Как устроить радиаторную систему отопления, чтобы своими руками сотворить в доме теплый микроклимат

17.12.2020

Изготовление своими руками

Одним из преимуществ использования регистров в отопительных системах считается вероятность их независимого производства. Для этого чаще всего используют металлические трубы круглого сечения. Невзирая на то, что коэффициент теплоотдачи регистра отопления в этом случае не будет безупречным — ход производства не потребует специальных навыков.

Для самостоятельного изготовления этого отопительного элемента понадобится труба диаметр от 40 до 70 мм. Наибольшее значение сечения приведет к значительным потерям тепла при циркулировании теплоносителя.

Сделать своими руками отопительный прибор можно по последующей схеме проведения работ:

Вычисление оптимальных характеристик отопительного устройства — диаметра трубы, общей протяжённости секции.
Формирование чертежа для вычисления оптимального числа использованного материала.
Осуществление работ по производству отопительного регистра.
Контроль конструкции на герметичность.

Читать также: Обзор настольных токарных станков по металлу

Для исполнения поставленной задачи понадобится стальная труба, специализированная для формирования главных регистров и магистраль наименьшего диаметра. С ее помощью отопительные приборы будут объединены друг с другом и системой обогрева. Кроме того, потребуются специальные торцевые заглушки на трубы.

На первом этапе следует с помощью болгарки подрезать трубы до необходимой длины. Применять сварочный аппарат для этого не рекомендовано, так как в торцах отопительного регистра из выпуклой трубы сформируется наплав.

Потом производятся отверстия для подсоединения патрубков. Сварным аппаратом привариваются патрубки и устанавливаются торцевые заглушки. Для обеспечения безопасной работы следует определить воздухоотводчик и спускной клапан. Они устанавливаются в верхней части системы, но в обратной стороне относительно места подсоединения к отоплению.

В отдельных случаях производится усовершенствование традиционной схемы стального или биметаллического регистра. Она состоит в установке электрического ТЭНа. Самодельный отопительный прибор будет производить тепло с помощью ТЭНа. Но для этого необходимо при монтаже определить запорную арматуру, чтобы теплоноситель мог циркулировать только лишь внутри отопительного устройства. Так можно сделать хороший источник тепла.

Правильная установка отопительных приборов может быть осуществлена 2-мя способами — на резьбовых соединениях или с помощью сварного аппарата. Все зависит от единой массы конструкции, её размеров и характеристик системы теплоснабжения. В целом эксперты советуют руководствоваться теми же инструкциями, что и при установке радиаторов.

Нагревательные приборы являются обязательным элементом любой системы водяного отопления. Обычно они оказываются самой затратной частью. Хорошей возможностью для экономии может быть применение самодельных радиаторов. Их изготавливают из гладких стальных труб круглого сечения либо из профильных труб. Последний вариант несколько дороже, но позволяет уменьшить глубину прибора и получить более эстетичный внешний вид.

Использование профильной трубы для изготовления отопительных регистров имеет ряд особенностей. Приступая к работе своими руками или принимая решение о покупке «самоделки», необходимо тщательно взвесить все за и против. Изучение основных правил, по которым изготавливаются регистры отопления из профильной трубы, поможет избежать ошибок при самостоятельной работе и даст возможность сделать грамотный выбор необходимых параметров.

Расчет размеров

Сделать самостоятельно трубный прибор отопления не очень сложно. Но здесь есть один важный момент – правильно провести расчет размеров прибора. Ведь именно от них будет зависеть такой показатель, как теплоотдача.

Необходимые показатели

Расчет непростой, потому что для его проведения требуются некоторые критерии самого помещения. К примеру: площадь остекления, количество входных дверей, какие окна установлены, проведена ли теплоизоляция пола, стен и потолка.

Все это учесть сложно, поэтому существует более простой вариант, в котором учитываются всего лишь два показателя:

Радиатор отопления выбирается из расчета теплоотдачи на 10 м² равным 1 кВт тепловой энергии. Высота потолка не должна превышать 2,8 м.

Как это может помочь при сборке самодельного прибора отопления? Для этого придется провести сравнение с обычным чугунным радиатором марки МС-140-500. Теплоотдача его одной секции – 160 Вт, объем – 1,45 л. Что это нам дает?

Можно точно определить, сколько секций будет необходимо, если использовать чугунный прибор. Из количества секций определяется общий объем теплоносителя, который будет помещаться в одной батарее. А зная это число, можно приблизительно установить объем трубного радиатора.

Все дело в том, что теплопроводность стали равна 54 Вт/м*К, а чугуна – 46 Вт/м*К. То есть, небольшая погрешность в меньшую сторону не окажет никакого влияния на качество отдачи тепла.

Пример расчета

Условно будем считать, что восьмисекционный чугунный отопительный прибор соответствует вышеописанному соотношению. Его объем – 8х1,45=11,6 л.

Теперь можно подсчитать длину трубы диаметром 100 мм, которую будем использовать для сборки самодельной батареи. Площадь сечения труб стандартная – 708,5 мм². Делим объем на сечение, получаем длину (литры переводим в мм³): 116000:708,5= 1640 мм. Или 1,64 м.

Небольшое отклонение в обе стороны не будет сильно влиять на теплоотдачу. Поэтому можно выбрать или 1,6 или 1,7 м.

Однотрубная схема отопления

С обогревающего котла нужно провести главную линию, представляющую разветвление. После этого действия в ней находится необходимое число радиаторов, либо батарей. Линия, проведенная согласно проектировкам здания, подключается к котлу. Метод формирует циркуляцию теплоносителя внутри трубы, обогревая здание полностью. Обращение теплой воды настраивается в индивидуальном порядке.

Планируется замкнутая схема отопления Ленинградка. В этом процессе однотрубный комплекс монтируется по актуальной проектировке частных домов. По желанию собственника в добавляются элементы:

Радиаторные контроллеры.
Терморегуляторы.
Балансирующие вентили.
Шаровые клапаны.

Ленинградка регулирует нагрев определенных радиаторов.

Виды систем отопления

Количество тепла, которое будет излучать радиатор отопления, не в последнюю очередь зависит от вида системы отопления и выбранного типа подключения. Чтобы выбрать оптимальный вариант, надо сначала разобраться с тем, какие именно системы отопления бывают и чем они отличаются.

Однотрубные

Однотрубная система отопления — наиболее экономичный вариант с точки зрения затрат при монтаже. Потому именно такой тип разводки предпочитают в многоэтажных домах, хотя и в частных такая система далеко не редкость. При такой схеме радиаторы включены в магистраль последовательно и теплоноситель проходит сначала через один отопительный пробор, затем поступает на вход второго и так далее. Выход последнего радиатора подключается ко входу котла отопления или к стояку в многоэтажках.

Пример однотрубной системы

Недостаток такого способа разводки — невозможность регулировки теплоотдачи радиаторов. Установив регулятор на любом из радиаторов, вы будете регулировать всю остальную систему. Второй значительный недостаток — разная температура теплоносителя на различных радиаторов. Те, которые находятся ближе к котлу, греются очень хорошо, которые дальше — становятся все холоднее. Это — следствие последовательного подключения радиаторов отопления.

Двухтрубная разводка

Двухтрубная система отопления отличается тем, что в ней имеется две нитки трубопровода — подающий и обратный. Каждый радиатор подключен к обеим, то есть получается, что все радиаторы подключены к системе параллельно. Это хорошо тем, что на вход каждого из них поступает теплоноситель одной температуры. Второй положительный момент — на каждый из радиаторов можно установить терморегулятор и с его помощью изменять количество тепла, которое он выделяет.

Недостаток такой системы — количество труб при разводке системы больше почти в два раза. Зато систему легко можно сбалансировать.

Устройство и элементы однотрубной системы отопления

Однотрубная система, как уже говорилось, представляет собой замкнутый контур, включающий котел, магистральный трубопровод, радиаторы, расширительный бак, а также элементы, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя. Циркуляция может быть естественной или принудительной.

При естественной циркуляции движение теплоносителя обеспечивается разной плотностью воды: менее плотная горячая вода под напором остывшей, поступающей из обратного контура, вытесняется в систему, поднимается по стояку до верхней точки, откуда происходит ее движение по магистральной трубе и разбор по радиаторам и другим элементам системы. Уклон трубы при этом должен быть не менее 3-5 градусов. Это условие не всегда можно выполнить, особенно в больших одноэтажных домах с протяженной системой отопления, ведь перепад высоты при таком уклоне составляет от 5 до 7 см на метр длины трубы.

Принудительная циркуляция осуществляется циркуляционным насосом, который устанавливают в обратной части контура прямо перед входом в котел. С помощью насоса создается давление, достаточное для сохранения температуры греющей воды в установленных пределах. Уклон магистральной трубы в системе с принудительной циркуляцией может быть значительно меньше – обычно достаточно бывает обеспечить перепад в 0,5 см на 1 метр длины трубы.

Циркуляционный насос для однотрубной системы отопления

Чтобы избежать застоя теплоносителя в случае отключения электроэнергии, в системах с принудительной циркуляцией устанавливают разгонный коллектор – трубу, поднимающую теплоноситель на высоту не менее полутора метров. В верхней точке разгонного коллектора выполняют отвод трубы в расширительный бак, назначение которого – регулирование давления в системе и исключение его аварийного повышения.

В современных системах устанавливают расширительные баки закрытого типа, исключающие контакт теплоносителя с воздухом. Внутри такого бака установлена гибкая мембрана, с одной стороны которой закачен воздух с избыточным давлением, с другой обеспечен выход теплоносителя. Их можно устанавливать в любом удобном месте системы.

Образец подключения расширительного бака к однотрубной системе отопления

Расширительные баки открытого типа проще в устройстве, но требую обязательной установки в верхней точке системы, кроме того, теплоноситель в них активно насыщается кислородом, что может привести к преждевременному выходу из строя стальных труб и радиаторов из-за активной коррозии.

Последовательность установки элементов такова:

Нагревательный котел отопления (газовый, дизельный, твердотопливный, электрический или комбинированный);
Разгонный коллектор с выходом на расширительный бак;
Магистральный трубопровод, обходящий все помещения дома по заданному маршруту. В первую очередь необходимо провести контур в помещения, наиболее нуждающиеся в обогреве: детскую комнату, спальню, ванную, так как температура воды в начале контура всегда выше;
Радиаторы, установленные в выбранных местах;
Циркуляционный насос непосредственно перед входом обратной части контура в котел.

Что требуется для монтажа

В частном доме устройство отопления своими руками начинают с составления рабочей схемы всей системы обогрева с точными линейными размерами каждого участка трубопровода и площадью помещений. Данные чертежа необходимы для визуалиализации общей схемы отопления и для расчета необходимого количества труб.

Для того чтобы составить исполнительную схему необязательно быть профессиональным чертежником. Достаточно нарисовать произвольный простой чертеж, выполнить на нем расстановку радиаторов отопления и подсчитать количество труб для объединенного контура.

На основании исходных данных и предварительного подсчета необходимого количества тепловой энергии для обогрева дома, можно начинать подбор материалов для устройства домашней автономной системы.

Выбор теплового источника

Котел – это главный элемент генерации тепловой энергии. Главный критерий выбора теплогенератора зависит от вида топлива, как источника его работы. Мощность котла рассчитывается по нескольким факторам:

Объем отапливаемых помещений.
Климатические особенности региона.
Толщина наружных стен.
Наличие теплоизоляции основных конструктивных элементов здания.
Наличия подвального и чердачного помещения.

При выборе отопительного котла важно обратить внимание на адаптацию выбранной модели к отечественным условиям и на наличие сертификата соответствия качества

Трубы

Правильно подобранный вид трубы для отопления исключают технические эксплуатационные проблемы, гарантирует высокую степень надежности греющей линии. Совсем недавно для прокладки отопительных трубопроводов применялись стальные металлические трубы. Собрать такую отопительную сеть было трудно, отдельные трубы нужно было сваривать между собой.

В настоящее время трубную разводку лучше всего проводить из следующих материалов:

полипропиленовые с внутренним армированием из алюминия или стекловолокна;
металлопластик;
сшитый полиэтилен;
полиэтилен с добавками PE-RT;
медь.

Из перечисленного перечня самым популярным считаются полипропиленовые трубы, которые отличаются прочностью, гибкостью, устойчивостью к температурным перепадам и коррозии. Этот материал легко смонтировать и подключить к радиаторам отопления.

Схемы подключения радиаторов

Насколько хорошо будут греться радиаторы зависит от того, как в них подавать теплоноситель. Есть более и менее эффективные варианты.

Радиаторы с нижним подключением

Все радиаторы отопления имеют два типа подключения — боковое и нижнее. С нижним подключением никаких разночтений быть не может. Есть всего два патрубка — входной и выходной. Соответственно, с одной стороны в радиатор подается теплоноситель, с другой отводится.

Нижнее подключение радиаторов отопления при однотрубной и двухтрубной системе отопления

Конкретно, куда подключать подающий, а куда обратный написано в инструкции по монтажу, которая обязательно должна быть в наличии.

Батареи отопления с боковым подключением

При боковом подключении вариантов намного больше: тут подающий и обратный трубопровод можно подсоединить в два патрубка, соответственно, вариантов четыре.

Вариант №1. Диагональное подключение

Такое подключение радиаторов отопления считают наиболее эффективным, его берут за эталон и именно так испытывают производители свои отопительные приборы и данные в паспорте по тепловой мощности — для такой подводки. Все остальные типы подключения менее эффективно отдают тепло.

Диагональная схема подключения радиаторов отопления при двухтрубной и однотрубной системе

Все потому, что при диагональном подключении батарей горячий теплоноситель подается на верхний вход с одной стороны, проходит через весь радиатор и выходит с противоположной, нижней стороны.

Вариант №2. Одностороннее

Как понятно из названия, подключаются трубопроводы с одной стороны — подача сверху, обратка — снизу. Этот вариант удобен, когда стояк проходит сбоку от отопительного прибора, что часто бывает в квартирах, потому именно такой тип подключения обычно и преобладает. Когда теплоноситель подводится снизу, такая схема используется нечасто — не очень удобно располагать трубы.

Боковое подключение для двухтрубной и однотрубной системы

При таком подключении радиаторов эффективность нагрева только чуть ниже — на 2 %. Но это только если секций в радиаторах немного — не более 10. При более длинной батарее ее дальний от край будет плохо греться или вообще останется холодным. В панельных радиаторах для решения проблемы ставят удлинители потока — трубки, которые доводят теплоноситель чуть дальше середины. Такие же устройства можно устанавливать в алюминиевые или биметаллические радиаторы, улучшая при этом теплоотдачу.

Вариант №3. Нижнее или седельное подключение

Из всех вариантов седельное подключение радиаторов отопления самое малоэффективное. Потери составляют примерно 12-14%. Но данный вариант самый незаметный — трубы обычно укладываются по полу или под ним и такой способ наиболее оптимальный с точки зрения эстетики. А чтобы потери не влияли на температуру в помещении, можно радиатор взять чуть более мощный чем требуется.

Седельное подключение радиаторов отопления

В системах с естественной циркуляцией такой тип подключения делать не стоит, а вот при наличии насоса работает она неплохо. В некоторых случаях даже не хуже бокового. Просто при какой-то скорости движения теплоносителя возникают вихревые потоки, вся поверхность разогревается, повышается теплоотдача. Данные явления пока не изучены до конца, потому спрогнозировать поведение теплоносителя пока невозможно.

Подключение радиатора к однотрубной системе отопления

«Ленинградка» — самая распространенная, экономически выгодная однотрубная система отопления (см. схему). Она применяется в квартирах и домах небольшой площади. Бывает вертикальной – в подъездах дома между этажами, и горизонтальной – в комнате или на одном этаже.

К однотрубной системе отопления можно подключить радиаторы с нижним и верхним подключением. Если у радиатора нижняя разводка, то теплоноситель устанавливается ниже уровня нагревательных приборов, от него идут горизонтально трубы, которые затем поднимаются вверх к батареям. У радиаторов с верхней разводкой, наоборот – теплоноситель устанавливается на максимально высокой точке отопительной системы, и оттуда идет циркуляция воды.

Только в однотрубных схемах отопления применяются вентили для перекрытия воды. Они располагаются на так называемых отводных участках, объем которых в разы меньше основных труб системы отопления.

Полезные советы

Многие считают, что вариант подключения радиатора не так важен, когда дело касается теплоотдачи. Ведь многое будет зависеть от выбранного типа источника тепла. К примеру, у биметаллических радиаторов отопления теплоотдача выше, чем у чугунных. Но представьте, что чугунные приборы установлены по диагональному принципу движения теплоносителя, а биметаллические по нижнему. В первом случае теплопотери составляют 2%, а во втором — 12%. Разница в потерях — целые 10%. Для отопительной системы это достаточно высокий показатель, который будет влиять не только на температурный режим внутри помещений, но и на количество потребляемого топлива

Для частных домов это очень важно

Сегодня специалисты дают рекомендации, касающиеся повышения теплоотдачи приборов. Для этого на стене позади радиатора можно установить отражающую панель, например, обычный кусок ДВП, отделанный алюминиевой фольгой. Но учтите, что расстояние от стены до радиатора в этом случае должно быть минимум 1,5 см.

Виды

Основной признак, по которому могут различаться однотрубные варианты отопления, это схема циркуляции теплоносителя.

Вертикальная схема

Ее особенностью является применение вертикальных стояков и возможность установки в многоэтажных домах. При этом теплообменники отопления подключаются последовательно, начиная с верхнего этажа. Кроме того, наличие вертикального стояка позволяет организовать самотечную сборку, не требующую применения циркуляционного насоса.

Теплоноситель здесь будет приходить в движение, стекая под воздействием гравитации по имеющим некоторый наклон горизонтальным участкам труб. Кроме того, теплоноситель дополнительно будет двигать сила, возникающая в вертикальных стояках за счет разности в плотности теплоносителя с разной температурой.

Горизонтальная

Применяется лишь в одноэтажных домах. Может быть как самотечной, так и с принудительной циркуляцией. Все радиаторы отопления в горизонтальных системах подключаются параллельно. Возможно создание схем с несколькими петлями, подключаемыми через коллектор.

Кроме того, существует вариант однотрубного отопления, в котором теплоноситель проходит не только через радиатор, но и параллельно через трубу небольшого диаметра.

Это позволяет создавать более длинные петли за счет более эффективного распределения тепла по всей длине отопительной магистрали. Называется такая схема «ленинградка».

Монтаж своими руками

Строительство отопления состоит из нескольких этапов:

1. Установка котла и монтаж верхней магистрали, по которой вода будет подаваться на радиаторы.

2. В магистраль включается расширительная ёмкость, оснащённая сливным краном и контрольным патрубком.

3. Проводка магистрали по помещению таким образом, чтобы её путь пролегал через все места, где установлены батареи.

4. Параллельно первой магистрали проводится обратная. В неё, в удобном месте, врезается циркуляционный насос.

5. Теперь можно подключать радиаторы. Лучше оснастить их запорными кранами как на входе, так и на выходе — это позволит каждому радиатору работать автономно, и в случае, если одному из них понадобится ремонт, его можно будет произвести, не отключая отопление полностью.

Важные нюансы при монтаже отопления по двухтрубной схеме:

Между первым и последним радиаторами в цепи должен быть уклон около 1 см/м.
Следует по возможности избегать прямых углов соединения труб, так как это может снизить скорость потока воды. Лучше использовать связку из двух полуотводов.
Если котёл и компенсационный бак установлены на чердаке, то чердак должен был хорошо утеплён. Кроме того, трубы, проходящие по чердаку, нужно оснастить теплоизоляцией.
Радиаторы должны быть оснащены кранами Маевского для стравливания воздуха — это упростит задачу по запуску и развоздушиванию.

После монтажа систему нужно опрессовать, чтобы исключить утечки и плохие соединения. Для этого открываются все краны, кроме внешних, после чего электрическим или ручным насосом подаётся вода, и нагнетается давление до 3-4 атмосфер.

Затем проводится визуальный осмотр всех соединений на предмет протечек. Если таковые есть, они устраняются, и процедура повторяется.

Двухтрубное отопление

Отличительная особенность двухтрубной разводки – наличие двух контуров, один из которых предназначен для подачи разогретого теплоносителя к радиаторам, а второй необходимо для возврата остывшего теплоносителя в котел. Двухтрубная конструкция дает возможность подключать радиаторы параллельно, в результате чего каждый из них получает теплоноситель одинаковой температуры.

Благодаря параллельному подключению удается достичь независимости каждого радиатора, потому на них можно устанавливать отдельные терморегуляторы для настройки теплоотдачи. Единственным недостатком такой разводки является высокая себестоимость – для обустройства отопления требуется в два раза больше материалов. Впрочем, эти затраты в дальнейшем с лихвой окупаются.

Монтаж однотрубной системы своими руками

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией обычно оборудуется радиаторами, установленными на байпасах. Простая врезка приборов существенно усложнит эксплуатацию – например, при необходимости провести ремонт придется отключить всю систему. Кроме того, отсутствие байпасов не позволяет регулировать теплоотдачу отдельных радиаторов.

Как правило, монтаж системы отопления в частном доме и трубопровод в такой схеме прокладывается в подпольном пространстве, поэтому радиаторы подключаются нижним способом – то есть, оба выхода байпаса подключаются к нижним патрубкам батарей.