Выбираем систему отопления для коттеджа: как лучше обогревать свое жилище?

Классификация систем отопления

Существуют следующие виды систем отопления:

1. Водяное отопление частного дома. В качестве теплоносителя используется горячая вода в замкнутом контуре. Подогрев выполняется с помощью котла.
2. Паровое отопление. Вода нагревается до температуры кипения и в виде пара поступает в трубопровод, нагревая отопительные приборы, назад она возвращается в виде конденсата.
3. Воздушное отопление. Такую систему можно установить только в процессе строительства. Котел нагревает воздух, который поднимается по тепловым каналам и, вытесняя холодный воздух, нагревает помещение.
4. Электрическое отопление может быть в виде электрообогревателей, теплого пола, инфракрасной пленки или электрического котла, который нагревает теплоноситель с помощью электричества. Стоимость зависит от тарифа на электроэнергию.

Также существуют схемы устройства систем отопления:

Однотрубная система являет собой контур, состоящий из одной трубы достаточно большого диаметра, к которой последовательно подключены радиаторы отопления.

В некоторых источниках утверждается, что если перекрыть один из радиаторов или при выходе его из строя, вся система перекрывается. На самом деле такой сценарий возможен только в случае неправильного проектирования теплопровода.

• Двухтрубная система заключается в том, что подача теплоносителя к радиатору осуществляется по одной трубе, а «обратка» возвращается по другой, проходящей рядом. Остывшая вода возвращается в котел и отправляется на подачу.
• Коллекторная система отопления заключается в том, что горячий теплоноситель подается в коллектор, а из него распределяется к каждому радиатору отдельно.

Выделяют способы циркуляции теплоносителя в системе:

1. Естественная циркуляция осуществляется за счет физических свойств воды расширяться под влиянием высокой температуры. Горячий теплоноситель расширяется и, вытесняя остывшую воду, попадает в радиаторы отопления.
2. Принудительная циркуляция осуществляется путем нагнетания теплоносителя в системе с помощью насоса.

Выбор радиаторов и количества секций

Радиаторы являются достаточно важной частью отопительной системы, так как определяют количество необходимого тепла в помещении и влияют на долговечность всей системы.

Батареи могут быть:

• Чугунными.
• Стальными.
• Алюминиевыми.
• Биметаллическими.

Большой теплоотдачей характеризуются чугунные батареи, но они в то же время имеют достаточно большую массу.

Для биметаллических радиаторов характерна долговечность и хорошая отдача тепла. Однако стоимость таких элементов слишком высока, что заставляет большинство потребителей отказаться от такого варианта.

Алюминиевые радиаторы отличаются коротким эксплуатационным сроком, а стальные теплообменники плохо нагревают помещение в сильные морозы.

Расчет количества секций проводится следующим образом: определяют тепловые потери и умножают на коэффициент запаса, который равен 1,2. Затем полученное значение делят на показатель тепловой мощности одной секции радиатора. При получении дробного числа выполняют округление в большую сторону.

Упрощенный вариант определения количества секций батареи подразумевает использование следующей схемы: одна секция радиатора способна обогреть около двух квадратных метров комнаты высотой до 3 метров. При высоких тепловых потерях необходимо приобретать секции с небольшим запасом.

Какие трубы выбрать

Магистрали системы отопления можно собрать своими руками с использованием труб следующих разновидностей:

• Стальных оцинкованных. Этот вид труб отличается такими преимуществами, как долговечность и простота в уходе. Оцинкованные магистрали не ржавеют и их не нужно красить. Недостатками таких труб являются высокая стоимость и невозможность устройства при их использовании в системе отопления большого количества стыков.
• Обычные стальные. Такие трубы обходятся недорого, но не слишком удобны в монтаже и довольно-таки быстро выходят из строя из-за коррозии.
• Полипропиленовые трубы. Материал этой разновидности прост в монтаже и стоит недорого. К недостаткам полипропилена относят способность расслаиваться из-за неравномерного прогрева внутренней и внешней поверхностей. Поэтому для систем отопления допускается использовать только трубы из армированного материала этого типа.
• Сшитый полиэтилен. Разницу температур снаружи и изнутри трубы из этого материала переносят гораздо лучше полипропиленовых. Однако и у них есть довольно-таки серьезный недостаток. Смонтировать их без использования специального оборудования невозможно.
• Металлопластик. Трубы этого типа используются для монтажа систем отопления чаще всего. Каких-либо недостатков они полностью лишены. К плюсам же их можно отнести прежде всего прочность, эластичность, способность выдерживать любую разницу температур и простоту в монтаже.

Для систем с естественной циркуляцией теплоносителя следует выбирать трубы как можно большего диаметра. Если этот показатель будет очень большим (около 8-10 см), можно даже не включать в систему радиаторы. Их роль на себя возьмут сами магистрали. Но, разумеется, использоваться такая схема может только в тех помещениях, где эстетике не придается особого значения, либо в очень небольших домах.

Отличия открытой и закрытой системы отопления

Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:

По месту размещения расширительного бака.В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы

Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.

Преимущества открытой системы отопления

• простое обслуживание системы;
• отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
• равномерный прогрев отапливаемого помещения;
• быстрый пуск и остановка системы;
• независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
• высокая надёжность;
• не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.

Недостатки открытой системы отопления

• возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
• воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
• возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
• медленный нагрев системы после включения;
• необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
• невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
• достаточна громоздка;
• низкий коэффициент полезного действия.

Преимущества закрытой системы отопления

• простой монтаж;
• нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
• возможность применения антифриза, не боясь размораживания системы отопления;
• путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
• из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
• самостоятельное регулирование давления;
• система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
• возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.

Недостатки закрытой системы отопления

• самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения;
• при работе насоса требуется электричество;
• для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор;
• при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
• размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
• бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
• возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.

Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжнее для него.

Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.

Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.

Нижняя и верхняя схема разводки

При нижней разводке системы магистраль прокладывают в цокольном помещении или подвале. А также допускается монтаж труб под полом. Теплоноситель поступает в нагревательное оборудование снизу вверх.

Удаление смеси газов осуществляется через специальную воздушную линию, подсоединённую к стоякам. На случай непредвиденных аварийных ситуаций обратный и подающий стояки оснащены специальными кранами для отключения.

Чтобы реализовать схему с верхней разводящей линией, расширительный резервуар монтируют в высшей точке трубопровода. В том же месте выполняют и разветвление сети.

Спроектировать верхнюю разводку невозможно в частных домах, где нет чердака

Дизельные котлы

Этот экономный способ подойдет жителям тех регионов, где доступно недорогое дизельное топливо. С помощью дизельного котла можно обогревать строения даже в условиях суровой зимы.

Особенности этого экономного способа:

• дизельные котлы – дорогое оборудование;
• требуется профессиональный монтаж;
• нужно выделить отдельное помещение;
• установка должна производиться в соответствии с условиями безопасности;
• котлы требуют ежегодного обслуживания, чтобы они не снижали своей эффективности.

Система функционируют по аналогии с двигателем авто, оснащенным впрыском. Как только подача топлива нарушается, автоматически увеличиваются затраты на отопление. Эффективность обогрева снижается.

Дополнительный недостаток – котел загрязняет окружающую среду. Это сравнимо с ситуацией, когда на участке работает в постоянном режиме дизельный грузовик. Показатели шума от топливного дизельного котла и от работы горелки тоже существенные.

Способ считается экономным, но достаточно некомфортным. Если грамотно спроектировать систему отопления на дизельных котлах, себестоимость отопления сравнима будет с использованием природного газа. Если допустить ошибки, траты на обогрев вырастут.

Анатомия полипропиленовых труб

Внешне полипропиленовые трубы отличаются только диаметром и цветом. Намного важнее другие показатели: плотность материала, внутреннее строение, толщина стенок. Эти характеристики влияют на применение и монтаж.

По строению различают 3 вида:

• однослойные — используются только однородные полимеры;
• трехслойные с армированием стекловолокном, которое находится посредине трубы;
• многослойные с алюминиевой фольгой — конструкция похожа на предыдущую, но с некоторыми отличиями.

Полипропиленовые трубы армируют, чтобы уменьшить негативное влияние теплового расширения. При нагревании изделий без прослойки оно составляет 15 мм на 1 м.

Трубы начали делать многослойными, закладывая между полимером алюминиевую фольгу или стекловолокно. Основная цель такой прокладки — уменьшить тепловое удлинение. Стекловолокно уменьшает его в 4-5 раз, алюминий — вдвое.

Материал для армирования обладает разными свойствами. Изделия со стекловолокном выдерживают нагрев до +90°С, что недостаточно для некоторых систем отопления. Температурный диапазон алюминиевой фольги немного выше.

Трубы бывают перфорированными, если для армирования используется алюминиевая сетка. В ее отверстия затекает пластик, образуя прочное соединение разнородных материалов. Полипропиленовый трубопрокат с алюминиевой фольгой гладкий.

Классификация ПП материала

Многослойные ПП-трубы более жесткие, меньше поддаются температурному расширению.

Они прочные, но применение алюминиевой фольги имеет отрицательные стороны:

• если находится посредине, необходимо зачистить перед сваркой, на что уходит много времени;
• с фитингом спаивается половина трубы, ошибка приводит к непрочному соединению;
• если фольга внутри, получается подобие металлопластика, вода может проникнуть к металлу и загрязниться.

Классификация полипропиленовых труб.

Намного превосходят их по характеристикам изделия, армированные стекловолокном. Производители специально окрашивают его.

Положительные стороны применения стекловолокна для армирования:

• не требуется зачистка перед сваркой;
• увеличенная жесткость;
• меньше тепловое расширение;
• стенки монолитные, а не многослойные.

Для холодной воды лучший вариант — однослойные; они дешевые, монтаж простой. Горячую воду лучше пустить по трубопроводу, армированному стекловолокном. Для систем отопления частного дома больше подходят полипропиленовые трубопроводы с алюминиевой прослойкой. Лучше выбирать те, где она расположена ближе к поверхности, а не посередине — это облегчает монтаж.

Как выглядит маркировка

Изделия имеют специальное обозначение из латинских букв и цифр.

Понимая их значение, нетрудно самостоятельно выбрать ПП-трубы:

1. PN10 — выдерживают невысокую температуру и давление. Применяют в частном жилье для водопровода.
2. PN16 — стенка более толстая, подходят для централизованного водоснабжения холодной и горячей водой. Выдерживают температуру до +50°С.
3. PN20 — максимальная температура — +90°С. Могут применяться для горячей воды и отопления частного дома.
4. PN25 — технические характеристики сверхвысокие. Невыгодно использовать — более дешевые PN20 полностью удовлетворяют потребности.

Покупателям также можно ориентироваться по цветным полосам. У труб, предназначенных для отопления, они красного цвета, для холодной воды — синего или отсутствуют.

Таблица «Маркировка полипропиленовых труб».

Внешний вид и внутренняя структура

На торце видно, что у качественных изделий правильная круглая форма. По окружности стенки одинаковой толщины. Внутренняя структура бывает однослойной или из 2 слоев полипропилена с армированием. Используется дополнительная алюминиевая или стекловолоконная оболочка. Поверхность должна быть гладкой, ровной, армирование без разрывов.

Окрашивают в серый, белый или зеленый цвет, что не влияет на качество. Окраску выбирают из эстетических соображений. Зеленый цвет характерен преимущественно для немецких фирм.

Зависимость стоимости отопления от используемых стройматериалов

Теплопроводностью называют свойство строительных материалов проводить (отдавать) тепло от нагретых предметов к более холодным. Чем быстрее стройматериал отдает тепло, тем он холоднее. 

Пористый стройматериал (пеноблок), поры которого заполнены воздухом, способен к минимальным потерям тепла. Поэтому пеноблоки считаются лучшими теплоизоляторами. В доме, построенном из пеноблоков, всегда будет тепло. Соответственно и на отопление потребуется меньше расходов. 

Плотная волокнистая структура стройматериала (дерево, брус) хорошо удерживает тепло и медленно его отдает. Древесина считается теплым материалом. Но враг древесины – влага. Дерево хорошо впитывает влагу, а влажный брус быстро теряет тепло. Для сохранения тепла в деревянном доме (из бруса) требуется надежная наружная тепло- и гидроизоляция. 

Холодными стройматериалами по теплопроводности считаются кирпич и железобетон, поэтому кирпичные и железобетонные дома требуют больших затрат на отопление. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что теплопроводность стройматериала, из которого построен дом, напрямую влияет на стоимость отопления. 

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

Принцип действия

Установку можно разбить на три составляющие:

• внешний контур;
• внутренняя разводка;
• геотермальный насос.

Внешний контур представляет собой конструкцию труб, проложенную под землей на уровне подземных вод. Глубина их залегания должна быть ниже глубины промерзания. Внешний контур представляет собой отопительные коммуникации дома.

Принцип действия установки заключается в следующем. Тепло подземных вод передается теплоносителю внешнего контура. При помощи насоса он поступает в теплообменник. После чего осуществляется передача тепла на внутреннюю разводку. Всех сложностей монтажа можно избежать, если поблизости находится водоем. Теплообменник погружается в воду и подключается к отоплению. Площадь водоема должна быть не менее 200 м².

Преимущества устройства

Конструкция имеет следующие преимущества:

• универсальность — система может работать не только как отопительная, но и охлаждающая;
• низкий расход электроэнергии — она необходима только для питания насоса и составляет порядка 1 кВт в час;
• пожарная безопасность обеспечивается за счет отсутствия процесса горения;
• высокий коэффициент полезного действия — из 1 кВт электроэнергии выход составляет 5 кВт тепла;
• простота эксплуатации и технического обслуживания.

Недостатком является высокая стоимость теплового насоса и монтаж оборудования. Для дома площадью 100 м² и потребляемой мощности 5 кВт*ч, монтаж отопительной системы составит примерно 440 тыс. рублей. Этот расчет берется для домов, находящихся в радиусе 50 метров от водоема, в который будет погружаться теплообменник.

Варианты разводки трубопровода в системе

От схемы расположения отопительных приборов и соединяющих труб зависит эффективность, экономичность и эстетичность системы теплоснабжения. Выбор разводки определяется исходя из конструктивных особенностей и площади дома.

Специфика однотрубной и двухтрубной схем

Нагретая вода поступает к радиаторам и обратно в котел разными способами. В одноконтурной системе теплоноситель подается через одну магистраль большого диаметра. Трубопровод проходит через все радиаторы.

Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

• минимальный расход материалов;
• простота монтажа;
• ограниченное количество труб внутри жилого помещения.

Основной недостаток схемы с одной трубой, выполняющей обязанности подачи и обратки, заключается в неравномерном прогреве радиаторов отопления. Интенсивность нагрева и теплоотдача батарей падает по мере их отдаленности от котла.

При длинной цепочке разводки и большом количестве радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» приборы отопления рекомендуется устанавливаться в комнатах северной стороны, детских и спальнях

Двухтрубная схема отопления уверенно отвоевывает позиции. Радиаторы соединяют обратный и подающий трубопровод. Между батареями и источником тепла образуются локальные кольца.

• все отопительные приборы равномерно разогреваются;
• возможность регулировки нагрева каждого радиатора отдельно;
• надежность эксплуатации схемы.

Двухконтурная система требует больших вложений и трудозатрат. Выполнить монтаж двух веток коммуникаций по строительным конструкциям будет сложнее.

Двухтрубная система легко балансируется, обеспечивая подачу теплоносителя одинаковой температуры во все приборы отопления. Комнаты помещения прогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

Зависимо от места размещения магистрали, подающей горячий теплоноситель, различают верхнюю и нижнюю подводку.

В открытых системах отопления с верхней разводкой нет необходимости в использовании устройств для отвода воздуха. Излишки его сбрасываются через сообщающуюся с атмосферой поверхность расширительного бачка

При верхней разводке теплая вода поднимается по главному стояку и через разводящие трубопроводы передается в радиаторы. Устройство такой системы отопления целесообразно в одно- и двухэтажных коттеджах и частных домах.

Достаточно практична система теплоснабжения с нижней разводкой. Подающая труба размещается внизу, рядом с обраткой. Движение теплоносителя в направлении снизу вверх. Вода, пройдя через радиаторы, по обратному трубопроводу направляется в нагревательный котел. Батареи оборудуются кранами Маевского для удаления воздуха из магистрали.

В системах отопления с нижней разводкой возникает необходимость в использовании устройств для отвода воздуха, простейшим из которых является кран Маевского

Вертикальные и горизонтальные стояки

По типу положения магистральных стояков различают вертикальные и горизонтальные способы разводки трубопровода. В первом варианте радиаторы всех этажей подключаются к вертикально расположенным стоякам.

Вертикальную разводку используют при обустройстве домов в два, три и более этажа с чердачным помещением, в пределах которого можно проложить и утеплить трубопровод

Особенности «вертикальных» систем:

• отсутствие воздушных пробок;
• подходит для теплоснабжения высотных построек;
• поэтажное подключение к стояку;
• сложности установки квартирных теплосчетчиков в многоэтажных домах.

Горизонтальная разводка предусматривает подключение радиаторов одного этажа к единому стояку. Преимущество схемы – для устройства используется меньше труб, стоимость установки ниже.

Горизонтальные стояки, как правило, применяются в одно- и двухэтажных помещениях. Обустройство системы актуально в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без простенков

Какая информация нужна мастерам?

До того как начнутся монтажные работы, следует обговорить со специалистами все нюансы, показать свое видение отопительной системы.

Мастерам необходимо предоставить:

• полную информацию о материалах, из которых выполнена кровля здания, перекрытия стен, оконные конструкции;
• план одноэтажного дома;
• чертежи, где отмечены места сантехнических узлов.

На срок эксплуатации системы теплоснабжения влияет не только качество инженерного проектирования и умелый монтаж, но и выбранные материалы, установленное котельное оборудование, а также рациональное использование отопительных элементов.

Монтаж труб и радиаторов

После того как котел будет установлен, можно приступать к навешиванию радиаторов. Крепят их обычно под окнами. При этом стараются сделать так, чтобы расстояние от них до пола было не менее 7 см, до подоконника — 8 см. Между стеной и батареей должно оставаться хотя бы 3 см свободного пространства. Фиксируют радиаторы к стене на кронштейны. Разводка труб своими руками должна производиться с учетом выбранного способа подсоединения батарей. При установке радиаторов в загородных домах чаще всего используется либо диагональное их подключение, либо нижнее. В первом случае обратная труба подсоединяется к нижнему патрубку батареи, а подводящая — к верхнему с противоположной стороны. Во втором — обе трубы подключаются снизу. Собственно сама операция врезки производится согласно инструкции, приложенной к выбранному типу радиатора. На каждую батарею в обязательном порядке устанавливается кран Маевского либо какое-нибудь другое аналогичное устройство.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видео-материале представлен пример подробного гидравлического расчета 2-трубной отопительной системы закрытого типа для 2-этажного дома в программе VALTEC.PRG:

Здесь детально рассказано об устройстве однотрубной системы отопления:

Выполнить монтаж закрытого варианта системы отопления самостоятельно возможно, но без консультаций специалистов не обойтись. Залог успеха — правильно выполненный проект и качественные материалы.

Появились вопросы по специфике устройства закрытого отопительного контура? Есть сведения по теме, интересные посетителям сайта и нам? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке.