Системы водяного отопления: классификация видов

Преимущества и недостатки системы водяного отопления

Основной недостаток водяного отопления в частном доме – это необходимость приобретения большого количества различных материалов. А именно: трубы, запорная арматура, фитинги, радиаторы, котел и циркуляционный насос. Последний не во всех системах используется.

И другие недостатки, которые можно обозначить, как нонсенс, если хозяин дома относится к своему жилищу равнодушно:

• Протечки воды в процессе эксплуатации. Сегодня эта ситуация встречается редко, потому что взамен стальным трубам стали использовать пластиковые. Но даже они иногда подтекают в местах стыковки с другими материалами. Это уже претензии к производителю монтажных работ.
• Вода внутри системы может замерзнуть, если ее не слить на зиму. Эта ситуация для домов, которые не эксплуатируются в холодное время года.

Пластиковые трубы решили многие проблемы

Преимуществ у водяного отопления больше, именно поэтому его и выбирает основная часть застройщиков новых домов:

• равномерное распределение тепла по всем комнатам;
• установка одного нагревательного котла дает возможность контролировать процесс из одного места;
• все оборудование, кроме радиаторов, и трубную разводку можно сделать скрытой. То есть, организовать в служебном помещении котельную, а трубы спрятать в штробы на стенах или в полу. Использование системы теплых полов вообще решает проблему скрытого монтажа. Даже радиаторов видно не будет;
• температура теплоносителя не превышает +95°С. А поверхность батарей нагревается до +65°С. Обжечься о них нельзя, пыль на них не горит;
• водяное отопление выдает мягкое тепло.

Система отопления со скрытой проводкой труб

Затраты на систему отопления

Существует 2 вида затрат на систему отопления:

• Капитальные;
• Эксплуатационные.

Капитальные – стоимость котлов, отопительных приборов, труб, других материалов и оборудования. Эксплуатационные – затраты во время использования системы отопления.

Уменьшение затрат на котельные агрегаты, систему автоматики, схему отопления приводят к большим затратам в период эксплуатации. И наоборот – установка высокоэффективных теплогенерирующих установок, современной системы автоматизации, оптимальная конфигурация оборудования позволяют многократно снизить затраты при использовании отопления. К тому же выбор оптимальной схемы системы отопления существенно повысит комфорт в помещении.

Независимо от выбора системы отопления при ее установке лучше довериться профессионалам, которые сами проведут проектные и монтажные работы.

Профессионалы выберут наиболее подходящее оборудование и оптимальную схему разводки, систему подачи теплоносителя.

Больше о системах отопления: видах, особенностях, выборе для предприятий и частных домов; можно узнать на выставке «Электро»

Трансформаторная подстанцияУличное освещениеУличные светильники

Особенности системы водяного отопления

Из самого названия становится понятным, что теплоносителем в данном случае выступает вода. Это та среда, которая хорошо аккумулирует тепловую энергию и легко ее отдает. Она обладает высокой теплоемкостью, при нагревании расширяется, но плохо сжимается при увеличении давления. Плотность воды – 950 кг/м³. Сам принцип работы водяного отопления достаточно прост. Вода нагревается в котле, а затем по трубам движется к радиаторам, где отдает свое тепло, и возвращается по обратному контуру в котел.

Как движется теплоноситель по отопительной системе

Основная задача сборки отопления – это заставить теплоноситель двигаться по контуру. Поэтому существуют две разновидности отопительных систем: с естественной циркуляцией теплоносителя и с принудительной. В первом случае вода движется по трубам под действием физических законов, когда теплая среда поднимается вверх, а холодная опускается вниз. Во втором движение происходит за счет работы циркуляционного насоса. Но об этом чуть ниже, а сейчас рассмотрим, какие материалы и оборудование лучше выбрать для монтажа водяного отопления.

Из чего состоит отопительная система?

Довольно часто сердцем, основным элементом любой отопительной системы является котел. Именно он производит нагрев теплоносителя, задача которого очевидна – разнести тепло по всему дому. И, конечно же, лучше всего с этой задачей может справиться жидкость. В большинстве отопительных систем в качестве теплоносителя принято использовать воду.
Система с теплоносителем такого типа делается замкнутой. То есть, вода, находящаяся в ней циркулирует по кольцу, и долив теплоносителя требуется крайне редко.

На сегодняшний день наиболее надежной и практичной признана двухтрубная отопительная система, которая изображена на фото:

Двухтрубная отопительная система

Она состоит из двух замкнутых на котле контуров – подачи теплоносителя и обрата. Первый служит для того чтобы подводить разогретую в котле жидкость к радиаторам, где она и отдает свое тепло. После остывания теплоноситель по трубам обрата возвращается к котлу для повторного нагрева. При этом наиболее рациональным и максимально эффективным является параллельное расположение радиаторов – таким образом, они прогреваются одновременно, что делает возможным равномерный прогрев всех помещений

Важно помнить – на эффективность обогрева влияет расстояние между контурами подачи теплоносителя и обрата. Допустимый минимум – высота от подоконника до пола

Следует признать, что отчасти они правы – ведь по причине прохождения теплоносителя по трубам и узлам происходит определенная потеря теплоносителя. Однако не следует забывать, что печное отопление не делает возможным одновременный равномерный прогрев всех комнат. Кроме того, использование печи – весьма неудобно по причине необходимость хранения большого запаса дров. Если же использовать котел, работающий на дровах, топлива требуется значительно меньше.

Печное отопление дома

Чаще всего используется достаточно простая, и в то же время весьма эффективная двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя. Она позволяет качественно отапливать дом, не используя при этом дополнительного оборудования – электрических циркуляционных насосов. Причина популярности данной системы отопления частных домов объясняется тем, что нередки случаи перебоев с электропитанием – а в таком случае (без электричества) система работать просто не сможет.

Одним из главных требований, которое крайне важно соблюдать для дальнейшей работоспособности системы, является создание максимально возможной разницы в высоте между выходным патрубком системы и самой высшей точкой системы. Именно поэтому наиболее рациональным является расположение котла с патрубком в подвальном помещении

Если подвал отсутствует, котел устанавливается в углубление на первом этаже. Не менее важным является и создание уклона магистрали обрата. Он выполняется по горизонтали, начиная от первого радиатора системы.

Котел отопления в подвале частного дома

В отопительной системе данного типа существует еще один обязательный элемент – расширительный бачок

Он используется для создания в системе максимального давления, которое крайне важно для нормальной циркуляции. Работа бака основана на обычном гравитационном принципе

Размещать его следует как можно выше – идеальным местом будет являться чердак. Именно от высоты расположения, а не от количества жидкости в баке и зависит давление.

Следует помнить, что такие системы отопления частного дома могут правильно работать только в том случае, если теплоносителем является вода. Система с таким принципом действия расширительного бака называется открытой.

Расширительный бачок отопления

Закрытыми называются системы, в которых расширительный бак никак не связан с внешним миром. То есть – не имеет возможности откачки теплоносителя. В такой системе принято использовать компенсационный бак. Это емкость небольшого размера, внутренняя полость которой разделена на две части гибкой мембраной. Одна из частей заполнена теплоносителем. Регулирование давления в системе происходит посредством выгибания мембраны в ту или иную сторону. Поскольку система замкнута, это позволяет в качестве теплоносителя использовать тосол.

Основные элементы водяного отопления

В систему водяного отопления входят:

• генератор тепла, он же котел или печь;
• трубы;
• радиаторы;
• циркуляционный насос;
• расширительный бак.

Полный комплект: котел, радиаторы, насос и расширительный бачок

Котлы для отопления

Перед тем как приобрести и установить котел отопления в частном доме, надо рассчитать его мощность. Этот показатель отражает количество выдаваемой тепловой энергии. И чем больше площадь частного дома, тем мощнее оборудование надо устанавливать.

Газовый генератор для отопления частного дома

Подсчитать мощность агрегата несложно. Для этого надо знать одно соотношение – на 10 м² необходимо 1 кВт тепловой энергии. Это с учетом, что высота потолков в помещениях не больше 3 м. Но необходимо понимать, что это соотношение будет действовать по-разному в разных климатических регионах. Поэтому в СНиПах заложены климатические коэффициенты.

К примеру, общая площадь частного дома, который располагается в Мурманске – 100 м². Определяется мощность котла так:

• 100 / 10 = 10 кВт;
• 10 х 2 = 20 кВт, где «2» — это северный коэффициент.

Жидкотопливный котел в сборе

Теперь, что касается классификации. В основном отопительные агрегаты делятся по типу используемого топлива: газовые, электрические, на твердом или жидком топливе. Если в дом проведен газ, то это самый лучший вариант. Все остальные виды рассматриваются с учетом – что выгодно. Если подача электроэнергии непостоянная или напряжение в сети слабое, то предпочтение лучше отдать твердотопливным котлам. Кстати, последние – это не только дровяные конструкции, это современные пелетные варианты, у которых и функционал пошире, и эффективность повыше.

Твердотопливный котел на дровах в эксплуатации

Внимание! Приобретение котла – дело недешевое, поэтому в качестве генераторов для отопления можно использовать камины, кухонные печи, в которые устанавливается теплообменник.

Электрический котел отопления

Статья по теме:

Котлы длительного горения на дровах для дома. Из данной публикации вы узнаете все о дровяных котлах, их разновидностях и нюансах использования.

Трубы

Здесь все просто – использовать надо только пластиковый вариант. Обращайте внимание на его температурный предел использования. Потому что трубы есть для холодной воды и для горячей. В отоплении применяется вторая позиция.

Пластиковые трубы для отопления

Говорить о диаметре труб можно лишь, проведя полный расчет системы. Но предварительно можно сказать, что на подающий и обратный контур нельзя использовать материал диаметром меньше 40 мм. Подводка к радиаторам – это изделия диаметром 20-25 мм.

Статья по теме:

Трубы для отопления: какие лучше. Разновидности изделий, их достоинства и недостатки, как выбрать правильно диаметр, как утеплить — все это и многое другое Вы найдете в нашей публикации.

Радиаторы для отопления

Производители сегодня предлагают четыре разновидности отопительных батарей:

• чугунные,
• стальные (трубчатые или панельные),
• алюминиевые,
• биметаллические (внутри трубы стальные, сверху алюминий).

Чугунный радиатор — гармошка

Статья по теме:

Какие радиаторы отопления лучше ставить в квартире. В данном обзоре мы рассмотрим виды радиаторов, их достоинства и недостатки, популярные модели и производителей.

У каждого типа свои плюсы и минусы. К примеру, чугунные нагреваются медленно, но долго держат тепло. Алюминиевые быстро нагреваются, больше всех отдают тепловую энергию, но быстро подвергаются коррозии. В этом плане оптимальный вариант биметаллические или стальные, как золотая середина.

Стальной трубчатый радиатор

Важно рассчитать необходимое количество секций батарей, потому что от этого значения зависит, сколько тепла будет отдаваться в комнаты дома. Сделать расчет своими руками несложно. Для этого надо знать площадь помещения, среднее значение теплоотдачи одной секции, а также учитывается соотношение площади комнаты и отдачи тепла от радиатора. Последнее – это диапазон 60-200 Вт в зависимости от климатического региона.

Алюминиевая модель с самой высокой теплоотдачей

К примеру, площадь комнаты – 20 м², среднее значение теплоотдачи одной секции – 170 Вт, соотношение берется 100 Вт. Два последних показателя можно найти в СНиПах. Теперь проводим следующие математические действия.

• 20 х 100 = 2000 Вт тепла потребуется для отопления комнаты;
• 2000 / 170 = 11,76 штук или 12.

То есть, получается, чтобы обогреть комнату площадью 20 м², потребуется радиаторная батарея с 12 секциями. Конечно, это приблизительный расчет, потому что здесь не учитывались высота потолка и тип батареи.

Биметаллические батареи с высокой эффективность теплоотдачи и длительным сроком службы

Специально для наших читателей мы разработали удобный калькулятор для расчета количества секций радиатора.

Калькулятор расчета количества секций радиатора отопления

Расширительный бачок

Перед тем как провести отопления в частном доме, надо продумать все позиции, чтобы конечный результат не разочаровал. Поэтому выбор типа и объема расширительного бака – наиважнейшая составляющая монтажного процесса. Единственное его назначение – это вбирать в себя воду, объем которой увеличился за счет нагрева. Как дополнительная функция – это удаление воздуха из системы.

Расширительные бачки для отопления всегда красного цвета

Расширительный бачок может быть открытого или закрытого типа. Первый – это обычная емкость с открытым верхним торцом. То есть, вода напрямую соприкасается с воздухом. Его обычно устанавливают выше всех остальных узлов отопления. Через открытую горловину теплая вода постепенно испаряется, поэтому периодически ее надо будет добавлять. Второй – это герметичный сосуд, внутри которого располагается резиновая мембрана. Растянутая водой она создает давление внутри системы, что помогает движению теплоносителя. Обычно закрытую модель устанавливаются с циркуляционным насосом. При этом нет обязательного требования установки высоко. То есть, бак устанавливается в любом удобном месте.

Что касается его объема, то данный показатель – это 15% от объема теплоносителя. Последний рассчитать непросто. Придется узнавать объем воды, который помещается в котел (в паспортных данных), в радиаторах (там же), в трубах. Последний надо будет рассчитывать по формуле объема цилиндрических фигур с учетом длины и диаметров труб. Гораздо проще воспользоваться специально разработанным нашей командой калькулятором, где учтены все сложности расчета.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для отопительной системы

Циркуляционный водяной насос для отопления частного дома

Используют этот прибор только в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Удобен он тем, что внутри трубной разводки создается давление, которое увеличивает скорость движения воды. Таким способом теплоноситель равномерно распределяется по радиаторам.

Циркуляционный насос для перемещения теплоносителя

Главный параметр водяного насоса для отопления частного дома – производительность. Для его расчета используется формула: Q = N/1,16x(tвых-tвх), где N – это мощность генератора, tвых и tвх – температуры теплоносителя на выходе и входе из котла, «1,16» – это теплоемкость воды. Разница температур – это параметр, который надо измерять. Но сделать это, если система отопления еще не включена, невозможно. Поэтому есть усредненные показатели.

Как надо правильно устанавливать насос

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса

Классификация водяных систем отопления

Как уже говорилось выше, делится отопление по способу движения теплоносителя на: с естественной циркуляцией и принудительной.

Система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя в одноэтажном доме

Сразу же оговоримся, что систему отопления с естественной циркуляцией лучше использовать именно в одноэтажных домах. Все дело в том, что теплоноситель подниматься высоко даже при температуре +95°С не сможет. Конечно, никто не ограничивает высоту распределения, просто сама система будет работать малоэффективно.

Принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией горячей воды

Суть естественной циркуляции – это движение воды под действием законов физики. Но есть здесь один нюанс, который надо знать, проводя монтаж отопления своими руками. Это уклон горизонтальных контуров от котла в сторону радиаторов и от радиаторов к котлу. Этот показатель должен составлять минимум 0,5%. То есть, этого достаточно, чтобы заставить воду перемещаться самотеком.

Внимание! Преимущество данной схемы – полная независимость от электроэнергии.

На что надо обратить внимание, монтируя отопление без насоса:

• Котел надо располагать в самом низком месте относительно всей трубной разводки. Оптимальный перепад высот – 0,5÷1 м.
• Расширительный бачок устанавливают выше всей трубной разводки. Разница высот – до 0,5 м.
• Отходящий от котла стояк должен выводиться вертикально вверх.
• Скорость движения теплоносителя в системе должна быть не меньше 0,1, и не выше 0,25 м/с. Чтобы этого добиться, надо точно рассчитать диаметр используемых труб с учетом температуры воды на выходе и входе.
• Если отопление этого типа комплектуется закрытым расширительным баком, то его устанавливают на уровне котла. При этом в систему надо обязательно установить воздухоотводчик, который надо установить в самой высокой точке трубной разводки.

Схема с принудительной циркуляцией воды

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя

Отличается эта схема от предыдущей не только наличием насоса, но и расположением труб. В ней нет необходимости проводить монтаж под углом. Это очень важно для тех, кто сам в первый раз собирает схему отопления.

Но есть в этой системе один очень важный нюанс.

Внимание! Устанавливать насос надо на обратном контуре около котла. Именно на этом участке температура теплоносителя самая низкая. А это важно для насоса, а точнее, для его резиновых прокладок и манжет, которые высокую температуру просто не выдержат. Они начнут ссыхаться и лопаться, что приведет к протечкам и выходу из строя насосной установки.

Правильное место установки насоса

Необходимо отметить, что схема отопления с принудительной циркуляцией можно использовать не только для одноэтажных домов. Если точно подсчитать мощность циркуляционного насоса, то он спокойно потянет несколько этажей. Хотя опытные сантехники рекомендуют на большой дом в несколько этажей устанавливать несколько котлов с отдельными насосами.

Статья по теме:

Отопление загородного дома: варианты и цены. В отдельном обзоре представлен сравнительный анализ различных способов отопления с советами и рекомендациями.

Требования к воде для отопления

Определить, какую воду залить в систему отопления, помогут специальные лабораторные исследования.

Специалисты анализируют предоставленные образцы и делают вывод о том, соответствует ли химически очищенная вода для отопления государственным нормативам по:

• содержанию растворенного кислорода (не больше 0,05 мг/куб. м);

• уровню кислотности (допустимый диапазон от 8 до 9,5);

• жесткости (от 7 до 9 мг экв/л.);

• концентрации железа в пределах 0,5-1 мг/л.

Особое значение имеет показатель жесткости, при повышении которого есть риск образования известковых отложений и поломки системы. Решить проблему позволяет специальный умягчитель воды для системы отопления, который успешно борется с солями магния и кальция. Другой вариант – химически очищенная вода для отопления, (вода, абсолютно лишенная примесей называется деионизированной) но при такой обработке нужно постоянно поддерживать определенную концентрацию реагентов и контролировать изменение уровня жесткости. Дополнительно проводятся тесты, подтверждающие отсутствие патогенных микроорганизмов, из-за которых внутри труб может формироваться пленка.

Схемы подключения радиаторов

Для обывателей, которые не задумываются над тем, как подключены радиаторы в их собственном доме, все равно, какая схема используется. Главное для них – тепло в доме. Но, как показывает практика, именно схема подключения радиаторных батарей влияет на качество отдачи тепла. А схем две: одно- и двухтрубная.

Как сделать однотрубную систему отопления частного дома своими руками

В первую очередь надо понять, почему она так называется. По сути, однотрубка – это кольцо, в центре которого стоит котел. Трубы проложены вблизи от пола по кругу, к ним подключены батареи. Каждая из них забирает теплоноситель с одной стороны с нижнего патрубка и в эту же трубу с другого противоположного патрубка (нижнего) выдавливает уже охлажденную воду.

Скажем прямо, не самый лучший вариант, потому что имеет один существенный недостаток. В дальние от котла радиаторы поступает теплоноситель со значительно сниженной температурой. То есть, ближние батареи к котлу будут горячими, дальние теплыми. А значит, в каких-то комнатах будет прохладно.

Однотрубка с подключением радиаторов к одному контуру

Но если частный дом небольшой в 3÷6 комнат, то однотрубная система отопления в нем оправдана за счет простоты проведения монтажа своими руками, плюс небольшое количество труб, запорной арматуры и фитингов. То есть, это самый экономичный вариант в плане сооружения. Схема и порядок монтажа однотрубного отопления хоть и считаются несложными, все равно ответственность проводимых операций высокая. Особенно это касается систем с естественной циркуляцией теплоносителя. Здесь важно точно соблюсти уклон трубной разводки.

Двухтрубная схема

Эта водяная система по проведению монтажных работ более сложная, плюс в ней используется большее количество материалов. Но работает она гораздо лучше, чем однотрубная. Чисто конструктивно схема расположения труб в ней – это два контура: подающий и обратный. Необходимо отметить, что оба трубопровода являются глухими и соединяются между собой только через радиаторы и нагревательный котел. По самим названиям становится понятным, что по подающему контуру к радиаторам подается нагретый теплоноситель, а по обратному охлажденный отводится в котел.

При этом подсоединяться радиаторы к подающему контуру могут по-разному. Вариант первый – схема с нижней разводкой. Это когда труба подачи теплоносителя проходит по полу с подключением к верхним патрубкам радиаторов. Обратка проводится тут же, но с подключением к нижним патрубкам отопительных батарей.

Двухтрубка с нижней разводкой

Второй вариант – схема с верхней разводкой. Это когда от котла вверх проводится трубный стояк, который переходит в контур, распределяющий теплоноситель по радиаторам. Последний монтируют под потолком или на чердаке. Обратку монтируют, как обычно, на уровне пола или в подвале.

Внимание! Все трубы в неотапливаемых помещениях (чердак) теплоизолируются.

Необходимо обозначить, что верхняя разводка – это два варианта распределения труб от стояка.

• Когда проводится одна горизонтальная труба, а от нее к радиаторам сверху спускают стояки из труб небольшого диаметра.
• Когда на стояке устанавливается коллектор, от которого к каждой батареи отводится свой контур. Такую систему так и называют – коллекторной. Хотя в народе можно часто услышать и другие названия – паук или лучевая схема. Кстати, специалисты считают, что это самый лучший вариант для частного дома, если ставиться задача монтажа отопления своими руками. Она самая эффективная, но и самая затратная в плане расхода труб.

Двухтрубка с верхней разводкой

Обратите внимание на фото выше. На нем четко показаны участки отопительной системы, где «1» — это общий контур, «2» — основной стояк от котла, «3» — горизонтальный участок с уклоном, обычно он располагается на чердаке. «4» — это стояки, подающие теплоноситель на радиаторы. «5» — стояки, отводящие теплоноситель от батарей и «6» — это обратка.

И еще две разновидности двухтрубной системы – это с горизонтальной разводкой и вертикальной. Первая используется для одно- или двухэтажных строений, вторая для многоэтажных. Отличительная особенность второй перед первой – наличие высокого стояка, от которого по этажам распределяются подающие контуры.

Источники тепла, схемы циркуляции и разводки

В зависимости от вида элементов, с помощью которых происходит нагревание помещение, системы водяного отопления могут быть:

• радиаторными — наиболее распространенный, в настоящее время, их вид, роль нагревательных устройств в которых выполняют радиаторы (батареи) различных типов;
• в виде водяных «теплых полов» с нагревательными элементами из труб, которые располагаются в основании напольного покрытия и по которым циркулирует нагретый теплоноситель — более современный, но еще менее распространенный вид.

Основные элементы

К тому же, любая такая отопительная система состоит из таких основных элементов:

• генератора тепла (котла, печи);
• труб, по которым циркулирует теплоноситель (вода) и которые также могут служить нагревательным элементом (например, в системе водяных теплых полов);
• радиаторов, обеспечивающих нагревание помещения — в системах водяного радиаторного отопления.

Кроме этого, в такие системы, как правило, входят дополнительные элементы, такие: как расширительный бак (открытый или мембранный), запорная и регулирующая арматура, средства контроля и обеспечения безопасности, а также другие, в зависимости от вида и сложности системы.

Генераторы или источники тепловой энергии

Источником тепловой энергии для водяного отопления могут служить котлы, использующие различные виды топлива:

• газовые;
• электрические;
• твердотопливные;
• жидкотопливные;
• тепловые насосы;
• гелиоустановки.

Кроме этого, водяное отопление можно совместить с традиционной отопительной или отопительно-варочной печью, а также с кухонной плитой или камином. При этом в конструкцию этих отопительных приборов включают теплообменники разных конструкций (змеевики, регистры), изготовленные из труб или листовой стали. Таким образом можно повысить КПД печи, плиты или камина и с помощью водяного контура отапливать сразу несколько комнат или весь дом.

Возможен даже комбинированный вариант, когда к одной системе отопления параллельно подключаются несколько генераторов тепла. Например: твердотопливный и газовый или твердотопливный и электрический. В этом случае один из видов отопления будет основным, а другой или другие – дополнительным или резервным. Тем более, что водяное отопление для разных котлов, практически не отличается, хотя и имеет некоторые особенности, которые мы рассмотрим далее.

Очень часто водяное отопление называют паровым. Но это не одно и то же. Хотя в паровом отоплении в качестве теплоносителя используется также вода, но она там нагревается до состояния пара. Для этого используются специальные парогенераторы. Такие установки очень редко используются в быту.

Закрытые и открытые системы

Система водяного отопления может быть открытой и закрытой. В первом случае в её состав входит расширительный бак, который располагают максимально высоко (под потолком или на чердаке). Такой бак обеспечивает некоторое избыточное давление в системе, отвод воздуха из неё и функцию предохранительного устройства, если вдруг вода закипит. Кроме того, он часто служит для добавления воды в систему во время её эксплуатации.

Открытая система водяного отопления

В закрытых системах функцию расширительного выполняет мембранный гидроаккумулирующий бак. В таких системах обычно устанавливается избыточное давление в пределах 1,5 атм. (бар), а для контроля и обеспечения безопасности используется специальный блок, в который входит манометр, воздушный и предохранительный клапаны.

Закрытая система водяного отопления

Для того, чтобы система водяного отопления функционировала, в ней необходимо обеспечить циркуляцию теплоносителя – воды или другой жидкости. Такая циркуляция может быть естественной, принудительной или комбинированной.

Циркуляция теплоносителя: естественная или гравитационная

Этот вид циркуляции в водяном отоплении используется с самого начала его существования. Такая циркуляция основана на том, что плотность нагретой воды меньше, чем холодной. Поэтому, при нагревании она поднимается вверх, вытесняемая более плотной – холодной, по трубам подается к радиаторам, где отдает свое тепло (охлаждается) и уже охлажденной поступает обратно в котел или печь. Все очень просто и нет надобности в каких-то дополнительных устройствах. Такой вид циркуляции не зависит от наличия электроэнергии и чаще всего используется при отоплении твердым топливом.

Рис. 1 Водяное отопление с естественной циркуляцией

Но для обеспечения естественной или, как ее еще называют — гравитационной циркуляции, необходимо, чтобы трубы доставляющие воду к радиаторам и отводящие её были проложены с уклоном не менее 1/10 (3-5°): подающие – в сторону радиаторов, а «обратка» — в сторону котла. При отсутствии таких уклонов вода естественным образом циркулировать не будет.

Проще всего, выдержать угол наклона при монтаже такой системы водяного отопления из металлических труб, благодаря их жесткости. Можно также использовать для этого и, довольно популярные в настоящее время, полипропиленовые трубы. Но для обеспечения правильных уклонов необходимо будет обеспечить более частое их крепление к стене по предварительной разметке или укладку в наклонные ниши или «штробы».

Для обеспечения естественной циркуляции имеет значение и диаметр труб водяного отопления. Он должен быть максимальным возле котла и постепенно уменьшаться до последней точки подключения (радиатора). Это касается как подающей трубы, так и «обратки». Максимальный диаметр труб должен соответствовать диаметру входного и выходного патрубков котла.

Кроме того, отопительный котел должен быть установлен с таким расчетом, чтобы точка входа в него «обратки» была расположена, по возможности ниже. Лучшим вариантом для обеспечения естественной циркуляции может быть расположение котла в цокольном или подвальном помещении. Если это невозможно, то на подающей трубе устраивают так называемый коллектор разгона: после котла она сначала поднимается вверх на1-1,5 м, а после этого опускается вниз, обеспечивая уклон в сторону радиаторов.

Принудительная циркуляция

Водяное отопление с принудительной циркуляцией позволяет увеличить КПД системы, как минимум на 20%. Для её обеспечения в систему отопления включается циркуляционный насос. В этом случае циркуляция практически не зависит от места положения котла и угла наклона труб. Кроме того, можно использовать трубы меньшего диаметра. Но такое водяное отопление получается энергозависимым: при отключении электроэнергии циркуляционный насос не работает и циркуляция прекращается. Поэтому, принудительная циркуляция оправдана в сочетании котлов, которые при отключении электроэнергии автоматически отключаются, например: электрических котлов.

Рис. 2 Схема водяного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Системы водяного отопления с принудительной циркуляцией могут быть как открытыми так и закрытыми. Трубы, которые используются для разводки таких систем, могут быть металлическими, пластиковыми или металлопластиковыми. Циркуляционный насос может быть установлен на «обратке» или на подающей трубе, на горизонтальном или вертикальном её участке, в непосредственной близости от котла. Иногда в такие системы включают несколько циркуляционных насосов – свой, на каждую отдельную ветку разводки. Для того, чтобы насос можно было при необходимости поменять, перед и после него устанавливают запорные краны. А для того, чтобы предотвратить преждевременный его износ, перед ним устанавливают фильтр механической очистки теплоносителя. Некоторые конструкции котлов уже изначально укомплектованы циркуляционным насосом.

Комбинированная или совмещенная циркуляция

Водяное отопление с таким видом циркуляции совмещает в себе преимущества естественной и принудительной и, при необходимости, может переключаться из одного режима на другой.

Это важно для котлов, которые при отключении электроэнергии нельзя моментально остановить. Таким примером может служить твердотопливный котел или печь с теплообменником. Такая система, в этом случае, просто переключается с принудительной на естественную циркуляцию. А для этого она изначально монтируется со всеми необходимыми уклонами, но в неё с помощью байпаса устанавливается циркуляционный насос. Он, вместе с обвязкой (запорными кранами, фильтром, а иногда и воздушным клапаном) монтируется на параллельном ответвлении трубы, а на центральной трубе устанавливается шаровый кран, который открывается для естественной циркуляции и закрывается при работе насоса.

Рис. 3 Схема системы водяного отопления с комбинированной (совмещенной) циркуляцией теплоносителя

Схемы разводки труб

Схема разводки труб при водяном отоплении может быть:

• однотрубной;
• двухтрубной;
• коллекторной (лучевой).

Однотрубная разводка предполагает, что для подачи нагретой и возврата охлажденной воды используется одна и та же труба, которая представляет собой замкнутый контур. К ней подсоединяется вход и выход из радиаторов. Таким образом, после первого же радиатора вода в магистральной трубе будет иметь более низкую температуру и каждый последующий радиатор будет получать меньше тепловой энергии. Это является главным недостатком однотрубных систем водяного отопления. Зато они позволяют экономить на трубах. Кроме того, одну трубу проще вписать в интерьер комнаты.

Двухтрубная схема (представлена на рис. 1,2,3) предполагает наличие двух магистральных труб: одна для подачи нагретой воды, другая (так называемая «обратка») – для возврата охлажденной обратно к котлу. При такой системе тепло более равномерно распределяется между радиаторами, но при этом увеличивается расход труб и объем работ по их монтажу. Двухтрубные системы водяного отопления могут быть с нижней и верхней разводкой труб. В первом случае подающая труба укладывается ниже радиаторов, рядом с «обраткой», а во втором – над ними.

Коллекторная или, как еще её иногда называют, лучевая разводка, по сути, является разновидностью двухтрубной. При такой разводке нагретая вода сначала подается на распределительный коллектор (гребенку), а оттуда к каждому радиатору отдельной трубой. То же самое и с «обраткой» — охлажденная вода из каждого радиатора подается на свой коллектор и дальше к котлу. Такой способ разводки требует наибольшее количество труб, но и позволяет максимально равномерно распределять тепло между радиаторами и, при необходимости, легко регулировать его подачу.

Схемы отопления в двухэтажном частном доме своими руками

Двухэтажные частные дома – это сегодня самые часто возводимые здания. Поэтому большое количество людей сталкиваются с вопросами отопления, а точнее, выбора его схемы. Рекомендуется использовать вертикальную двухтрубную разводку или с естественной циркуляцией теплоносителя, или с принудительной.

Схема с естественной циркуляцией

Данная схема – это котел в подвальном помещении, от которого выводится стояк на чердак. Там происходит разводка труб по радиаторам, которые обычно на втором и пером этажах располагаются друг над другом. То есть, получается так, что два радиатора на двух этажах соединяются между собой и образуют один стояк, который в нижней части подключен к обратному контуру.

Поэтажное вертикальное движение теплоносителя к котлу

Понятно, что при такой схеме основная тепловая энергия будет отдана радиаторам на втором этаже. Но разница не будет значительной, поэтому ощущаться не будет сильно.

Схема с принудительной циркуляцией

В данном случае надо организовать разводку так, чтобы она на каждом этаже была горизонтальной. То есть, под отопительными батареями укладываются и подающий контур, и обратный. При этом каждый радиатор соединен и с первым, и со вторым.

Распределение теплоносителя по этажам происходит через небольшой стояк, высота которого ограничена полом второго этажа. То есть, он будет продолжением подающего контура на втором этаже. На первом от него делается отвод в сторону горизонтальной разводки.

Схема отопления на двух этажах с принудительной циркуляцией

Такая схема отопления в частном доме, сделанная своими руками, неплохо будет работать и при естественной циркуляции, но подстраховаться не мешает. Циркуляционный насос равномерно произведет подачу горячей воды по контурам. Поэтому можно сделать байпас. Это обводная труба, по которой вода будет двигаться помимо насоса. То есть, такая схема может работать и как естественная. И как принудительная.

Виды водяного отопления

Все, о чем было сказано выше, в основном касается радиаторного отопления частного дома. Но есть еще два вида: система теплый пол и плинтусные батареи.

Теплый пол

Отношение к теплым полам неоднозначное. С одной стороны это на самом деле лучший вариант равномерного нагрева помещений. С другой стороны, если напольное основание часто не мыть, то пыль все время будет подниматься вверх. Для аллергиков – это большая проблема.

Трубная разводка теплого пола

Но теплые полы используют, тем более, именно в частных домах для них оптимальный режим эксплуатации. В принципе, сложного в монтаже ничего нет. Надо просто выбрать схему укладки трубы, потому что контур будет достаточно длинным, а проходящий по нему теплоноситель постепенно будет остывать. То есть, уже в конце от его температуры (а это не больше +55°С) не останется и следа. Поэтому чаще всего трубу укладывают или улиткой, или двойной змейкой.

Внимание! Теплые полы – это отопительная система с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Схемы укладки теплого пола

Статья по теме:

Монтажные схемы водяных теплых полов в частном доме.Какие существуют схемы теплых полов? В чем преимущества каждого вида? Какая подойдет именно вам? Читайте!

Перед тем как в частном доме сделать отопления «теплые полы», надо предварительно провести утепление самого напольного основания. Без утеплителя большая часть тепловой энергии будет уходить в бетонный пол. То есть, эффективность упадет. Это говорит о том, что теплые полы – сооружение затратное.

Укладывать теплый пол надо только на утеплитель

Плинтусное отопление

Теплый плинтус – это своеобразный симбиоз теплого пола и радиаторов. По внешнему виду и внутренней конструкции – это компактный металлический радиатор, по способу подключения – теплый пол. Чисто конструктивно – это медная труба, на которую насажаны пластины из алюминия или стали, выполняющие функции теплоотражающих ребер. Сверху все закрыто металлический корпусом.

Отопительные плинтусы по периметру комнаты

Приборы устанавливают вдоль стен по периметру или только по внешним стенам, они подключаются к котлу последовательно. Соединение производится пластиковыми трубами мелкого диаметра. Нередко для этого используют трубу от теплых полов.

Принцип обогрева помещений плинтусами состоит в том, что основная часть тепловой энергии уходит на нагрев стен, которые затем излучают тепло сами. Меньшая часть тепла работает по принципу конвекции.

Нагреваются стены, которые затем излучают тепловую энергию

Принцип работы автономного отопления

1. Теплоноситель — жидкость, циркулирующая в системе отопления. При помощи установленного котла теплоноситель нагревается. В процессе циркуляции нагретая жидкость поступает в помещение по трубам, обогревая воздух. Как правило, в качестве жидкости используется антифриз — эта жидкость не замерзает при отрицательной температуре воздуха благодаря своему составу, в который входит этиленгликоль.
2. Контур в схеме отопления — замкнутая по кругу система труб. Также сюда входит котёл, насосы, вентили и т. д. в зависимости от выбранной схемы отопления.
3. Прямой ток — элементы движения горячей жидкости по направлению от котла к батарее.
4. Обратный ток — элементы движения отдавшей тепло жидкости по направлению к котлу.
5. Прибор водяного отопления — радиатор, батарея, тёплый пол и т. д. в зависимости от выбора. Необходим для передачи тепла, направляет его для обогрева помещений.

Виды труб различных материалов:

1. Металлические трубы. Не распространены в использовании, имеют недостатки. Со временем покрываются коррозией, в работе недолговечны. Монтируются исключительно на резьбовых соединениях.
2. Медные трубы.Долговечны и надёжны в работе. Выдерживают высокие температуры и давление в трубах. Монтаж выполняется пайкой. Пайка — высокотемпературный припой с содержанием серебра. После установки трубы по желанию можно замаскировать в стену. Медь — дорогостоящий материал, поэтому отопление с участием таких труб может позволить себе не каждый.
3. Полимерные трубы. Делятся на полипропиленовые и полиэтиленовые. Главное достоинство — с установкой сможет справиться даже не обученный человек. Несмотря на дешевизну материала, устойчивы к коррозии, прослужат много лет.
4. Металлопластиковые трубы. Состоят из пластика и алюминия. Монтируются такие трубы резьбовыми соединениями, в некоторых случаях прессовыми соединениями. Недостатки — коэффициент теплового расширения слишком большой. В случае резкой перемены горячей воды на холодную или наоборот трубы могут дать трещину.

Каждому дому своя схема подключения водяного отопления:

Перед тем как покупать оборудование, по схеме следует выбрать необходимую систему отопления, которая подойдёт для того или иного дома.