Система водяного отопления дома разновидности, схемы, сравнение

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо того, что эти источники тепла производят тепловую энергию, сжигая различные виды твердого топлива, они имеют ряд других отличий от других теплогенераторов. Эти отличия как раз и являются следствием сжигания древесины, их надо воспринимать как данность и всегда учитывать при подсоединении котла к системе водяного отопления. Особенности заключаются вот в чем:

1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
2. Образование конденсата в топливнике. Особенность проявляется во время поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Опасность инерционности состоит в возможном перегреве водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Устанавливаем и подключаем радиаторы

С коллекторной схемой всем понятно. Есть коллектор с выходами по количеству радиаторов. Каждый подключаем отдельно от самого коллектора самой тонкой трубой 16 мм.

Для большей экономии на материалах подключаем двухэтажный дом по двухтрубной схеме. Каждый выход с коллектора — это будет стояк на один этаж. От коллектора подключаем так называемые стояки по этажам. Для того чтобы понять как правильно проводить отопление в частном доме и рассчитать диаметры труб обратимся к теории.

Как мы знаем для комфортной температуры в доме нам в среднем нужно обеспечивать тепловую мощность системы отопления в 1 кВт на 1 квадратный метр площади при стандартной высоте потолка 2,5-2,7 м.

Скорость потока жидкости в трубах должна находится в пределах от 0,4 — 0,6 м/с тогда тепловая мощность, которую смогут передавать эти трубы составит (для сшитого полиэтилена/ППР мм):

16/20 мм (вн. 12) — 3,7-5,5 кВт (2 – 4 радиатора);

20/25 мм (вн. 15) — 5,7-8,7 кВт (4 – 6 радиаторов);

25/32 мм (вн. 20) — 10,2-15,3 кВт (6 – 10 радиаторов);

32/40 мм (вн. 25) — 16 – 24 кВт (10 – 16 радиаторов).

Расчет взят из таблицы соответствия скорости к количеству тепловой мощности.

Соответственно если площадь этажа до 100 м кв. то на этаж нам достаточно привести стояк из трубы сечением 25 мм для сшитого полиэтилена и 32 мм для ППР. Далее по уменьшению мощности уменьшаем диаметр трубы таким образом:

К коллектору уходит 25 сшитый полиэтилен. Разветвляем его на этаже тройником 20/25/20 и далее по схеме, а точнее следуя из расчета.  На 16 трубу до 5,5 кВт нагрузка, на 20 трубу до 8,7 кВт и т.д. Ну вы поняли…

Рекомендую присмотерется к трубам рехау или их аналогам. О том какая труба рехау лучше подходит для отопления здесь.

Однотрубная горизонтальная

Самый простой вариант однотрубной горизонтальной системы отопления с нижним подключением.

При создании системы отопления частного дома своими руками схема с однотрубной разводкой может оказаться самой выгодной и дешевой. Она одинаково хорошо подходит как для одноэтажных домов, так и для двухэтажных. В случае с одноэтажным домом она выглядит очень просто – радиаторы соединяются последовательно – с целью обеспечения последовательного протекания теплоносителя. После последнего радиатора теплоноситель отправляется по цельной обратной трубе в котел.

Достоинства и недостатки схемы

Для начала мы рассмотрим основные достоинства схемы:

• простота реализации;
• отличный вариант для небольших домов;
• экономия материалов.

Однотрубная горизонтальная схема отопления — отличный вариант для небольших помещений с минимальным количеством комнат.

Схема действительно очень простая и понятная, поэтому с ее реализацией сможет справиться даже новичок. Она предусматривает последовательное соединение всех устанавливаемых радиаторов. Это идеальная схема разводки отопления для частного дома небольших размеров. Например, если это однокомнатный или двухкомнатный дом, то «городить» более сложную двухтрубную систему не имеет особого смысла.

Глядя на фото такой схемы, мы можем отметить, что обратная труба здесь цельная, она не проходит через радиаторы. Поэтому такая схема более экономичная в плане расхода материалов. Если у вас нет лишних денег, такая разводка станет для вас наиболее оптимальной – она сэкономит деньги и позволит обеспечить дом теплом.

Что касается недостатков, то их мало. Главным недостатком является то, что последняя батарея в доме будет холоднее, чем самая первая. Это связано с последовательным проходом теплоносителя через батареи, где он отдает накопленное тепло в атмосферу. Еще одним недостатком однотрубной горизонтальной схемы является то, что при выходе из строя одной батареи придется отключать сразу всю систему.

Несмотря на определенные недостатки, такая схема обогрева продолжает использоваться во многих частных домах небольшой площади.

Особенности монтажа однотрубной горизонтальной системы

Создавая водяное отопление частного дома своими руками, схема с однотрубной горизонтальной разводкой окажется самой простой для реализации. В процессе монтажа необходимо смонтировать батареи отопления, после чего соединить их отрезками трубы. После подключения самого последнего радиатора необходимо развернуть систему в обратном направлении – желательно, чтобы отводящая труба проходила по противоположной стене.

Однотрубная горизонтальная схема отопления может использоваться и в двухэтажных домах, каждый этаж здесь подключается параллельно.

Чем больше ваше домовладение, тем больше в нем окон и тем больше в нем радиаторов. Соответственно, растут и тепловые потери, в результате чего в последних комнатах становится ощутимо прохладнее. Компенсировать падение температуры можно путем увеличения количества секций на последних радиаторах. Но лучше всего смонтировать систему с байпасами или с принудительной циркуляцией теплоносителя – об этом мы расскажем чуть позже.

Аналогичная схема отопления может быть использована для обогрева двухэтажных домов. Для этого создаются две цепочки радиаторов (на первом и втором этажах), которые подключаются параллельно друг другу. Обратная труба в этой схеме подключения батарей одна, она начинается от последнего радиатора на первом этаже. Туда же подключается обратная труба, спускающаяся со второго этажа.

Как самому сделать отопление по схеме «Ленинградка» в частном доме

Одна из популярных систем отопления – это «ленинградка». Считается, что название такое она получила, потому что была впервые применена при монтаже в домах Ленинграда.  Это однотрубная система. Иными словами все теплообменники или как их еще называют радиаторы отопления, батареи, располагаются по одной линии и на одной трубе.

Простую схему можно выразить так:

Т.е., теплоноситель, в данном случае вода, проходит через все радиаторы, постепенно теряя тепло. Лучше, оно сохраняется, если все радиаторы расположены на одном уровне. Поэтому подобная система выгоднее всего подходит для одноэтажных домов. Устанавливать можно с естественной циркуляцией воды и с принудительной, т.е. с применением насоса.

В предоставленном ниже видео, автор на примере схем рассказывает, как можно организовать у себя дома такую систему.

Монтаж и подключение оборудования — как установить котел

Обязываются газовые, дизельные и электрические котлы практически одинаковым способом. Дело в том, что практически все настенные модели имеют встроенные циркуляционные насосы и расширительные баки. Наиболее простая и распространенная схема обвязки предусматривает расположение насоса с байпасной линией и грязевиком на обратке. Туда же монтируют и расширительную емкость. Для контроля за давлением используется манометр, а воздуха из котлового контура отводится через автоматический воздухоотводчик. Электрический котел, не оснащенный насосом, обвязывается таким же образом.

Если у теплогенератора имеется собственный насос, а его ресурс также используется на грев воды для ГВС, трубы и элементы разводятся несколько иным способом. Удаление дымовых газов проводится при помощи двустенного коаксиального дымохода, который выходит наружу сквозь стену в горизонтальном направлении. Если в приборе используется топка открытого типа, то потребуется наличие обычного дымоотводного канала, имеющего хорошую естественную тягу.

Обширные загородные дома довольно часто предусматривают стыковку котла и нескольких отопительных контуров – радиаторного, теплого пола и нагревателя косвенного нагрева ГВС. В подобном случае лучшим вариантом будет использование гидравлического разделителя. С его помощью можно добиться качественной организации автономной циркуляции теплоносителя в системе. В то же время он выступает в роли распределительной гребенки для других контуров.

Большая сложность обвязки твердотопливных котлов объясняется следующими моментами:

1. Риском перегревания по причине инертности приборов, так как работает система отопления в частном доме на дровах, которые быстро не гаснут.
2. Когда в бак агрегата поступает холодная вода, обычно появляется конденсат.

Чтобы теплоноситель не перегревался и не закипал, на обратку ставят циркуляционный насос, а на подачу сразу за теплогенератором – группу безопасности. В ее состав входит три элемента – манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан. Особенное значение имеет наличие клапана, так как с его помощью осуществляется сброс лишнего давления в случае перегрева теплоносителя. При использовании в качестве отопительного материала дров защита топки от конденсации жидкости обеспечивается байпасом и трехходовым клапаном: он задерживает воду из сети до тех пор, пока она не нагреется выше +55 градусов. В теплогенераторных котлах желательно применять специальные буферные баки, выполняющие роль тепловых аккумуляторов.

Нередко топочные помещения оснащаются двумя различными источниками тепла, что предусматривает особый подход к их обвязке и подключению. Обычно в таком случае в первой схеме объединяют твердотопливный и электрический котел, синхронно питающие отопительную систему. Второй вариант подразумевает комбинацию газового и дровяного генератора тепла, питающие системы отопления дома и ГВС.

Про отопление дома в целом

Водяное отопление любого частного дома состоит, как минимум, из следующих элементов:

• нагревательного котла;
• расширительного бака;
• радиаторов отопления;
• трубопроводов;
• регулирующей арматуры.

И здесь проявляется первая особенность – среди оборудования не упомянут циркуляционный насос. Дело в том, что для некоторых вариантов создания отопления дома, своими руками оно будет выполнено или нет, насос не требуется. Но в этом случае появляются другие требования, которые будут затронуты немного позже.

Составные части водяного отопления

Поэтому, определяясь с будущей системой водяного обогрева, начинать работу необходимо с основных моментов – решить, какой будет схема отопления, и выбрать мощность нагревательного котла.

Инструкция по установке

Водяное отопление частного дома своими руками обустраивается по следующей схеме:

• Монтируется котел. Место для него стоит подобрать так, чтобы максимально упростить разводку труб и сократить расходы материалов. Если ставится газовый или электрический вариант, нужно помнить об удобстве подключения к магистрали или проводке. Высота монтажа играет роль только для схем с естественной циркуляцией, чем ниже входит обратная труба, тем лучше.
• Монтаж радиаторов водяного отопления в частном доме. Батареи ставятся под окнами, что способствует лучшему воздухообмену. При монтаже следует строго выдерживать горизонталь и минимальные отступы: 10 сантиметров – от подоконника, 6 – от пола. В идеале, стоит сразу установить запорную арматуру для экстренного отключения и стравливания воздуха.
• Разводка труб, установка вспомогательных приборов. Начинается этот процесс непосредственно от котла отопления на основе заранее разработанной схемы, применением соединительных элементов, в том числе уголков, фитингов, тройников и прочего. Свой дом можно оснастить и разводкой открытого типа (трубы всегда на виду), и закрытой схемой (детали скрыты в нишах). Вместе с трубами также подключаются батареи, монтируются циркуляционные насосы (если технология предполагает их наличие), расширительный бак, фильтры, блоки безопасности, предохранительные клапаны и прочее.

Таким образом, можно собственными силами создать надежную, долговечную и эффективную систему отопления, которая не подведет в самый суровый мороз!

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.

Обратите внимание, что в некоторых котлах имеется расширительный бак. Если его объема достаточно, установка второго не требуется

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 кронштейне Сделать опорную площадку Бак на ножках можно установить на полу

Схема подключения

Кроме выбора варианта отопительного оборудования, немаловажна и организация разводки горячей воды, поскольку именно от нее зависит стабильность подачи тепла в самые отдаленные уголки. Для загородного дома требования обычно такие же, что и для городского жилища, поскольку законы физики везде одинаковы. А вот для двухэтажного строения придется приложить больше усилий при подключении, чем для одноэтажного дома. Неизбежно добавляется расчет подъема жидкости на увеличенную высоту, и реализовать его на практике тоже довольно непросто.

Выбирая систему отопления для двухэтажного дома, приходится разбираться во многих вариантах, такие как:

• с двумя трубами или с одним контуром;
• с организацией разводки сверху либо снизу;
• с натуральной или вынужденной циркуляцией;
• с идущими горизонтально либо вертикально стояками;
• с магистральным типом проводки теплоносителя или с тупиковым исполнением.

Рекомендуется выбирать в любом случае такую схему, которая будет способна работать сама, без участия людей за счет встроенной автоматики. Однотрубный вариант по системе «Ленинградка» позволяет экономить средства и полностью устранить зависимость от центрального отопления. Схема хорошо работает с разнообразными видами топлива. Смонтировать отопительный контур легко даже без помощи профессионалов. Вдобавок сокращение числа труб повышает эстетичность нагревательного комплекса; допускается оборудование теплого пола при соблюдении технологических условий.

У двухтрубной вариации есть свои преимущества, и главное из них – радиаторы в разных комнатах будут прогревать воздух одинаково эффективно. Исключается ситуация, когда где-то очень холодно, а где-то практически африканская пустыня. Даже увеличение количества труб вполне перекрывается объективными достоинствами

Важно: двухтрубный вариант с верхним отводом обратки не подходит для использования чугунных радиаторов. А вот совместимость с современными металлическими панелями у него на уровне

Если обратный ход воды начинается снизу, а теплоноситель вводится сверху, то эффективность заметно вырастает. Исчезает опасность, что какой-то один угол в доме будет греться хуже других. Но проблема в том, что если в батареях установлено более 15 сегментов, уровень тепловых потерь превосходит все разумные рамки. Большинство людей отдает предпочтение диагональному способу, когда тепловой ввод и обратка подключаются не только на разной высоте, но и на противоположных сторонах радиатора. Почти всегда двухтрубный контур работает в режиме насосной прокачки, естественной подвижности воды не хватает.