Разновидности схем отопления частного дома

При обустройстве частного дома рано или поздно возникает вопрос выбора схемы системы отопления. На сегодняшний день их существует предостаточно, что неопытный человек может запутаться и выбрать не то, что ему нужно. Монтажники же зачастую рекомендуют то, что выгодно ставить им. Но так как вы попали на эту страницу, с выбором системы в доме все будет куда проще. Сначала мы поделимся основными разновидностями, а в самом конце поделимся своим мнением и выборе схемы отопления дома.

Главный принцип работы отопления

Любой вид отопительной системы является замкнутым. В простом варианте любая схема разводки может быть рассмотрена как кольцо, состоящее из труб. В нем циркулирует горячая жидкость от нагревательного котла в приборы отопления, находясь в них какое-то время. Теплоноситель отдаёт при циркуляции тепловую энергию, и вновь направляется внутрь котла для нагрева. Цикл периодически повторяется.

Любая схема отопления включает в себя:

• Нагревательный котёл
• Соединительные системные трубы
• Радиаторы или аналогичные приборы отопления
• Арматуру
• Расширительный бак
• Циркуляционный насос

Базовые виды схем отопления

Все виды схем можно разделить на 4 подтипа: открытые и закрытые, насосные и самотечные.

В самотечной системе частного дома (система с естественной циркуляцией) движение теплоносителя происходит путём естественной циркуляции. Путем соблюдения простых законов физики система монтируется так, что не требует наличия дополнительного насоса. Хорошо подходит для небольших одноэтажных домов

В принудительной схеме водяного отопления частного дома жидкости происходит вследствие действия циркуляционного насоса. При использовании такой системы трубы можно монтировать в стены, в пол, проводить по потолку, прятать их от человеческих глаз. При правильном подборе насоса водяное отопление будет работать успешно. Такие схемы разводки отлично подходят для двухэтажных домов.

Открытая система от закрытой отличаются расширительным баком. В закрытой системе используется мембранный бак. Он позволяет поддерживать в системе нужное давление и компенсирует расширение теплоносителя.

Теперь давайте разберем каждую схему поподробнее.

Самотечная система обогревания, достоинства и недостатки

В этом виде системы отопления частного дома горячая вода, подогретая внутри котла (обычно твердотопливного), движется наверх, после чего оказывается в отопительных батареях. От них тепло идет в помещение и снова направляется в обратный трубопровод. Из него уже попадает в нагревательный котёл. Постоянное движение нагретой воды обеспечивается необходимым наклоном подающего(прямого) трубопровода и обратки, а так же применением труб различного диаметра. Для подачи от котла используются трубы меньшего диаметра, а для обратки, трубопровода, в котором вода направляется в котёл, большего.

Самотечная схема разводки системы водяного отопления частного дома обладает специфическим устройством в виде открытого, соединённого с внешним пространством, расширительного бака, смонтированного вверху трубопровода. Бак предназначается для забора части воды при её нагреве, поскольку этот процесс сопровождается увеличением объема теплоносителя. Расширительный бак, заполненный водой, создаёт гидравлическое давление в системе отопления, нужное для движения жидкости.

При остывании воды её объем уменьшается. Часть жидкости из открытого бака снова поступает в систему трубопровода. При этом обеспечивается необходимая непрерывность циркуляции потока воды.

Самотечная система отопления имеет следующие преимущества:

• Равномерность распределения тепловой энергии
• Устойчивое действие
• Автономность от электросетей

У самотечной системы отопления есть и недостатки:

• Сложный монтаж. Требуется соблюдение угла уклона трубопроводов
• Значительная протяженность труб
• Потребность применения разнокалиберных труб
• Инерционная система. Она снижает степень управления отопительным процессом
• Потребность нагрева воды до относительно высокой температуры, что ограничивает использование полипропиленовых материалов для труб
• Значительный объем трубопровода
• Невозможность подключить «тёплые полы»

Схема отопления с насосом

В частных жилых домах нередко используется отопительная схема с принудительным движением воды. Обеспечивается это воздействием циркуляционного насоса, подключаемым к электросети. В данной системе разводки отопления возможно использование любых материалов для труб, например, полипропиленовых. Также применимы разные способы монтажа отопительных приборов.

Отопительные схемы разводки с принудительным движением воды оборудованы закрытым расширительным баком мембранного типа. Он может быть смонтирован в любой части системы, но чаще монтируется вблизи котла. Соответственно, отопительные системы с принудительным движением теплоносителя часто называют закрытыми.

Однотрубная схема отопления

Как правило, эта схема разводки системы применяется в частных одноэтажных домах и отличается лёгким монтажом, малыми трудозатратами и невысокой стоимостью. Радиаторы подключаются к трубе отопления последовательно. Отвод отработанного теплоносителя не предусмотрен. Такая схема водяного отопления имеет немало недостатков при обогреве частного дома:

• потере тепловой энергии – каждый следующий отопительный прибор будет нагреваться меньше предыдущего;
• невозможности регулировать интенсивность нагрева в одном помещении без аналогичных последствий для остальных. Снижая температуру в одном из радиаторов, произойдёт неизбежное охлаждение всех последующих батарей отопления;
• необходимости дополнительно оборудовать отопительную систему насосом для поддержания в ней рабочего давления.

Имеются технологические приёмы, с помощью них можно частично избавиться от перечисленных проблем. Улучшить работу однотрубной схемы разводки можно с помощью специального оборудования: термостатических клапанов, радиаторных регуляторов, воздухоотводов, балансировочных вентилей. Их применение несколько повысит стоимость монтажа, но зато позволит понижать или понижать температуру в одном из радиаторов без нежелательных изменений температуры в остальных отопительных приборах.

Двухтрубная схема отопления

Такая система водяного обогрева широко используется в домах любой этажности. Её особенностью является подача воды к радиатору по одной трубе, а отвод – по другой. Происходит не последовательное, а параллельное подключение теплообменников к системе отопления.

• к каждому радиатору подаётся теплоноситель с одинаковой температурой;
• появляется возможность установки терморегулятора на радиаторы для настройки нужного температурного режима в каждом отдельном помещении;
• отключение или неисправность одной из батарей никак не скажется на работе остальных.

Система имеет ряд недостатков. Для её устройства требуется большое количество труб и соединительных элементов, что приводит к повышению степени сложности монтажных работ и к более высокой стоимости всей водяной отопительной системы.

Схема отопления теплыми полами

Теплый пол обеспечивает горизонтальное тепловое излучение, поддерживая более высокую температуру на уровне ног и её снижение до комфортного уровня на большей высоте. В районах с теплым климатом схема может использоваться в качестве единственного источника тепла. В северных широтах её необходимо сочетать с монтажом радиаторной отопительной системы.

Конструктивно система теплого пола представляет собой сеть трубопроводов. Нагрев может производиться от любых источников тепла.

Преимущества системы:

• равномерное распределение тепла по всему объёму помещения;
• улучшение эстетического вида помещения из-за отсутствия труб и радиаторов.

Самотечная система «Паук»

Вертикальная отопительная схема разводки частного дома с верхним разливом без использования циркуляционного насоса получила название «Паук». Основным достоинством является полная автономность от газа или электричества, что особенно востребовано в сельской местности или в дачных поселках. В схеме перемещение теплоносителя происходит за счет разности температур на входе и выходе нагревательного устройства. При условии отсутствия газа и электричества лучше всего использовать твердотопливный котел.

Принцип работы «Паука» основан на законах физики – горячая вода устремляется вверх, вытесняя вниз холодную. В результате нагрева вода поднимается от котла по стояку к радиатору, отдает ему часть своей тепловой энергии и перемещается к следующему до тех пор, пока не вернется обратно в котел. Функционирование системы зависит от точного подбора труб и соблюдения уклонов. Забор воды должен осуществляться выше уровня теплообменников. Котел должен быть расположен ниже. Главным недостатком схемы можно считать достаточно сложные монтажные работы.

Схема «Ленинградка»

«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома. Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.

Достоинствами этой схемы являются:

• экономный расход материалов;
• легкий монтаж;
• длительная надёжная эксплуатация;
• возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.

Ленинградка» не лишена существенных недостатков:

• невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
• горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
• большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.

Лучевая схема отопления

Лучевая схема разводки водяного отопления является новомодной. При ее использовании горячая вода равномерно распределяется по помещению через коллектор. Степень нагрева жилища регулируется путём изменения нагрева воды и скорости её движения по трубам.

Является усовершенствованной версией двухтрубной схемы. Для распределения теплоносителя используется такой же коллектор, что и в теплом поле.

К основным плюсам лучевой схемы разводки можно отнести:

• Бесстыковость. Внутри стяжки отсутствуют стыки. Вероятность протечки снижается в разы
• Возможность отключать каждый прибор по отдельности на коллекторе не во вред всей системе

Единственный недостаток – это цена. За счет использования коллектора и дополнительного количества труб, увеличиваяется и цена системы.

На какой схеме остановить свой выбор?

Давайте решим сразу по поводу однотрубных и самотечных систем. Если вы живете в современном мегаполисе или в близи него, если у вас все в порядке с энергоносителями (со светом в первую очередь), если нет нужды сильно экономить, то эти схемы не рассматривайте.

Появились они во времена, когда с электричеством было плохо, а так же отсутствовали различные виды труб. Приходилось использовать металл. Сейчас все поменялось и эти системы себя изжили.

Самотечные схемы можно реализовывать в отдаленных от цивилизации домах. Например, на вашей даче.

Если захотите использовать радиаторную систему в частном доме, то лучшим выбором будут двухтрубная тупиковая схема отопления или лучевая. Обе системы по работе практически идентичны. Отличаются только реализацией.

Перед использованием водяного теплого пола следует сделать расчет теплопотерь дома. Они помогут понять, хватит ли его в качестве основного отопления или придется использовать еще и радиаторы.

Правила проектирования системы отопления

Если вы решили построить загородный дом или заняться ремонтом уже существующего, необходимо позаботиться о системе отопления еще на первом этапе планирования. Ведь это залог комфорта, особенно зимой и осенью.

Особенности

Проектирование полноценной системы отопления помогает не только определиться с ее типом, но и подумать, что будет важнее: сэкономить деньги и обеспечить равномерное нагревание или оформить все красиво. Существует две схемы отопления – это однотрубная и двухтрубная. Безусловно, и у той и у другой есть и свои достоинства и недостатки.

Однотрубная схема

Она состоит из цепочки последовательно подключенных друг к другу радиаторов. Теплоноситель, имеющий нужную температуру, подает тепло прямо в отопительную систему из стояка. Он двигается из одного радиатора в другой, на постоянной основе передавая им часть тепла. Поэтому нагрев после установки такой схемы не будет равномерным.

Если выбрана однотрубная схема отопления с верхней разводкой, то труба магистрали прокладывается по всему периметру отопительной системы. Кроме того, она должна быть выше окон и приборов. Батареи в таком случае имеют подключение в верхней части, что выглядит не очень привлекательно. Также стоит отметить, что они оснащены и на входе, и на выходе специальными отсекающими задвижками. Еще на одной из сторон может стоять терморегулирующая головка.

Если схема имеет нижнюю разводку, то линия трубопровода будет проходить ниже всех приборов для обогрева. Такая конструкция чаще выбирается для современных домов, поскольку она выглядит привлекательнее. Но тут есть своя особенность: на каждую батарею необходимо установить кран Маевского. Они ставятся для того, чтобы убрать излишки воздуха из батареи, расположенной вверху.

Однотрубная схема имеет ряд преимуществ:

• простота в проектировании и установке;
• значительная экономия и на самом процессе, и на используемых материалах.

Есть также и минусы:

• сложный контроль температуры,
• прямая зависимость работы каждой батареи от того, в каком состоянии находится вся система;
• сложность отключения батареи от общей системы (чтобы не останавливать работу системы в целом, нужно под каждой из них проложить байпас, то есть обводную трубу, дополненную клапанами).

Двухтрубная схема

Такой вид схемы более продуманный и совершенный. Основной ее особенностью является то, что труб две, а не одна. Из этой пары одна труба является подающей, а вторая – обратной. К ним параллельно подключаются батареи. Прокладывая отопление по такой схеме, необходимо подключить радиатор к обеим трубам и оснастить их отсекающими задвижками.

В данной схеме теплоноситель продвигается по подающей трубе к каждому из радиаторов. Температура при этом одинакова везде. Затем жидкость идет по обратным трубам, что помогает обеспечить равномерный прогрев всего дома.

У такой схемы много положительных моментов. Прежде всего, это тот факт, что приборы не зависят друг от друга и равномерно нагревают все помещение. Кроме того, используя терморегуляторы, установленные на каждый из радиаторов, можно регулировать теплоотдачу любого из них. Недостатков как таковых у подобной схемы нет, можно отметить только большой расход материалов.

Технические требования

Проектирование современных систем отопления – это ответственный процесс. В такой схеме немаловажную роль играет дымоход. Он используется для того, чтобы все продукты сгорания выходили наружу.

Существуют некоторые требования к дымоходам:

• Стыки и места соединений обязательно необходимо обработать при помощи огнестойких материалов.
• Дымоход должен быть газонепроницаемым.
• Его размер должен соответствовать мощности теплового генератора.
• Сечение дымохода можно определить согласно нормам в перечне актов СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция кондиционирование воздуха», а также СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция, кондиционирование».

• Длина и диаметр самого дымохода обязательно должны полностью соответствовать рекомендациям производителей котла.
• Он должен быть расположен вертикально.
• Над крышей дымоход может выступать не больше чем на 50 сантиметров. Если расстояние между коньком и трубой составляет менее трех метров, допускается расположение трубы на одном уровне с коньком.
• Также его нужно защитить от разных атмосферных осадков при помощи насадок, например, зонтов или дефлекторов.
• Прокладывать дымоходную трубу через жилые помещения не разрешается.

Для изготовления дымоходов используются разные материалы. Они могут быть кирпичными, или металлическими, реже – керамическими. Если используется кирпич, то проектирование происходит еще до того, как дом будет построен. Сейчас чаще всего используют дымоходы из нержавеющей стали, так как это достаточно прочный материал. Именно по этой причине реже всего устанавливают керамическую трубу, так как она достаточно хрупкая.

Выбор котла и радиаторов

При покупке котла нужно учитывать, на каком топливе он будет работать. Ставится котел в специализированном помещении, которое называется котельной. Это делается для безопасности всех жильцов дома.

Современное оборудование можно разместить в любом помещении. Например, это могут быть газовые котлы, имеющие закрытую камеру сжигания, или электрические изделия. Однако если есть возможность поместить его в специальном помещении, то лучше так и сделать.

Современные производители предлагают достаточно большой выбор котлов:

• Это могут быть газовые приборы, которые считаются самыми дешевыми и простыми в эксплуатации.
• Далее идут электрические котлы. Обогрев помещения с их помощью очень дорогостоящий.
• Существуют еще и твердотопливные котлы. Они очень популярны в тех регионах, где происходят перебои с электричеством или газоснабжением.
• Жидкотопливные приборы работают на мазуте или солярке. Однако такие котлы загрязняют воздух.
• Теплый пол поможет хорошо обогреть помещение, однако его установка достаточно дорогая.

Сделав выбор котла, можно приступать к выбору радиаторов. Выбор радиаторов зависит от того, сколько помещений нужно отопить. Очень важно отметить на схеме частного дома то место, где будут установлены радиаторы. Для их подключения можно применить четыре способа. Одним из самых эффективных считается вариант подачи тепла сверху с прохождением его по всей системе отопления. Этот способ обеспечивает равномерное прогревание всего помещения.

Если это боковое подключение подачи, то радиаторы при этом прогреваются равномерно, но все же в тех из них, которые размещены дальше, уровень подачи тепла ниже.

Последний способ подключения заключается в подаче теплоносителя снизу. Он тоже снижает КПД на двадцать два процента. Но это не критично, и многие все равно выбирают такой способ подключения.

Определившись с выбором способа подключения батарей, необходимо еще раз просмотреть план дома, а также определить те помещения, где отопительные приборы не нужны. Сюда входят кладовки, гардеробные и те помещения, где есть автономное отопление.

Проект

Проектирование – это индивидуальный вопрос. Так, например, малоэтажная квартира или таунхаус имеют стандартную планировку, и тут не приходится ничего додумывать или менять. Если же планировать систему отопления многоквартирного дома, то стоит знать, что она имеет некоторые отличия, которые позволяют обеспечить погодное регулирование теплоэнергии. Да и с частными домами не все так просто. Примеры проектов бывают разными.

Проект отопительных систем двухэтажного частного дома должен включать в себя поэтажный план теплоснабжения, где указаны не только нужные размеры, но и другие параметры. В наше время существуют организации, которые могут составить трехмерные чертежи отопительной системы и для 2-х этажного загородного коттеджа, и для небольшого дома. Такие компании предлагают проекты отопительных систем для помещений площадью до 1000 м2.

Прежде всего, важно правильное расположение здания в целом по отношению как к электрическим, так и газовым внешним коммуникациям. Коттедж должен находиться в правильном положении по отношению к сторонам света. Также должны быть установлены окна, имеющие клапаны воздушной вентиляции. Стоит установить в доме камин, который будет являться автономным источником теплоэнергии. Кроме того, рекомендуется заняться утеплением всего дома, включая верхний этаж, чтобы тепло не уходило на улицу.

Сам проект отопления любого частного дома включает в себя создание теплоснабжающей конструкции. Она бывает воздушной, трубопроводной, инфракрасной и электрической. Выбор зависит от предпочтений владельца. Проект данных конструкций включает в себя такие элементы как котел, трубопровод, батареи, расширительный бачок, циркуляционный насос.

Если следовать всем этим правилам, которые направлены на сбережение тепла в доме, то владельцы смогут дольше не включать отопительную систему с наступлением холодов.

Расчет

Решив проводить все ремонтные работы своими руками, необходимо самостоятельно осуществить проектирование отопительной системы и ее расчет.

Однако нужно следовать определенной инструкции:

• Чтобы правильно рассчитать нужную мощность отопительной системы для загородного дома, необходимо учитывать все возможные факторы. Прежде всего, надо обратить внимание на то, в какой климатической зоне расположен дом. Далее важно рассчитать, какая мощность имеется у источника теплоэнергии, а также понять, каков объем потерь тепла.
• Стоит учесть объем помещений, которые будут отапливаться, и их площадь.
• Далее следует рассчитать необходимое количество устанавливаемых радиаторов, а также их размер. Сюда входит и утепление всех ограждающих конструкций.
• Когда для каждого помещения определено необходимое количество тепла, можно проводить выбор типа обогревательных приборов, а также заняться их расчетами. Проще всего проводить расчеты, касаемые электронагревательных элементов, электрическая мощность которых практически равна тепловой энергии.

• Если теплоноситель жидкий, все намного сложнее. Тепловая мощность водяных батарей определяется количеством теплоты, которую батареи могут отдать окружающей среде. Существует много факторов, которые влияют на данное значение. Это длина линии, температура самого теплоносителя, интенсивность конвекции воздуха, а также скорость потока теплоносителя. Например, если потери тепла в доме становятся равны восьми киловаттам в час, то будет достаточно закупить до восьмидесяти радиаторов, а затем равномерно разместить их по всему дому. Устанавливать их нужно на контактирующих с улицей стенах. Тепловую мощность необходимо разделить пропорционально имеющимся теплопотерям, а не всей кубатуре комнаты.

Производители батарей указывают приблизительное значение (Ватт), которое приходится на одну секцию. Обычно оно варьируется в диапазоне от 100 до 250 ватт.

• Нужно рассчитать установку радиаторов так, чтобы температура в гостиной и кухне была не менее 18 градусов, в спальных помещениях – до 22 градусов, а в детской комнате – до 24 градусов.
• Для каждого устанавливающегося радиатора необходима обвязка. Вот поэтому все секции ставятся очень плотно с целью экономии арматуры трубопровода.
• Самое простое решение в расчете – поделить число батарей для комнаты на количество оконных проемов в ней. Однако не всегда достаточно будет установить радиаторы под подоконниками, можно в дополнение сделать монтаж некоторых нагревательных приборов в местах отдыха или работы. Система отопления должна покрывать все потери тепла в доме, помимо этого, должен быть еще и запас до 25 процентов. Запас делается для того, чтобы отопление не работало на износ, он используется только во внештатных ситуациях.

Но если посмотреть на вопрос с другой стороны и разместить батареи по всему периметру помещения, обогрев будет более равномерным и эффективным. Поэтому нужно искать компромиссное решение между эффективностью и экономией.

• Работа по расчету газовых котлов является самой тяжелой частью проекта. Ведь это не только правильный подбор нужной мощности, но и грамотная организация вывода сгораемых продуктов. Чтобы можно было регулировать скорость тяги, специалисты рекомендуют установить автоматические шиберы, а также дымососы- вентиляторы. Если имеются остатки тепла, то их можно собирать при помощи экономайзера, который включен в цепь из обратного тока. А вот забор воздуха горения можно делать с улицы, а не в котельной.
• Система отопления, работающая на жидком теплообменнике, тоже имеет свои особенности. Тут нужно спроектировать уровневую схему трассировки трубопровода. При этом в обязательном порядке следует определить общее состояние водоизмещения системы. Также стоить компенсировать расширение теплоносителя при помощи изготовления расширительного бака. После надо определить нужную скорость циркуляции.
• В комнате обязательно должно быть окно. Его площадь рассчитывается умножением объема самой котельной на коэффициент 0, 003. Оно не только обеспечит естественное освещение, но и защитит от взрыва в случае утечки газа. Для той же цели двери в котельную ставятся так, чтобы была возможность открывать их только наружу.

• В архитектурную часть проекта входит не только строительство котельной, но также расчет и выбор дымохода. Для верного расчета мощности оборудования необходимо учитывать не только диаметр дымохода, но и объем труб. Для начала нужно произвести все вычислительные работы. Для этого особых знаний не потребуется, достаточно будет воспользоваться калькулятором.
• Котельная не должна быть меньше пятнадцати кубических метров, а высота помещения – ниже двух с половиной метров. Также к котлу необходимо обеспечить доступ. Стены должны быть огнестойкими, то есть сделанными из кирпича или бетона. Если выстроить их из других материалов, то нужно нанести на их поверхность специальное покрытие, например, асбестовое.
• Также в таком помещении в обязательном порядке должна быть приточно-вытяжная вентиляция. На каждые десять киловатт мощности котла должна быть форточка, имеющая площадь в десять квадратных сантиметров. Диаметр трубы для дымохода должен быть не меньше отверстия самого котла.

Если качественно выполнить обвязку котельной, то можно обеспечить доступ ко всем отопительным приборам. Только в этом случае можно будет спокойно пользоваться отопительной системой.

Советы

Так как с каждым годом застройщики предъявляют все новые требования, то обойти стороной вопрос проектирования отопительной системы маловероятно. Многие предпочитают такую ответственную работу предоставить специалистам. К тому же, если все работы делаются одной организацией, то и проектировка, и подбор материалов, и монтажные работы порадуют застройщика своим качеством. Но можно сделать все и своими руками.

Для начала нужно разработать несколько проектов системы отопления. Затем, рассмотрев их, нужно сделать выбор. После этого необходимо разработать смету и произвести расчет. При помощи проекта отопления делаются схемы монтажных работ. Параллельно необходимо составить список нужных комплектующих, а также всего оборудования.

Проект системы отопления должен включать в себя такие документы:

• все исходные данные, сделанные в виде таблицы;
• эскизы схем;
• договор;
• технические характеристики;
• специфику оборудования;
• необходимые материалы;
• разработанные рекомендации по обвязке отопления;
• подключение к электрическим сетям.

Изучив все правила проектирования системы отопления, можно с уверенностью приступать к монтажным работам, не боясь за последствия. Как видно с вышесказанного, можно осуществить данную процедуру своими руками. Если правильно сделать все расчеты и закупить нужные приборы, то получится успешно спроектировать систему отопления и использовать ее в холодное время года.

Подробнее о проектировании системы отопления вы узнаете в следующем видео.