчики, оснастить его принудительной электрифицированной подачей воздуха. В результате вентиляция будет обеспечивать верхнюю подачу, что обеспечит полное сжигание топлива. Но стоит отметить, что такая котельная установка будет функционировать только при наличии электрической сети или аккумулятора.

Многие владельцы загородных коттеджей устанавливают циркуляционный насос, в таком случае можно не опасаться, что котел, оставшийся без присмотра, замерзнет, что часто случается в необогреваемых помещениях. Дело в том, что такое устройство в критической ситуации включает насос, который возобновляет циркуляцию теплоносителя, поэтому даже в самый сильный мороз проточная вода не замерзает.

Если планируется отапливать небольшую постройку, то лучше всего устанавливать оборудование непосредственно в доме. А вот для котельной выбрать какое-нибудь отдельное здание или выделить обособленное помещение. Отопительную трубу всегда прокладывают под землей, притом таким образом, чтобы она располагалась ниже уровня промерзания земли. Кроме этого, ей необходимо обеспечить качественную теплоизоляцию. В помещении, где установлен агрегат, нужно создать температурный режим в пределах 10−15 градусов, а также оборудовать хорошую вентиляционную систему с естественной тягой.

Перед установкой стоит позаботиться о напольном покрытии, поверхность должна быть негорючей, ровной и твердой. Лучше всего сделать тонкую бетонную стяжку, в таком случае отопительный котел будет стоять прочно, устойчиво и надежно. Перед прибором необходимо уложить металлический лист площадью в 1 кв. м. Стоит позаботиться и о местоположении: дело в том, что агрегат не должен стоять слишком близко к стенам, нужно оставить расстояние хотя бы в 50 сантиметров.

Выполняя монтажные работы, необходимо соблюдать все требования и рекомендации. Особенно при сборке и установке дымоходной трубы. Все места соединения должны быть тщательно обработаны герметическим составом или замазаны глиной. Водяные агрегаты не пользуются такой популярностью, как электрические или газовые. Хотя в загородных коттеджах, где нет газификации или случаются частые перебои с электричеством, такой вариант является оптимальным. При этом подключить систему можно своими руками, но при условии, что соблюдается техника пожарной безопасности.