Как сделать отопление в частном доме правильно самому без насоса

Как работают радиаторы отопления в частных домах: принцип действия

Радиаторы отопления в частном доме — это устройства, благодаря которым осуществляется передача тепла в помещение от теплоносителя. От площади нагревательной поверхности прибора зависит степень его теплопередающей способности. Открытый трубопровод служит в качестве дополнительной нагревательной поверхности.

В европейских странах наиболее распространенным является так называемое щадящее отопление, поскольку обычные отопительные системы высушивают воздух в комнате, а также электризуют его. В процессе того как работает радиатор отопления, на нем оседает пыль, которая затем поднимается с теплым воздухом вверх. Она начинает разлагаться на вещества, среди которых имеются достаточно вредные для здоровья человека.

Применив щадящее отопление, можно решить данную проблему. При этом температура нагреваемой поверхности не должна превышать 45 °С. Учитывая принцип работы радиатора отопления, на них устанавливают дополнительные ребра, которые позволяют увеличить площадь отопительных приборов.

Обычно отопительные приборы устанавливают в нишах стен под окнами, располагая вдоль стен в 1-2 ряда, иногда их закрывают сверху, используя декоративные панели. Однако в подавляющем большинстве случаев приборы размещают прямо на стенах под окнами. Длина отопительных приборов составляет не более 75% от длины оконного проема, на внутренних стенах же они не монтируются.

В зависимости от способа теплопередачи, типа нагревательной поверхности, материала, величины тепловой инерции выделяют несколько типов отопительных приборов: конвективные, радиационные, конвективно-радиационные. Все приборы могут быть либо с гладкой, либо с ребристой нагревательной поверхностью.

К отопительным приборам относятся ребристые трубы. Множество узких ребер позволяет увеличить площадь нагревательной поверхности. Устанавливают трубы, образуя несколько рядов. Данные отопительные приборы обладают невысокой стоимостью, компактностью. Их легко устанавливать.

Принцип действия радиатора отопления основан на совмещении принципов работы конвекторных и радиационных отопительных приборов. По своей конструкции он может быть секционным или панельным, изготавливается из металла.

В России наибольшее распространение получили секционные чугунные радиаторы. Они состоят из одно — или многоканальчатых секций, имеют каналы эллипсоидного или круглого сечения. Соединяются секции друг с другом с помощью ниппелей с резиновыми, паронитовыми либо картонными прокладками.

С целью предотвращения увеличения гидравлического давления используется расширительный бак (демпфер). Он не только представляет собой емкость для лишней воды, которая возникает после ее нагревания, но и восполняет недостаток жидкости при охлаждении воды. Расширительные баки могут быть как открытыми, так и закрытыми. В частных домах используются в основном последние.

Для подачи и вывода теплоносителя из отопительных приборов применяется теплопровод. В его состав входят подводки, стояки, магистрали и горизонтальные ветви. Водонагревательный котел и стояк соединяются между собой с помощью магистрали, а подводки выступают в качестве соединительных элементов между стояками и отопительными приборами. Стояк представляет собой трубу, соединяющую подводки с магистралью.

Подключение радиаторов

Выбор способа их подключения зависит от их общего количества, способа прокладки, протяженности трубопроводов и пр. Самыми распространенными методами являются:

• диагональный (перекрестный) способ: прямая труба подключается в боковой части батареи вверху, а обратка – на ее противоположной стороне внизу; этот способ позволяет носителю тепла распределятся по всем секциям максимально равномерно с минимальными теплопотерями; применяется при значительном количестве секций;

• односторонний: также используется при большом количестве секций, труба с горячей водой (прямая труба) и обратка подключаются с одной стороны, позволяет обеспечить достаточную равномерность прогрева радиатора;

• седельный: если трубы уходят под пол, удобней всего крепить трубы к нижним патрубкам батареи; из-за минимального количества видимых трубопроводов внешне выглядит привлекательно, однако радиаторы нагреваются неравномерно;

• нижний: метод схож с предыдущим, единственное отличие – прямая труба и обратка располагаются практически в одной точке.

Для защиты от проникновения холода и создания тепловой завесы батареи располагаются под окнами. При этом расстояние до пола должно составлять 10 см, от стены – 3-5 см.

Радиаторы или водяные конвекторы что лучше?

Конвекторы основываются на принципе прогрева помещения посредством потока воздуха. Он нагревается проходя через корпус установки для отопления. В свою очередь радиаторы обогревают помещение излучая тепло с корпуса поверхности.

Большую популярность заслужили радиаторы. Их принцип работы можно сравнить с работой русской печи.

Конвекторы представляют собой нагревающиеся панели, они отапливают пространство с помощью движения холодных и теплых воздушных масс. В состав конвектора входит труба, в которой расположен теплоноситель. Труба обрамляется ребрами, пластинами которые подогревают окружающее пространство. Изготавливаются пластины зачастую из меди, либо стали. Конвекторы разделяются на внешние и встроенные. Первый тип конвекторов крепится на стену, второй может быть закреплен вдоль пола, либо стены. К конвекторам так же относятся теплые плинтусы. Данное устройство отличное решение для людей, которые не желают зависеть от систем государственного отопления.

Используются конвекторы в качестве дополнительного и основного отопления, особенно незаменимы в тех местах, где стандартные радиаторы не применяются. К примеру, встроенные конвекторы в пол, располагаются и вдоль раздвигающихся дверей, стеклянных стен. Конвекторы намного быстрее обогревают комнату и быстрее остывают. Приборы долговечны в эксплуатации.

Если в отоплении частного дома для Вас лучше, когда помещение прогревается быстрее и более равномерно, то ставьте конвекторы. Самые распространенные варианты – это стальные радиаторы (60% конвекции) или медно-алюминиевые (90% конвекции). Если эти пункты не важны, то ставьте обычные радиаторы.

Как сделать газовое отопление частного дома своими руками

Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ

Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям

Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:

1. врезки системы отопления дома в газовую сеть;
2. проектирования газового отопления дома.

Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии. 

Порядок работ

Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).

Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:

1. монтаж котла в котельной на первом этаже;
2. монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
3. установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
4. установка коллектора для теплого пола;
5. укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
6. установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
7. по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.

Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:

1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)

2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)

Схемы разводки автономного отопления

Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:

• Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
• Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
• Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
• Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
• Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.

Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:

1. Система отопления открытого типа

Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.

Схема автономного газового отопления открытого типа 

2. Система отопления закрытого типа

В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.

Схема с естественной и принудительной рециркуляцией, которые используются при отоплении двухэтажного частного дома

Подсчет расхода тепла на вентиляцию

Для получения общего показателя теплопотерь дома суммируются потери каждой комнаты в отдельности. Для полноты картины нужно взять в учет также подогрев вентиляционного воздуха. Наиболее простой формулой подсчета этого параметра является Qвозд = cm (tв – tн), где:

• Qвозд – вычисляемое количество теплоты на вентиляцию, Вт;
• m – количество воздуха по массе, определяется как внутренний объем здания, помноженный на плотность воздушной смеси, кг;
• (tв – tн) – как в предыдущей формуле;
• с – теплоемкость воздушных масс, принимается равной 0.28 Вт / (кг ºС).

Чтобы определить, сколько нужно тепла для всего дома, складывают величину QТП для дома в целом со значением Qвозд. Мощность котла нужно брать, учитывая запас на оптимальный уровень функционирования (используется коэффициент 1,3). В том случае, когда котел будет обеспечиваться не только подогрев теплоносителя для системы отопления, но также и воды для ГВС, потребуется увеличить запас прочности. Необходимо обеспечить эффективную работу котла сразу на 2 контура, что подразумевает использование коэффициента запаса от 1,5.

Варианты разводки схемы водяного отопления частного дома

Существуют такие виды водяного отопления частного дома: 

• однотрубное:
• двухтрубное;
• коллекторное. 

Каждый из этих вариантов разводки имеет свои особенности.

Однотрубное отопление еще называют «ленинградкой». В этом случае одна труба объединяет все обогреватели в доме, расположенные по ходу движения теплоносителя. Такая схема разводки отопления частного дома отличается простотой, незначительными финансовыми затратами и быстротой монтажа. Однако у такой системы имеется существенный недостаток: радиаторы прогреваются неравномерно, и регулировать температуру каждой батареи невозможно.

Двухтрубная схема соединения радиаторов предусматривает укладку двух труб параллельно движению воды (подробнее: «Двухтрубная система отопления частного дома, делаем своими руками»). Преимущества данного варианта – равномерный и быстрый обогрев дома, возможность регулировки температуры.

Коллекторное расположение труб предусматривает наличие подающего и обратного трубопровода, соединенных с помощью специальных распределительных коллекторов. Такая разводка позволяет полностью контролировать все батареи в доме из распределительного шкафа.

Чтобы обогрев был эффективным, необходимо сделать расчет водяного отопления частного дома.

Трубы для отопления

Отдельно следует рассмотреть вопрос о разновидностях труб, используемых для отопления частных домов. У каждого материала определенно есть свои как положительные, так и отрицательные стороны. Давайте разберемся, какой из вариантов является наиболее оптимальным.

Отопление металлическими трубами

К металлическим относят стальные и медные трубы.

Проводка водяного отопления дома из стали обойдется вам сравнительно недорого (и это основной плюс данного материала). Металл этот довольно универсален, подходит как для парового так и для водяного отопления. Выдерживает большое давление. Главным недостатком стальных труб является то, что они быстро поддаются коррозии. Это отражается не столько на качестве отопления, сколько на внешнем виде вашего дома — ржавые трубы не самое лучшее украшение интерьера.

Медные трубы имеют больше преимуществ: они крайне долговечны, хорошо держат температуру, не поддаются коррозии. Еще одним преимуществом медных труб является гладкость их внутренней поверхности, что обеспечивает высокую скорость передвижения жидкости по системе отопления. Самый главный минус меди — ее высокая цена.

Стоит заметить, что как стальные, так и медные трубы подходят только для открытых систем отопления и их нельзя монтировать в стены или полы. Поэтому, как мы видим, и у их универсальности есть предел.

Отопление дома полипропиленовыми трубами

Главным преимуществом полипропиленовых труб является их устойчивость к внешним факторам среды: коррозии, процессам гниения, воздействию бактерий и химических соединений.

Также одним из больших плюсов данного материала является его легкость. Отсюда вытекают другие плюсы: такие трубы проще монтировать, они подходят как для использования на опорной, так и на межкомнатной стене.

Отопление из полипропилена позволяет экономить расход топлива (газа или электричества), используемого для нагрева котла за счет низкого коэффициента трения, так как теплоноситель легко проходит по системе обогрева. Но разница несущественная.

Кроме того, полипропиленовые трубы довольно пластичны, имеют разные модификации с множеством стыков, а также дополнены огромным выбором различных комплектующих, что позволяет осуществить монтаж сложных систем отопления.

И, наконец, отопление полипропиленовыми трубами можно делать как в открытых, так и в закрытых системах, когда все трубы будут спрятаны в пол или стены.

При всех видимых плюсах есть у этих труб и минусы. Во-первых, при довольно высокой устойчивости к химическим воздействиям, такие трубы легко поддаются воздействию механическому (разрезать ее можно обычным кухонным ножом). Во-вторых, не для всех видов отопительных систем подходит полипропилен. Его категорически нельзя использовать в сочетании с парогенератором, но для рассматриваемого нами водяного отопления они отлично подходят. Так же водяное отопление полипропиленом подразумевает наличие большого количества стыков, что сильно влияет на надежность системы

Отопление металлопластиковыми трубами

Если говорить о достоинствах металлопластиковых труб, то можно выделить те же самые плюсы, что и у полипропиленовых собратьев. Но отдельно стоит выделить то, что они способны держать более высокую температуру. А также, и это является их главной отличительной чертой, металлопластик отлично гнется. При этом вы можете не боятся за его повреждение. И этот факт делает данный вид труб идеальным вариантом для системы «теплый пол».

Из недостатков — более высокая цена в сравнении с полипропиленовыми аналогами.

Однотрубная система разводки труб

Однотрубная схема представляет собой группу отопительных приборов (радиаторов, конвекторов), подключенных последовательно к трубопроводу подачи теплоносителя. Обратный трубопровод выходит только из последнего радиатора, имеющего самую низкую температуру в ряду.

Схема известна также под названием «ленинградка». Применяется до нашего времени при многоэтажном жилищном строительстве. Нормальное функционирование этой компоновки радиаторов требует большого массового расхода теплоносителя. В советское время энергосберегающие технологии применялись нечасто и этот параметр поддерживался на должном уровне.

Однотрубная схема монтируется в двух исполнениях – с байпасом и без такового. Байпас – перемычка, которая соединяет вход и выход теплоносителя радиатора. По перемычке теплоноситель поступает на выход из прибора, смешиваясь с остывшей водой из радиатора.

Подобная компоновка наиболее экономична по количеству материалов. Главным недостатком ее является то, что каждый последующий радиатор имеет меньшую температуру, чем предыдущий прибор. Схема наиболее пригодна для систем централизованного отопления, имеет один трубопровод, проходящий через помещение.

Однотрубная компоновка применяется и в автономных системах отопления. При этом для качественной работы не рекомендуется устанавливать на одну ветку более 5 приборов с количеством секций от 4 до 10 штук.

Монтаж системы без перемычки подразумевает невозможность отключения отдельного прибора в цепочке без выключения всей цепи.

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.

Водяные системы отопления

Системы водяного отопления являются неотъемлемой частью интерьера частного дома. Существует несколько возможных вариантов выбора непосредственно радиаторов отопления. Могут быть:

• Классические чугунные;
• Стальные;
• Алюминиевые.

Тип системы водяного отопления и отопительные приборы следует выбирать, как и в зависимости от условий климата, так и от интерьера и от возможностей материальных затрат.

Система водяная «Теплый пол»

Система является хорошим дополнением к уже давно использующейся системе отопления с использованием радиатором, так и может служить самостоятельной системой в малоэтажном доме.

Большим плюсом настоящей системы является возможность обеспечения различных температур по высоте помещения, как и должно быть по санитарно-гигиеническим нормам – сверху воздух холоднее, снизу теплее. Она позволяет так же снизить температуру системы до 55 ˚С в соответствии с нормами проектирования.

В данном случае трубы монтируются по всей поверхности пола, благодаря этому возможно одновременно обеспечивать и условия микроклимата в здании и комфортный теплый пол. Недостатком является сложности с монтажом системы и возможность выполнения лишь на начальных сроках строительства здания. Минусом так же является сложности в эксплуатации.

Плинтусные системы отопления

Плинтусные системы являются отличной альтернативой одновременно теплым полам и использованию привычных радиаторов. Иногда бывает невозможно установить систему теплого пола, а радиаторы никак не вписываются в интерьер.

Тогда выбор плинтусных систем является лучшим решением, потому что в этом случае трубы отопления устанавливаются на высоте плинтуса (то есть практически на уровне пола), одновременно обогревая помещение в нужной последовательности и отапливая пол до достаточно комфортной температуры в любой период года.

Обширная цветовая гамма систем отопления «под плинтус» позволит вам сохранить любой интерьер в вашем помещении и даже поможет разнообразить его еще больше.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

Система отопления с естественным движением теплоносителя отличается тем, что жидкость циркулирует по трубам из-за разницы своих плотностей при повышении и понижении температуры.

Нагретая вода, как правило, становится легче холодной и поднимается выше по системе, холодная же вода в свою очередь, остывая все больше, опускается ниже. Циркуляция воды от источника теплоты и до возвращения в источник циркулирует без перерыва.

Плюсом такой системы является относительная доступность и простота при ее монтаже. Использование ее не предполагает никаких дополнительных затрат по устройству и оборудованию. Минусом системы является необходимость установки труб под небольшим уклоном, что усложняет монтаж.

Необходимым условием использования такой системы является устройство расширительного бака. Он устанавливается, как правило, на крыше малоэтажного здания – самым оптимальным вариантом его устройства является чердачное помещение коттеджа (если оно предусмотрено проектом).

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Еще одним вариантом конструирования систем отопления в малоэтажном жилом доме является устройство системы с искусственной циркуляцией воды. В данном случае вода перемещается по системе не из-за своего основного физического свойства изменять плотность, а посредством установки циркуляционного насоса, работа которого заключается в перегонке теплоносителя от котла по всей системе с последующим возвращением в источник теплоты.

Эта система считается наиболее эффективной, чем с естественным побуждением, из-за того, что делает возможным поступление теплоносителя в самые крайние точки отапливаемого здания. Особенно важным это является при строительстве коттеджей, состоящих из двух и более этажей.

Настоящий вид отопления повышает эффективность примерно на 30% по сравнению с другим видом. Плюсом ее является возможность устройство труб без уклона, соответственно монтаж упрощается. Вместо привычных в естественных системах расширительных баков, здесь устанавливаются гидроаккумулирующие емкости.

Так же важно предусматривать специальную защитную арматуру на трубах во избежание аварий, поскольку давление в системах повышенное. Специальные предохранительные клапаны устанавливаются с обеих сторон от циркуляционного насоса.

Порядок монтажа

Собирается однотрубная система следующим образом:

• В хозяйственном помещении устанавливается на пол или вешается на стену котел. С помощью газового оборудования может быть устроена самая надежная и эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема подключения в этом случае будет стандартной и позволит произвести все работы, при желании, даже и самостоятельно.
• На стены вешаются радиаторы отопления.
• На следующем этапе монтируются стояки «подводящий» и «обратный» на второй этаж. Располагают их в непосредственной близости от котла. Внизу к стоякам присоединяется контур первого этажа, вверху – второго.
• Далее выполняется подключение к магистралям батарей. На каждый радиатор следует установить запорный кран (на подводящем отрезке байпаса) и кран Маевского.
• В непосредственной близости от котла на «обратной» трубе монтируется расширительный бак.
• Также на «обратной» трубе поблизости от котла на байпасе с тремя кранами подключается циркуляционный насос. Перед ним на байпасе врезается специальный фильтр.

На заключительном этапе производится опрессовка системы в целях выявления неисправностей оборудования и протечек.

Как видите, однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, может очень даже удобным и практичным оборудованием

Однако при желании использовать такую простую конструкцию, на первом этапе важно произвести все необходимые расчеты с максимальной точностью

Задумываясь над установкой отопления, первоначально определяются, какой вид топлива будет использоваться

Но наряду с этим крайне важно решить, насколько планируемый обогрев будет действительно независимым. Так, по-настоящему автономной будет система отопления без насоса, которой для работы не нужна электроэнергия. Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод.

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.