Схемы отопления частного дома своими руками

Котлы на электрической энергии

Электрические котлы в настоящее время занимает первое место по эффективности, так как КПД почти всех моделей находится на уровне 99%

При этом, что очень важно, не потребуется организация систем дымоотведения и вентиляции. Нужды в обслуживание электрических котлов практически не существует, кроме чистки оборудования примерно раз в 2-3 года

Организацию схемы электрического отопления частного дома своими руками реализовать несложно: степень автоматизации здесь может иметь какую угодно степень. Строго говоря, после правильно проведенного монтажа о котле можно попросту забыть.

Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Для начала необходимо рассмотреть положительные характеристики использования двухтрубных схемы:

• Самотечная схема не зависит от состояния электричества. Однако в этом случае придется подобрать электронезависимый вид котла, а также дополнительно требуется обвязка без подключения к общей сети.
• Тупиковая система – это один из лучших аналогов однотрубных системы. В качестве ее основных преимуществ специалисты выделяют простой монтаж и универсальность. Именно благодаря этим качеством установить систему можно самостоятельно без помощи профессионалов.
• Как уже упоминалось ранее, система петли Тихельмана характеризуется идеальным гидравлическим балансом, а также возможность работать с большим количеством радиаторов.
• Если вам необходимо выбрать способ для скрытой установки труб и автоматизировать работу всей системы, то лучшим вариантом станет коллекторная разводка.
• В самотечных системах также выделяют такие достоинства, как возможность удаления излишек воздуха без дополнительных клапанов и простое заполнение теплоносителем.

Однако идеальных систем не бывает, поэтому нужно также рассмотреть недостатки приведенных алгоритмов:

• Если устанавливать систему с естественной циркуляцией, то придется потратить значительную сумму. Кроме того, она обладает большими габаритами. Очень сложно установить скрытую прокладку, поскольку большая часть всех деталей останется на видном месте.
• При монтаже петли Тихельмана разводка может проходить через дверные проемы. Чтобы справится с этой проблемой, нужно конструировать обходные петли.

Аварийные варианты

В каждой схеме обвязки обязательно должен быть предусмотрен контур на случай чрезвычайных ситуаций. В его задачу входит:

— защита от перепадов давления;

— защита от повышения температуры выше разрешенной;

— предотвращение образования влаги.

В его задачу как раз входит сброс избыточного давления из системы. Монтируется он на выходе из котла отдельно или в составе группы безопасности.

Его задача максимально ответственна – предотвратить перегрев как котла, так и системы в общем. Случиться перегрев может по 2м причинам:

— в котел загрузили слишком много топлива. полученное тепло превысило потребность.

— отключили электричество и насос перестал работать.

Для нормальной работы этого контура также необходима установка датчика температуры с клапаном и узла охлаждения в трубу подачи воды в котел. Как только температура теплоносителя превысит максимально разрешенную, датчик сигнализирует об этом и провоцирует открытие клапана.

После срабатывания клапана вода начинает заполнять узел охлаждения, снижая температуру основного теплоносителя.

Один из вариантов по охлаждению системы. Особенность его состоит в том, что потребуется подсоединить накопительный бак для контура ГВС.

Работать эта схема будет следующим образом: в обычном штатном режиме насос будет работать, создавая определенное давление. Оно будет препятствовать включению в работу вспомогательного контура. Но как только электричество отключат, насос прекратит работу, давление пропадет, вступит в работу запасной контур.

Итог: температура воды в системе понизится до нужного значения.

Оговоримся сразу, что эта схема подойдет для системы отопления абсолютно любого типа !

Этот смеситель поддерживает наименьшую температуру теплоносителя на входе в котел, чтобы на стенах прибора не образовывался конденсат. о чем мы говорили в самом начале статьи. Таким образом в твердотопливном котле это один из наиболее необходимых узлов!

Устанавливается смеситель на трубе обратной подачи, используя байпас.

Если температура в обратной трубе будет низкой (ниже установленного значения), то термосмеситель обеспечит приток горячей воды.

Выбор составляющих элементов отопительной системы

Собрать отопительную систему без специальных знаний
достаточно сложно. Но реально. Для этого нужно приобрести:

Котел отопления

Сердцевина всей системы, базис – это отопительный котел. Как
уже отмечалось, его тип зависит от типа топлива. Кроме того, нужно правильно
подобрать мощность котла. Эффективность – важный момент, т.к. нужно обогревать
дом без лишних затрат.

Конструкция котлов, работающих на разном топливе,
принципиально не отличается. Каждый из них состоит из двух камер – камеры
сгорания и теплообменника. Первая предназначена для сгорания энергоносителя
(газ, керосин, солярка, дрова, уголь, брикеты), вторая для нагрева
теплоносителя (воды, антифриза).

Совет. На этом этапе нужно решить будет ли котел работать
только на обогрев дома или же обеспечивать пользователей горячей водой. В этом
случае нужно будет установить двухконтурный котел. Или же подключить бойлер к
одноконтурному котлу.

Трубы для отопления частного дома

Назначение труб – перенос тепла от котла к радиаторам в
помещении. Исходя из разных подходов к разводке труб, выделяют три популярные
схемы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая (коллекторная), принцип
устройства которых описан выше – «водяное отопление дома»

Для разводки используют трубы из разного материала

Металлические трубы (стальные, нержавеющие, оцинкованные, медные)

Стальные трубы почти вытеснили полимерные аналоги. Монтаж
железных труб связан со сваркой, плюс, они подвержены коррозии и менее
долговечны. Конечно, нержавеющие и трубы с оцинкованной поверхностью лишены
таких минусов при условии правильного монтажа (резьбовые соединения). Что
касается медных труб, то они имеют высокие показатели надежности, а также
хорошо переносят высокое давление и температуру. Но, стоимость делает их
малодоступными.

Пластиковые трубы (металлопластиковые, полипропиленовые, полиэтиленовые)

Оптимальный и распространенный вариант. Металлопластиковые трубы
доступны и не требуют особой квалификации для монтажных работ. Соединяются
методом горячего прессования. Главный минус – высокий показатель теплового
расширения.

Радиаторы отопления (батареи)

С учетом популярности и распространенности можно выделить три типа:

традиционные чугунные радиаторы. Отличаются сравнительной
дешевизной, большим внутренним объемом, соответственно, вмещают больше
теплоносителя и хорошо отдают тепло;

конвекторы. Нагревают помещение благодаря проходящему по ним
воздуху, который нагревает отдельные секции.

панельные радиаторы – комбинация двух предыдущих типов.

Расширительный бак

Устанавливается с целью компенсировать расширение теплоносителя.

Выделяют расширительный бак открытого и закрытого типа
(фото).

В первом случае расширительный бак устанавливается в верхней
точке системы. Во втором случае – место установки не имеет определяющего
значения.

Новейшие способы отопления

В последнее время всё чаще используют для обогрева такие устройства:

1. Теплый пол.
2. Тепловой насос.
3. Гелиоустановка.

Теплый пол

Теплым полом называют тепловыделяющие элементы, которые монтируются под полом на бетонной стяжке и подключаются к источнику тепла или к электросети. Теплые полы бывают:

1. Электрические.
2. Водяные.
3. Электроводяные.

Электрический и электроводяной теплый пол легко установить и отремонтировать самостоятельно. Он нагревает воздух под полом, от которого прогревается весь воздух в комнате. Все такие системы автоматизированы и требуют меньше энергии, чем любые другие.

Тепловой насос

Это агрегат, работающий по принципу холодильника, но в отличие от холодильника он перекачивает тепло от земли или воды в дом. Устанавливают тепловые насосы иностранные фирмы, поэтому стоят они дорого.

Однако эксплуатация тепловых насосов обходится дешево, т. к. агрегат не генерирует тепло, а только его транспортирует.

Гелиоустановка

Эти системы называют также солнечными коллекторами. Они улавливают солнечный свет и преобразуют его в тепло. Панели этих агрегатов устанавливают на южном скате крыши.

Внутри панели солнечный свет отражается от зеркал и фокусируется на трубках с теплоносителем (тосол или масло). Нагретый теплоноситель перекачивается в теплообменник (бойлер) и отдает там тепло другому теплоносителю, который циркулирует по радиаторам отопительной системы.

Ночью обогрев обеспечивается за счет тепловой инерции теплоносителя. Агрегат расходует мало электроэнергии, но его эффективность зависит от высоты солнца над горизонтом и облачности.

Обвязка твердотопливного котла отопления, схема

Нужно отметить, что схема обвязки твердотопливного котла включает несколько элементов и устройств, которые обязательно необходимо использовать. чтобы работа системы отопления была долговечной.

Схема обвязки котла на твердом топливе, это необходимые устройства и элементы, которые вместе образуют единую систему отопления. В такую систему отопления входит:

• Котел.
• Циркуляционный насос.
• Расширительный бачок.
• Система аварийного питания.
• Система совместного смешивания.
• Буферная емкость.
• Аварийный контур
• Система защиты от коррозии.
• Манометр, сливной кран, специальный вентиль. Это все собрано в один блок
• Термоклапан.
• Поплавковый кран.

Система отопления твердотопливным котлом

Теплогенераторы этого типа работают на:

• дровах;
• торфе;
• брикетах;
• угле.

Загрузка и розжиг топлива производятся вручную.

Особенности системы

Сложность обвязки обусловлена спецификой работы твердотопливного котла:

1. Тепловой инерционностью. В отличие от газового и жидкотопливного, прибор нельзя быстро потушить. Даже при закрытой воздушной заслонке дрова продолжают какое-то время гореть, выделяя большое количество тепла. Это повышает вероятность перегрева рабочей среды и, как следствие, ее закипания и резкого роста давления в системе. Обвязку дополняют охлаждающим змеевиком, аварийным контуром и другими элементами для экстренного сброса тепла.
2. Зависимостью КПД от производительности. Максимальная эффективность наблюдается только в режиме номинальной мощности. Если котел притушить, прикрыв воздушную заслонку, сгорание топлива становится неполным. Это приводит к падению КПД и увеличению количества сажи в выхлопе. В систему интегрируют теплоаккумулятор, накапливающий производимую котлом энергию и порциями отдающий ее отопительному контуру.
3. Высокой концентрацией серы и других элементов в дымовых газах, обусловленной составом твердого топлива. При конденсации пара в выхлопе вода реагирует с примесями и превращается в агрессивный кислотный коктейль. По этой причине нужно предотвратить поступление в теплообменник рабочей среды с температурой ниже +50…+55°С, иначе его стенки вскоре будут разрушены. Применяют смесительный узел, при необходимости добавляющий горячую воду из «подачи» в «обратку».

Сложность обвязки обусловлена зависимостью КПД от производительности.

Требования к месту установки котла

Теплогенератор на твердом топливе нельзя располагать в жилых комнатах, ванной или кухне.

Для него выделяют отдельное техническое помещение, соответствующее таким требованиям:

• наличие 1 входа шириной от 80 см;
• объем – от 15 м³ + 0,2 м³ на каждый кВт производительности, но не менее 7 м³;
• высота потолка – от 2,5 м;
• приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать 3-кратный воздухообмен и поступление кислорода, необходимого для сгорания топлива;
• предел огнестойкости стен, перегородок и перекрытий – 0,75 часа.

В котельной держат средства пожаротушения. Не допускается наличие над ней помещения или чердака.

Вентиляционные отверстия располагают:

• приточное – не выше 50 см от пола;
• вытяжное – не ниже 40 см от потолка.

Преимущества системы отопления

Обогрев твердым горючим имеет следующие достоинства:

1. Независимость от внешних источников энергии. Некоторые модели автономны на 100%, т. к. не нуждаются и в электричестве.
2. Низкую стоимость горючего: 1 кВт*ч от сжигания дров обходится в 0,9 руб., угля – в 1,6 руб., тогда как от сжиженного газа и солярового масла – в 2,5 и 2,8 руб. соответственно. В ряде регионов хворост и валежник можно раздобыть бесплатно.
3. Функциональность. Многие отопители оснащаются варочной поверхностью.
4. Безопасность. Твердое топливо не взрывается, как газ.
5. Комфорт. В отличие от дизельных, котлы на дровах и угле не издают неприятного запаха.

Обогрев твердым горючим обеспечивает безопасность и комфорт.

В условиях отсутствия централизованного газоснабжения такие установки наиболее популярны.

Недостатки

К отрицательным сторонам системы относятся:

Низкая степень автоматизации. Затруднена регулировка температуры теплоносителя; каждые 4-5 часов требуется подкладывать топливо.
Грязный выхлоп. Нужно регулярно очищать дымоход и теплообменник от сажи.
Сложная обвязка. Наличие теплоаккумулятора, аварийного контура и прочих элементов приводит к удорожанию системы и увеличению объема монтажных работ.
Пожароопасность

Из-за риска воспламенения сажи, попадания искр на строительные конструкции и выхода огня при обратной тяге требуется соблюдать меры предосторожности.

Некоторые недостатки в меньшей степени проявляются в котлах длительного горения.

Котлы на твердом топливе

Твердотопливные генераторы тепла представлены в трех разновидностях – прямого горения, пиролизные и пеллетные. Популярность оборудования данного типа объясняется дешевизной эксплуатации, так как дрова и уголь на порядок дешевле прочих видов энергоносителей. Особняком здесь стоит природный газ в России: однако если подсчитать все расходы на его подключение, то необходимой для этого суммы денег иногда хватает на приобретение и монтаж котла отопления в частном доме. Именно поэтому котлы на угле и дровах пользуются такой высокой популярностью.

Есть и обратная сторона медали – функционирует подобное оборудование наподобие традиционных печек. Для заготовки и загрузки дров потребуется тратить достаточно много усилий. Чтобы обеспечить долговечность и безопасность в работе твердотопливного котла, потребуется его качественная обвязка. Все дело в инерционности, когда даже после закрытия заслонки подогрев воды продолжается еще некоторое время. Чтобы добиться хорошего эффекта в использовании полученной энергии, необходимо установить тепловой аккумулятор.

Для котлов на твердом топливе высокая эффективность является редкостью: средний показатель КПД здесь обычно находится на уровне 75%. Пиролизные и пеллетные модели немного более эффективны – 80-83%. Наиболее комфортным считается оборудование на пеллетах, для которого характерна хорошая автоматизация и практически полное отсутствие инерционности. Здесь не требуется теплоаккумулятор и частые загрузки топлива. Единственный недостаток – дороговизна пеллетных котлов.

Разводка

Установка в дом отопления  — водоснабжения начинается с выбора схемы разводки инженерных систем.

ХВС

Холодная вода разводится по тупиковой схеме (то есть движется по водопроводу только при водоразборе).

Разводка может быть:

Изображение	Описание
Тройниковая разводка типична для зданий советской постройки	Тройниковой: точки водоразбора последовательно подключаются к общей для всех подводке. Преимущество тройниковой разводки — небольшая материалоемкость, недостаток — падение напора во всем водопроводе при расходе воды через любой подключенный прибор.
Коллекторный шкаф на водоснабжении	Коллекторной: каждый прибор снабжен собственной подводкой, начинающейся в коллекторном шкафу и снабженной отсекающим краном. Падения напора нет, зато расход труб в несколько раз больше и монтировать их волей-неволей приходится только скрыто.

ГВС

Кроме тупиковой разводки, на ГВС практикуются схемы с рециркуляцией. Циркуляционный насос непрерывно прокачивает воду между врезками бойлера. Тем самым обеспечивается мгновенная подача горячей воды к любому крану и непрерывный нагрев смонтированных в разрыв подводок полотенцесушителей.

Подача ГВС с рециркуляцией от бойлера косвенного нагрева

Отопление

Как и водоснабжение, отопление может быть коллекторным или последовательным (тройниковым). Первый тип разводки чаще применяется с водяными теплыми полами: высокое гидравлическое сопротивление труб небольшого диаметра, уложенных в стяжку, ограничивает длину одного контура значением в 100-120 метров.

Кроме того, разводка отопления может быть:

Изображение	Описание
Классическая «ленинградка»: батареи подключены параллельно единственному розливу	Однотрубной. Так называемая ленинградка представляет собой кольцо отопительного розлива с подключенными параллельно ему радиаторами. Достоинство ленинградки — абсолютная отказоустойчивость: пока на концах розлива есть хоть какой-то перепад, циркуляция в нем продолжается. Недостаток — в значительном перепаде температуры между отопительными приборами.
Тупиковая двухтрубная разводка: ближние к котлу радиаторы горячее дальних, поскольку большая часть теплоносителя циркулирует через них	Двухтрубной тупиковой: радиаторы подключаются в качестве перемычек между розливами подачи и обратки; при этом в момент перетока из розлива в розлив направление движения теплоносителя меняется на противоположное. Такая разводка позволяет обойти любые препятствия и сформировать несколько параллельных веток отопительной системы. Однако перемычки между розливами вызывают падение перепада между ними по мере удаления от котла. Результат — охлаждение дальних отопительных приборов вплоть до разморозки в сильные холода. Проблему удается решить балансировкой — ограничением проходимости подводок ближних к котлу батарей.
Петля Тихельмана обеспечивает одинаковую температуру батарей без дросселирования подводок	Двухтрубной попутной (петлей Тихельмана). В ней формируется несколько малых контуров с одинаковой длиной и, соответственно, одинаковым гидравлическим сопротивлением. В результате все батареи нагреты до одинаковой температуры.

Схемы подключения радиаторов

Монтаж отопления и водоснабжения в загородном доме включает, среди прочего, установку отопительных приборов. Если панельные радиаторы и конвекторы монтируются лишь предусмотренным производителем способом, то секционные радиаторы могут быть подключены к розливу или стояку по одной из трех схем.

Изображение	Описание
Одностороннее подключение — для умеренного количества секций	Боковое одностороннее подключение эффективно при длине батареи не больше 10 секций. Если она длиннее, крайние секции будут заметно холоднее ближних к подводкам.
Диагональное подключение к двум розливам	Диагональное подключение эффективно при любой длине прибора и обеспечивает равномерный нагрев всех секций.
Подводки подключены только к нижнему коллектору радиатора	Нижнее двухстороннее подключение выгодно тем, что гарантирует циркуляцию даже при завоздушивании контура (воздух вытесняется в верхний коллектор, а циркуляция идет через нижний). Кроме того, при нижнем двухстороннем подключении батарее никогда не потребуется промывка: весь ил уносит циркулирующий через нижний коллектор теплоноситель.

Порядок монтажа

Собирается однотрубная система следующим образом:

• В хозяйственном помещении устанавливается на пол или вешается на стену котел. С помощью газового оборудования может быть устроена самая надежная и эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема подключения в этом случае будет стандартной и позволит произвести все работы, при желании, даже и самостоятельно.
• На стены вешаются радиаторы отопления.
• На следующем этапе монтируются стояки «подводящий» и «обратный» на второй этаж. Располагают их в непосредственной близости от котла. Внизу к стоякам присоединяется контур первого этажа, вверху – второго.
• Далее выполняется подключение к магистралям батарей. На каждый радиатор следует установить запорный кран (на подводящем отрезке байпаса) и кран Маевского.
• В непосредственной близости от котла на «обратной» трубе монтируется расширительный бак.
• Также на «обратной» трубе поблизости от котла на байпасе с тремя кранами подключается циркуляционный насос. Перед ним на байпасе врезается специальный фильтр.

На заключительном этапе производится опрессовка системы в целях выявления неисправностей оборудования и протечек.

Как видите, однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, может очень даже удобным и практичным оборудованием

Однако при желании использовать такую простую конструкцию, на первом этапе важно произвести все необходимые расчеты с максимальной точностью

Задумываясь над установкой отопления, первоначально определяются, какой вид топлива будет использоваться

Но наряду с этим крайне важно решить, насколько планируемый обогрев будет действительно независимым. Так, по-настоящему автономной будет система отопления без насоса, которой для работы не нужна электроэнергия. Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод.

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Кольцо Тихельмана

При использовании подключения петли Тихельмана необходимо использовать нижнюю разводку. Чаще всего она располагается в открытом положении по стенам, но иногда ее проводят скрытым способом по полу. Специалисты предлагают еще один способ установки: конструкцию устанавливают перед перекрытием, закрыв при этом коммуникации натяжным потолком или в подвал, а уже соединения труб подвести к нагревательному прибору.

• Контур отопления установлен так, что имеет форму кольца;
• Используется специфический способ подключения батареи: если радиатор первый на трубе подачи, то он будет заканчивать обратную часть. Этот же принцип работает и в обратной последовательности: последняя батарея подающей линии станет первой для обратной.
• Если проследить за движением воды в обоих трубопроводах, то можно заметить единое направление. Этот принцип действия и дал второе название схемы «попутная».

Один из главных плюсов этой системы – гидравлическое равновесие, которое становится практически идеальным. Теплоноситель распределяется таким образом, то проходит одинаковое расстояние. Конструкция может работать при использовании 10 и более радиаторов с минимальной балансировкой.

Петля Тихельмана, схема монтирования

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.