Установка водяного отопления своими силами

Для эффективного использования загородного дома круглый год, в том числе зимой, важна установка надежной системы отопления.

В системах теплоснабжения применяют различные теплоносители: нагретый до 60°С воздух, водяной пар с температурой 130°С и воду при 95°С. Самый распространенный вариант – водяной обогрев.

Главное преимущество теплоносителя — создание разных систем водяного отопления для домов с учетом их конструкции, желаний пользователей и других условий.

Статья содержит исчерпывающую классификацию систем водяного теплоснабжения, описание особенностей каждого варианта и советы по выбору ключевых элементов системы. Данные помогут в проектировании отопления частного дома.

Классификация систем водяного отопления

По месту выработки тепла водяные отопительные системы разделяют на централизованные и местные. Централизованное теплоснабжение применяют в многоквартирных домах, учреждениях, предприятиях и других объектах.

В данном случае тепло производится на ТЭЦ или в котельных и поступает потребителям по трубам.

Местные системы снабжают теплом частные дома, вырабатывая его непосредственно на объекте теплоснабжения с помощью печей или специальных агрегатов, работающих на электричестве, природном газе, жидком или твердом топливе.

Отопление, где нагрев осуществляется за счет перемещения воды разными способами, может быть с принудительным (насосным) или естественным (гравитационным) движением теплоносителя. Системы с принудительной циркуляцией могут иметь кольцевые схемы или схемы первично-вторичных колец.

Теплоснабжение возможно с попутным и тупиковым движением теплоносителя в зависимости от направления потока воды в магистралях подающего и обратного типа. В первом случае вода движется в одном направлении по магистралям, во втором – в разных.

Отопление может подключаться к радиаторам по разным схемам: последовательное соединение — однотрубная схема, параллельное — двухтрубная.

Существует также бифилярная схема, где сначала поочередно соединяются начальные части приборов, а затем для организации обратного потока воды – их оставшиеся порции.

Местоположение труб, связывающих радиаторы, определяет название системы отопления: существует горизонтальная и вертикальная разводка. Согласно способу монтажа, различают коллекторные, тройниковые и комбинированные трубопроводы.

В домах без подвалов, но с наличием чердака, устанавливают системы отопления с верхней разводкой трубопроводов.

Для зданий с техническими подвалами и плоскими крышами используют отопление с нижним размещением труб.

Существует также схема с «обращенной» циркуляцией теплоносителя, где ниже приборов размещается обратная магистраль теплоснабжения.

Требования к работе системы теплоснабжения

Несмотря на различные системы отопления с использованием воды, к ним применяются общие требования.

Они должны:

• Обеспечить равномерное прогрева всех воздушных масс в помещении.
• быть ремонтопригодными;
• не создавать сложности в процессе эксплуатации;
• иметь увязку с вентиляционными системами;
• регулироваться.

Принцип работы отопительной системы у всех одинаков: воду нагрівають, затем подают по трубам, где тепло передаётся в помещение.

Расчеты мощности оборудования

На температуру внутри помещений влияют следующие факторы:

• температуры воздуха вне здания;
• толщины стен дома и качества его отдельных элементов;
• теплоемкости материалов, из которых построен дом.

Чтобы рассчитать потребность дома в тепле, нужно учесть все факторы: потери тепла через окна, двери, стены и пол с потолком. Для расчетов применяются специальные нормы, которые зависят от климатических условий местности и степени существующей теплоизоляции жилого объекта.

Главные потери тепла случаются через стены жилья. Чем больше разница температур внутри и снаружи, тем сильнее происходит утечка тепла.

В зависимости от материала и толщины наружных стен теплопотери при температуре воздуха -30°С будут разными.

• Кирпичные стены со штукатуркой потребляют 89 Вт/м², если толщина 2,5 кирпича, и 104 Вт/м², если толщина 2 кирпича.
• рубленные с внутренней обшивкой (250 мм) — 70 Вт/м²;
• из бруса с внутренней обшивкой — 89 Вт/м² (180 мм), 101 Вт/м² (100 мм);
• каркасные с керамзитом внутри (200 мм) – 71 Вт/м²;
• пенобетонные с внутренней штукатуркой (200 мм) – 105 Вт/м².

Теплопотери происходят не только через наружные стены, но и через остальные ограждающие конструкции.

При тех же – 30°С они составят для:

• деревянных перекрытий чердака — 35 Вт/м²;
• деревянных перекрытий подвала – 26 Вт/м²;
• двойных деревянных дверей без утепления – 234 Вт/м²;
• окон с двойной рамой из дерева – 135 Вт/м².

Для определения общих тепловых потерь строения необходимо вычислить площадь всех наружных ограждающих элементов в квадратных метрах, затем умножить каждый вид конструкции на норматив теплопотерь с учетом используемых материалов и прибавить все полученные величины.

Расчёт нужно проводить, ориентируясь на наименьшую температуру в данном регионе. Потери тепла сквозь стены следует вычислять отдельно: важно учесть площадь окон и дверей.

Расчет потерь через перекрытия без люков на чердак или в подвал ведется по всей площади, учитывая их как единые конструкции.

Выбор котла отопления следует производить, исходя из необходимого запаса мощности (на 20-30 процентов больше расчетной) для компенсации всех теплопотерь.

Видеоролик в конце статьи показывает расчет тепловой мощности оборудования для установки системы отопления.

На сайте представлен раздел статей, посвящённый расчёту водяного отопления.

1. Расчет работы системы отопления с использованием гидродинамики на конкретном примере.
2. Расчёт системы водоснабжения: формулы, инструкции, примеры расчетов
3. Проектирование системы отопления: точный подсчет тепловых нагрузок

Системы водяного отопления

Несмотря на разницу в конструкции и способах установки, все системы водяного отопления функционируют по одному принципу: горячий носитель тепла подается от котла по трубам к радиаторам.

Постепенно охлаждаясь, вода отдает окружающему миру тепло, затем возвращается туда, где ее вновь нагревают. Такой процесс повторяется многократно.

Естественная и принудительная циркуляция

В частных домах применяют такие типы отопительных систем:

• с естественной циркуляцией;
• с принудительной циркуляцией.

Естественная циркуляцияЕё функциональность обусловлена разницей в плотности горячей и холодной воды. В верхней части такого устройства находится тёплая вода, а в нижней – холодная. Остывая, тёплая вода опускается вниз, а нагреваясь – поднимается вверх.

Второй фактор, обеспечивающий естественную циркуляцию водных масс, – это угол установки труб.

Преимуществом схемы с естественной циркуляцией является её полная независимость от энергоснабжения.

Недостатков же у неё гораздо больше:

• небольшой радиус действия, не превышающий 30 м в горизонтальном измерении;
• длительность разогрева — долгий процесс нагрева всей системы до рабочей температуры после простоя.
• риск остановки работы Из-за ледяного нароста в расширительном бачке.

Трубопровод должен быть достаточно широким из-за низкого давления в контуре. Это обстоятельство также важно при выборе батарей, поскольку современные радиаторы имеют слишком узкое сечение, создавая дополнительное сопротивление потоку теплоносителя.

Для усиления циркуляции теплоносителя трубопроводы устанавливают с уклоном: на каждый погонный метр приходится в среднем 3 мм. Точное размещение труб под требуемым углом – нетривиальная задача, но без ее решения система будет работать медленнее и менее эффективно.

Теплоноситель к отдаленным радиаторам гравитационных систем поступает уже заметно охлажденным. Для поддержания температуры нагрева нужно применять чугунные радиаторы. Чтобы уравновесить разницу температур, дальние батареи должны иметь больше секций, чем расположенные ближе к котлу.

Принудительную циркуляцию Насос обеспечивает работоспособность схемы. Система может состоять из одного или нескольких насосов. Несколько насосов повышают надежность, так как отказ одного из них не остановит отопление.

Теплоноситель непрерывно движется по замкнутой системе с расширительным бачком, предотвращая испарение воды.

Преимущества системы с принудительной циркуляцией:

• Монтаж отопления потребует большего количества труб, но с меньшим диаметром.
• Для системы возможно применение радиаторов различных типов и теплопроводов малого диаметра.
• Управлять температурой обогревательных устройств проще.
• Сфера действия значительно увеличилась за счёт искусственного принуждения циркуляции теплоносителя.
• Применение обогревателей с жидкостью для отопления, обладающей высокой температурой.

Недостаток систем на основе принудительного действия — зависимость от электроснабжения. Чтобы исключить остановку работы отопления, советуют иметь резервный источник энергии в виде дизельного или бензинового генератора.

Также следует отметить следующие недостатки:

• необходимость точного расчета Необходимо выбрать диаметр трубопровода таким образом, чтобы каналы не были слишком узкими – это значительно увеличит гидравлическое сопротивление. С другой стороны, трубы с излишне большим диаметром будут создавать шум во время циркуляции теплоносителя.
• немалая стоимость сооружения Вследствие почти вдвое большей длины трубопровода, присоединения к схеме одного или двух . циркуляционных насосов, при необходимости повысительного насоса;
• обязательное применение недешевых регуляторов Теплоноситель: параметры потока, температура и давление в системе.

Выбор типа циркуляции определяют особенности сооружения и место его положения. Схемы с естественной циркуляцией сейчас встречаются всё реже, применяя их главным образом в зданиях временного назначения.

Частные дома чаще оснащают системами с искусственной циркуляцией теплоносителя из-за более широких возможностей.

Системы с комбинированной циркуляцией

Комбинированная система может работать в двух режимах: естественном и принудительном. При её установке требуется обеспечить уклон труб на 3-5 мм на погонный метр, а также установить насос, как при forced circulation.

В подобной системе обогрева как правило устанавливают твердотопливный котёл.

Применяют комбинированную систему потому что она продолжает работать даже при отключении электричества. Внезапный простой отопления зимой может привести не только к похолоданию, но и к другим проблемам.

Элементы системы отопления могут перестать работать из-за расширения воды при замерзании, что нарушает герметичность.

Монтаж водяных отопительных систем

Рассмотрим две главные схемы установки систем обогрева.

Однотрубная система отопления

В однотрубной системе трубопровод протягивается по прямой линии, доставляя теплоноситель к радиаторам. Теплоноситель нагревает сначала одну батарею, затем другую и так далее.

К каждому радиатору ведут два трубопровода от одной трубы: один для подачи теплоносителя, другой – для отвода охлажденной воды.

Эта схема отличается тем, что последняя батарея нагревается меньше, чем первая, так как вода к ней поступает, передав тепло предыдущим элементам.

Ещё одним минусом однотрубного варианта отопления Считается, что при поломке одного радиатора невозможно остановить отопление только у него. Требуется отключить всю систему.

Двухтрубная система и её разновидности

Двухтрубная схема отопления имеет две трубы. Каждая батарея присоединяется к одной магистрали подающим теплом, а другой – к трубопроводу с обраткой.

Эта конструкция отопления обеспечивает почти одинаковую температуру воды во всех радиаторах.
Такая система легче контролировать, регулировать и автоматизировать.

Существует два типа двухтрубных систем.

• С применением верхней прокладки трубы подачи, то есть с верхним разводом.
• С установкой подводящей трубы снизу.

В многоэтажных зданиях с подкровельным помещением устанавливают системы с верхней разводкой. В частном домостроении чаще применяют схемы с нижней разводкой, поскольку позволяют максимально скрыто проложить трубы и уменьшить количество стояков.

Сравнительная характеристика однотрубной и двухтрубной системы отопления Представлен в видеоролике, размещенном под текстом публикации.

Открытая и закрытая системы отопления

Помимо изученных вариантов водогрейных отопительных систем существуют системы с открытой и закрытой конструкцией.

Открытая система отопления Система включает котел (любой, кроме электронного), трубы, радиаторы отопления и расширительный бачок для лишней воды при нагревании.

Если бачок не герметичен, вода из системы может уходить, поэтому следует следить за ее уровнем и пополнять при необходимости.

Насос в открытой отопительной системе Нагревательный котел находится в самой нижней точке системы, а расширительный бачок – в её верхней точке.

Закрытая конструкция герметичнаВ состав системы входит всё то же самое, что и в открытую систему. Из-за принудительного перемещения теплоносителя обязательный список дополняется циркуляционным насосом.

Бачок, являющийся частью закрытой конструкции, состоит из двух завальцованных частей, разделенных диафрагмой. При переполнении системы жидкостью её избыток попадает в одну из камер бачка, толкая диафрагму во вторую камеру, которая заполнена азотом или воздухом.

Повышение температуры носителя приводит к увеличению давления в системе. Вода в части бачка пытается вытеснить и сжать газовую смесь. Если давление превысит предел, срабатывает предохранительный клапан, отводящий излишки теплоносителя.

Каждая отопительная система имеет свои плюсы и минусы. Характеристики различаются, и подходит каждая из систем для разных объектов. Для обогрева небольшого частного дома или дачи применяют простую и надёжную открытую конструкцию.

Более сложная в монтаже и эксплуатации закрытая система отопления Чаще используется в загородных домах и высотных зданиях.

Элементы отопительной системы

Чтобы установить систему водяного отопления самостоятельно, нужно знать, из каких частей она состоит.

Определение подходящего котла

Котел является сердцем системы отопления.
Выбор котла важен, так как от него во многом зависят качество и надежность теплоснабжения.

Существуют разные виды котлов, которые зависят от используемого в них топлива.

• ГазовыеЭтот котел пользуется большой популярностью у покупателей. Установка проста, работа тихая. Газ имеет сравнительно низкую стоимость и при сгорании выделяет много тепла. Для его эксплуатации требуется получить разрешение, заказать монтаж трубопровода и организовать в котельной вытяжную вентиляцию.
• ЭлектрическиеЭти котлы самые безопасные. Установка не нуждается в дополнительном оборудовании. При работе не возникает открытого пламени и продуктов горения, от которых можно отравиться. Однако коэффициент полезного действия у этого устройства небольшой, электроэнергия дорога, а энергоемкий котел требует надежной электросети.
• ЖидкотопливныеВ отличие от газовых, эти котлы оснащены горелками особенной конструкции. Такому оборудованию требуется отдельная котельная.
• ТвердотопливныеВ них творятся угольные брикеты и прочее твердое топливо. С готовым запасом дров или угля на весь мороз подойдет и этот способ.

Комбинированные котлы, работающие на разных видах топлива, признаются наиболее надёжными. Единственный минус – высокая стоимость подобного оборудования.

Какими бывают радиаторы отопления

Чтобы избежать разочарования результатом работы, важно тщательно выбрать радиаторы. В первую очередь обращать внимание нужно не на внешний вид, а на технические параметры батарей. Технические особенности во многом определяются материалом, из которого изготовлены изделия.

Радиаторы бывают:

• СтальнымиНеприхотливые в эксплуатации изделия склонны к коррозии. В летний период, при выключенном отоплении, сброс воды из системы значительно снизит срок службы стальных батарей.
• АлюминиевымиЭти приборы эффективно нагреваются, но склонны к повреждению при резких изменениях давления. В частных домах риск подобных колебаний минимален.
• БиметаллическимиЭти аккумуляторы получили прочность против коррозии от алюминия и высокую теплоотдачу от стали.
• ЧугуннымиПродукция имеет высокую стоимость, но характеризуется длительным сроком службы. Процесс нагрева изделия занимает продолжительное время, однако и остывание происходит довольно медленно. Несмотря на значительный вес чугуна, эксплуатация изделий не затруднена, монтаж же может занять больше времени.

Существуют новые модели радиаторовБатареи с защитным покрытием внутри стоят немного дороже, но оправдывают затраты.

Как не ошибиться с трубами

Монтаж отопительной системы потребует большого количества труб.

Каким из них отдать предпочтение:

• МеталлическиеСрок эксплуатации данных труб ограничен. Металлические изделия склонны к коррозии. Установка выполняется при помощи резьбовых соединений.
• ПолимерныеМатериал недорог, но вполне надёжен и обладает коррозионной стойкостью. Монтаж таких труб доступен даже без специальных навыков. Полимерные трубы прослужат длительное время.
• МеталлопластиковыеТрубы состоят из алюминия и пластика. Сборка трубопровода производится на резьбовых или прессовых соединениях. Высокий коэффициент теплового расширения этих труб может привести к их растрескиванию при резких перепадах температуры воды.

При отсутствии ограничений бюджета для собственников дома целесообразно установить разводку отопления из медных труб. Материал дорогой, но затраты окупаются его прочностью и долговечностью.

Хорошо переносят повышение температур и давления. Для монтажа применяют пайку с серебряносодержащим высокотемпературным припоем.

Описанный нами ранее радиаторный способ обогрева использует воду как теплоноситель. Но её применяют и в других отопительных установках.

Узнайте больше о свойствах и подборе труб для системы отопления. этой статье.

Водяная система «Теплый пол»

Подогрев пола может как эффективно дополнить водяное отопление с радиаторами, так и стать единственным источником тепла в доме, если речь идет о малоэтажном строении. Главным достоинством системы «Теплый дом» является то, что она создает условия, полностью соответствующие санитарно-гигиеническим нормам помещения.

В зависимости от высоты температура воздуха внутри помещения различна: вверху комнаты холоднее, чем внизу.

Температура системы равна 55 градусам по Цельсию и соответствует проектным нормам. Продолжение монтажа теплого пола Работы прокладываются по всей площади каждого помещения. Это достаточно сложный процесс, который можно качественно выполнить лишь на этапе возведения дома. Использование системы также сопряжено с определенными трудностями.

Плинтусная система отопления

В случае сложностей с монтажом «Теплого дома» и порчи интерьера радиаторами, эффективным решением станет система плинтусного отопления.

При таком способе обогрева трубы устанавливаются под плинтусами, немного выше уровня пола. Помещение нагревается так же, как и при «теплом полу», постепенно.

Нагрев пола обеспечивает комфортные условия в течение всего года. Система отопления под плинтусом набирает популярность и входит в тренд.

Выводы и полезное видео по теме

Различия между двутрубными и однотрубными системами отопления.

Жилье, где вы планируете постоянно проживать, требует отопления зимой. Для комфортного пребывания рекомендуется выбрать водяную систему отопления, оптимальную по вашим параметрам.

В статье представлена информация, которая поможет принять верное решение о системе отопления. Качественное отопление обеспечивает комфорт, уют и важно для поддержания здоровья.

Есть пожелания уточнить или вопросы по системам водяного отопления? Вы можете оставлять комментарии к посту и принимать участие в обсуждении.
Форма обратной связи располагается внизу блока.