Как устроить отопление частного дома своими руками: схемы организации автономной системы отопления

Особенности традиционной системы автономного отопления

В  подобной системе отопления главным ресурсом тепла является котел. Такой компонент отопительной системы может работать на различных видах топлива. Посредством котла можно разогреть теплоноситель, чаще всего им является простая вода, а затем он к радиаторам поступает по трубам. Проходя через радиатор отопления, теплоноситель теряет некоторую часть тепла, после чего вновь возвращается в котел и нагревается заново.

Основные элементы системы отопления

Если вы сразу решили установить автономные отопительные системы еще до того, как началось возведение дома, то будущее устройство необходимо просмотреть еще во время составления строительного проекта. Если этого не сделать, то в новом доме нужно будет прокладывать трубы для отопления, а это потребует проделки некоторых отверстий не только в стенах дома, но и в перекрывающих элементах. В случае если хозяин дома захочет установить котел напольного типа, то и вовсе придется искать отдельное помещение для котла. В случае если не удается найти для котла такое помещение, то его можно установить в ванной комнате или на кухне.

Двухконтурные котлы можно совместить и с такими элементами, как циркуляционный насос и расширительный бачок. Такой вариант лучше всего подойдет для частных домов с общей площадью не менее чем 250 кв.м. Максимальная мощность котла должна быть не больше чем 30 кВт.

Двухконтурный котел

Если площадь дома довольно большая, то лучше всего установить мощный котел одноконтурного вида. Если схема подключения планирует еще и организацию горячего водоснабжения, то необходимо использовать такое оборудование, как емкостные бойлеры или теплообменники пластинчатого типа.

Монтажные работы

Вначале нужно определиться с типом системы в плане энергоносителя. Безусловно, энергоносители должны быть экономными и доступными. Если к дому подведен газ, то желательно оборудовать водяное отопление (коттеджа) с двумя котлами, один из которых будет основным (газовым), а второй – вспомогательным (на твердом топливе или электроэнергии). В таком случае достигается полная энергонезависимость.

Когда количество расходных материалов определено, а сами они уже куплены, можно приступать непосредственно к монтажным работам.

Котельная

Котельная

В первую очередь следует позаботиться об установке отопительного котла. Для этого обустраивается котельная. В котельной будет находиться большое количество продуктов горения, в связи с чем в ней (будь она подвалом или отдельным помещением) нужна хорошая вентиляция.

К котлу должен обеспечиваться свободный доступ, при этом сам прибор желательно расположить в некоторой отдаленности от каждой из стен. Все прилегающие поверхности вокруг котла облицовываются огнеупорным материалом. Дымоход от теплогенератора выводится наружу.

Монтаж коллекторного шкафа

Монтаж коллекторного шкафа

При необходимости далее устанавливается распределительный коллектор и циркуляционный насос (если они предусмотрены составленной ранее схемой). Также рядом с котлом устанавливается оборудование для измерения и регулировки.

Прокладка трубопровода

От того места, где расположен теплогенератор, проводится трубопровод к каждому из планируемых радиаторов. Если нужно провести магистраль через стену, то в последней в соответствующем месте проделывается отверстие. По окончании прокладки все отверстия заделываются цементным раствором.

Подключение батарей

Подключение батарей

Завершающим этапом монтажных работ является установка отопительных радиаторов. Они вешаются под окнами на специальные кронштейны. А если габариты радиатора недостаточны для закрытия всего оконного проема, то следует установить сразу два прибора или же нарастить секции.

Каждый радиатор устанавливается минимум в 10-12 см от пола и подоконника, и в 2-5 см от поверхности стен. Входные и выходные отверстия приборов оснащаются регулирующими и запорными механизмами, желательно также наличие термодатчиков, позволяющих более точно регулировать температуру.

Подключение батарей

Когда все элементы системы установлены, производится ее опрессовка (гидравлическое испытание). Этим должны заняться специалисты, которые выдадут по завершению опрессовки соответствующий документ. Запускать котел в первый раз можно лишь после соответствующего разрешения и исключительно в присутствии сотрудника газовой службы.

Монтаж отопления

Принципы расчета

Чтобы не наделать ошибок при расчете отопления, требуется предварительно нарисовать схему на бумаге. На ней указываются все компоненты конструкции

Важно понимать, сколько жидкости протекает через все узлы по отдельности, с какой скоростью она движется, как меняется работа все системы в результате изменения режима функциональности отдельных ее элементов

Во время расчета не стоит упускать гидродинамическое сопротивление воды при ее движении, которое влияет на давление внутри системы и напор. Для проведения процедуры применяются специальные таблицы и формулы.Правильный расчет позволит избежать проблем с функциональностью отопительной конструкции в будущем.

Расширительный бак для закрытой системы отопления

Расширительный бак для предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на две части. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя невысока, бачок остается пустым, мембрана расправлена (на рисунке картинка справа).

Принцип работы мембранного расширительного бачка

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). На манометре это отображается как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. В некоторых моделях есть предохранительный клапан, который при достижении порогового значения давления сбрасывает излишек воздуха/газа.

По мере остывания теплоносителя, давление в верхней части бачка выдавливает теплоноситель из емкости в систему, показатели манометра приходят в норму. Вот и весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Виды мембран для расширительных бачков в системах закрытого типа

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это значит, что вы должны посчитать, сколько воды поместится в трубах и радиаторах вашей системы (есть в технических данных радиаторов, а объем труб можно посчитать). 1/10 часть от этой цифры и будет объемом необходимого расширительного бака. Но эта цифра справедлива только если теплоноситель — вода. Если используется незамерзающая жидкость, размера бака увеличивается на 50% от рассчитанного объема.

Вот, пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:

• объем системы отопления составляет 28 литров;
• размер расширительного бака для системы, заполненной водой 2,8 литра;
• размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью — 2,8 + 0,5*2,8 = 4,2 литра.

При покупке выбираете ближайший больший объем. Меньший не берите — лучше иметь небольшой запас.

На что обратить внимание при покупке

В магазинах есть бачки красного и синего цвета. Для отопления подходят бачки красного цвета. Синие конструктивно такие же, только они предназначены для холодной воды и высоких температур не переносят.

На что еще обратить внимание? Есть два вида бачков — со сменной мембраной (называются они еще фланцевыми) и с незаменяемой. Второй вариант дешевле, причем значительно, но если повредится мембрана, покупать придется все целиком

Во фланцевых моделях покупают только мембрану.

Место для установки расширительного бака мембранного типа

Обычно ставят расширительный бачок на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по ходу движения теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части подсоединяется небольшой отрезок трубы, а к ней, через фитинги, подключается расширитель. Размещать его лучше на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавались перепады давления. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

Схема установки расширительного бака для отопления мембранного типа

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.

Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.

Расширительный бак отопления можно повесить на кронштейнеСделать опорную площадкуБак на ножках можно установить на полу

Порядок обустройства автономного отопления

Вне зависимости от выбранного типа энергоносителя порядок обустройства системы остается одинаковым. Различия присутствуют лишь на этапе установки непосредственно котла. Этот момент уточняется и рассматривается в отдельном порядке.

Новичкам лучше всего отдавать предпочтение электрическим котлам – такое оборудование наиболее просто в подключении и максимально удобно в использовании.

В целом же подключение автономного отопления выполняется в следующем порядке.

Первый шаг. Составьте либо закажите схему отопительной системы конкретно для вашего дома.

Системы отопления

На этом же этапе рассчитайте оптимальное количество секций радиаторов обогрева. К расчетному значению добавьте запас в 15-20%. Этот запас обеспечит максимально высокую эффективность работы радиаторов, которые в течение своей эксплуатации неизбежно засоряются, что приводит к ухудшению их теплоотдачи. Дополнительные секции рациональнее всего размещать в угловых комнатах дома.

Стандартный расчет радиаторов отопленияРасчет требуемого количество секций на комнату

Намного точнее рассчитать количество радиаторов поможет рассчитать специальный калькулятор:

Калькулятор подсчета количества секций радиаторов отопления

Второй шаг. Просверлите отверстия в стенах в соответствии с планом. Размеры отверстий должны соответствовать диаметру труб, которые будут через них пропускаться.

Установка радиатора под окномОбвязка радиаторов отопленияМонтаж кронштейнов

Третий шаг. При необходимости выполните финишную отделку стен в местах будущего крепления батарей. Делать это после монтажа радиаторов будет неудобно.

Также рекомендуется приклеить на стену за радиатором фольгированный материал. Благодаря нему тепло будет отражаться в комнату, а не уходить из помещения через стену.

Установка теплоотражающего экрана за батарею

Четвертый шаг. Приступайте к установке элементов автономной отопительной системы. Начинайте с монтажа котла. Установку выполняйте с соблюдением требований, актуальных конкретно для вашего нагревательного оборудования.

От котла проложите трубы в соответствии с составленной ранее схемой отопления, а к трубам подключите радиаторы. Установка радиаторов может выполняться в соответствии с последовательной либо параллельной схемой. Конкретный вариант выбирайте в соответствии с условиями вашей ситуации.

Обвязка твердотопливных котлов

Пятый шаг. Протестируйте собранную систему автономного отопления. Обязательно убедитесь в герметичности системы. Для выполнения такой проверки нужно пустить по трубам воду либо другой используемый теплоноситель. Проблемные места станут заметны практически сразу же. Любые обнаруженные дефекты нужно устранить в срочном порядке.

Если вы не можете справиться с решением обнаруженных проблем самостоятельно, пригласите квалифицированного специалиста – шутить с отоплением нельзя. Лучше с самого начала сделать все качественно и правильно, чем столкнуться с серьезными проблемами при дальнейшем использовании системы.

После завершения монтажных работ и устранения выявленных ошибок, если они были обнаружены, можно считать автономное отопление практически готовым. В завершение вам останется лишь дополнительно загерметизировать места соединений и всевозможные щели.

Виды автономного отопления

Системы автономного отопления можно разделить на 3 основных вида:

1. Традиционная отопительная система. Жидкий теплоноситель обогревается в котле и далее посредством циркуляции он распространяется по батареям и трубам.
2. Воздушная отопительная система. Главным теплоносителем в подобной системе является воздух. Он нагревается и после этого посредством воздуховодов он попадает в помещение.
3. Прямое электрическое отопление. В этом случае теплоноситель полностью отсутствует, а в роли нагревательных элементов служат электрические конвекторы, инфракрасные приборы и другие устройства. Все эти излучатели распространяют тепло, которое производится посредством электричества.

Воздушное отопление загородного дома

Обычно при решении вопроса, что значит автономное отопление, первой системой, приходящей на ум, является традиционная. Такая система отопления пользуется наибольшей популярностью, хотя во многих странах вторые две могут составлять здоровую конкуренцию традиционной отопительной системе. Традиционная система основана на том, что тепло получается путем как естественной таки и принудительной циркуляции теплоносителя. Традиционные автономные системы отопления включают в себя следующие компоненты:

• Трубопроводы;
• Приборы для нагревания;
• Арматура запорного типа.

Принципиальная схема отопления

Подбор котла для автономного отопления по мощности

В паспортных данных на котел обязательно указывается его номинальная мощность, иногда производитель приводит площадь помещений в квадратных метрах, которую может отопить данный котел. Для усредненных вычислений принимают расход 1 кВт тепловой мощности агрегата на обогрев 10 квадратных метров жилого помещения при высоте потолков 2,5 — 2,7 м. Если высота больше, вводят поправочный коэффициент, к примеру, мощность умножают на 1,23 при расстоянии от пола до потолка 3,2 м.

Также при расчетах учитывают климатическую зону, в которой находится дом, она включается в формулы в виде поправочного коэффициента и лежит в диапазоне от 0,7 для южных районов до 2 при расположении жилья в северных областях. Если применяют для нагревания воды котел двухконтурный, его расчетную мощность увеличивают на 20 — 25%.

Для определения мощности теплового генератора иногда используют СНиП 2.04.07-86, согласно которому для малоэтажных домов, если наружная средняя температура составляет -25 °С, теплопотребление считают по норме 173 — 177 Вт/м2, а в квартирах многоэтажек норматив принимают равным 97 — 101 Вт/м2.

Подводя итог, следует отметить, что для приблизительных ускоренных расчетов с учетом различных факторов (горячее водоснабжение, высокие потолки, холодный климат) котел обычно выбирают со средней мощностью, которая должна составлять около 1,5 кВт на 10 м2 помещения.

Рис. 16 Пример расчета тепловой мощности

Правила составления проекта системы отопления

Грамотно составленный проект позволяет запустить максимально эффективную и многофункциональную систему теплоснабжения.

Она должна бесперебойно работать в характерных для конкретной местности климатических условиях, где расположен одноэтажный дом, быть простой в эксплуатации.

По итогам энергоаудита, расчёта экономии и годовых расходов на отопление подбирается оптимальный вариант системы обогрева дома

Составление качественного проекта для отопления одноэтажного дома и точный расчет параметров системы выполняют по определенному плану:

1. На первом этапе необходимо сформировать техническую задачу с учетом всех требований и деталей к системе обогрева.
2. Второй шаг — сбор информации по частному объекту. Специалисты должны снять все показатели, чтобы составить схему отопительного контура.
3. Следующий этап — расчет тепловой передачи. Для этого нужно провести вычисления и выбрать оптимальную схему отопления, которая будет соответствовать базовым строительным стандартам и индивидуальным требованиям заказчика.
4. Когда все расчеты закончены, выполняются чертежи.
5. Последний этап — оформление и сдача готового проекта отопительной системы заказчику.

Основная задача проектирования — рассчитать правильную площадь отопительного оборудования, подобрать подходящие диаметры трубопроводов. А также определить производительность насосных устройств, рассчитать места врезания вентилей и узлов системы. Поэтому процесс целесообразно доверить профессионалам.

Если очень хочется провести расчеты самостоятельно, рекомендуем прочесть материал, где мы на примере провели расчет системы отопления для частного дома.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Эффективность водяного отопления зависит от постоянной циркуляции теплоносителя по трубопроводам. Существует два способа перемещения горячей воды в замкнутом контуре отопления:

• Естественный способ циркуляции. Принцип перемещения горячей воды по трубам основан на естественной гравитации теплого теплоносителя движения вверх и стекания вниз по мере остывания. Чтобы естественная циркуляция была хорошей, необходимо монтировать трубную разводку с уклоном (на каждый 1 пог. метр труба должна опускаться на 10 мм).
• Принудительная циркуляция теплоносителя. В современных индивидуальных обогревательных линиях постоянное движение горячей воды по трубам обеспечивается циркуляционным насосом. Это электромеханическое устройство увеличивает скорость перемещения теплоносителя, что приводит к улучшению теплообмена.

Важно: Принудительный способ циркуляции воды зависит от бесперебойного электроснабжения и в случае отключения электричества система обогрева не будет работать.

Востребованы ли гелиосистемы

Уже сейчас установлено более 160 млн.м2 этих панелей во всем мире. Лидируют Китай и Япония. Не отстают и некоторые европейские страны, где выработка тепла такими системами составляет около 5% от всей необходимой.

Пройдет не много лет и многие страны откажутся от газа и угля совсем. К примеру, в Украине, где тарифы достаточно высокие, такие системы устанавливают в больших количествах. Единоразовое вложение денег позволит получить энергонезависимость, пусть даже и частичную. И дело не только в экономии, такие установки экологически чисты и не загрязняют окружающую среду.

Преимущества этих систем

Альтернативных источников энергии сейчас много, это и солнечные панели, ветрогенераторы, тепловые насосы и тд. Однако именно солнечные коллекторы набирают все большую популярность, этому есть ряд причин:

• Стоимость системы самая низкая из всех альтернативных источников, это обусловлено несложной технологией изготовления и монтажа.
• Несложный монтаж, который можно сделать даже самому, обладая определенными знаниями и навыками.
• Легкость в эксплуатации, не нужно никаких особых навыков чтобы следить за ними.
• Низкая стоимость ремонта, все детали системы недорогие. Нет крупных узлов, требующих замены целиком. Ремонт можно выполнить самостоятельно, предварительно немного изучив устройство.
• Универсальность. Гелиосистему можно использовать для нагрева воды и отопления, без дополнительных циклов преобразования энергии. Подобрать количество панелей можно исходя их конкретной необходимости.

https://youtube.com/watch?v=pBvnzgHdH9Q

Немного о недостатках

У любой системы есть недостатки и солнечные коллекторы здесь не исключение. Они занимают значительную площадь, одна панель занимает в среднем 2-3 м2. Эффективность их работы зависит от климатической зоны где они используются.

Также они очень климатически зависимые, зимой их КПД минимально, при этом расходы энергии на обогрев максимально. Это делает солнечные коллекторы не очень эффективными для отопления. Как заявляют многие производители, они способны покрыть до 30% расходов на отопление.

Зонирование

Чтобы пребывание в доме было комфортным и уютным, а расход тепловой энергии был экономным, необходимо правильно распределить тепло по помещениям. При этом можно взять за основу следующие правила:

• Средняя комфортная температура в помещениях не должна превышать 24С.
• В спальне комфорт ощущается при температуре 22С -25С.
• Для ванной комнаты и санузла показатели снижаются до 21С. Такой же показатель установлен для гостевых комнат.
• В кухне, столовой и рабочих зонах можно снизить температуру до 18-22 градусов.
• Для комфортного пребывания в прихожей, гараже и проходной зоне можно установить температуру в пределах 12С.

Установка водяного отопления для частного дома своими руками

Легко провести самостоятельно любой тип водяного отопления в доме на дровах. Но отопительная схема требует качественного расчета, план составляется подробно. И лучше, когда это сделает профи.

Разобравшись с местом для котельного агрегата, нужно сделать под него бетонное основание. Оборудование устанавливается на него и объединяется с дымоходом, а все стыковочные части герметизируются глиняным или иным негорючим материалом.

Затем нужно начертить, какой будет разводка трубопроводов в отопительной схеме дома. Подробно продумать, где будут установлены радиаторные элементы, стояки и прочие составные конструкции

Именно поэтому важно пригласить мастера

Как известно, радиаторы рекомендовано устанавливать под оконными проемами. Это требуется, чтобы горячий воздух от них согревал поступающие холодные потоки. Число секций и их вид должно быть определено не только возможностями в финансовом плане, но и длиной контура. Чем их больше в ОС, тем быстрее вода прогреет помещение.

Далее прокладываются трубы и выполняется монтаж радиаторных элементов. Ничего сложного: трубопровод ведется к месту монтажа батареи, соединяются все требуемые входы/выходы, затем труба ведется к следующему радиаторному элементу.

Контур замыкается на входе котельного агрегата. Здесь же монтируется фильтрующее приспособление и (если требуется) насосное циркуляционное оборудование. Самый низ ОС должен быть обустроен узлом заливания-сливания. Он необходим для удаления/доливки теплоносителя в ситуации проведения ремонта.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один — стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3—5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5—10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, — на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, — это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.

Самостоятельный монтаж

Приступать к монтажу автономного отопления возможно только после создания и утверждения проекта. В соответствии с проектом приобретаются материалы и оборудование.

Оборудовать обогрев дома с помощью нетрадиционных альтернативных способов вполне реально своими руками. Что же касается автономного газового отопления, то самостоятельный монтаж в данном случае крайне нежелателен. Это связано с повышенной опасностью при использовании газа, а также с тем обстоятельством, что приемку оборудования в эксплуатацию необходимо производить специализированными службами. А осуществляется она только в отношении оборудования и работ, произведенных по нормативам и требованиям.

Что такое комбинированные котлы

Поскольку электрический обогрев стоит дорого, можно использовать альтернативное решение и выбрать котёл, способный работать на двух видах топлива. К примеру, можно приобрести электрическое оборудование, способное также выполнять функции газовой колонки. Или можно подобрать твердотопливный котёл, способный также какое-то время работать с электричеством.

Пока нет перебоев с газоснабжением, такой котёл будет работать исправно по общепринятой схеме, но как только возникнут любые неполадки, можно будет переходить на другой тип топлива и тем самым обеспечивать дому стабильный обогрев.

Комбинированный котёл стоит дороже обычного, но такие расходы будут вполне оправданными: ваш дом гарантированно не останется без тепла, и даже если одна система выйдет из строя, вторая тут же сможет его поддержать. Уровень температуры при этом будет оставаться на тех же величинах, и в помещении будет комфортно находиться.

Самостоятельно спроектировать и воплотить систему индивидуального обогрева достаточно сложно, и всё же это возможно. Ваш дом получит надёжный обогрев, который не будет зависеть от наличия или отсутствия газовых труб.

Требуется включить JavaScript или обновить плеер!