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.

Современные системы отопления для индивидуального жилого дома

Система водяного отопления – это комплекс конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепла во все обогреваемые помещения.
В этой связи система отопления состоит из источника тепловой энергии, трубопроводной сети и местных отопительных приборов.
Источником тепловой энергии может быть система централизованного теплоснабжения от ТЭЦ или квартальной котельной, местная котельная для одного здания или небольшой группы зданий.
Индивидуальные дома к системе централизованного теплоснабжения подключаются редко. Обычно в них в качестве источника тепла используются собственные теплогенераторы (котлы).

Индивидуальные котлы подразделяются по виду топлива (твердое, жидкое, газообразное), количеству контуров нагрева (одноконтурные, двухконтурные – для отопления и горячего водоснабжения), типу топки и горелок, глубине охлаждения дымовых газов, конструктивному исполнению и др.Наиболее распространенными являются газовые полностью автоматизированные двухконтурные котлы, как правило, настенного исполнения.

Трубопроводная сеть служит для переноса тепла от источника к отопительным приборам путем циркуляции по ней нагретого теплоносителя. Она может иметь различную конфигурацию, выполняться из металлических (стальных, медных), полимерных и металлополимерных труб с соединительными фитингами, а также включать трубопроводную арматуру (запорные краны, обратные клапаны, фильтры и др.).
Местные отопительные приборы предназначены для передачи тепла от теплоносителя к воздуху помещений. Отопительные приборы подразделяются на радиаторы из разных материалов, секционные, блочные и панельные, литые и штампованные, трубчато-пластинчатые приборы-конвекторы, регистры, сваренные из стальных труб и пр.

В системах напольного отопления греющим элементом является замоноличенный в подготовку пола змеевик, как правило, из полимерной трубы.
В соответствии с требованиями нормативных документов (СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) местные отопительные приборы должны оснащаться автоматическими терморегуляторами.
В качестве теплоносителя в системах отопления индивидуальных домов обычно используется вода. Для предотвращения замерзания системы в периоды ее бездействия, в том числе, при аварийных ситуациях, иногда систему отопления заполняют незамерзающими жидкостями (растворами гликолей в воде). Однако, это не имеет особого смысла, так как при кратковременных перерывах температура в помещениях в силу теплоаккумуляции не опустится до значений близких к нулю (при отключенном отоплении температура воздуха снижается примерно на 0,5 градуса в час). Кроме того, в здании наряду с отопительной имеются другие системы с водой (водопровод, канализация), которые без обогрева замерзнут, если их не опорожнить.
Максимальная температура воды назначается обычно в зависимости от материала трубопроводов и типа отопительных приборов. Например, для радиаторной системы отопления и полимерных труб — 90оС, а для системы напольного отопления — 40оС, чтобы обеспечить нормативную температуру поверхности пола не выше 26оС.
В течение отопительного сезона температура теплоносителя должна меняться вслед за изменением температуры наружного воздуха, иначе в доме может быть жарко, когда на улице тепло и наоборот. Так, если в климатических условиях Москвы при температуре наружного воздуха -25оС теплоноситель на входе в систему отопления должен быть нагрет до 90оС, то при наружной температуре 0оС – только до 50оС. Эту функцию обычно выполняет погодозависимая автоматика котла или насосный смесительный узел, если котел круглогодично нагревает теплоноситель до максимальной температуры.
По способу циркуляции теплоносителя системы водяного отопления подразделяются на гравитационные, в которых вода перемещается за счет разности весов горячей и охлажденной (обратной) воды, и насосные.

Несмотря на кажущиеся достоинства – отсутствия механических элементов и расхода электроэнергии, гравитационные системы в настоящее время практически не применяются из-за необходимости прокладки труб завышенных диаметров, обязательного расположения отопительных приборов выше котла, неравномерности теплового режима и др.
Современная система отопления – это система с насосной циркуляцией. Она оснащается маломощными малогабаритными насосами, которые могут преодолевать существенные гидравлические сопротивления трубопроводной сети. В результате система монтируется из достаточно тонких труб, стоимость которых ниже, да и выглядит такая система гораздо эстетичней.

Конструктивно системы отопления бывают двух принципиально отличающихся типов:
• однотрубная;
• двухтрубная.

1 – однотрубный стояк, 1а – обратный стояк двухтрубной системы, 1б – подающий стояк двухтрубной системы, 2 – замыкающий участок (байпас), 3 – отопительный прибор, 4 – радиаторный терморегулятор, 5 – междуэтажное перекрытие.

В однотрубной системе отопительные приборы в каждой ветви (стояке) присоединяются к одному и тому же трубопроводу последовательно.
Теплоноситель в такой системе, двигаясь от одного прибора к другому, постепенно охлаждается. Поэтому отопительные приборы в одном стояке для обеспечения одинаковой теплоотдачи (при равных тепловых нагрузках) должны иметь разную поверхность нагрева – первый прибор меньше, последующие все больше и больше. Кроме того, любые действия по отношению к одним отопительным приборам (изменение теплоотдачи приборов с помощью регулирующей арматуры, увеличение или уменьшение их размеров) неизбежно влияют на теплоотдачу других, вызывая недогрев или перегрев отапливаемых помещений.
Немаловажной особенностью регулируемой однотрубной системы является обязательное устройство замыкающих участков (байпасов) между подводящим и отводящим трубопроводом (подводками) отопительных приборов. Это необходимо для того, чтобы теплоноситель при закрытии регулирующего клапана на каком-либо приборе могпродолжать циркулировать по стояку через байпас. При отсутствии байпаса циркуляция просто прекратится.
Название «двухтрубная система» говорит само за себя. В ней все отопительные приборы присоединяются параллельно к двум стоякам – подающему и обратному и практически не влияют друг на друга. В этой связи двухтрубная система наилучшим образом приспособлена для автоматического регулирования. В двухтрубной системе отопительные приборы в помещениях с одинаковыми теплопотерями имеют равную поверхность нагрева, а также легко и просто при необходимости поменять любой отопительный прибор без ущерба для остальных.
Проектирование и расчет двухтрубной системы отопления значительно проще и быстрее по сравнению соднотрубной, где приходится определять температуру теплоносителя на входе в каждый отопительный прибор, что требует, как правило, использования компьютерных расчетных программ и привлечения к этой работе квалифицированных специалистов.
Несмотря на несколько увеличенный расход труб и в силу неоспоримых остальных преимуществ, двухтрубная система отопления может быть в первую очередь рекомендована для применения в зданиях индивидуальной застройки. Поэтому именно о ней в дальнейшем и пойдет речь в настоящей статье.
В зависимости от архитектурно-планировочных решений здания система отопления может быть вертикальной и горизонтальной, с попутным или тупиковым движением теплоносителя.

1 – с нижней разводкой магистральных трубопроводов, 2 – с верхней разводкой магистральных трубопроводов, 3 – с тупиковой периметральной разводкой распределительных трубопроводов, 4 – с попутной периметральной разводкой распределительных трубопроводов, 5 – с лучевой разводкой распределительных трубопроводов.

1 – подающая магистраль, 2 – обратная магистраль, 3 – стояки.

Вертикальные системы отопления с нижней разводкой магистралей обычно применяются при наличии в здании подвала, а с верхней разводкой – в зданиях с подвалом и чердаком, где размещаются магистральные трубопроводы.
Теплоноситель от стояка к стояку в подающей и обратной магистрали может перемещаться в одном направлении – попутное движение, или в разных – тупиковое. При попутном движении длина пути теплоносителя через любой из стояков ветви одинаковая, что обеспечивает примерно равные перепады давлений для всех стояков и облегчает гидравлическую балансировку системы отопления. В тупиковых ветвях путь через первый стояк короче, а через каждый последующий все длиннее и длиннее. Поэтому перепад давлений от стояка к стояку постепенно уменьшается, что затрудняет балансировку и ухудшает работу системы в динамическом режиме.
В здании без подвального и чердачного этажей, также можно предусмотреть вертикальную систему отопления, проложив трубы по полу первого и под потолком последнего этажа. Но это не красиво, тем более, что разводящие трубопроводы не малого диаметра и должны иметь уклон, а на верхней магистрали еще и воздухосборники. Во всех случаях не украшают интерьер и многочисленные стояки вертикальной системы. В этой связи в современном индивидуальном доме предпочтительно применять системы отопления с горизонтальной поэтажной разводкой трубопроводов. Такая система будет иметь один (максимум два) стояка, и короткую подводящую магистраль того же диаметра.
В горизонтальной системе теплоноситель может подводиться к отопительным приборам посредством трубопроводов, прокладываемых по периметру здания – периметральная разводка, или распределятся от коллекторов с помощью лучевой разводки. Периметральная разводка требует большого количества соединительных трубопроводных элементов (фитингов).Если по эстетическим соображениям трубы прячутся в пол, то фитинги должны применяться только безрезьбовые (прессовые и т.п.), а они не дешевы.
Лучевая разводка лишена этих недостатков и собирается из цельных отрезков трубы без промежуточных соединений. Разводка осуществляется по кратчайшему пути от коллекторов до каждого отопительного прибора. Коллекторы используются полной заводской готовности, включающие всю необходимую запорную, а при желании и автоматическую регулирующую арматуру.