Отопление в частном доме

Как таковых температурных норм для частных домов нет, каждый выбирает режим, который его устраивает. Оптимальным показателями считается 23-25°. Уже на стадии проектирования системы отопления необходимо рассчитать количество требуемого тепла и на основании этого подобрать оборудование, определиться с типом разводки, приобрести трубы определенного размера и сечения.

Системы отопления в частных домах

Для частных домов без центрального отопления существуют различные варианты отопительных систем. Они делятся на три основных типа: водяное отопление, воздушное отопление, электрическое отопление.

При воздушной системе отопления нагревание воздуха происходит непосредственно возле теплового агрегата (печи, камина), дальше тепло по законам физики заполняет помещение.

Электрическая система подразумевает использование электроконвекторов и/или системы «теплого пола». Оборудовать такой пол имеет смысл только при наличии радиаторов, в одиночку с прогревом дома он не справится.

В России наибольшую популярность получила система водяного отопления. Относительно недорого и практично. Главный плюс такой системы в том, что тепло равномерно распространяется по всем отапливаемым помещениям. Минусы – трудоемкий монтаж и необходимость в постоянном уходе.

Структура системы отопления

Система водяного отопления состоит из трех основных элементов:

• Котел, являющийся отопительным прибором.
• Трубы, по которым, собственно, перемещается жидкость.
• Радиаторы.

Существуют разновидности котлов, различающиеся видом топлива. Активно используются котлы, работающие на газе, солярке, дровах, угле, электричестве. Сейчас можно выбрать комбинированную модель, функционирующую, например, на газе и дровах, газе и электричестве. Заканчивается один вид топлива – переходите на другой.

Универсальной рекомендации здесь нет: все зависит от доступности и цены разных ресурсов. Используя модель, работающую на жидком или твердом топливе, вы получаете автономную систему, и при отключении электричества мерзнуть не придется.

Модели котлов различаются и по мощности, поэтому выбор осуществляется с учетом площади помещения, которое планируется обогревать. Расчет требуемой мощности можно произвести самостоятельно: соотношения один киловатт на десять квадратных метров будет достаточно, но высота стен помещения не должна превышать трех метров. На уровень теплоизоляции дома, размеры оконных рам, необходимость обогрева дополнительных помещений (кладовка, веранда, чердак) тоже стоит обратить внимание.

Трубы для котлов еще недавно предпочитали стальные, но они быстро ржавели. Сейчас перешли на нержавейку и медь. Медные изделия обладают лучшими эксплуатационными характеристиками: легко переносят перепады давления и температур, не ржавеют, очень устойчивы к физическим воздействиям. Правда, стоят они недешево.

Более экономичны трубы из полимеров. Как правило это полипропилен: прочный, долго служит, устойчив к коррозии, легко и быстро монтируется. Недостаток состоит в том, что при перепадах температур материал может расширяться, что рано или поздно выводит трубы из строя.

При всей относительной легкости монтажа полипропиленовых труб вам не обойтись без сварочного аппарата: он необходим для соединения отдельных труб и закрепления их фитингами. Стоит такой инструмент недешево, но его можно взять напрокат.

Радиаторы бывают стальные, чугунные, алюминиевые, биметаллические. От материала зависят теплоемкость, прочность, устойчивость к давлению, срок эксплуатации. Например, чугун прослужит 50 лет и больше, а алюминий – 15-20. Еще один важный момент – общая площадь радиатора: чем она больше, тем и тепла будет выделяться больше.

В целом же, для отопления частного дома подойдут любые из перечисленных типов. Приоритеты могут быть разные у каждого домовладельца. Алюминиевые батареи имеют самую высокую отдачу тепла. Стальные радиаторы отопления дешевые и непрактичные. Биметаллические, которые сегодня активно рекомендуют на строительных форумах, наоборот, дорогие и тепла выделяют меньше алюминиевых. Для системы автономного отопления они, возможно, это не лучший выбор.

Принцип работы системы водяного отопления

Водяной обогрев работает по несложной схеме: генератор тепла (котел) разогревает воду (как вариант – гликолевый раствор), которая по трубам идет к радиаторам, те отдают тепло помещению, прогревая воздух. Остывая, жидкость возвращается к котлу, опять нагревается и идет на повторный заход. Эта система замкнута и циклична.

Циркуляция воды может осуществляться в двух видах, отличающихся друг от друга, и при проведении системы теплоснабжения этот момент нужно учесть.

Естественная (гравитационная) циркуляция происходит за счет разности плотностей горячей и холодной воды. Горячая вода имеет меньшую плотность, а значит, и вес, поэтому, по законам физики, движется по трубопроводу в радиатор. Охлаждаясь, вода прибавляет в весе и уходит обратно в котел. Такая система автономна, не нуждается в электричестве и конструктивно несложная, но при ее монтаже необходимо предусмотреть размещение большого количества труб широкого диаметра и обеспечить уклон с углом не менее двух градусов.

При принудительной циркуляции вода перемещается при помощи специального насоса. Здесь, помимо котла, монтируется бачок расширения, в который уходит лишняя жидкость. Кроме того, во избежание прорыва труб в такой системе предусмотрен манометр для контроля давления в трубопроводе. Для подобной схемы отопления необходимо электричество – это дополнительные регулярные затраты, однако труб требуется меньше, а температуру можно контролировать.

Монтаж трубопровода: важные моменты

Существует две схемы монтажа водяного отопления от котла в частном доме:

• Одноконтурная схема рассчитана только на обогрев помещений. Состоит из котла с воздушной вытяжкой, однотрубной разводки и радиатора с нужным количеством секций. Чтобы обеспечить поступление горячей воды в доме, нужно будет устанавливать дополнительную конструкцию: одна отапливает дом, вторая подает воду. Эта система, простая в сборке и сравнительно дешевая, подойдет для небольших дачных домиков (до ста квадратов). При необходимости систему можно прокачать, установив насос для циркуляции и устройства регулирования температуры.
• Двухконтурная схема позволяет одновременно обогревать помещение и подавать горячую воду. Но эксплуатационные характеристики данной системы таковы, что применима она только для домов, в которых проживает до четырех человек.

Следующий принципиальный момент – тип трубопровода. Их существует три.

• Однотрубная система. По этой схеме вода будет идти от радиатора к радиатору, постепенно охлаждаясь, поэтому следующая батарея будет холоднее предыдущей. Этот вариант не имеет смысла в многокомнатных домах, а для небольшого домика вполне подойдет.
• Двухтрубная система отапливает помещения более качественно. Схемой предусмотрено проведение двух труб к каждой батарее. По одной трубе идет горячая вода, вторая направляет остывшую воду к котлу, что сводит потери тепла к минимуму.
• Коллекторная система самая «теплая». Здесь много труб, каждая из которых подводится к каждому радиатору. Можно контролировать температуру на каждой батарее. Минус в том, что работа по монтажу такой системы очень трудоемкая: мало того, что нужно обустроить большое количество труб, так еще и коллекторный шкаф нужно установить. Не в каждом доме хватит на это места.

Монтаж системы отопления в частном доме

Есть несколько систем отопления, каждая из которых обладает преимуществами и недостатками.

Независимо от выбранного варианта, при монтаже необходимо всё продумать и рассчитать.

Водяное

Чаще количество радиаторов равно числу окон. Дополнительно понадобится запорно-регулирующая арматура, циркуляционный насос, распределительный коллектор.

Выбор котла

Выбор нагревательных котлов широк:

• Твердотопливный — напоминает печное отопление, используются дрова и уголь. Эффективность не слишком высока (75–80%), но стоимость доступна, а монтаж и эксплуатация не представляют сложности.
• Газовый — эффективный и надёжный вариант при подключении к магистральному трубопроводу. Из преимуществ газовых котлов выделяют: компактность, безопасность, доступность, высокий КПД (до 97%). Но для них обязательно нужно присутствие дымохода и вентиляции.
• Электрический — высокая производительность (99%), дешёвое оборудование и монтаж, простота обслуживания, повсеместное распространение электричества — эти достоинства делают такой котёл очень привлекательным для потребителя. Недостаток — дорогая электроэнергия и отсутствие необходимых мощностей.

Фото 1. Электрический котел с высоким уровнем производительности для водяной отопительной системы, прост в установке и эксплуатации.

• Жидкотопливный — в нём используется солярка или отработанное масло. Это наиболее грязное топливо, важно это помнить при чистке оборудования. Да и горючее такого типа не всегда доступно. Эффективность его высока, так же, как и газового.

Способы установки

Водяное отопление можно установить двумя способами: однотрубная и двухтрубная системы разводки.

По однотрубной схеме радиаторы соединяются последовательно, одна труба является и подачей, и обраткой.

Двухтрубная схема такова: тепло подаётся по одной трубе, а возвращается по другой.

Внимание! При расчёте мощности большое значение имеют факторы: утепление дома, материал, из которого он построен, регион проживания и другие моменты.

Сначала нужно знать объем воздуха дома. На один кубометр помещения берётся 40 Ватт тепловой энергии. Ещё 100 Ватт добавляется на окно, 200 — на дверь.

Значения для частного дома умножаются на 1,5 — это коэффициент теплопотерь из-за контакта с улицей.

Например, объем помещения 250 м3. Умножим их на 40, получится 10 тыс. Ватт. В доме 4 окна и 2 двери. Это добавит ещё 800 Ватт требуемой тепловой энергии. Получаем 10800 Вт. Умножим на 1,5, получим 16200 Вт.

Этот результат умножается на региональный климатический коэффициент, который варьируется от 0,7 в южных областях до 2,0 на севере. Возьмём приблизительно 1,2. 16200*1,2=19440 Вт. Значит, искомая производительность котла должна быть около 20 кВт.

Разновидности труб

Трубы для водяного отопления изготавливаются из различных материалов.

• Стальные. Используются часто, хоть и есть много альтернативных вариантов. Такие трубы ржавеют, подвергаются коррозии, для их монтажа нужна хорошая сварка.
• Медь или нержавейка. Этот металл надёжен, долговечен, но не все смогут им воспользоваться из-за высокой стоимости.
• Полипропилен. Самый дешёвый материал для изготовления труб. Имеет следующие недостатки: во-первых, трудно сделать качественную пайку на стыках, это обязательно должен совершать специалист. Во-вторых, во время нагрева полипропилен вытягивается.
• Полиэтилен или металлопластик. Стоит дороже полипропилена, но удобнее в установке. Трубы из этих материалов лучше по внешнему виду и качественнее, так как не вытягиваются.

Фото 2. Полипропиленовые трубы, подходящие для того, чтобы подключить водяную систему отопления.

Как правильно установить?

Стальные нуждаются в сварке, медные стыкуются пайкой, трубы из нержавейки устанавливаются с помощью разборных или прессовых фитингов. Полипропилен также соединяется пайкой, но этот материал при перегревании расплывается, а если нагреть недостаточно, то соединение потечёт. Металлопластик и полиэтилен соединяется прессовыми фитингами.

Батареи бывают алюминиевыми, биметаллическими, стальными и чугунными. Но первые два вида не предназначены для частных домов, так как применяются для теплоснабжения с высоким давлением.

Гораздо лучше подойдут чугунные либо стальные батареи. Обычно их устанавливают под окном, там потери тепла наиболее значительны. Подключение к трубопроводу производится сбоку, снизу либо по диагонали. Боковое и диагональное подсоединение позволяет равномерно прогреть батарею.

Монтаж

При монтаже трубопровода самый распространённый вариант — двухтрубная система автономного отопления. Выполняется в трёх версиях:

• тупиковая схема;
• схема с попутным продвижением воды;
• схема с лучевым распределением.

При установке труб учитывается множество факторов, поэтому лучше всего доверить этот вопрос специалистам.

Прежде чем производить монтаж, делаются расчёты, потом закупаются материалы.

Этапы подключения отопления:

• установка котла;
• монтаж батарей;
• разводка труб (начинается от прибора);
• подсоединение дополнительного оборудования;
• окончательное соединение всех элементов в зависимости от материалов труб.

Газовое

Для устройства газовой системы отопления потребуются котёл, трубы, радиаторы, воздухоотводчики, различные датчики, запорная арматура и термоголовки.

Прежде всего определяют, какой газ подключить — магистральный или сжиженный.

Это важно, так как сжиженный газ поставляется в баллонах, а магистральный под высоким давлением подаётся по трубам.

Важно! Для монтажа магистрального газа требуется разрешение органов Газтехнадзора.

Выбор котла

Котлы различаются по нескольким признакам:

• по типу монтажа — настенные и напольные;
• по функциям — одноконтурные и двухконтурные;
• по способу отвода дыма — атмосферные, турбированные, конденсационные.

По какой схеме провести?

Схемы газового отопления дома подразделяются на естественные (гравитационные) и принудительные (с насосом).

Естественная система обладает невысокой эффективностью, так как скорость движения теплоносителя невелика. Плюс этой схемы в том, что она не зависит от электричества.

Наличие насоса в системе с принудительной циркуляцией позволит использовать трубы меньшего диаметра. Эффективность работы повышается, тепло достигает дальних мест.

Расчёт: для отопления дома требуется 0,1 м3 газа в час. Для площади 200 м3 котёл мощностью 20 кВт будет потреблять энергии 2 м3/час.

Около 100 дней в году система работает на полную мощность, и столько же дней — в половинную нагрузку. Расход газа для холодного сезона: 20*0,1*24=48 м3. Для половинной нагрузки цифры уменьшаются вдвое — 24 м3. Общий расход на отопление составит: (48*100)+(24*100)=7200 м3.

Трубы

Для газового отопления используются следующие виды труб:

• медные;
• трубы из нержавеющей стали;
• полипропиленовые;
• стальные;
• трубы из металлопластика.

Фото 3. Металлопластиковые трубы, которые можно провести при подключении газовой системы отопления.

При установке труб необходимо учитывать:

• мощность давления;
• тип системы — естественная или принудительная;
• конфигурацию и протяжённость труб;
• температуру теплоносителя.

Особенности подключения

Батареи лучше установить под окном. При настенном креплении навешивают на специальные кронштейны горизонтально. Верхний край располагают на 10–12 см ниже подоконника. При напольной установке батареи на специальных ножках устанавливают и крепят к полу гвоздями или дюбелями.

После установки котла и радиаторов приступаем к монтажу трубопровода. Трубы с батареями соединяются несколькими способами подключения:

• одностороннее;
• нижнее;
• боковое;
• седельное.

Фото 4. Отопительный радиатор, монтированный под окном на стене в помещении, с нижним подведением труб.

Метод и порядок установки труб зависит от материала, из которого они сделаны.

Подключение газового оборудования имеет следующие этапы:

1. Проектировка и утверждение работ.
2. Приобретение необходимых материалов.
3. Врезка в газопровод и подключение дома.
4. Установка котла, радиаторов, трубопровода.
5. Пробный запуск системы.

Воздушное

Для установки понадобятся:

• генератор или водяной калорифер;
• увлажнитель воздуха;
• воздуховоды;
• термостат;
• фильтры для очистки воздуха.

Теплоносителем является тёплый воздух, который распределяется по всему дому.

Каким способом сделать отопление?

Для проведения воздушного отопления существует две схемы — принудительная и гравитационная.

В первом случае работающий вентилятор гоняет разогретый генератором газ по воздуховодам.

Вторая действует по принципу гравитации естественным путём. Она не зависит от подачи электроэнергии, так как не имеет насоса, но и нагрев происходит неравномерно.

Чтобы правильно рассчитать мощность системы, сначала определяют, какова величина теплопотерь всего здания. Мощность должна их компенсировать.

Теплопотери рассчитываются по формуле:

Q = S*T/R, где:

S — площадь помещения (м3);

T — разница между внешней и внутренней температурой (°С);

R — тепловое сопротивление материалов (эта величина определяется по таблице сопротивления).

Как подключить?

Монтаж системы воздушного отопления надо сделать так:

• установка котла и теплообменной камеры;
• присоединение вентилятора;
• разводка воздуховодов;
• утепление и изоляция напорных и заборных каналов;
• монтаж специального отверстия в стене дома для рукава забора воздуха.

Собрать систему отопления можно самому, подключение лучше доверить профессионалам.

Сначала устанавливается котёл. Под камерой сгорания устанавливается вентилятор, обратный трубопровод подходит к нему сзади. Сверху теплообменник стыкуется с подающим воздуховодом. Затем подключаются воздуховоды, труба обратной тяги. В трубопроводе устанавливают специальную заслонку для регулировки потока воздуха.

Справка! По желанию проводят работы по скрытию труб и проводов в коробах из гипсокартона.

Пробный запуск и ремонт

Перед тем как ввести систему в работу, необходимо произвести пробный запуск. Это поможет выявить и исправить недочёты монтажа.

Когда система в первый раз заполняется теплоносителем, нужно следить за работой всех приборов и вовремя производить ремонт при необходимости. После наполнения водой выпустить воздух из радиаторов. Обязательна проверка давления, при его падении добавить воды. Если все работает, котёл запускается на полную мощность на несколько часов для проверки.