Обзор и выбор отопления для частного дома и его расчет

Виды котлов и других водогрейных аппаратов

Эффективность работы отопления в частном доме зависит от установки, нагревающей рабочее тело (воду). Правильно подобранный агрегат вырабатывает количество теплоты, необходимое для радиаторов и бойлера косвенного нагрева (при наличии), экономно расходуя энергоносители.

Автономная водяная система может работать от:

• водогрейного котла, использующего определенное топливо — природный газ, дрова, уголь, солярку;
• электрокотла;
• печи на дровах с водяным контуром (металлической или кирпичной);
• теплового насоса.

Чаще всего для организации отопления в коттеджах применяют именно котлы – газовые, электрические и твердотопливные. Последние изготавливаются только в напольном исполнении, остальные теплогенераторы – настенном и стационарном. Дизельные агрегаты используются реже, причина – высокая цена горючего. Как правильно выбрать водогрейный бытовой котел, рассматривается в подробном руководстве.

Печное отопление, совмещенное с водяными регистрами или современными радиаторами – неплохое решение для обогрева дачи, гаража и небольшого жилого домика площадью 50—100 м². Недостаток — помещенный внутрь печки теплообменник нагревает воду бесконтрольно

Чтобы избежать закипания, важно обеспечить принудительную циркуляцию в системе

Тепловые насосы не получили широкого распространения на территории стран бывшего Союза. Причины:

• основная проблема — дороговизна оборудования;
• из-за холодного климата аппараты типа «воздух – вода» попросту неэффективны;
• геотермальные системы «земля – вода» сложны в монтаже;
• электронные блоки и компрессоры тепловых насосов весьма дороги в ремонте и обслуживании.

Из-за высокой цены срок окупаемости агрегатов превышает 15 лет. Но эффективность установок (3—4 кВт теплоты на 1 затраченный киловатт электроэнергии) привлекает мастеров – умельцев, пытающихся собрать самодельные аналоги из старых кондиционеров.

Как своими руками изготовить простейший вариант теплового насоса, смотрите на видео:

Виды тепло- и энергоносителей для систем отопления в частном доме

Отпление в частном доме по типу используемого энергоносителя может быть:

• Электрическим.
• Газовым.

По типу теплоносителя:

• Водяным.
• Воздушным.

Каждую из систем отопления подробно разберем в следующих разделах.

Классификация и особенности водяного отопления с газовыми или электрическими котлами

Изложенная ниже классификация соответствует одновременно всем видам котлов, в качестве теплоносителя для которых применяется жидкость. Это могут быть газовые, электрические, твердотопливные и пр. генераторы теплоты. Система отопления частного дома может обладать двумя видами циркуляции:

1. Естественной (природной). Она возникает вследствие разницы температур и плотности теплоносителя в подающем трубопроводе и обратном. Горячие массы воды стремятся вверх, в то время как холодные – вниз. Нужно сказать, что такой метод циркуляции в наше время не имеет должной популярности. Объясняется это его недостатками, такими как медленный разогрев теплоносителя, а также требовательность к уклонам трубопроводов. Если на каком-либо участке будет малейший контруклон, то циркуляция рабочей среды будет невозможна. В таком случае подключение новых приборов отопления (например, при достройке помещений) практически исключена, так как будет нарушаться гидравлический баланс. Особых проблем доставляет пользователям естественных систем циркуляции воздух, который скапливается в трубопроводах и нарушает циркуляцию.
2. Принудительной. Предполагает использование насосного оборудования. Этот вид считается современным, так как использование циркуляционного насоса решает все возможные проблемы, которые присущи предыдущему виду. Монтаж отопления в частном доме возможен даже своими руками, потому что не нужно соблюдать уклоны трубопроводов.

Система отопления может быть открытой и закрытой. В первом случае используется открытый расширительный бак, во втором – закрытый. Открытый тип является пережитком прошлого и применялся при использовании естественной циркуляции. Открытые расширительные баки плохи тем, что они позволяют теплоносителю контактировать с окружающей средой.

Не все материалы это приветствуют, потому что это приводит к коррозионным процессам.

Что касается схемы расположения трубопроводов, то здесь все довольно просто. Вы можете выбрать для своего частного дома схему:

• Однотрубную. В таком случае отопительные приборы подключены последовательно один за другим. Такая схема великолепно подойдет для одноэтажного дома.
• Двухтрубную. Характеризуется наличием двух магистралей – подающей и обратной. Подключение каждого радиатора в ней индивидуально. Есть варианты, при которых оба трубопровода располагаются наверху, внизу, либо подающий наверху, а обратный – внизу. Двухтрубная схема отопления частного дома – идеальный вариант для построек с двумя и более этажами.

Если уже вспомнили про приборы отопления, то у вас есть широкий выбор. Ориентироваться необходимо на располагаемый бюджет, а также характеристики системы. Вы можете приобрести радиаторы следующих типов:

• Чугунные. Это старая добрая классика, которая нам известна еще со времен советского союза. Яркими ее представителями являются чугунные секционные радиаторы МС140. Они характеризуются низкой стоимостью, неприхотливостью к качеству теплоносителя, а также долговечностью. Но к недостаткам относится их низкая инерционность, которая не позволяет качественно выполнять регулировку температуры в помещении.
• Алюминиевые. Обладают высокой ценой и великолепной тепловой отдачей. Не рекомендуется их использование с металлическими трубопроводами, потому что это может привести к окислительным реакциям и уменьшению срока их эксплуатации.
• Стальные. На втором месте в ценовой категории после чугунных. Их существует большое множество: панельные (штампованные), трубчатые и секционные. Категорически не допускается их использование в открытых системах отопления, так как они быстро поддаются коррозии.
• Биметаллические. Являются золотой серединой по соотношению цены и качества. Исходя из названия, можно догадаться, что они выпускаются из двух видов металлов, для этого используется сталь и алюминий. Из стали создается внутренний сердечник, который находится в алюминиевом кожухе. Такой симбиоз позволяет их использовать в системах с большим давлением и добиваться высокой теплоотдачи. Также биметаллические радиаторы не боятся гидравлических ударов.

Подключение электрического котла

О системе отопления многоэтажного дома

Система отопления дома. как правило, является однотрубной; разлив или верхний, или нижний. Что касается обратки и подачи, то они могут быть размещены в подвале, но возможно, что обратка находится в подвале, а подача расположена на чердаке. Движение воды в стояках может быть попутным и идти сверху вниз или же встречным и идти снизу вверх (в этом плане имеет значение то, какая была использована схема отопления дома ).

Система отопления.

Есть такие стояки, которые используются со встречным теплоносителем, могут они быть и попутным. Если схема отопления дома именно такая, то в любой системе функционирует стояк полотенцесушителя (при этом система может быть как с открытым водозабором, так и с закрытым).

Очень важное значение имеет количество секций и размер радиаторов отопления. Такие параметры необходимо определить посредством расчетов, по мере того как остывает вода в теплоносителе

В связи с этим есть один хороший совет: если появится желание заменить радиаторы на более новые и современные, то пользоваться услугами знакомых не стоит, так как нужно принимать во внимание продвижение и остывание теплоносителя. В этом случае рекомендуется воспользоваться услугами компании, обслуживающей дом, и не стоит выкидывать перемычки, так как компания заинтересована в их восстановлении. Таким образом, становится понятно, что многоэтажный дом отапливается по довольно простой, но очень эффективной системе

Тем не менее если произошли какие-то сбои, то не стоит заниматься ремонтом самостоятельно (особенно если нет соответствующей подготовки). В любом случае нужно обязательно вызвать мастеров из обслуживающей компании, которые, как правило, в самые короткие сроки устраняют все неполадки. Мастера применяют следующие инструменты:

Таким образом, становится понятно, что многоэтажный дом отапливается по довольно простой, но очень эффективной системе. Тем не менее если произошли какие-то сбои, то не стоит заниматься ремонтом самостоятельно (особенно если нет соответствующей подготовки). В любом случае нужно обязательно вызвать мастеров из обслуживающей компании, которые, как правило, в самые короткие сроки устраняют все неполадки. Мастера применяют следующие инструменты:

• трубный (газовый) ключ;
• разводной ключ;
• трубогиб;
• обжимные клещи.

При помощи задвижек такой дом подключен к центральной системе теплоснабжения.

Сразу же за задвижками установлены фильтры грубой очистки, так называемые грязевики. Они улавливают крупные и средние фракции грязи из подаваемой горячей воды для отопления дома. После грязевиков устанавливаются еще одни задвижки, через которые подается горячая вода для нужд жильцов дома. Получается, что в открытой системе отопления вода нагревается сразу для двух целей для отопления и подачи горячей воды (системы горячего водоснабжения ГВС). Однако для того чтобы жилец дома мог спокойно пользоваться горячей водой задвижки устанавливают с подачи и обратки системы отопления многоэтажного дома.

При нормальных условиях температура подачи горячей воды в систему отопления достигает 150 градусов. Чтобы появилась возможность использовать горячую воду ее подают жильцам после того как она прошла сквозь  отопительные приборы всех  квартир и отдала тепло .  Горячая вода вернувшаяся через обратку отопления будет не больше 60-70 градусов. Если температура горячей воды подающейся в системы отопления низкая (так бывает в начале отопительного сезона и при небольших заморозках) вода берется с подачи.

После ГВС устанавливаются еще одни задвижки при помощи, которых возможно перекрыть отопление дома, а в некоторых случаях устанавливается коллектор.

В домах больше пяти этажей  устанавливается однотрубная система отопления многоэтажного дома.

Отличаться может только подача горячей воды в систему отопления. Подача может быть с верхним (подается с чердака) либо нижним разливом (подается с подвала).

Так как давление горячей воды в системах отопления довольно высокое возможно достичь практически одного уровня прогрева  каждой квартиры в доме. Недостатком такой системы отопления является то,что при необходимости слить и заполнить воду в системе, в отопительной системе может оставаться воздух. Кран Маевского на радиаторах может помочь решить данную проблему. Альтернативным вариантом центрального может быть индивидуальное отопление квартиры.

Другие виды подключения

Есть более выгодные варианты, чем нижнее подключение, которые обеспечивают снижение теплопотерь:

1. Диагональное. Все специалисты давно пришли к выводу, что этот тип подключения идеален независимо от того, в какой трубной схеме обвязки он применяется. Единственная система, где невозможно использовать этот вид — это горизонтальная нижняя однотрубная система. То есть та самая ленинградка. В чем суть диагонального подключения? Теплоноситель движется внутри радиатора по диагонали — от верхнего патрубка к нижнему. Получается, что горячая вода равномерно распределяется по всему внутреннему объему прибора, опускаясь сверху вниз, то есть естественным путем. А поскольку скорость движения воды не очень велика при естественной циркуляции, то теплоотдача будет высокой. Теплопотери в таком случае составляют всего лишь 2%.
2. Боковое, или одностороннее. Этот вид очень часто используется в многоквартирных домах. Подключение производится к боковым патрубкам с одной стороны. Специалисты считают, что этот вид — один из самых эффективных, но только если в системе установлена циркуляция теплоносителя под давлением. В городских квартирах с этим проблем нет. А чтобы обеспечить его в частном доме, придется устанавливать циркуляционный насос.

В чем преимущество одного вида перед другими? По сути, правильное подключение — это залог эффективной теплоотдачи и снижения теплопотерь. Но чтобы правильно подсоединить батарею, необходимо расставить приоритеты.

Возьмем, к примеру, двухэтажный частный дом. Что предпочесть в этом случае? Здесь несколько вариантов:

Двух и однотрубная системы

• Установить однотрубную систему с боковым подключением.
• Провести монтаж двухтрубной системы с диагональным подключением.
• Использовать однотрубную схему с нижней разводкой на первом этаже и с верхней разводкой на втором.

Так что варианты схем подключения всегда можно найти. Конечно, придется учесть некоторые нюансы, например, расположение помещений, наличие подвала или мансарды

Но в любом случае важно правильно распределить радиаторы по комнатам с учетом количества их секций. То есть мощность отопительной системы придется учесть обязательно даже при таком вопросе, как правильное подключение радиаторов. В одноэтажном частном доме правильно подключить батарею будет не очень сложно, учитывая длину отопительного контура

Если это однотрубная схема ленинградка, то возможно только нижнее подключение. Если же двухтрубная схема, то можно использовать коллекторную систему или солнечную. Оба варианта основаны на принципе подсоединения одного радиатора к двум контурам — подачи теплоносителя и обратки. В этом случае чаще всего используется верхняя трубная разводка, где распределение по контурам производится в чердачном помещении

В одноэтажном частном доме правильно подключить батарею будет не очень сложно, учитывая длину отопительного контура. Если это однотрубная схема ленинградка, то возможно только нижнее подключение. Если же двухтрубная схема, то можно использовать коллекторную систему или солнечную. Оба варианта основаны на принципе подсоединения одного радиатора к двум контурам — подачи теплоносителя и обратки. В этом случае чаще всего используется верхняя трубная разводка, где распределение по контурам производится в чердачном помещении.

Кстати, этот вариант считается оптимальным как в плане эксплуатации, так и при ремонтном процессе. Каждый контур можно отсоединить от системы, не выключая последней. Для этого в точке развода труб устанавливается отсекающий вентиль. Точно такой же монтируется и после радиатора на патрубке обратки. Стоит только перекрыть оба вентиля, чтобы отсечь контур. Проведя слив теплоносителя, можно спокойно заниматься ремонтом. При этом все остальные контуры будут работать в штатном режиме.

Выбор оптимального источника тепла — первый шаг для правильного расчёта

Чтобы знать, как рассчитать систему отопления для частного дома, нужно правильно выбрать источник тепла. Как правило, начинают с анализа доступных в регионе энергоресурсов с учётом климатических условий. Выбор обычно идёт в пользу наиболее дешёвого топлива. Популярными являются системы обогрева, работающие на природном газе, электричестве, угле или дизеле.

Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки:

1. Котлы на природном газе. Считаются наиболее дешёвым вариантом обогрева, но к магистрали природного газа не всегда есть возможность подключиться. Газовые котлы отличают высокий КПД, автоматизация управления процессом работы, безопасность при соблюдении правил подключения к газовым сетям. Нужно понимать, что такое КПД котла, чтобы изначально сделать правильный выбор оборудования. Небольшое по размеру газовое оборудование имеет высокий уровень производительности. Цена на природный газ растёт, но все равно этот вид топлива остаётся наиболее экономичным.
2. Электрокотлы. Компактные, не требуют громоздких дымоходов, со своей функцией справляются не хуже газовых, если не поводит электроподача. Не особо популярно из-за дороговизны электроэнергии. Поэтому расчет электрического отопления частного дома делают обязательно.
3. Котлы на твёрдом топливе. Вновь востребованы в связи с развитием загородного частного строительства. Наряду с обычными котлами продаются агрегаты с возможностью автоматической загрузки топлива.
4. Отопительное оборудование, работающее на солярке или отработанном масле. Часто используется для отопления в загородных коттеджах. Чтобы применять такое топливо, нужно соорудить для него резервуар. Не всех устраивает из-за резкого запаха дизеля, который стоит в котельной.

Двухтрубная попутная схема системы отопления

Двухтрубная схема является наиболее качественной с точки зрения управления. В ней отопительные приборы подключены к трубопроводам параллельно. Этот принцип дает удобство в регулировании температуры, позволяет отключить отдельные приборы для профилактики и ремонта.

Часть теплоносителя из подающего трубопровода поступает в радиатор, основная масса движется в последующие отопительные устройства. Этот тип обвязки применим для автономных и централизованных систем отопления. Установка термостатических головок может полностью автоматизировать процесс управления отоплением.

Какую систему отопления выбрать?

Однотрубную схему даже не стоит рассматривать при проживании в современном мегаполисе, где практически не осталось зданий с проблемами энергоносителей. Экономия денег также не должна быть причиной выбора устаревших технологий проектирования систем отопления. Такой вариант подойдет лишь в далеких от города конструкциях, например, на даче (не современной).

Лучшая разводка в доме — это двухтрубная лучевая. Высокая стоимость установки такой системы более чем оправдана. Надежность и поддержание оптимального уровня тепла в помещении превыше всего.

Стоит также отметить, что перед установкой подогрева пола, необходимо провести расчет и сбалансировать уровень притока тепла и его потерь из-за специфики здания. Таким образом, можно выяснить, хватит ли стандартного обогрева или необходимо дополнительно установить радиаторы.

Читайте так же:

Подключение радиаторов отопления схемы обвязки монтаж батарей

Ранее мы уже рассматривали вопрос монтажа системы отопления в квартире в одной из предыдущих наших статей, кто еще не читал ее — советуем прочитать, перейдя по прямой ссылке кликнув на ее название «Как сделать отопление в квартире своими руками». В этой статье мы упоминали о монтаже радиаторов отопления в квартире. Сегодня же мы рассмотрим подробнее схемы подключения отопительных батарей, а также их преимущества и недостатки.

На сегодняшний день существует только две основные схемы систем отопления:

Однотрубная система отопления

Принцип действия данной системы ясен уже с названия. Горячая вода от котла отопления подается в здание, по верхнему уровню стекая вниз по отопительным приборам, которые установлены в квартирах многоэтажного дома или помещениях частного дома. Эта система очень сильно распространена во всех типичных квартирах. Все бы было хорошо если бы ни одно — но… Недостатком данной системы является, то, что нет возможности регулировать температуру отопительных приборов (батарей и радиаторов) без установки дополнительных конструктивных элементов. Помимо этого, так как теплая вода проходит существенное расстояние то, доходя до нижнего этажа или крайнего помещения, она заметно теряет температуру, из-за чего в следующих помещениях всегда будет холодней предыдущих.

Двухтрубная систем отопления

В данной системы применяется две линии труб, по одной подается теплая вода, а остывшая – по другой возвращается на подогрев. По сравнению с однотрубной системой отопления, в которой радиаторы подключаются последовательно, в двухтрубной системе отопления отопительные радиаторы подключаются параллельно независимо друг от друга. Даная система отопления, как правило, применяется в частных домах или коттеджах. Преимуществом такой системы является то, что температура отопительных приборов во всех помещениях одинакова и для регулировки температуры в помещении достаточно лишь установить у подающую трубу терморегулятор.

Прежде чем приступить к схеме подключения батарей, давайте подробнее рассмотрим их конструкцию принцип работы и дополнительные устройства.

Ну, вроде все и так понятно кроме «байпаса». «Байпас» — это всего лишь небольшой отрезок трубы, который размещается между подводящей трубой и отводящей или как ее называют «обраткой». Диаметр трубы «байпаса» должен быть немного меньшим от диаметра основных труб (подводящей и обратки). В установке данного устройства есть необходимость лишь тогда когда необходимо установить терморегулятор на радиатор при однотрубной системе отопления.

Теперь давайте перейдем к схеме подключения радиатора отопления. Существует несколько способов разводки труб и подключения батарей отопления, мы рассмотрим только самые распространенные с них:

Одностороннее подключение радиаторов отопления

На сегодняшний день наиболее распространенным остается боковое односторонне подключение радиаторов отопления. При таком подключении радиаторов горячая вода поступает в верхний патрубок батареи, а охлажденная уходит через нижний патрубок. Схема данного способа подключения дает максимальную теплоотдачу. Если только переместить подачу с отдачей (горячая вниз – холодная вверх) мощность падает примерно на 8%.

Диагональное подключение батарей отопления

Данный вариант обвязки, как правило, применяется для радиаторов большой длины. Благодаря такому способу подключения есть возможность равномерно прогревать радиатор по всей длине. Так же как и при одностороннему подключении, питающую трубу необходимо подсоединять к верхнему патрубку радиатора, а вот отводящую к нижнему, но с другой стороны. При обратном подключении мощность радиатора падает на 10-11%.

Нижнее подключение радиаторов

Такой вид подключения отопительных батарей используется только в тех случаях, когда сама система труб отопления спрятана в полу. Хоть и красиво, но с боковой схемой подключения мы получаем на 8-10% меньшую теплоотдачу радиатора.

Напоследок давайте напомним правила монтажа радиаторов отопления в жилых помещениях.

Обычно батареи устанавливаются под окнами не, потому что это красиво, а потому что исходящий от радиаторов горячий поток воздуха создает своеобразную завесу, которая не позволяет холоду и сквознякам от окна проходить в помещение.

Для достижения оптимальных параметров теплоотдачи радиаторов следует придерживаться определённых установочных расстояний:

— Высота установки радиатора над полом должна быть от 10 до 13 см;

— Расстояние между стеной и радиатором должно быть в пределах 2-5 см;

— От верхней части ниши или подоконника радиатор должен располагаться на 7 — 11 см.

Варианты электрического обогрева

Самый труднореализуемый вариант – это покупка и монтаж электрокотла с проведением системы водяного отопления. Куда проще устроить во всех помещениях местный обогрев с помощью таких средств:

• конвекторы и тепловентиляторы;
• инфракрасные обогреватели;
• системы напольного обогрева.

С конвекторами вам предстоит меньше всего забот. Посчитали, какой мощности обогреватель нужен в каждое помещение, купили и установили их на стены, а потом проводим к ним кабели. Места установки аппаратов те же, что и для отопительных радиаторов, — под окнами и около глухих стен с северной стороны. Каждый конвектор имеет свой терморегулятор, так что об автоматизации заботиться не нужно.

Настенные и напольные инфракрасные обогреватели ставятся по такому же алгоритму, что и конвекторы. Только места установки выбирают иначе – надо, чтобы в зону действия прибора попало как можно больше объема комнаты. Так будет правильно с точки зрения распространения инфракрасного излучения. Насколько велика эта зона, сказано в инструкции по эксплуатации аппарата.

Электрические системы напольного обогрева бывают двух типов: кабельная и от полимерной пленки с углеродными нагревательными элементами. Последнюю удобно стелить в домах с полами на деревянных лагах, достаточно заложить пленку под напольное покрытие по всей площади помещения. Практикуется и встраивание инфракрасной пленки в конструкции потолка и стен.

Для чего нужен расчёт

От вопроса, как правильно рассчитать систему отопления, зависит, насколько эффективно будет выполнять свою задачу её составляющие. Если взять котёл меньшей мощности, чем необходимо, он будет постоянно работать «на пределе», а в зимнюю стужу и вовсе не справится со своей функцией.

Установка котла и монтаж обогревательной магистрали обходится не дёшево. Любая переделка забирает немалые средства в семейном бюджете. Кроме того, именно от правильного расчёта зависит экономия энергоресурсов

Не важно, о каком виде топлива идёт речь — газе, электричестве, угле или солярке.

Теплоносителем чаще всего выступает обычная вода. Системы бывают открытого и закрытого типов. Если правильно подобрать оборудование и грамотно сделать расчет отопления частного дома, можно не беспокоиться за долговечность и качество системы обогрева.

Второй вариант автономной системы отопления — это использование автономной газификации.

По стоимости на первоначальном этапе будет конечно дороже. В дальнейшем эксплуатация такой системы отопления будет гораздо удобнее. Раз или два раза в сезон заправили емкость (газгольдер) и всё работает как часики.

Газовые котлы гораздо долговечнее и проще в обслуживании. Плюс ко всему нет необходимости складировать где-то топливо.

Из всех систем (ИМХО) — это, пожалуй, самое удобное из автономных систем отопления помимо магистрального газа и электричества.

При выборе автономной системы газового отопления необходимо присмотреть конденсационный котел и использовать в доме низкотемпературное отопление с помощью теплых полов. Это даст существенную экономию по расходу газа. Конденсационные котлы способны работать с повышенным КПД по отношению к классическим газовым. Условие одно котел должен работать при температуре в системе 50/30 гр. 50 градусов на подаче и 30 гр. на обратке. Такое возможно достичь только, используя систему теплый пол.

На какой схеме лучше всего остановить свой выбор?

Разнообразие схем домашнего отопления вызывает у владельца дома резонный вопрос о выборе самой эффективной системы отопления для своего дома. В настоящее время однотрубные и самотечные системы практически не применяют. Обычно данные схемы рекомендованы для местности с нестабильной подачей электричества.

В современных городах, поселках городского типа и даже в сельской местности уже не существует каких-то проблем с энергоресурсами. Поэтому самотечные системы применяются только в отдаленных от цивилизации местах, например, далеко расположенных дачных участках.

Для частных домов, где планируется обогревать помещения радиаторами отопления, самые лучшие результаты показывает двухтрубная или лучевая схема обустройства обогревательной сети. Хотя оба варианта отличаются схемой трубной разводки, их объединяет возможность отключения и замены потекшего радиатора без отключения основного отопления.