Отопление своими руками в частном. Видео: выбор труб для системы отопления. Выбор труб для системы отопления

Всего лишь несколько десятилетий назад единственным видом отопления домов было печное, что объяснялось дешевизной твердого топлива и отсутствием доступа к другим источникам энергии. За относительно короткое время системы отопления развились очень сильно и появилось столько их разновидностей, что у хозяина дома могут быть муки выбора именно того варианта, который подойдет ему наилучшим образом. В этой статье мы постараемся пошагово разобраться с тем, как сделать отопление в частном доме, так как этот вопрос неизбежно встает и при строительстве, и при реконструкции.

Виды источников энергии и факторы, определяющие их выбор

Главным фактором, влияющим на правильный выбор системы отопления – это наличие рядом доступного топлива или источника энергии, которая в дальнейшем будет преобразовываться в нужное нам тепло. Что же используется человечеством в настоящее время.

Твердое топливо

Виды твердого топлива

Твердое топливо издревле используется человеком в качестве источника энергии. Им могут быть:

• Дрова или любой вид д ревесины, в том числе отходы древесного производства. Это наиболее давно используемый вид топлива, который не потерял актуальность до сих пор. В эту же категорию можно отнести и современные его виды: пеллеты или топливные брикеты (евродрова), - для производства которых применяют высушенные и спрессованные древесные отходы. Благодаря низкому содержанию влаги в этих изделиях, производители заверяют, что их теплотворная способность в 2— 3 раза выше, чем традиционных дров.
• Каменный уголь дает при сгорании больше тепла чем дрова, но он образует значительное количество шлака, который требует периодической чистки и удаления. Для возгорания угля потребуется все то же древесное топливо.
• Торф в чистом виде для топлива уже не используется, поэтому производители предлагают так называемые торфяные брикеты, где исходное сырье тщательно высушивают, а затем прессуют в удобную для транспортировки и хранения форму. Естественно, что теплотворная способность таких брикетов значительно выше, чем природного торфа.

Камины и печи

Самыми первыми источниками тепловой энергии были обычные костры, а потом уже появились камины и печи, где над сгоранием твердого топлива уже имеется хоть какой-то контроль. И этот вид отопления еще рано отправлять на «свалку истории». Если речь идет о частном доме, где люди появляются периодически, а не постоянно проживают (например, дача), то камин или печь будут идеальным вариантом. Мастера-умельцы разработали множество замечательных проектов, в которых камин и печь совмещены. В таких домах хозяева с такими печами могут одновременно любоваться открытым пламенем, обогревать помещения и готовить пищу.

Печь совмещенная с камином — отличный вариант отопления дачного дома

Подробную информацию, читайте в статье на нашем сайте.

Твердотопливные котлы

Для того чтобы передать энергию теплоносителю, в качестве которого чаще всего выступает вода, существуют специальные твердотопливные котлы, они в течение долгого времени были незаслуженно задвинуты на второй план, благодаря победному шествию газовых котлов. Но в последнее время, на фоне постоянного удорожания основных энергоносителей: электричества, газа и различных видов жидкого топлива, - они обретают второе рождение. Перечислим основные достоинства твердотопливных котлов:

• Твердотопливные котлы имеют наиболее низкую стоимость вырабатываемой тепловой энергии: один киловатт энергии, произведенной ими в 4 раза дешевле, чем при сжигании природного газа, не менее чем 8 раз дешевле, чем при сжигании дизтоплива и в 17 раз дешевле, чем тепло, вырабатываемое электрическим котлом.
• Большинство современных твердотопливных котлов не требуют подключения к электричеству, их автоматика энергонезависима. Поэтому их выгодно эксплуатировать там, где нет газоснабжения, имеются частые перебои или отсутствует электроснабжение. Следует отметить, что для полной автономности с твердотопливным котлом, следует проектировать систему отопления с естественной циркуляцией и открытым расширительным бачком .
• Современные модели пиролизных котлов длительного горения практически «всеядны» — принимают любой вид твердого топлива, в том числе и различные горючие отходы. Они требуют всего один-два раза в сутки чистки и закладки. Благодаря созданным в них условиям, сгорание топлива происходит наиболее полно, поэтому и золы и шлаков в них намного меньше.

Но, твердотопливные котлы не безупречны, поэтому имеют ряд недостатков:

• Даже при наличии «продвинутой» автоматики, такой вид котлов требует обязательного участия человека для чистки и закладки новой порции топлива. Частично лишены этого недостатка пеллетные котлы, в котором подача из бункера в камеру сгорания происходит автоматически, но и они требуют периодической чистки, да и стоимость пеллет пока «кусается».
• Твердотопливные котлы имеют большие габариты и требуют отдельного помещения для себя и для запаса топлива, а также дымохода, способного выдержать высокие температуры.
• Эти виды котлов имеют очень большую тепловую инерционность и могут генерировать избыточное для отопления тепло, поэтому желательно их оборудовать водяным теплоаккумулятором , а это сильно сказывается на общей стоимости системы отопления.

Тем не менее твердотопливные котлы еще очень долго будут использоваться человечеством, так как они работают на возобновляемых видах топлива, чего нельзя сказать об углеводородах, запасы которых истощаются и цены на них постоянно растут. В частных домах их использование оправдано только лишь там, где отсутствует газоснабжение либо имеется источник твердого топлива по очень низкой цене.

Жидкое топливо и жидкотопливные котлы

Большинство жидкотопливных котлов работает на дизельном топливе (солярке), реже на мазуте. Их применение оправдано лишь в том случае, когда нет доступа ни к природному газу, ни к твердому топливу. Без электроэнергии, однако, они не работают. Достоинствами жидкотопливных котлов являются:

• Для установки такого котла не нужно получать специальных разрешений (как с газовыми котлами).
• Жидкотопливные котлы имеют высокий КПД.
• Большинство моделей имеет высокую мощность, что позволяет отопить большие по площади дома или группу строений.
• Жидкотопливные котлы легко поддаются регулировке.
• Некоторые модели могут т рансформироваться в газовые котлы путем замены горелки.
• Тепло, генерируемое жидкотопливным котлом, обходится гораздо дешевле, чем электрическим.

Недостатки жидкотопливных котлов:

• Такие котлы энергозависимы, для работы горелки требуется электроэнергия. При перебоях в ее подаче требуется ручной запуск к отла.
• Для установки котла требуется специальное отдельное помещение с хорошей вытяжкой.
• Для хранения запасов топлива требуется большая емкость , причем необходимо предусмотреть электроподогрев дизельного топлива в зимнее время.
• Жидкотопливные котлы очень шумные из-за работы вентиляторной горелки.
• Тепло, производимое такими котлами, значительно дороже, чем производимое газовыми или твердотопливными.

Исходя из всего вышесказанного, можно заключить, что жидкотопливные котлы выгодно устанавливать для обогрева частных домов большой площади, которые в перспективе, с подводом магистралей, будут переведены на газ.

Отопление при помощи электрической энергии

Передавать и использовать электрическую энергию, безусловно, удобнее всего. И преобразование в тепло осуществляется проще всего, и управлять процессом нагрева тоже легко. Почему же ее не используют так, как этого хотелось бы? Прежде всего, стоит узнать каким образом может использоваться электрическая энергия для отопления?

Прямые способы отопления электричеством

В этом способе передача тепла в помещения происходит без «посредника» - теплоносителя, а напрямую. Реализация такого электрического отопления может происходить разными путями:

• Обогрев при помощи масляных радиаторов. Эти приборы известны большинству и представляют собой нагревательный ТЭН, помещенный внутрь металлического радиатора с минеральным маслом, которое, разогреваясь, передает тепло корпусу прибора, а тот уже в окружающее помещение. У электрических масляных обогревателей тепло передается как конвекционным путем , так и излучением. Они обладают определенной тепловой инерционностью, свойственной классическим чугунным радиаторам, просты в установке, однако, этот вид отопительных приборов дороже, чем конвекторы.
• Отопление при помощи электрических конвекторов реализуется проще, чем масляными радиаторами. В таких приборах ТЭН помещен в керамическую оболочку и герметично впаян в корпус из стали или алюминия, имеющий ребристую форму. При нагреве тепло распределяется по конвектору, холодный воздух поступает снизу и, проходя через ребра , нагревается и поднимается наверх, то есть происходит конвекция. Нагретый воздух уже передает тепло строительным конструкциям и окружающим предметам. Доля излучения в таких приборах составляет примерно 10%.

• Отопление при помощи электрических теплых полов очень хорошо себя зарекомендовало как вспомогательное в частных домах и квартирах, но вполне может использоваться и как основное – лишь бы хватило выделенной мощности. Реализуется такое отопление при помощи нагревательных кабелей или инфракрасных пленок , которые скрывают либо в стяжке пола, либо под напольными покрытиями. Это один из самых комфортных видов электрического отопления.
• Отопление при помощи инфракрасных излучателей – один из самых современных видов электрического отопления. Главные элементы – излучатели, могут монтироваться на потолок, стены, пол. Они могут быт как стационарными, так и передвижными. Преобразование электрической энергии в инфракрасные лучи происходит при помощи кварцевых излучателей, что позволяет получить очень высокую долю инфракрасного излучения. Особенностью таких излучателей является то, что они обогревают только те предметы, которые находятся в зоне их действия. Это позволяет создавать зоны с различным температурным режимом.

• Отопление в частных домах при помощи тепловентиляторов хорошо себя зарекомендовало, но не как стационарное, а как помощь основному. Например, в самые холодные дни основная система отопления не справляется со своей функцией или нужно быстро прогреть помещение дачного домика в зимнее время, пока инерционные водяные радиаторы выйдут на свой штатный режим.

Прямой способ отопления электричеством наиболее прост в исполнении, так как для его реализации требуется только закрепить тепловые приборы и провести к ним проводку, при необходимости установить терморегуляторы и контроллеры. Повсеместное использование этого способа отопления ограничивается, прежде всего, высокой стоимостью электроэнергии, ограничением выделенных мощностей на один дом, а также и недешевым оборудованием.

Электрическое водяное отопление

Этот вид отопления можно назвать косвенным, так как тепло передается вначале от ТЭНов теплоносителю – воде, а уже потом вода распределяется при помощи трубопроводов по по мещениям и отдает свое тепло через обычные радиаторы отопления. Сердцем такой системы являются электрические котлы, которые могут быть нескольких типов:

• Электрические котлы с ТЭНами (трубчатыми электронагревателями), которые применяются и в стиральных машинах, и в электрочайниках. Достоинствами таких котлов является их простота, что выгодно сказывается на цене. Основной недостаток – неизбежное образование накипи, что сильно со временем уменьшает теплоотдачу.
• Электродные котлы в качестве нагревателя используют собственно саму воду, которая при пропускании через нее электрического тока подвергается процессу электролиза с большим выделением тепла. Такие котлы имеют компактные размеры, накипь в них не образуется, но для их эксплуатации требуется подготовка воды и периодическая замена электродов.
• Индукционные котлы используют для нагрева воды явление электромагнитной индукции. В герметичной катушке генерируется переменное магнитное поле высокой частоты, под его воздействием в сердечнике и корпусе котла генерируются токи Фуко, разогревающие металл. Тепло передается циркулирующему теплоносителю – воде. Такие котлы надежны , имеют высокий КПД, но и цена на них больше, чем на ТЭНовые и электродные.

Обобщая все положительные характеристики водяных электрических котлов, можно отметить их преимущества:

• Электрические котлы имеют небольшие размеры и могут быть установлены в любом удобном месте частного дома.

• Они имеют высокий КПД, бесшумны в работе, не выделяют никаких вредных веществ, не требуют дымоходов.
• Электрические котлы безопасны в эксплуатации.
• Они могут встраиваться в существующую систему отопления с газовыми или твердотопливными котлами в качестве резерва, вспомогательного элемента или предотвращения замерзания теплоносителя в зимнее время.
• Электрические котлы легко поддаются регулировке и техническому обслуживанию.

Главным фактором, который, к сожалению, ограничивает их широкое и повсеместное применение является более высокая цена на электроэнергию по сравнению с газом или твердым топливом. Большая часть электричества в мире производится путем сжигания углеводородов, поэтому эта самая удобная в использовании энергия пока проигрывает им по экономическим показателям.

Отопление газовыми котлами

В настоящий момент, отопление частного дома газовыми котлами является наиболее выгодным и перспективным, причем эта тенденция будет сохраняться еще не одно десятилетие. Почему же выгодно иметь в качестве «сердца» отопительной системы именно газовый котел ?

• Газ при сгорании обладает очень большой теплотворной способностью, расходы на газовое отопление одни из самых низких.
• Газовые котлы некоторых моделей могут работать при отсутствии электроснабжения, поэтому могут быть включены в полностью автономную систему отопления.
• Для современных настенных газовых котлов с закрытой камерой сгорания (турбокотлы) не требуется отдельного помещения, они могут стать красивой частью интерьера кухни.

• В газовых двухконтурных котлах эффективно реализуется функция подогрева воды.
• Газовые котлы имеют высокий КПД, в них легко регулируется мощность, они поддаются процессу автоматизации системы отопления, дистанционному контролю (даже через интернет или GSM-модуль ).
• Современные газовые котлы не создают при работе большого шума, за исключением моделей с вентиляторной горелкой.
• Все современные сертифицированные котлы оснащены многоуровневой системой безопасности, минимизирующей вероятность утечки газа и перегрева теплоносителя.
• При сгорании газа не образуется шлаков и сажи, поэтому в течение длительного времени котлы не требуют вмешательства человека.

При всей экономической выгоде и привлекательности газового отопления существуют и подводные камни, которые следует учитывать:

• Работы по по дведению магистрального газа и подключению газового котла требуют обязательного проектирования, оформление пакета разрешительных документов, что связано с очень большими финансовыми затратами, они занимают продолжительное время.
• Установку и пусконаладочные работы газового котла запрещено производить самостоятельно.

• Газовые котлы – сложное и взрывоопасное оборудование, требующее периодического контроля и технического обслуживания только уполномоченными на это организациями. Причем это требование обязательное и это связано с дополнительными расходами.
• Газовые котлы большой мощности (от 50 кВт) работают только с дымоходами и требуют отдельного помещения, отвечающего определенным нормам по площади, объему , вентиляции.
• Современные газовые котлы, работающие в системах с принудительной циркуляции теплоносителя, требуют подключения к электрической сети.

Бывает, что потребитель решает оборудовать систему отопления своего дома газовым котлом, но с питанием не от магистрального, а от сжиженного газа. Такой подход вполне оправдан тогда, когда планируется в перспективе переход на магистральный газ, для этого в котле меняются горелки и корректируются настройки. Постоянно отапливаться от баллонов со сжиженным газом крайне неудобно, особенно в больших домах, а сооружение газового хранилища – газгольдера, - мероприятие крайне хлопотное и затратное.

Поэтому прежде чем делать выбор в пользу газовых котлов, следует учесть все вышеописанные факторы и оценить предстоящие расходы. И, возможно, на эти деньги можно будет купить такой запас твердого топлива, которого хватит на несколько десятков лет. И такое бывает!

Альтернативные способы отопления частного дома

Существуют способы отопления частных домов, которые позволяют отказаться от сжигания газа, жидкого или твердого топлива, использования дорогой электрической энергии. Это одно из самых перспективных направлений, которое бурно развивается в развитых странах. Речь идет об использовании солнечной и геотермальной энергии.

Использование солнечных коллекторов

Идея использования энергии Солнца для целей отопления и нагрева воды давно нашла свою реализацию в развитых странах. Например, в Израиле 3% от всей произведенной энергии в стране вносят солнечные коллекторы, что позволяет экономить более двух миллионов баррелей нефти в год. В Китае, суммарная мощность солнечных коллекторов превышает все атомные станции России вместе взятые. И таких примеров еще очень много.

В условиях России солнечные коллекторы не смогут полностью обеспечить систему отопления зимой необходимым теплом, но внести свой существенный вклад, экономя энергоресурсы, смогут. Использование солнечной энергии дает владельцу частного дома неоспоримые преимущества:

• В летнее время солнечные коллекторы могут полностью обеспечить частный дом горячей водой.
• В зимнее время солнечные коллекторы способны в условиях России сэкономить 30– 50% расходов на отопление.
• Для установки и эксплуатации коллекторов не требуется разрешение.

Однако применение солнечных коллекторов связано с определенными трудностями:

• Высокая стоимость оборудования и монтажа.
• Отсутствие достаточного количества классных специалистов .
• Солнечные коллекторы работают только в солнечные дни, поэтому потребуется емкость-теплоаккумулятор , чтобы накопленной энергией можно было воспользоваться и в ночное время.

• В летнее время коллекторы могут войти в режим стагнации, когда собранное ими тепло просто некуда будет девать. Даже емкости теплоаккумулятора может не хватить. Лучший способ сброса излишнего тепла – подогрев воды в бассейне.

При нынешних ценах на оборудование и энергоносители, отсутствие государственной поддержки повсеместного внедрения солнечных коллекторов для целей отопления и подогрева воды, их использование будет чаще всего нецелесообразно. Правда, в летнее время самодельные солнечные коллекторы замечательно греют воду в душевых, а самодельные воздушные коллекторы из алюминиевых банок греют помещения в зимние солнечные дни.

Подробную информацию, о том можете прочитать в соответствующем разделе на нашем сайте.

Использование тепловых насосов

Одно из перспективных направлений альтернативных источников энергии – это тепловые насосы. Эти агрегаты «выкачивают» тепло из окружающей среды, из любого объекта, который имеет температуру хотя бы 1 градус Цельсия. Такими объектами может быть грунт, водоем или скважины в земле, где температура неизменна. Можно сказать, что тепловой насос – это холодильник, только включенный наоборот. Испаритель, который забирает тепло, проложен в грунте или водоеме , а конденсатор, отдающий тепло, находится внутри дома. Кстати, тепловые насосы внешне очень похожи на холодильники.

В мире уже накоплен немалый опыт использования тепловых насосов, что позволяет сказать о преимуществах такого способа отопления:

• Тепловые насосы – самый экологичный и безопасный способ получения энергии из окружающей среды, использующий полностью возобновляемые природные источники.
• В летнее время эти агрегаты могут использоваться для кондиционирования – сбрасывая избыточное тепло из дома во внешнюю среду.
• Тепловые насосы работают бесшумно, для них не требуется отдельных помещений, дымоходов, запасов топлива.

Главным и, пожалуй, единственным недостатком, определяющим малое использование тепловых насосов на территории бывшего СССР – это высокая стоимость оборудования и монтажа, которая может не окупиться за весь срок службы этих агрегатов. Пока затраты на установку и эксплуатацию тепловых насосов не сравняются с газовыми котлами, говорить об их широком внедрении преждевременно. Это когда-нибудь произойдет , но когданеизвестно, так как газовое лобби в России еще достаточно сильное.

Расчет и проектирование системы отопления частного дома

После того как хозяин частного дома определился с тем, какой вид топлива он будет использовать, необходимо выбрать именно ту систему отопления, которая будет предпочтительна него. Что при этом надо учесть?

• Если в месте расположения дома очень часто происходит отключение или перебои с электроэнергией, то наиболее предпочтительны будут печи, камины, энергонезависимые твердотопливные или газовые котлы. Система отопления при этом должна быть с естественной циркуляцией теплоносителя. Если есть аварийный бензиновый или дизельный генератор, то можно проектировать более современную систему отопления.
• Если к дому подведена газовая магистраль, то однозначный выбор – это газовый котел с двухтрубной водяной системой отопления с принудительной циркуляцией. Эти системы отлично себя зарекомендовали, легко проектируются, монтируются, управляются и ремонтируются. Если подвод газа планируется в ближайшей перспективе, то можно первое время обойтись электрокотлом, его в дальнейшем лучше оставить в системе в качестве резервного.

• Лучшие результаты дает сочетание радиаторного отопления и теплых водяных полов. В маленьких помещениях можно обустроить электрические теплые полы. Теплые полы делают в санузлах, кухнях, коридорах, холлах, помещениях бассейнов, - там, где уложена плитка или керамогранит.
• В домах периодического появления, которые будут простаивать большую часть зимнего сезона лучше предусмотреть печь, камин или инфракрасные излучатели, — они быстро прогреют помещения при появлении хозяев . Теплоноситель системы отопления в таких домах может замерзнуть .

Рекомендуем ознакомиться с популярной технологией проектирования системы отопления — « «, которая позволит без особого труда сделать отопление в частном доме.

Проектирование системы отопления

Иногда хозяева частных домов пренебрегают проектированием системы отопления. И очень зря! Этот шаг обязательно должен быть выполнен, причем специалистами. Почему?

• Расчет и проектирование любой системы отопления начинается с оценки теплопотерь дома. Методика этих расчетов имеет довольно сложный алгоритм: необходимо пользоваться массой справочных данных, нормативными документами, учитывать климатический пояс, ориентацию дома по сторонам света и множество других исходных данных. Это под силу только специалисту.
• В случае необходимости проектировщики дадут свои рекомендации по утеплению всего дома либо «мостиков холода», что в дальнейшем сэкономит немалые средства .
• В расчетах , проведенных специалистами, будут даны рекомендации по приобретению конкретного отопительного оборудования и материалов в необходимом количестве, что позволит избежать избыточных затрат.
• Проект системы отопления включает подробные чертежи и аксонометрические схемы по установке каждого теплового прибора, диаметру трубопроводов и трассам их укладки, что позволит избежать ошибок монтажа.

Существует упрощенная методика расчета мощности котла. Для этого принимают, что на каждые 10 м 2 помещения должно приходиться 1 КВт мощности котла плюс 10%. Например, площадь дома 180 м 2 , следовательно котел должен иметь мощность 18 КВт+1,8 квт =19,8 КВт. Из выбранной модели выбирается такой, у которого мощность не меньше, например, 20 КВт. Эта методика работает примерно в 70% случаев, но в оставшихся 30% могут быть скрыты непредвиденные расходы на переделку.

Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности

Можно подойти к расчету и несколько более сложным, но вместе с тем — весьма точным методом. Необходимо рассчитать потребность в тепловой энергии для каждого помещения, с учетом имеющихся особенностей, а затем просуммировать полученные значения.

Помещение	Площадь, м²	Внешние стены, количество, входят на:	Количество, тип и размеры окон	Наружные двери (на улицу или на балкон)	Результат расчетов, кВт
ИТОГО					22,4 кВт
1 этаж
Кухня	9	1, Юг	2, двойной стеклопакет, 1,1×0,9 м	1	1.31
Прихожая	5	1, Ю-З	-	1	0.68
Столовая	18	2, С, В	2, двойной стеклопакет, 1,4 × 1,0	нет	2.4
и так далее
2 этаж
Детская	…	…	…	…	….
Спальня 1	…	…	…	…	…
Спальня 2	…	…	…	…	…
и так далее

Потом, положив перед собой план дома и, при необходимости, проведя некоторые замеры рулеткой, можно быстро заполнить все требуемые значения. Останется лишь рассчитать потребную мощность для каждого помещения — это сделать совершенно несложно, если воспользоваться возможностями нашего калькулятора:

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках

Укажите площадь помещения, м²

100 Вт на кв. м

Количество внешних стен

одна две три четыре

Внешние стены смотрят на:

Север, Северо-Восток, Восток Юг, Юго-Запад, Запад

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утеплены Средняя степень утепления Внешние стены имеют качественное утепление

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

35 °С и ниже от - 25 °С до - 35 °С до - 20 °С до - 15 °С не ниже - 10 °С

Высота потолка в помещении

до 2,7 м 2,8 ÷ 3,0 м 3,1 ÷ 3,5 м 3,6 ÷ 4,0 м более 4,1 м

"Соседство" по вертикали:

Для второго этажа - сверху холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещение Для второго этажа - сверху утепленные чердак или иное помещение Для второго этажа - сверху отапливаемое помещение Первый этаж с утепленным полом Первый этаж с холодным полом

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклением Окна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетом Окна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Двери, выходящие на улицу или на балкон:

Сумма значений по всем помещениям даст необходимую мощность котла.

Выбор радиаторов отопления

Для того чтобы потребитель не потерялся в современном м ногообразии радиаторов отопления, дадим несколько дельных советов:

• Для систем отопления с естественной циркуляцией лучший выбор – чугунные радиаторы. Они имеют превосходную коррозийную стойкость, малое сопротивление протоку теплоносителя. Из секций можно собрать радиатор любого размера, соответственно и мощности. Чугунные радиаторы имеют большие объем , массу и тепловую инерционность. Нагреваются они долго, но и остывают тоже. Они могут применяться и в закрытых системах с принудительной циркуляцией.

• Для закрытых систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя лучшим выбором будут стальные панельные радиаторы, которые можно подобрать из каталога производителя любого удобного размера и нужной теплоотдачей. Они имеют цельную конструкцию, исключающую протечки в местах соединений секций, привлекательный дизайн. Теплоотдача панельных радиаторов идет в основном через конвекцию. В открытых системах отопления их применять не следует, так как процесс коррозии очень быстро их выведет из строя.

• Биметаллические радиаторы можно применять как в открытых, так и закрытых системах отопления. Эти отопительные приборы имеют привлекательный внешний вид, высокую теплоотдачу. Нужный размер собирается из отдельных секций.
• Алюминиевые радиаторы внешне неотличимы с биметаллическими, но отличаются по конструкции. Циркуляция теплоносителя происходит в алюминиевых трубках внутри секции. Эти радиаторы очень критичны к качеству теплоносителя, их нельзя напрямую соединять с медными трубами. Радиатор необходимого размера и мощности собирается из отдельных секций. Их можно применять только в закрытых системах отопления.

Видео: выбор радиаторов отопления

Выбор труб для системы отопления

Еще совсем недавно не было никакой альтернативы стальным трубам в системе отопления, но времена изменились и на рынке появилось множество других труб, которые тоже можно применять для этих целей. Краткий обзор труб приведен в сводной таблице.

Наименование труб	Миниатюра	Достоинства	Недостатки
Стальные трубы		Высокая механическая прочность	Подверженность коррозии
		Малое температурное расширение	Сложный и долгий монтаж
		Температурная стойкость (до 150°С)	Высокая стоимость по сравнению с полимерными трубами
		Выдерживают высокие давления
Трубы из нержавеющей стали		Устойчивость к высоким давлениям	Сложный и дорогой монтаж
		Устойчивость высоким температурам	Высокая цена на трубы и особенно на пресс фитинги
		Коррозийная стойкость
		Долгий срок службы
		Эстетичный внешний вид
Медные трубы		Широкий температурный диапазон, выдерживают как промерзание, так и нагрев теплоносителя до 500 °С	Высокая цена на трубы и фитинги
		Устойчивы к высоким давлениям и гидроударам
		Срок службы может достигать 100 лет.
		Сравнительно со стальными трубами простой монтаж
		Эстетичный внешний вид
Полипропиленовые трубы		Небольшой вес	Высокий коэффициент линейного расширения
		Длительный срок эксплуатации (при соблюдении температурного режима) – 25 лет и более	При температурах выше 90°С очень быстро разрушаются
		Гладкие внутренние стенки	Нельзя гнуть, при любых поворотах применяются фитинги
		Устойчивость к отрицательным температурам	При некачественном монтаже возможно сужение внутреннего диаметра
		Простой и быстрый монтаж
		Эстетичный внешний вид
Трубы из сшитого полиэтилена		Высокая плотность	Боятся УФ-излучения
		Устойчивость к высокому давлению и температурам	Высокая стоимость фитингов и трубы
			Монтаж производится только специальным профессиональным инструментом
		Малый коэффициент линейного расширения
		Длительный срок службы
		Простота, скорость и надежность монтажа (при условии применения специальных фитингов и инструмента)
		При монтаже трубу можно сгибать
Металлопластиковые трубы		Коррозийная стойкость	Высокая цена на фитинги
		Допустимая температурная стойкость	Неустойчивость к промерзанию
		Небольшое линейное расширение	Возможность расслоения при неграмотном монтаже
		Гладкая внутренняя поверхность	Срок службы до 15 лет
		Простота монтажа

Исходя из представленных в таблице данных, можно сделать некоторые выводы:

• Для систем с естественной циркуляцией теплоносителя предпочтительней всего использовать стальные трубы, проложенные открытым способом.
• Для обвязки твердотопливных котлов необходимо использовать металлические трубы: стальные, нержавеющие или медные, так как полимерные трубы плохо выносят температуру выше 90 °C.
• Для скрытой прокладки внутри строительных конструкций допускается использование нержавеющих, медных, полипропиленовых, труб из сшитого полиэтилена и металлопластиковых с пресс-фитингами. Все трубы следует укладывать в изоляции, которая исключит химическое воздействие цементного раствора , а также компенсирует тепловое расширение.
• Для полимерных труб максимальная температура теплоносителя не должна превышать 70 °C.
• В качестве водяного теплого пола лучше всего подходят т рубы из сшитого полиэтилена.

Видео: выбор труб для системы отопления

Монтаж системы отопления частного дома

После того как сделан окончательный выбор котла для системы отопления, выполнен проект, закуплено необходимое количество радиаторов, труб, фитингов, комплектующих, самое время приступить к монтажу. Естественно, лучше всего, если его сделают специалисты, так как при самостоятельном монтаже неизбежны ошибки, а они бывают очень дорого стоят.

Систему отопления обычно монтируют после того, как выстроен дом, сделана крыша, вставлены окна, выполнена штукатурка стен, но перед началом окончательных отделочных работ. В современных системах принято прятать магистрали и подводящие трубы в строительные конструкции: пол и стены, поэтому все работы по монтажу планируют до заливки стяжек, тем более, если планируется теплый водяной пол. Каждая система отопления уникальна, но общие черты есть у всех. Отметим основные этапы монтажа.

Миниатюра	Описание этапа монтажа
	Производятся разметочные работы. Отмечаются места установки радиаторов, коллекторов, котла, трассы прохождения труб.
	В намеченных местах устанавливаются крепления для радиаторов, которые первоначально нужно навесить прямо в упаковке (пленке), чтобы наметить места прохождения труб для штробления. После этого радиаторы снимают и уносят в безопасное место.
	Производится штробление стен и других конструкций. В перекрытиях выдалбливаются или высверливаются места, где будут проходить подающая и обратная магистраль. После этого убирается весь строительный мусор и навешиваются радиаторы.
	Прокладываются магистральные трубы, которые будут скрыты в стяжке пола, делаются подводы к радиаторам отопления. Все трубы, скрытые в полу и стенах укладываются только в изоляции. В штробах трубы закрепляются гипсовым раствором.
	Производится промывка, а затем гидравлические испытания (опрессовка) труб и радиаторов системы отопления давлением в 6 бар, которое должно держаться не менее получаса. Устраняются выявленные недостатки. Сливается вода из системы отопления, радиаторы снимаются и уносятся в безопасное место для проведения отделочных работ. Все открытые части труб закрываются заглушками.
	Укладываются трубы теплого пола на слой утеплителя и арматурную сетку. Устанавливаются коллекторы, петли теплого пола подключаются к коллекторам. Делается промывка труб теплого пола.
	Производится опрессовка труб и коллекторов теплого пола давлением в 6 атмосфер. В течение суток давление не должно упасть ниже, чем на 1,5 атмосферы. Трубы остаются под давлением.
	Делается стяжка пола бетонным раствором. Толщина стяжки над трубами теплого пола не менее 5-7 см. Раствор лучше армировать полипропиленовой или базальтовой фиброй, а также рекомендуется применять пластификаторы, увеличивающие подвижность смеси и снижающие водо-цементное соотношение.
	Специалистами устанавливается и обвязывается котел отопления. Уполномоченной организацией производится подключение газа и пробный запуск котла.
	После окончания отделочных работ навешиваются и подключаются радиаторы, упаковку с которых можно снять. Система отопления заполняется водой, удаляется весь воздух, делается пробный запуск всей системы. Теплые полы можно запускать только через 28 дней после обустройства стяжки. Температуру следует поднимать постепенно, не более чем на 5°C в сутки.

Видео: монтаж системы отопления

Заключение

Подводя итоги статьи можно сделать несколько выводов:

• Наличие доступного топлива в месте расположения дома определяет выбор наиболее экономически выгодной системы отопления.
• Лучше всего себя зарекомендовали двухтрубные системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя.
• Отопление – это сложная инженерная система, требующая грамотного подхода, поэтому проектирование и монтаж лучше доверить специалистам.
• Доступность полимерных трубналичие недорогого инструмента позволяет некоторые этапы монтажа системы отопления выполнить самостоятельно.

Прошли уже те времена, когда единственным способом обогреть частный дом была печь. Именно по причине отсутствия полноценного отопления и водопровода с горячей водой многие не хотели жить за городом, перебираясь в комфортабельные многоэтажки. Но блага цивилизации добрались и до загородных домов. Современные технологии и материалы позволяют оборудовать отопление частного дома своими руками, чтобы больше не терпеть лишений. Теперь удобства в загородном доме будут ничуть не хуже городских. Существует несколько способов сделать отопление в частном доме, которые отличаются конструктивными элементами и энергоносителями. О них мы и расскажем в рамках данной статьи.

Какой может быть система отопления частного дома

В первую очередь системы отопления различаются по типу теплоносителя, который непосредственно и обогревает помещения, отдавая тепло. Различают водяные системы, паровые, воздушные, электрические и открытого огня. Последние реализованы в каминах, русских печах и грубах. В помещениях, где реализовано отопление таким способом, тепло распространяется неравномерно: возле пола холодный воздух, рядом с источником тепла (печью) жарко, а на отдалении воздух холодный. В принципе небольшой дом можно вполне качественно обогреть и печью, но мы не будем заострять внимание на данных системах, а поговорим о тех, которые способны обеспечить более равномерный обогрев большого дома.

Система водяного отопления представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует горячая вода. В качестве нагревающего элемента выступает котел, от него по дому расходятся трубы, в каждой комнате установлены радиаторы, через которые проходит горячая вода и отдает тепло. Отдав тепло, вода снова возвращается в котел, где нагревается, и цикл повторяется.

Для водяной системы подойдет котел на любом доступном топливе. Самыми распространенными являются газовые котлы , так как они экономичны. Устройство отопления в частном доме с помощью природного газа возможно только в том случае, если к дому подведена газовая магистраль. Еще одним недостатком является то, что газовые котлы требуют регулярного обслуживания и контроля специальными службами. Тем не менее, газовое отопление пользуется большим спросом.

Если местность негазифицирована, можно использовать котел на твердом топливе (уголь, дрова, паллеты). В таком случае отопление получится полностью автономным и независящим от подачи энергоносителя. Но для хранения твердого топлива придется оборудовать удобное и сухое хранилище.

Котлы на жидком топливе , например, дизельном, также можно использовать для водяного отопления. Этот способ имеет ряд недостатков: дизельное топливо очень дорогое, отопление получается неэкономичным, для хранения топлива понадобится закопанный в землю резервуар, что, несмотря на все предосторожности, является пожароопасным.

Электрический котел , подключенный к центральному электроснабжению, также будет хорошо выполнять свои функции. Но если уже решили использовать в качестве энергоносителя электричество, целесообразней будет установить электрические радиаторы, чтобы напрямую преобразовывать электрическую энергию в тепловую без посредничества воды.

Для обустройства полностью автономного отопления можно использовать альтернативную электроэнергию, солнечные и ветровые преобразователи, мини-гидростанции и другое.

Мощность котла выбирается в зависимости от площади дома. Примерные характеристики можно посмотреть в таблице.

В водяной системе отопления может циркулировать как вода, так и антифриз. Также в системе могут быть дополнительные элементы по ее регулировке. Расширительный бак служит для сбора лишней жидкости, терморегуляторы необходимы для контроля температуры перед каждым радиатором, циркуляционный насос для принудительного движения воды используется не всегда, а также автоматический воздухоотводчик, запорные и предохранительные клапаны.

Если Вас интересует, сколько стоит отопление частного дома, то рассчитать это можно самостоятельно. Для начала необходимо определиться с видом энергоносителя. Мы рассмотрим вариант с газовым котлом. Итак, нам необходимо приобрести котел, трубы, радиаторы для каждой комнаты, расширительный бак, краны, фитинги, все необходимые сопутствующие материалы. Но перед тем как все это приобретать, следует составить схему отопления частного дома, в которой будет точно указано местоположение котла и радиаторов, длина трубопровода и другое. Проектные работы «влетят в копеечку», разрешения, согласования, плюс еще и монтаж. В итоге провести отопление в частном доме обойдется примерно в 9000 - 11000 у.е.

Стоимость оборудования для отопительной системы во многом будет зависеть от материалов. Например, радиаторы бывают чугунными , стальными , алюминиевыми , из нержавеющей стали . Самые дешевые чугунные, они же самые тяжелые и недолговечные. Из нержавейки самые дорогие, немногие могут позволить себе установить их по всему дому. Трубы для прокладки трубопровода отопления тоже бывают из различных материалов: стальные (из нержавейки, стальные оцинкованные), медные , полимерные (металлопластиковые, полипропиленовые, полиэтиленовые). Самыми надежными считаются медные трубы, так как они выдерживают большие перепады температур, а соединение происходит пайкой с серебряным припоем. Полимерные трубы хоть и просты в монтаже и не боятся коррозии, но имеют существенный недостаток - боятся перепадов температур и теряют свою прочность, если их согнуть. Стальные трубы в последнее время применяются довольно редко, хотя нержавеющие и оцинкованные не боятся коррозии, долговечны и прочно соединяются.

На стоимость материалов и работ по установке отопления в частном доме влияет и тип системы водяного отопления, которая может быть однотрубной, двухтрубной и коллекторной. Об этом мы расскажем чуть ниже.

Водяная система отопления имеет несколько недостатков: сложный и трудоемкий монтаж, регулярная профилактика системы и проверка котла, но при этом пользуется большой популярностью у загородных жителей по сравнению с другими системами.

Паровое отопление частного дома

Система парового отопления реализована по такому принципу: котел нагревает воду под давлением до состояния кипения, полученный пар по магистрали уходит в радиаторы, где отдает свое тепло, конденсируется обратно в воду и возвращается обратно в котел. Воздух из системы выдавливается горячим паром. По принципу возврата конденсата в котле различают два вида систем: открытые (разомкнутые) и закрытые (замкнутые). В открытых системах есть бак, в котором скапливается конденсат, а затем поступает в котел. В закрытых системах конденсат самостоятельно возвращается в котел по широкой трубе.

Важно! Паровое отопление не используется в частных жилых домах. «Паровым» по ошибке называют «водяное» отопление. На самом деле котел для парового отопления представляет собой огромный агрегат, размером с комнату, он очень сложен в эксплуатации, а также опасен. Такое отопление используется только на предприятиях, где для производственных нужд необходим пар. Даже в таком случае теплоотдающие элементы тщательно изолируют от человека, так как температура пара 115 °С.

Воздушную систему отопления можно оборудовать в доме только на этапе строительства, в готовом жилом доме это невозможно.

Принцип действия данной системы таков: теплогенератор нагревает воздух, который затем поднимается по воздуховодам в помещения и выходит под потолком с таким расчетом, чтобы вытеснить холодный воздух, скопившийся рядом с окном или дверью. Холодный воздух вытесняется в воздуховоды, ведущие к теплогенератору. Так происходит циркуляция, которая может быть гравитационной или принудительной.

Гравитационная циркуляция происходит по причине разности температур, когда объем теплого воздуха достаточно велик, он вытесняет холодный в сторону воздуховодов. Недостаток этого способа заключается в том, что при открытых окнах или дверях циркуляция нарушается.

Для принудительной циркуляции используется вентилятор для повышения давления воздуха.

На рисунке представлено отопление частного двухэтажного дома с помощью воздуха.

В теплогенераторе может сгорать природный газ, керосин или дизель. При этом природный газ может быть как от магистрали, так и баллонный. Продукты сгорания уходят в дымоход.

Чтобы освежить воздух, в систему подмешивается чистый воздух, забор которого может осуществляться снаружи помещения.

Воздуховоды могут быть выполнены из металла, пластика или текстиля, а также иметь форму круглую или прямоугольную. По структуре воздуховоды бывают жесткие и гибкие. Примыкающие к наружным стенам или неотапливаемым помещениям воздуховоды необходимо обязательно теплоизолировать. Чтобы правильно рассчитать, как должна располагаться система воздушного отопления дома, каков должен быть размер воздуховодов, какова топология сети, следует обратиться к специалистам. Обустройство подобной системы для двухэтажного дома может обойтись в 11000 у.е.

Электрическое отопление частного дома

Отопление дома с помощью электричества может быть реализовано несколькими способами: с помощью электроконвекторов , систем «теплый пол» , инфракрасных длинноволновых обогревателей (потолочных).

Обогрев дома электричеством не назовешь экономным. Иногда даже оборудуют систему водяного отопления и подключают ее к котлу, работающему на электричестве. У этого способа есть существенный недостаток: большие расходы на электроэнергию и потери тепла. Поэтому электрический котел советуют устанавливать как запасной в дополнение к газовому (при условии наличия газовой магистрали).

Но если нет другого доступного энергоносителя, приходится использовать, что есть. Тогда экономичнее и целесообразнее будет использовать не котел, а сразу электроконвекторы.

Чтобы рассчитать количество необходимых приборов, следует знать объем помещения и степень его теплоизоляции. Например, для обогрева дома 100 м2, с высотой потолка 3 м, объем получается 300 м3, если помещение слабоизолированное, его потребность в обогреве равна 40 Вт/м3. Итого, умножаем объем помещения на потребность, получаем 12000 Вт. Такую потребность можно удовлетворить, установив 4 конвектора по 2,5 кВт мощности каждый и 1 конвектор - 2 кВт. Стоимость оборудования равна примерно 1300 - 1500 у.е. Это значительно меньше, чем обустройство водяного отопления с газовым котлом, но зато намного менее экономично при оплате энергоносителя.

Недостатком использования электроконвекторов является неравномерный прогрев помещения: возле пола холодно, а горячий воздух скапливается возле потолка. Чтобы равномерно прогреть помещение, можно дополнительно установить систему «теплый пол».

Схема системы отопления частного дома с жидкостным теплоносителем

Водяная система отопления может быть одноконтурной или двухконтурной . Одноконтурная используется только для отопления, а двухконтурная для отопления и нагрева воды для хозяйственных нужд. На практике же в частных домах чаще всего устанавливают две одноконтурные системы: одна - сугубо для нагрева воды, вторая - для отопления. Это удобно еще и тем, что второй котел не работает в неотопительный сезон.

По принципу движения воды в системе различают однотрубную, двухтрубную и коллекторную системы.

Однотрубная система водяного отопления

В однотрубной системе вода переходит последовательно от одного радиатора к другому. При этом в каждом последующем радиаторе температура теплоносителя будет все ниже и ниже. В последнем она может быть недостаточной, чтобы обогреть помещение. Данная система практически не поддается регулировке, так как, перекрыв доступ к одному радиатору, перекроется доступ воды ко всем остальным. Также если один радиатор вышел из строя, придется полностью отключать систему, стравливать воду и только затем менять его на новый или ремонтировать.

Двухтрубная система водяного отопления

Двухтрубная система способна более качественно обогреть дом, так как к каждому радиатору подходят две трубы: одна - с горячей водой, через другую - уходит остывшая вода. При этом труба с горячей водой подключена ко всем радиаторам параллельно. Если перед каждым радиатором установить краны, можно отключать какой-либо радиатор из системы. В последнем радиаторе, к которому подходит труба с горячей водой, температура будет меньше, чем в первом, но потери будут незначительны по сравнению с однотрубной системой.

Коллекторная система водяного отопления

Коллекторная система подразумевает, что из коллектора идут трубы к каждому радиатору отдельно: одна - с горячей водой, по другой возвращается остывшая вода. Эта система позволяет регулировать температуру в любом помещении, а также легко заменять или ремонтировать любой участок системы без отключения отопления. Коллекторная система - самая прогрессивная. Единственный ее недостаток: дополнительный монтаж коллекторного шкафа и большой расход труб.

Монтаж системы отопления частного дома

В первую очередь следует определиться, какую систему отопления лучше сделать в конкретном доме. Самым оптимальным решением будет установить ту систему, энергоноситель для которой более доступен и экономичен, экономичное отопление частного дома для многих очень важно. Например, если к дому подведен газ, то можно установить водяную систему отопления с двумя котлами: один - газовый (основной), второй - электрический (запасной) или твердотопливный, чтобы в случае форс-мажора быть полностью энергонезависимым.

На следующем этапе следует обратиться в проектное бюро, где произведут соответствующие расчеты, составят проектную документацию и чертежи отопления частного дома. Только после этого можно приобретать необходимое оборудование и материалы.

Первым делом устанавливается котел отопления. Для любых котлов, где будут продукты горения, кроме электрического, необходимо обустроить котельную. Это отдельное помещение, или комната в подвале, в которой сделана хорошая вентиляция. Котел устанавливается на расстоянии от стен, чтобы обеспечить свободный доступ. Пол и стены вокруг котла облицовывают огнеупорным материалом. От котла на улицу выводят дымоход.

Дальнейший монтаж отопления в частном доме заключается в установке циркуляционного насоса (если он необходим), распределительного коллектора (если предусмотрен системой), измерительных и регулирующих приборов возле котла.

Только затем от котла ведут магистрали трубопровода к местам установки радиаторов. Чтобы провести трубы сквозь стены, придется делать в них отверстия, которые после того, как протянут трубы, необходимо замазать цементным раствором. Соединение труб производят исходя из материала их изготовления.

В последнюю очередь монтируют радиаторы. Их устанавливают на кронштейны обязательно под оконным проемом. Если размера радиатора недостаточно, чтобы закрыть проем, следует установить два радиатора или нарастить секции, если это возможно. Расстояние от пола должно быть 10 - 12 см, от стены 2 - 5 см, а от подоконника до радиатора - 10 см. На входе и выходе из радиатора устанавливаем запорную и регулирующую фурнитуру и термодатчики, чтобы можно было регулировать температуру и перекрывать движение воды.

После установки всех элементов конструкции производится опрессовка системы. Первый запуск котла возможен только в присутствии представителя газовой организации.

В заключение хотелось бы отметить, что систему отопления лучше выбирать с учетом двух факторов: наличие и дешевизна энергоносителя и автономность системы в случае форс-мажора. Установка системы отопления в частном доме - дело настолько ответственное и сложное, что ее не рекомендуется выполнять самостоятельно. Хотя бы самое главное - расчеты, схемы и проект должны выполнить профессионалы. А чтобы сэкономить, можно попытаться выполнить монтаж элементов системы самостоятельно, но под чутким руководством мастера.

Проживание в своем доме на земле дает ряд преимуществ, среди которых возможность устройства системы отопления, эксплуатируемой в автономном режиме. Грамотно подобранная и смонтированная разводка отопления в частном доме позволяет организовать быстрый, равномерный обогрев всех комнат. Контроль расхода топлива, рассчитываемого в соответствии с погодными условиями, обеспечивает снижение затрат на отопление.

На практике используется несколько проверенных схем отопления, отличающихся по типу циркуляции теплоносителя (чаще всего воды), а также по способу разводки магистральных труб. В большинстве жилых объектов осуществляют монтаж однотрубной, двухтрубной, лучевой или «ленинградской» системы отопления. Каждая схема разводки отопления частного дома имеет свои особенности, на которые обращают внимание при проектировании инженерных коммуникаций.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Движение жидкости по замкнутому контуру (контурам) может происходить в естественном или принудительном режиме. Вода, нагретая отопительным котлом, устремляется к батареям. Эту часть контура отопления называют прямым ходом (током). Попав в батареи, теплоноситель остывает, и направляется обратно в котел для нагрева. Этот промежуток замкнутого маршрута называют обратным ходом (током). Для ускорения циркуляции теплоносителя по контуру применяют специальные циркуляционные насосы, врезаемые в трубопровод на «обратке». Выпускаются модели отопительных котлов, в конструкции которых предусмотрено наличие подобного насоса.

Естественная циркуляция теплоносителя

Схема организации системы отопления дома, в которой циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом, врезаемым в трубопровод обратного тока

Схему с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя можно использовать при монтаже отопления в доме любой площади. При этом выбирается насос подходящей мощности и обеспечивается его бесперебойное электропитание.

Схема однотрубной разводки

В отопительной системе данного типа нагретый теплоноситель последовательно протекает по всем радиаторам, отдавая при этом приборам часть тепловой энергии. Эту схему предпочитают выбирать в том случае, если для устройства системы обогрева помещения выделен небольшой бюджет. Ведь для прокладки понадобится минимальное количество труб, а также сопутствующих расходных материалов.

Нельзя не указать и на ряд недостатков, характерных для однотрубной системы отопления с верхней разводкой, а именно:

• отсутствие возможности осуществления раздельного регулирования уровнем теплоотдачи для каждого отдельного радиатора;
• снижение количества отдаваемого батареями в помещение тепла по мере их удаления от отопительного котла.

Однотрубная разводка системы отопления «Ленинградка» позволяет обеспечить отключение отдельных радиаторов с помощью запорных кранов, при этом движение теплоносителя продолжается по обходной трубе

Варианты устройства двухтрубной системы

Схема двухтрубной автономной системы водяного отопления дома с нижней разводкой. Теплоноситель поднимется вверх по вертикальным стоякам из центральной трубы

Вертикальная система с верхней разводкой

В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.

Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают . Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

Схема двухтрубной автономной системы отопления дома с верхней разводкой. Теплоноситель двигается вверх по центральному стояку, а затем опускается вниз, проходя по всем установленным радиаторам

Горизонтальная система отопления – три основных типа

Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:

• Тупиковая схема (А) . Преимущество состоит в небольшом расходе труб. Недостаток кроется в большой длине циркуляционного контура самого дальнего от котла радиатора. Это затрудняет в значительной степени регулировку системы.
• Схема с попутным продвижением воды (Б) . Из-за равной длины всех циркуляционных контуров проще отрегулировать систему. При реализации потребуется большое количество труб, которые увеличивают стоимость работ, а также портят своим видом интерьер дома.
• Схема с коллекторным (лучевым) распределением (В) . Так как каждый радиатор подключается отдельно к центральному коллектору, то обеспечить равномерный всех помещений очень легко. На практике монтаж отопления по данной схеме наиболее затратный из-за большого расхода материалов. Трубы прячут в бетонную стяжку, что в разы повышает привлекательность интерьера. Лучевая (коллекторная) схема разводки отопления по полу приобретает все большую популярность среди индивидуальных застройщиков.

Вот так это выглядит:

Три схемы устройства горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления, которые чаще всего используются при строительстве малоэтажных домов и частных коттеджей

Какая схема разводки отопительных контуров лучше

Однозначно сказать о превосходстве какой-то одной схемы разводки над другими нельзя – всё зависит от количества этажей, наличия подвальных помещений и конструкции кровли. Один из самых распространённых случаев – это одноэтажный дом с крутой вальмовой или двухскатной крышей. Вне зависимости от того, есть ли под зданием подвал, лучшим вариантом считается обустройство отопления по двухтрубной схеме с вертикальными стояками. При этом разводка может быть как нижней, так и верхней. Последнюю предпочтительнее использовать, если котёл монтируется на первом этаже, что характерно для зданий, в которых нет подвала.

Теперь рассмотрим предыдущий пример дома, однако заменим крутую крышу плоской. Разводку лучше всего выполнять горизонтальным способом, размещая котёл в подвале. К слову, статистика показывает, что для одноэтажных зданий плоская кровля используется сравнительно редко, при этом они практически все оборудуются подвальными помещениями.

Для двухэтажных и многоэтажных зданий допускаются как однотрубные, так и двухтрубные отопительные контуры с вертикальными стояками. При этом можно использовать верхнюю или нижнюю разводку. Не допускается лишь горизонтальный монтаж подводящих веток. В общем, практически любой вариант, независимо от типа и конструкции кровли.

При выборе типовой схемы разводки необходимо учесть множество факторов, начиная от площади дома, и заканчивая, материалами, использованными при его строительстве. Лучше подобные вопросы решать со специалистами, чтобы исключить вероятность ошибки. Ведь речь идет об обогреве дома, главном условии комфортного проживания в частном жилье.

Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.

Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.

Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства : технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.

Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.

Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.

Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!

Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.

Начальные положения

Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.

Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.

Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину , а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.

Поконкретнее – в DIN заложена глухая , из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.

Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.

Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.

О двух котлах

На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?

Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.

Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.

О чем нужно помнить!

Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию . Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.

Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.

Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.

Чем греться?

Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.

Воздух

Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.

Первый случай – . Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.

Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.

Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.

Пар

Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен , а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.

Вода и антифриз

На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление : теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.

Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.

СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях , скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.

Чем топить?

Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе . По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.

Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.

Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.

Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.

Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:

P = (ξp)/η (1),

где η – паспортный КПД котла;

ξ – сезонный коэффициент использования мощности котла.

Для Москвы ξ = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.

Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:

e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),

и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:

M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),

ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.

Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.

Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.

Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.

Отопление в доме

Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:

• Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
• Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
• Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
• При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
• Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
• Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
• Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
• Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.

После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.

Зоны комфортности

Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:

1. Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся , (особенно – ), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, и т.п.
2. Спальная зона – кроме , это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
3. Жилая зона – , столовая, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
4. Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
5. Зона временного пользования, или проходная зона – , лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
6. Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.

Планировка

Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:

• На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
• Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
• Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
• Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
• Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
• Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.

Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.

Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.

Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.

Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.

Расчет теплопотерь

Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:

1. Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
2. Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
3. Средняя температура за зиму, сведения – там же.
4. Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.

Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.

При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.

Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.

Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.

Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ΔT берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:

• Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ξ.
• Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
• Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.

С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.

В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.

Ставим батареи

Какие?

В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:

1. Стальные тонкостенные – самые дешевые.
2. Алюминиевые.
3. Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
4. Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.

Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.

Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.

В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.

Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.

Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.

Расчет радиаторов

Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».

Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.

Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.

Где ставить?

Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.

Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.

Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.

Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.

Об экранировании батарей

В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив , см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.

Выбираем систему

Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.

Открытая или закрытая?

Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:

1. Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
2. Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
3. При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
4. Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.

Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:

Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:

• Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
• Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
• 2 – системный манометр.
• 4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
• 7 – радиаторы отопления.
• 15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
• 8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
• 9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
• 11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
• 14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.

Как раздать тепло?

Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.

О лениградке

В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.

Схема СО «Лениградка»

Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.

Видео: система отопления «Ленинградка»

• Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
• Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
• Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.

Одна труба

Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.

Однако распространена мало из-за следующих недостатков:

• Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
• Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
• Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
• Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
• Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.

Две трубы

Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.

Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.

Комби

Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.

Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:

• Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
• Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
• Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.

Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.

Разводка

Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.

О трубах

Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно . Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.

Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.

Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».

Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.

Об уклонах

Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.

Расчет котла

Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:

• Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
• Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
• Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
• Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
• Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
• Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.

Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.

Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.

Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!

Электроотопление

Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.

ВИН

ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.

Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.

Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.

ИК-картины

Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.

Инфракрасные нагреватели — картины

ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.

Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.

Альтернативная энергия

В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно : инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.

(ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.

Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%

Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.

Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.

Напоследок о печах

Печное отопление , безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.

Как бы хорошо ни был утеплён дом, в наших климатических условиях без искусственного обогрева не обойтись. Ведь в любом случае зимой будут потери тепла, а их нужно восполнять. Жителям многоквартирных домов выбирать особо ничего не приходится, там отопление обычно «идёт в комплекте» и мало что можно изменить. А вот в частном секторе проблемы проектирования и реализации отопительной системы возложены на домовладельца. Именно хозяин будет заниматься её управлением и обслуживанием. С одной стороны, это бремя: даже если будут приглашены специалисты, придётся разобраться в том, как провести отопление в частном доме, как система комплектуется и функционирует. Но также очевидно, что есть огромный плюс, потому как застройщик сам выбирает наиболее приемлемый именно для его условий вариант: вид топлива, отопительное устройство, способ разводки.

Принцип работы системы водяного отопления

Есть системы, где в качестве теплоносителя выступает воздух, либо производится его непосредственный нагрев прямо в помещениях. Мы же будем говорить о конструкциях, в которых используется жидкий теплоноситель (чаще всего вода), так как подавляющее большинство наших соотечественников отдают предпочтение именно им. Принцип работы довольно прост: котёл нагревает воду, вода движется по замкнутому контуру из труб, через поверхности радиаторов она отдаёт тепловую энергию воздуху в комнатах, вода остывает и снова попадает в котёл – цикл повторяется многократно.

Структура водяного отопления

Все жидкостные отопительные системы имеют схожий набор элементов:

Характер циркуляции теплоносителя

Жидкость в системе отопления может циркулировать естественным путём, или принудительно. Оба способа имеют свои достоинства и недостатки, их выбор существенно влияет на функционал системы:

• Принудительная циркуляция осуществляется электрическим насосом, который монтируется на трубе обратки или подачи. Повышенное давление в закрытой системе позволяет качественно отапливать большие дома, в том числе в несколько уровней, при этом температурный режим будет очень просто регулировать.
• Естественная циркуляция (гравитационная система) происходит за счёт того, что нагретая и остывшая вода отличается по плотности. Это открытые системы с нормальным давлением, тут не применяются зависимые от электричества устройства. Такой вариант хорошо подойдёт, если электроснабжение в посёлке нестабильное или отсутствует.

Гравитационные системы часто дополняют циркуляционным насосом, подключенным через байпас (параллельно). Так получают эффективное универсальное отопление, которое в случае обесточивания коттеджа тоже будет работать

Особенности монтажа отопления в частном доме

Так как провести отопление в доме всегда непросто, без проектирования начинать нельзя. Схемы и планы на бумаге – это только видимая часть айсберга, осязаемый результат труда инженера. Чтобы отопление было эффективным, необходимо точно определить количество тепла, которое дом будет терять в зимний период. Потом разрабатываются черновые варианты системы и производятся гидравлические расчёты, которые помогут подобрать правильное оборудование, выбрать сечение труб и способ разводки. Естественно, такими проблемами должны быть озадачены специалисты, застройщик же может в это время заняться другими вопросами, например, получить разрешительные документы для врезки в газовую магистраль.

Грамотный расчёт поможет рационально распределить тепловую производительность котла по всем комнатам. Показатели местных гидравлических сопротивлений и расхода теплоносителя всегда берутся во внимание

Что нужно для подключения газового котла

Необходимая мощность отопительного устройства определяется на стадии проектирования. Котёл должен обеспечить достаточно тепла, чтобы компенсировать его потери через ограждающие конструкции. Можно ориентироваться на цифру 1 кВт мощности на каждые десять квадратных метров площади здания в климате средней полосы РФ. Конечно, речь идёт о доме с хорошей теплоизоляцией.

Обратите внимание! Котлы могут обеспечить не только обогрев помещений, но также давать горячую воду для бытовых нужд. Тут есть два пути решения: купить двухконтурное устройство, либо в систему с одноконтурным котлом установить накопительный бак косвенного нагрева.

Бак косвенного нагрева не имеет ТЭНов, температура воды повышается за счёт змеевика-теплообменника, подсоединённого к отоплению.

В частных домах для отопительных устройств при необходимости оборудуют отдельное помещение – котельную, где, кроме генератора тепла, также располагают вспомогательные элементы. Особенно актуально это может быть, если конфигурация отопления предполагает наличие напольного котла, который для нормальной циркуляции, в гравитационной системе при расположении на первом этаже должен быть установлен в приямке. Заметим, что современные настенные модели компактны и красивы, они могут быть установлены в любой комнате, например, в кухне.

Для подключения газового котла необходимо позаботиться о подведении к нему электрического питания и водяных труб (холодная подающая, исходящая ветка ГВС). Естественно, где-то рядом уже должна быть газовая труба с краном на выходе. Что касается дымохода, то совсем не обязательно вести трубу через перекрытие на крышу, для турбированных газовых котлов можно применить коаксиальный дымоход, проходящий через наружную стену.

Обратите внимание! В помещении, где располагается котёл, необходимо установить датчик утечки газа.

Как монтируют трубопроводы

Трубы соединяют радиаторы с котлами, как правило, мы можем наблюдать своеобразное дерево, где основной контур, как ствол, выполнен большим диаметром, а от него к радиаторам отходят более тонкие трубы для подключения. В сложных системах могут использоваться трубы 3-4 разных диаметров, что позволяет в оптимальном количестве подавать теплоноситель в разные участки системы, при этом экономить на материалах сразу и на энергии – во время эксплуатации.

На данной схеме указана распространённая для частных домов градация диаметров

Выбор материала для труб отопления

Трубопроводы из металла хороши своей прочностью и стабильностью линейных размеров при нагревании. Обычная сталь в последнее время используется редко, так она слишком сильно подвержена коррозионным разрушениям, и в таких трубах быстро накапливаются отложения. Нержавейка и медь на порядок практичнее, но застройщиков вполне объяснимо отпугивает высокая стоимость материалов, а также сложная технология сборки таких трубопроводов.

Полимерные трубы намного проще в монтаже, во многом из-за этого особенно популярным стал полипропилен, который научились паять почти все домашние мастера. Трубы из сшитого полиэтилена собирают на пресс-фитингах, для этого необходимо иметь специальное дорогостоящее оборудование, но его можно взять на прокат – сама технология не сложная. По физическим свойствам нечто среднее между металлическими и полимерными образцами представляет собой металлопластиковая труба, которая собирается на резьбовых фитингах.

Пластиковые трубы дешевле, чем металлические, они долговечнее и обладают меньшим гидравлическим сопротивлением. Среди недостатков – большее температурное расширение полимеров, опасность механических повреждений.

Обратите внимание! Для создания отопительных систем необходимо использовать полипропиленовые трубы с внутренним армированием. Это может быть дополнительная фольгированная оболочка (её зачищают на краях перед пайкой), либо внутренний слой из стекловолокна.

Несколько способов провести трубы отопления в коттедже

Первое, что придётся выбирать – наличие/отсутствие отдельной подачи и обратки. По этому принципу выделяют такие виды:

• Двухтрубное отопление имеет отдельный подающий и отдельный обратный трубопровод. Радиаторы здесь легко регулируются и не зависят друг от друга, система хорошо справляется со своими задачами в доме любой площади.
• Однотрубное отопление имеет только одно кольцо (выполняет функции как обратки, так и подачи). Оно несколько дешевле, но его целесообразно использовать только в небольших домиках, где отопительных приборов немного. Главный потребительский недостаток подобных конфигураций – последний радиатор заметно холоднее первого.

В двухтрубных системах каждый радиатор запитывается носителем примерно одной температуры

Трубопроводы отопления можно вести как по полу (допустим, в стяжке или между лагами), так и в районе потолка (в том числе на чердаке). Если отопление собрать аккуратно, то трубы будут неплохо смотреться, даже если проложены открытым способом по стенам.

В частных домах почти всегда реализуется горизонтальная разводка. Вертикальные схемы с верхним розливом (подающий трубопровод, выходя из котла, поднимается и тянется вверху здания), где есть стояки, могут быть применены в коттеджах в несколько уровней, но они требуют больше капитальных вложений.

Отопительные приборы в системе отопления частного дома

По традиции у нас для теплообмена используются радиаторы, которые, как правило, монтируются под окнами. Здесь они взаимодействуют с холодным воздухом, нисходящим от оконных проёмов, и создают конвективное движение воздушных масс.

В зависимости от способа обвязки эффективность радиатора будет меняться

Чем больше площадь поверхности радиатора, тем больше тепла он может отдать. Набирая радиатор из разного количества секций, мы можем сделать отопительный прибор необходимой мощности. Но продуктивность батарей также зависит и от материала, например, алюминиевые и биметаллические модели считаются самыми производительными.

Обратите внимание! Для регулировки теплоотдачи радиаторы снабжаются специальными устройствами. Они могут управляться вручную, но есть и автоматические приспособления, которые изменяют интенсивность протока, реагируя на температуру воздуха в комнате.

Есть несколько вариантов обвязки радиаторов. Если боковое подключение в основном используют, если нужно провести отопление в квартире со стояками, то диагональное и нижнее подключение больше характерно для частного сектора, где распространена горизонтальная разводка трубопроводов. Диагональная обвязка отлично зарекомендовала себя с крупными батареями. Нижняя – наименее эффективная среди других видов, но в закрытых системах с циркуляционным насосом она работает хорошо и, кроме того, наиболее удобна для монтажа.

Обратите внимание! Если выбрана однотрубная система отопления, то она будет намного эффективнее и функциональнее, если радиаторы подключать параллельно трубопроводу. Это единственный способ, который позволит балансировать систему.

Для реализации параллельного подключения оставляют участок основного кольца, который будет пропускать теплоноситель даже в том случае, если краны на отопительном приборе полностью закрыты

О том, как правильно провести отопление в частном доме, можно говорить долго, но всё равно много важных нюансов останутся в тени. Между тем, цена ошибки тут слишком велика, а мелочей просто не существует. Именно поэтому мы настоятельно рекомендуем по максимуму воспользоваться помощью профессионалов, особенно по части проектирования и обвязки оборудования.

Видео: схема отопление частного дома своими руками