Водяное отопление в частном доме

Выбор материала для правильного монтажа трубопровода

Сделать отопление в доме можно, используя различные материалы. Высокая теплопроводность у стали, но монтаж материала требует навыков и сварочного оборудования. Последнее десятилетие стальные трубы используются редко. Гораздо выше теплоотдача медных труб. Соединяются изделия путем пайки, что обеспечивает надежную герметичность. Однако в силу дороговизны этого материала, провести отопление из медных труб может позволить себе не каждый. Большей популярностью пользуются полипропиленовые магистрали. Причина — легкость и удобство монтажа. Сварка полипропилена специальным паяльником создает монолитные соединения.  Не требует усилий и сборка металлопластиковых трубопроводов. Материал легко поддается деформации, что является его преимуществом во время монтажа и недостатком эксплуатации. Соединяются металлопластиковые трубы бронзовыми фитингами.

Выбор отопительного котла- важная часть строительства дома

Принцип функционирования

Принцип работы водяной системы прост: когда котёл нагрел воду, она по трубам расходится в комнаты и отдаёт тепло радиаторам отопления.

Батареи греют воздух в комнате, а остывший теплоноситель возвращается в котёл, чтобы опять нагреться. Цикл повторяется.

Вместо воды используют незамерзающую жидкость. А котёл для организации домашнего отопления может быть:

• газовый;
• электрический;
• твердотопливный;
• жидкотопливный.

Сегодня также набирает обороты альтернативная энергия: ветрогенераторы, компактные гидроэлектростанции и солнечные коллекторы.

Вода в системе должна постоянно циркулировать. Достигается это двумя способами:

1. Естественной циркуляцией.
2. Принудительной циркуляцией при помощи циркуляционного насоса.

Естественная циркуляция

В первом случае большую роль играет разница температур между нагретой водой на выходе из котла и остывшей водой в обратке. Плотность у горячей воды меньше и она поднимается вверх по стояку. Ещё более горячая вода вытесняет её, и продвигает дальше по системе труб. КПД у такой системы ниже, чем в варианте с насосом.

Требуется больше времени на разогрев батарей и чтобы прогреть дальние комнаты нужно топить больше.

Для эффективной работы перепад температур должен быть не менее 25 0С. А расстояние между котлом и радиаторами – от 3 метров. Длина всего трубопровода будет зависеть от размеров дома и мощности котла, но если получается длиннее 20-30 метров, то скорость циркуляции получится низкой.

Для соблюдения всех расстояний, владельцы домов иногда идут на ухищрения, например, размещают котёл в подвальном помещении. Но, если сделать этого никак нельзя, а расстояние от котла до батарей маленькое, можно использовать трубы, большего диаметра.

Принудительная циркуляция

Воду по системе гоняет циркуляционный насос. И в этом случае владельцам жилья не нужно ждать, пока хорошо прогреется вода, чтобы дома стало теплее. Насос начинает работать вместе с котлом, и нагрев помещения происходит быстро.

Двухтрубная система с принудительной циркуляцией

Минус такого варианта – энергозависимость. Другими словами, если у вас часто отключают свет, нужно позаботиться об источнике бесперебойного питания.

Температура воды и давление в отопительных сетях

Нормируемая температура в водяных отопительных системах зависит от температуры воздуха за пределами постройки:

1. Если за окном не ниже нуля градусов, то температура теплоносителя в подающем трубопроводе поддерживается в пределах 40-45 градусов. В таком случае в обратке вода будет с температурой 35°С.
2. Если на улице в пределах 20 градусов мороза, то в подающей магистрали циркулирует вода с температурой 67-77°С. Тогда в обратке теплоноситель будет не холоднее 53 градусов.
3. При снижение температуры на улице до -40°С в отопительные приборы подается самый горячий теплоноситель (+95°С). В этом случае температура в обратке может достигать 70 градусов.

В сетях с естественной циркуляцией давление внутри контура немного превышает статическое. В одноэтажных постройках с принудительным током теплоносителя поддерживают давление в трубопроводе отопления в районе 1,5-2,5 бар. При повышении этажности увеличивается давление в сети. Так, в пятиэтажках оно достигает 4 бар, в девятиэтажных домах – 7 бар, а высотках доходит до 10 бар.

Что такое водяная система отопления?

Водяным считается отопление посредством жидкого теплоносителя (воды или антифриза на водной основе). Передача тепла осуществляется посредством трубопроводов, конвекторов, радиаторов, коллекторов и котла. Основное отличие водяной системы от паровой в стабильности агрегатного состояния жидкости. Это свойство объясняет более низкую температуру теплоносителя и безопасность водяной системы по отношению к другим типам отопления.

Преимущества и недостатки водяной системы

Кроме простоты и надежности, специалисты отмечают следующие достоинства:

• равномерность распределения теплого воздуха по всем помещениям;
• при монтаже одного нагревательного котла появляется возможность контролировать процессы из одной точки;
• оборудование можно спрятать под декором, оставив видимыми только радиаторы – система теплого пола полностью решает проблемы скрытого монтажа;
• максимальная температура теплоносителя не более +95 С, поверхность радиаторов не более +65 С – это минимизирует угрозу ожога при кратковременном прикосновении к элементам.

Дополнительный плюс в мягкости подаваемого тепла – температура поднимается постепенно. Для частных домов преимущество водной системы еще и в том, что остывает носитель медленно, а значит, комфортная температура в помещении будет поддерживаться и после того, как отопление будет отключено.

Минусы тоже есть:

• Риск протечки. Нивелировать проблему можно применением пластиковых, а не стальных труб.
• Замерзание воды. Ситуация встречается, если на зиму не слить воду в системе.

Плюсов больше, что объясняет популярность конструкций в частных и многоквартирных домах.

Классификация водяных систем отопления

Классификация систем отопления базируется на ряде признаков:

1. По расчетной температуре в подающей магистрали: ниже +70 С – низкотемпературная, +70..+100 С – среднетемпературная, от +100 С – высокотемпературная.
2. По типу расположения подающей/обратной магистрали: с верхней разводкой при расположении подающей трубы выше отопительного прибора (ОП), с нижней – если подающая и обратная трубы проложены ниже ОП.

1. По расположению труб, соединяющих радиаторы: вертикальные со стояком и соединительными трубами, выложенными вертикально, и горизонтальные – при горизонтальной раскладке труб.
2. По соединительной схеме трубопроводов и радиаторов: двухтрубное с параллельным присоединением батарей, однотрубное с последовательным соединением.
3. По типу направления воды в подающей и обратной магистралях: тупиковое – при встречном движении, попутное – при совпадении направлений потока жидкости.

В расчет принимается способ циркуляции потока: естественный называется гравитационной, с применением силы насосов – принудительный.

Водяное отопление и что это?

Водяной обогрев – это контур из труб, внутри которых циркулирует жидкий теплоноситель (вода или антифриз). Для нагревания теплового носителя используется котельное оборудование. Жидкость транспортируется по трубопроводам. В роли отопительных приборов выступают конвекторы, коллекторы, радиаторы.

В сравнении с паровым отоплением водяное отличается безопасностью ввиду невысокой температуры теплоносителя и стабильного состояния жидкости. При этом циркуляция жидкой среды может быть принудительной или естественной. Второй вариант более простой и надежный, но эффективность обогрева в этом случае снижается.

Плюсы и минусы водяной системы

Среди преимуществ водяного обогрева жилых построек стоит назвать следующее:

1. Нагретый от радиаторов воздух равномерно распределяется по всем помещениям.
2. Параметрами системы можно управлять и контролировать их в одном месте.
3. При необходимости можно использовать скрытую прокладку трубопроводов, оставив видимыми только радиаторы. При устройстве теплого пола все приборы, отдающие тепло в помещение, полностью скрыты.
4. Поскольку температура циркулирующего теплоносителя не превышает 95 градусов, а поверхность батарей не нагревается выше 65°С, элементы контура полностью безопасны. При прикосновении к ним на короткий промежуток времени нельзя получить ожог.
5. Температуру в помещении можно регулировать. Нагревание происходит постепенно.
6. Значительная тепловая емкость жидкого носителя и радиаторов позволяет некоторое время обогревать помещение после прекращения работы котельного оборудования.

К недостаткам водяного отопления можно отнести вероятность появления протечек. Хотя если контур смонтирован из качественных полипропиленовых труб, то такая вероятность сводится к нулю. Если в контуре циркулирует вода, а не антифриз, то при прекращении работы нагревательного оборудования на длительный период зимой существует риск замерзания теплоносителя.

Классификация водяного отопления

Существует следующая классификация систем отопления:

• в зависимости от температуры теплоносителя в подающей магистрали системы бывают низкотемпературные (70 градусов), среднетемпературные (70-100°С)и высокотемпературные (температура воды в центральном отоплении выше 100 градусов);
• по расположению подающего и обратного трубопровода водяное отопление делится на контуры с нижней и верхней разводкой (в первом случае труба с подачей находится ниже радиатора, во втором случае – выше);
• раскладка трубопроводов, соединяющих радиаторы, бывает вертикальной и горизонтальной;
• также разводки бывают однотрубные и двухтрубные (при однотрубной разводке батареи подключаются последовательно, при двухтрубной – параллельно);
• в зависимости от тока теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы бывают попутными и тупиковыми (в первом случае ток жидкости в обеих магистралях совпадает, во втором – вода течет во встречном направлении);
• по принципу движения теплоносителя системы бывают с естественной и принудительной циркуляцией (в первом случае жидкость течет за счет уклона труб и гравитации, а во втором – за течение воды отвечает циркуляционный насос).

Также существуют бифилярные системы отопления, которые обеспечивают равномерный прогрев всех радиаторов, как при двухтрубной разводке, но на практике являются однотрубными. Они также бывают с вертикальной и горизонтальной раскладкой труб.

Способы прокладки труб отопления

Трубопроводы отопления прокладывают тремя способами:

1. Открытый;
2. Скрытый (закрытый);
3. Комбинированный.

Открытый способ подразумевает прокладку труб по наружным частям стен, пола, потолка. При закрытом методе трубы укладываются в строительные конструкции стен, пола, потолка и закрываются отделкой. При скрытой прокладке нужно учитывать важный фактор – в скрытых участках коммуникаций не должно быть соединений. Наличие соединения в стене или конструкции пола всегда чревато возникновением утечки.

Комбинированный метод использует открытую и скрытую прокладку линий отопления.

Выбор радиаторов

Радиаторы должны обладать хорошей теплоотдачей

При проектировании схемы разводки трубных магистралей особое внимание уделяется подбору радиаторов, способных с максимальной эффективностью обогревать помещения. При этом общий порядок выбора предлагает учет ассортимента изделий, различающихся своими формами используемым при изготовлении материалом

Большинство пользователей отдает предпочтение недорогим и надежным алюминиевым радиаторам, устойчивым к коррозийному разрушению и удобным в подключении. Намного реже выбирают вариант комбинированных отопительных конструкций, состоящих из двух металлов (алюминия и стали).

Что касается размеров и формы подбираемых элементов обогрева – здесь каждый пользователь действует на свое усмотрение и с учетом конкретных условий монтажа.

Антифриз в системе отопления

Заполнение системы отопления антифризом рекомендуется только в некоторых случаях, например, при особенно суровых зимах. Используется специальный водный раствор этиленгликоля, пропиленгликоля и других составов на основе гликолей; растворы неорганических солей.

Преимуществом считается поддержание целостности всей конструкции, например, если дом используется только в теплый сезон, а сливать воду на зиму нет возможности. Антифриз снизит риск разрыва трубопровода, радиаторов, котла.

Применение антифриза имеет и недостатки – сниженная по отношению к воде теплоемкость, поэтому придется выбирать и ставить мощные радиаторы, высокая вязкость, текучесть. Недопустимо использовать оцинкованные трубы, так как антифриз может изменить химические свойства и потерять свои качества.

Классификация систем водяного отопления

В зависимости от расположения места выработки тепла, водные отопительные системы подразделяются на централизованные и местные. В централизованном порядке теплом снабжают, например, многоквартирные дома, всевозможные учреждения, предприятия и другие объекты.

В этом случае тепло вырабатывается в ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) или котельных, а затем доставляется потребителям с помощью трубопроводов.

Местные (автономные) системы обеспечивают теплом, например, частные дома. Вырабатывается оно непосредственно на самих объектах теплоснабжения. Для этой цели используются печи или специальные агрегаты, работающие на электроэнергии, природном газе, жидких или твердых горючих материалах.

В зависимости от способа, которым обеспечивается перемещение водных масс, отопление может быть с принудительным (насосным) или естественным (гравитационным) движением теплоносителя. Системы с принудительной циркуляцией могут быть с кольцевыми схемами и со схемами первично-вторичных колец.

Разные системы водяного отопления отличаются друг от друга типом разводки и способом присоединения приборов. Объединяет их вид теплоносителя, передающего тепло отопительным приборам (+)

В соответствии с направлением перемещения воды в магистралях подающего и обратного типа, теплоснабжение может быть с попутным и тупиковым движением теплоносителя. В первом случае вода перемещается в магистралях в одном направлении, а во втором – в разных.

По направлению движения теплоносителя системы делятся на тупиковые и встречные. В первых поток нагретой воды направлен в сторону, обратную направлению остывшей. В попутных схемах движение нагретого и остывшего теплоносителя происходит в одном направлении (+)

Трубы отопления могут соединяться с отопительными приборами в разные схемы. Если отопительные приборы соединены последовательно, такая схема называется однотрубной, если параллельно – двухтрубной.

Есть ещё и бифилярная схема, при которой сначала последовательно соединяются все первые половины приборов, а потом, для обеспечения обратного оттока воды, их вторые половины.

Расположение труб, соединяющих отопительные приборы, дало наименование разводке: различают её горизонтальную и вертикальную разновидность. По методу сборки выделяют коллекторные, тройниковые и смешанные трубопроводы.

Схемы систем отопления с верхней и нижней разводкой отличаются расположением подающей магистрали. В первом случае труба подачи прокладывается над приборами, принимающими от нее нагретый теплоноситель, во втором случае труба прокладывается ниже батарей (+)

В тех жилых зданиях, где нет подвалов, но зато имеется чердак, используются отопительные системы с верхней разводкой. В них подающая магистраль расположена выше отопительные приборов.

Для строений с техническим подвалом и плоской крышей применяют отопление с нижней разводкой, при которой магистрали подачи и отвода воды находятся ниже приборов отопления.

Есть ещё и разводка с «опрокинутой» циркуляцией теплоносителя. В этом случае ниже приборов располагается обратная магистраль теплоснабжения.

По способу присоединения подающей магистрали к приборам отопления системы с верхней разводкой делятся на схемы с двухсторонним, односторонним и опрокинутым движением теплоносителя

Если у вас двухэтажный дом

Вот основные особенности водяного отопления для двухэтажного строения:

• Котёл располагается на первом или цокольном этаже. Расширительный бак на втором этаже или чердаке.
• Разводку труб для двухэтажного дома лучше выбирать двухтрубную или коллекторную.
• Общая длина отопительной системы в двухэтажном доме довольно велика, поэтому требуется установка циркуляционного насоса.

В двухтрубной системе для двухэтажного дома особенно важно то, что остывший теплоноситель не подаётся в общий стояк. Он отводится в отдельную трубу, что исключает ситуации, когда до последнего радиатора доходит уже остывшая вода

В коллекторной системе на каждом этаже организуются отдельные отопительные схемы, которые отходят от общего стояка.

Знаете ли вы, что первый отопительный прибор на водороде имел мощность 30 кВт? Водородный котел отопления – принцип действия, целесообразность использования, а также можно ли собрать агрегат своими руками.

О назначении трехходового клапана для отопления читайте в этой статье.

Что такое водяная система отопления?

Водяным считается отопление посредством жидкого теплоносителя (воды или антифриза на водной основе). Передача тепла осуществляется посредством трубопроводов, конвекторов, радиаторов, коллекторов и котла. Основное отличие водяной системы от паровой в стабильности агрегатного состояния жидкости. Это свойство объясняет более низкую температуру теплоносителя и безопасность водяной системы по отношению к другим типам отопления.

Преимущества и недостатки водяной системы

Кроме простоты и надежности, специалисты отмечают следующие достоинства:

• равномерность распределения теплого воздуха по всем помещениям;
• при монтаже одного нагревательного котла появляется возможность контролировать процессы из одной точки;
• оборудование можно спрятать под декором, оставив видимыми только радиаторы – система теплого пола полностью решает проблемы скрытого монтажа;
• максимальная температура теплоносителя не более +95 С, поверхность радиаторов не более +65 С – это минимизирует угрозу ожога при кратковременном прикосновении к элементам.

Дополнительный плюс в мягкости подаваемого тепла – температура поднимается постепенно. Для частных домов преимущество водной системы еще и в том, что остывает носитель медленно, а значит, комфортная температура в помещении будет поддерживаться и после того, как отопление будет отключено.

Минусы тоже есть:

• Риск протечки. Нивелировать проблему можно применением пластиковых, а не стальных труб.
• Замерзание воды. Ситуация встречается, если на зиму не слить воду в системе.

Плюсов больше, что объясняет популярность конструкций в частных и многоквартирных домах.

Классификация водяных систем отопления

Классификация систем отопления базируется на ряде признаков:

1. По расчетной температуре в подающей магистрали: ниже +70 С – низкотемпературная, +70..+100 С – среднетемпературная, от +100 С – высокотемпературная.
2. По типу расположения подающей/обратной магистрали: с верхней разводкой при расположении подающей трубы выше отопительного прибора (ОП), с нижней – если подающая и обратная трубы проложены ниже ОП.

1. По расположению труб, соединяющих радиаторы: вертикальные со стояком и соединительными трубами, выложенными вертикально, и горизонтальные – при горизонтальной раскладке труб.
2. По соединительной схеме трубопроводов и радиаторов: двухтрубное с параллельным присоединением батарей, однотрубное с последовательным соединением.
3. По типу направления воды в подающей и обратной магистралях: тупиковое – при встречном движении, попутное – при совпадении направлений потока жидкости.

В расчет принимается способ циркуляции потока: естественный называется гравитационной, с применением силы насосов – принудительный.

Водяное отопление частного дома – схемы, варианты разводки

В настоящее время существуют следующие виды систем:

• однотрубная;
• двухтрубная;
• коллекторная.

Отличительной особенностью однотрубной сети является прокладка одной линии для циркуляции жидкости, все обогревательные приборы внутри дома располагаются по ходу ее движения. Поэтому осуществить разводку трубопровода можно быстро и легко. Финансовые затраты минимальны, но у такой схемы есть существенный недостаток. Это неравномерный прогрев радиаторов, отсутствие возможности регулировать температуру каждой отдельной батареи.

Однотрубная схема с нижней или верхней разводкой – это замкнутый контур с круговым движением теплоносителя. Более эффективным будет использование циркуляционного насоса для перекачивания жидкости, но можно остановиться и на варианте с ее естественным движением. В первом случае, из-за равномерной передачи тепла и прогрева помещений, удается получить значительную экономию топлива. Во втором типе циркуляция осуществляется естественным образом, за счет расширения воды при нагреве внутри котла, разницы температур на входе-выходе из него. Скорость движения жидкости минимальна, поэтому, пройдя по трубам до дальней точки, она успевает остыть, и в дальние комнаты попадает меньше тепла.

При двухтрубной схеме подвод-отвод теплоносителя к отопительным приборам происходит по отдельным трубопроводам. Поэтому такое двухконтурное отопление обеспечивает подачу во все радиаторы теплоносителя одинаковой температуры.

Самое простое исполнение – без циркуляционного насоса, когда подача воды происходит самотеком. Для обеспечения нормальной циркуляции применяют трубы большего диаметра, а их уклон делают 10 мм на каждый метр трубопровода. Но более экономичной и эффективной будет трубопроводная сеть с циркуляционным насосом. При этом разводку любой сложности можно провести трубами меньшего диаметра.

Основными преимуществами двухтрубной разводки являются:

• высокая надежность;
• равномерная подача тепла ко всем отопительным приборам;
• возможность прокладки теплоснабжения открытым или закрытым способом;
• легкость регулирования в процессе эксплуатации;
• простота монтажных работ.

Учитывая перечисленные преимущества, такая разводка получила широкое распространение в частном строительстве, при возведении многоэтажных домов, производственных и административных зданий.

Коллекторное расположение труб предусматривает наличие нескольких подающих и обратных трубопроводов, соединенных специальными распределительными коллекторами – гребенками. Такая разводка позволяет контролировать все отопительные приборы из одного распределительного шкафа.

Отличительной чертой является возможность отдельной подачи (отвода) теплоносителя для каждого отопительного прибора, системы теплого пола, бойлера и т. д. Учитывая особенности подключения и эксплуатации, данная конфигурация разводки хорошо зарекомендовала себя при обогреве частных коттеджей с автономной системой отопления.

Нагретая от источника тепла жидкость поступает к коллекторной гребенке (особому элементу трубопроводной арматуры) после чего отводится к отдельному потребителю (или их группе). Обратное поступление воды к источнику тепла происходит через аналогичное устройство. Контуром коллекторной системы называется часть трубопроводной сети, начиная от выхода из подающей гребенки, от соединительного фланца, до входа в принимающую гребенку. Обычно такая схема состоит из нескольких отопительных контуров.

Для облегчения монтажа и дальнейшей эксплуатации отопительной сети гребенки подвешивают на общих кронштейнах, закрепленных к отдельно стоящей металлической стойке, стене здания. Расположение коллекторов в специальной нише, внутри металлического шкафа, улучшает внешний вид помещения.

Основные преимущества коллекторной схемы:

• регулировка подачи тепла осуществляется отдельно к каждому потребителю;
• возможность отключения отдельных отопительных приборов для их ремонта, замены;
• управление всеми отопительными приборами осуществляется из одной точки.

К недостаткам относят сложность монтажных работ, большие финансовые затраты.

Рассмотренные системы являются наиболее эффективными из всех существующих видов отопления частного дома. Поскольку постоянное внедрение инновационных решений, использование более современных регулирующих и отопительных приборов, расчет мощности системы позволяют получать лучшие показатели в соотношении цены и качества обеспечения теплом.