Как устроить отопление частного дома своими руками: схемы организации автономной системы отопления

Схема гравитационного отопления

Монтаж отопления требует проекта, в котором расписывается схема, оборудование, отмечается эффективность предприятия. Самой простой является система парового отопления в частном доме гравитационного типа. Теплоноситель и конденсат продвигаются по магистрали под действием гравитации.

Монтаж предполагает следующую схему:

• котёл или паровой генератор, в котором находится вода и нагревательный элемент; при создании определённых условий, увеличения температуры и давления, вода быстро закипает, образуя пар;
• паропровод;
• обогревательные приборы;
• отвод конденсатора.

В котле вода преобразуется в пар, который проходит в магистраль. Паропровод устанавливают под наклоном в сторону радиаторов. Под действием гравитации он быстро достигнет обогревательных приборов. В радиаторах пар охлаждается, отдавая тепло. Батареи разогреваются до высокой температуры за короткое время. Рекомендуют подобрать защитные панели для радиаторов, чтобы не получить ожог при соприкосновении с ним.

Охлаждаясь, пар образует конденсат. Его необходимо вывести из радиатора. Для выведения используют отводы. Трубы устанавливают под наклоном к котлу. Под действием гравитации жидкость будет стекать обратно в топку. Процесс циркуляции возобновляется.

Как делают паровое отопление в частном доме своими руками? Система гравитационного парового отопления является закрытой. В ней нет дополнительного оборудования.

Важно правильно подобрать котёл, радиаторы и трубы для магистрали. В частных домах устанавливают отопление низкого давления

Это означает, что на выходе давление пара не должно превышать 170 кг/м2. Первоначальная температура достигает 150 0С.

Для небольшого дома предусматривают однотрубную систему отопления. Пар поочерёдно проходит во все радиаторы, и по этой же трубе возвращается в бойлер. На последнем приборе температура снижается, поэтому рекомендуют сделать в радиаторе дополнительные секции.

Однотрубное устройство парового отопления удешевляет монтаж магистрали, но есть риск возникновения гидроудара. Конденсат может перекрывать выход пара, что приведёт к повышению давления в трубах и отопительных приборах. Может случиться разрыв.

Отводы соединяются с центральным конденсатопроводом. Это труба, по которой жидкость поступает в котёл. Её устанавливают под наклоном к топке.

Источник обогрева может быть различен. Чтобы паровое отопление в частном доме было полностью автономно, выбирают котлы на дровах, угле, солярке, на газе. Для топки оборудуют котельную: рекомендуют выстроить отдельное помещение. Электрический котёл устанавливают в доме. Он компактный, безопасный и эффективный. В этом случае система обогрева не будет автономной. Её работа зависит полностью от подачи электричества.

Радиаторы рекомендуют устанавливать под окнами. Для окна это будет дополнительным обогревом, что предотвратит запотевание стёкол и изменение точки росы. Отопительный прибор должен занимать 70% площади окна. В этом случае тёплый воздух, поднимаясь вверх, создаёт тепловой барьер холодным потокам, которые идут от окна. Если радиаторы будут маленькими, то под ними будут образовываться холодные зоны.

Как устроить водяное отопление частного дома своими руками, схемы монтажа

Для того, чтобы сделать водяное отопление частного дома своими руками, схемы монтажа нужно изучить подробно. Однако в первую очередь надо запастись всеми необходимыми материалами и оборудованием, потребность в которых рассчитывается заранее в зависимости от типа подключения батарей.

Современные газовые котлы — хорошее решение для надёжной системы отопления

Полезный совет!Покупайте котлы, батареи и другое оборудование только у проверенных производителей. Дешевые аналоги не всегда соответствуют предъявляемым требованиям и могут быть опасными.

Особенности устройства однотрубной системы

Самый простой способ подключения радиаторов к котлу – это устройство однотрубной системы отопления. Схема такой конструкции предполагает наличие только одной трубы, проложенной по всему периметру дома. Она выходит из подающего патрубка котла, а входит в обратный. От этой трубы выходят отводы возле каждого радиатора, к которым он подключен через запорную арматуру или напрямую.

Принцип однотрубной системы отопления с естественной рециркуляцией воды

Такое устройство не только наиболее простое, но и самое дешевое, как по материалам, так и по монтажу. Использование одной трубы исключает необходимость изготовления множества отводов из труб, да и различных мелочей расходуется гораздо меньше. Не секрет, что эта арматура по стоимости составляет значительную часть затрат на все отопление дома. Использование однотрубной системы отопления, схема которой отличается простотой, оправдано в небольших домах с несложным планом расположения комнат, так как вода проходит по всему кольцу и успевает значительно остыть. В связи с этим последние по ее пути радиаторы нагреваются гораздо меньше, чем первые. Поэтому, если здание большое, то к концу своего маршрута теплоноситель потеряет всю свою энергию и не сможет обогреть последние комнаты. Особенно это касается естественного типа циркуляции воды.

Котельная частного дома с современным отопительным оборудованием

При сооружении однотрубной системы отопления, схема конструкции должна предполагать небольшой уклон, порядка 3 – 5 градусов. Это обеспечит более эффективную работу всей конструкции. Кроме того, все радиаторы необходимо оснастить воздушными кранами, которые нужны для поддержания стабильного давления в системе путем стравливания воздуха. Такие краны имеют небольшие отверстия и откручиваются с помощью обыкновенной отвертки.

Схема подключения радиаторов к двухтрубной системе отопления

Полезный совет!Когда возникает необходимость чистки или замены батареи можно не сливать воду и не останавливать всю систему, для этого нужно использовать краны Маевского. Они соединяют радиатор с отводами от трубы. Если батарею нужно снять, краны можно просто закрыть.

Как устроена двухтрубная система

В отличии от предыдущей, двухтрубная система отопления, схема которой предполагает наличие двух труб: подающей и обратной, более сложна в устройстве. Она устроена таким образом, что подающая труба входит непосредственно в каждую батарею. а обратная из нее выходит. Это еще называют параллельным устройством, так как все радиаторы соединены с котлом с помощью труб не по порядку, а параллельно.

Двухтрубная система отопления, схема которой более сложная, требует большего количества труб и соединительной арматуры. Поэтому она обходится несколько дороже. При этом она более эффективная, так как все батареи нагреваются одинаково, независимо от места их нахождения, возле котла или в самой дальней комнате. Такая разводка чаще всего применяется в двухэтажных домах и коттеджах.

Схемы подключения двухтрубной системы отопления в двухэтажном коттедже

Важным плюсом такого устройства является то, что каждая батарея функционирует практически независимо от остальных, так как имеет свой контур. Поэтому ее можно легко заменить или отремонтировать, не затронув всю остальную конструкцию. Благодаря тому, что у двухтрубной системы отопления схема подключения радиаторов параллельная, в них очень легко регулировать температуру и давление, что обеспечит дополнительную экономию топливных ресурсов.

Полезный совет!Применяя систему отопления с двумя трубами, желательно использовать циркуляционный насос. Он значительно увеличит эффективность и скорость нагрева батарей.

Схема открытой системы отопления с циркуляционным насосом

Виды автономного отопления

Системы автономного отопления можно разделить на 3 основных вида:

1. Традиционная отопительная система. Жидкий теплоноситель обогревается в котле и далее посредством циркуляции он распространяется по батареям и трубам.
2. Воздушная отопительная система. Главным теплоносителем в подобной системе является воздух. Он нагревается и после этого посредством воздуховодов он попадает в помещение.
3. Прямое электрическое отопление. В этом случае теплоноситель полностью отсутствует, а в роли нагревательных элементов служат электрические конвекторы, инфракрасные приборы и другие устройства. Все эти излучатели распространяют тепло, которое производится посредством электричества.

Воздушное отопление загородного дома

Обычно при решении вопроса, что значит автономное отопление, первой системой, приходящей на ум, является традиционная. Такая система отопления пользуется наибольшей популярностью, хотя во многих странах вторые две могут составлять здоровую конкуренцию традиционной отопительной системе. Традиционная система основана на том, что тепло получается путем как естественной таки и принудительной циркуляции теплоносителя. Традиционные автономные системы отопления включают в себя следующие компоненты:

• Трубопроводы;
• Приборы для нагревания;
• Арматура запорного типа.

Принципиальная схема отопления

Паровое отопление от печки своими руками

Чтобы не монтировать отопительный котел для устройства системы парового отопления и тратить на это денежные средства, можно использовать имеющуюся в доме печь.  Она будет выступать в качестве теплоисточника с недорогим твердым топливом, к тому же, она не зависит от центрального газо- и электроснабжения. Парогенератором выступает теплообменник, который можно изготовить на заказ или самостоятельно. Недостатки печи-парового котла такие же, как у обычной печки или камина: отсутствие возможности точной регулировки температуры нагрева, отсутствие полной пожаробезопасности,  а также возможность задымления помещения из-за неправильной растопки. Таким образом, недостатков у печи-котла столько же, как у обычной, а преимуществ гораздо больше.

Паровое отопление от печки

Перед тем, как от печки сделать паровое отопление, необходимо проверить теплообменник на предмет герметичности. Сделать это можно следующим образом: внутрь устройства заливают керосин, швы при этом обводятся мелом. Места, где мел потемнел, означают протечку, а значит, использовать это устройство для системы парового отопления нельзя.

Для отведения парового отопления от печки понадобятся следующие составляющие:

• Батареи отопления. Их количество должно быть равно числу окон помещения.
• Теплообменник
• Медные или оцинкованные трубы для отвода конденсата и паропровода.
• Запорная арматура (краны для спуска воздуха, вентили)
• Соединительная арматура: колена, трубные хомуты, фитинги.
• Кронштейны для радиаторов
• Гидравлический затвор
• Редукционно-охладительная установка, с помощью которой пар переводится в жидкое состояние.
• Редуктор для снижения давления внутри системы.
• Насос для принудительной циркуляции жидкости.
• Инверторный сварочный аппарат

Перед тем, как приступить к работам, предварительно разрабатывается схема подключения и монтаж труб. На чертеже определяется место расположения печи-котла, от которой далее прокладывается схема разводки со всеми необходимыми элементами подключения. Для отопления площади не больше 80  кв.м. подходит однотрубная схема подключения радиаторов. При таком способе подключения конвекторы нагреваются последовательно, первый из них сильнее прочих. Двухтрубная схема подходит для отопления помещений больше 80 кв.м. и двухэтажных домов. Трубы при этом подсоединены к конвекторам параллельно. Если планируется установить систему по принципу естественной циркуляции, теплообменник должен быть расположен ниже всех конвекторов и труб под углом наклона. При этом требуется монтаж насоса для бесперебойной циркуляции отопительной системы.

После того, как схема разработана и все конструктивные элементы, необходимые для сборки отопительной системы, учтены, можно составить смету на покупку материалов и приступать к работе.

После того, как схема разработана и все конструктивные элементы, необходимые для сборки отопительной системы, учтены, можно составить смету на покупку материалов и приступать к работе.

Технология работ

Необходимо учитывать, что устройство паровой отопительной системы без демонтажа старой печи невозможно. Для того чтобы встроить теплообменник, необходимо монтировать его внутрь топки на этапе кладки печи.

Под каждым окном устраиваются радиаторы, к которым подсоединяют подводящие и отводящие трубы под небольшим уклоном 3мм. Каждый радиатор снабжается краном для спуска воздуха.

Паровое отопление от печки

Чтобы обезопасить систему, перед каждым конвектором и перед всей системой в целом, устанавливается запорная арматура. В начале системы также устанавливается редуктор охлаждения и редукционный клапан. В конце системы устанавливается емкость для сбора конденсата с таким же небольшим уклоном, как трубы. Из него вода перетекает в теплообменник. Перед печкой устанавливается насос в системе принудительной циркуляции.

Автономная или центральная система?

Централизованная система отопления имеет лишь одно достоинство: пользователю не придется заниматься ее обслуживанием и покупать дорогостоящее оборудование. В остальном же она только проигрывает:

1. Помимо полезной работы пользователю приходится оплачивать магистральные теплопотери. Правда, сегодня принято устанавливать счетчики тепла, но при расчете тарифов эти самые теплопотери все равно учитываются.
2. В централизованной системе часто случаются скачки давления и гидроудары.

Из-за значительных масштабов в теплоносителе таких систем всегда содержится большое количество твердых примесей.

Автономная система отопления и водоснабжения в частном доме

Электрическое отопление

Такие виды автономного отопления являются наиболее безопасными и чистыми с экологической точки зрения. Преимущества этого типа отопительной системы состоят в том, что по ценовой категории, обслуживанию и простоте в эксплуатации она может составить здоровую конкуренцию газовому типу отопления.

Оборудование, которое используется для такого вида отопления, можно разделить на 4 разновидности:

• Обогреватели на потолок инфракрасного типа;
• Электрические конвекторы настенного типа;
• Кабельные и пленочные системы для обогрева пола или потолка;
• Термостаты регулирующегося типа и различные программируемые устройства.

Главным минусом такой отопительной системы считается то, что посредством нее нет возможности организовать горячее водоснабжение.

Назначение и устройство группы безопасности для котлов отопления, порядок монтажа

Работа отопительной системы — это сбалансированный процесс, контроль которого должен осуществляться в автоматическом режиме. Помимо поддержания оптимального значения температуры воды в трубах, следует предусмотреть меры безопасности при возникновении внештатных ситуаций. В первую очередь – это резкий скачок давления в магистрали. Для этого в отопительный контур устанавливают группу безопасности.

Функциональное назначение

• Температура — от 65°С до 95°С.
• Давление — до 3 атм.

Во многом эти параметры зависят от материала изготовления труб и их физических характеристик.

В открытых системах отопления компенсация происходит за счет расширительного бака. Но если система закрытого типа, то без соблюдения мер безопасности не обойтись.

Большинство газовых котлов и некоторые модели твердотопливных оснащены системой контроля давления и температуры. Но всегда есть вероятность выхода ее из строя. Именно для таких непредвиденных ситуаций необходима установка группы безопасности.

Конструктивно она состоит из следующих элементов:

Манометр

Указывает текущее значение давления в системе. Помимо этого для визуального контроля в приборе предусмотрены дополнительные шкалы максимального и минимального показателей давления.

Воздухоотводчик

При резком повышении температуры воды происходит выделение пара в системе. Для быстрой стабилизации необходимо оперативно вывести излишек воздуха, что и выполняет воздухоотводчик. Дополнительными функциями являются защита элементов отопления от быстрой коррозии, понижение уровня шума при работе системы.

Предохранительный клапан

Нагрев теплоносителя также сопровождается его расширением. Излишек удаляется с помощью предохранительного клапана, который срабатывает при достижении определенного давления. Обычно его настраивают на максимальное значение 2,5-3 атм.

Это является базовой комплектацией группы безопасности. Кроме вышеперечисленных элементов в нее могут входить смесительный узел, дополнительные датчики температуры.

Правильное функционирование группы безопасности во многом зависит от профессиональной установки. Во время проектирования отопления всегда предусматривают монтаж запорной арматуры, которая отсекает приток теплоносителя при проведении ремонтных работ, либо замены отдельных элементов. При этом зачастую делают ошибку, монтируя шаровой кран перед системой безопасности.

Это является грубейшим нарушением правил установки, так как при перекрытии система безопасности не сможет выполнять свои функции. Лучше всего рассмотреть подобную ситуацию на конкретном примере.

Предположим, произошла поломка труб – нарушение герметичности вызвало протекание воды. Оперативно затушить твердотопливный котел не представляется возможны. Он будет еще некоторое время выделять тепло. Если запорная арматура установлена по вышеприведенной схеме, то его перекрытие отсекает группу безопасности от системы работы котла. В это время теплоноситель нагревается, давление повышается, но механизм его стабилизации остается вне работающей обвязки котла. И по вполне понятным причинам происходит либо поломка отопительного оборудования, либо разрыв трубопровода.

Во избежание подобной ситуации установку следует проводить согласно следующей схемы:

Руководствуясь таким принципом монтажа можно смело проводить любые ремонтные и профилактические работы, не беспокоясь о безопасности магистралей и отопительного прибора. После монтажа устройство приводится в действие путем открытия колпачка на автоматическом воздухоотводчике. Ни в коем случае не нужно его снимать полностью. Также не реже 1 раза в месяц проводится визуальный осмотр клапана. Если он долгое время не срабатывал, то между седлом и тарелкой устройства появляется слой загрязнений. В дальнейшем это может привести к возникновению протечек. Для его промывки без демонтажа достаточно провернуть конструкцию согласно указанной на ней стрелки.

Цена

Стоимость групп безопасности во много определяется производителем, параметрами устройства и дополнительными функциями. Основным критерием является мощность отопительного прибора. Исходя из этого делается выбор той или иной модели.

Альтернативные системы отопления

Системы этого типа базируются на использовании природных возобновляемых ресурсов:

1. Солнечная энергия;
2. Геотермальные источники тепла;
3. Сила ветра.

Использование солнечной энергии актуально для южных широт – южнее 50 северной широты. Реализуется работа гелиоустановок двумя способами:

1. Выработка электрической энергии фотоэлектрическими преобразователями солнечных панелей;
2. Непосредственный нагрев жидкого теплоносителя в панелях коллекторного типа.

Хранение и расходование накопленных объемов энергии производится с помощью электрических и тепловых аккумуляторов.

Работа тепловых насосов реализуется в сборе тепла из геотермальных источников – почвы, воды, воздуха. Принцип работы устройства основан на свойствах хладагентов, кипящих при низкой температуре.

Наружные сети из полимерных труб погружаются в котлованы (грунт), водоемы и скважины (вода), используют тепло воздуха (при положительной температуре). Агрегат теплового насоса преобразует полученное из сторонних источников низкотемпературное тепло до более высокого потенциала и передает его в систему отопления.

Ветровые электрические генераторы вырабатывают электроэнергию, используя силу ветра. Накопленный запас концентрируется в аккумуляторах.

К месту установки ветрогенераторов существую технические условия по расположению относительно других объектов. Чаще всего для их размещения требуется земельный участок с большой площадью и неплотной застройкой.

Использование альтернативных источников отопления в нашей стране не развито, так как оборудование обладает очень высокой стоимостью. К тому же мощности установок не всегда могут дать требуемое количество тепла и используются чаще в качестве дополнительных источников обогрева.

Схема обвязки без насоса

При отсутствии электроснабжения или нестабильной работе сети сооружают отопительный контур с естественной циркуляцией теплоносителя. Другое название – гравитационный. Он не нуждается в насосе, а значит, является энергонезависимым.

Принцип работы

Движение теплоносителя по трубам обеспечивает конвекция – стремление менее плотной нагретой среды перемещаться вверх под действием архимедовой силы. Горячую воду вытесняет из котлового бака в подачу более холодная, поступающая из «обратки».

Схема обвязки твердотопливного котла без насоса.

Необходимые инструменты и расходники

Для монтажа понадобятся:

• перфоратор;
• уровни – реечный и ватерпас;
• рулетка;
• разводной ключ «попугай»;
• отвертки, плоскогубцы;
• для полипропиленового контура – специальный нагреватель для сварки пластмассовых деталей.

Нужны материалы:

• кронштейны для крепления труб и радиаторов;
• дюбели;
• пакля или сантехнический лен (ФУМ-лента не подходит из-за высокой температуры транспортируемой среды).

После нагрева объем теплоносителя увеличится. Для компенсации в систему врезают расширительный бачок.

Также нужны радиаторы, трубы, муфты и другие фитинги.

Как сделать

Чтобы создать конвекцию и свести к минимуму гидравлическое сопротивление контура, его строят по следующим правилам:

1. Котел располагают хотя бы на 0,5 м ниже радиаторов. В разных помещениях отметки на одной высоте делают с помощью ватерпаса.
2. Первый участок от подающего патрубка прибора делают вертикальным до потолка. Это разгонный коллектор, он создает сильный конвекционный напор. Опуск делают вдоль угла того помещения, где находится первый радиатор.
3. Применяют большие трубы – с внутренним диаметром 30-40 мм. С увеличением этого параметра снижается гидравлическое сопротивление.
4. Горизонтальные участки монтируют с большим уклоном – 1 см/м. Это облегчит сток холодной жидкости обратно к котлу.

Котел располагают так, чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление.

Расширительный бак размещают в самой верхней его точке. Чтобы не нарушать эстетики, резервуар часто устанавливают на чердаке. В таком случае изделие нужно утеплить.

Минусы

Гравитационная система имеет ряд недостатков:

1. Длина контура не может превышать 30 м.
2. Тепло распределяется неравномерно, дальние от котла радиаторы холоднее ближних.
3. Из-за существенного перепада температур на «подаче» и «обратке» отопитель испытывает высокие нагрузки.
4. Нужны трубы большого диаметра, что приводит к удорожанию проекта и увеличению объема воды.
5. Через открытый расширительный бачок в рабочую среду поступает кислород, вызывающий коррозию металлических поверхностей и завоздушивание контура.
6. Невозможна эксплуатация прибора в режиме малой производительности, что требуется в межсезонье.

Обогрев с принудительной циркуляцией за 8 шагов

Установка насоса в систему отопления будет оправдана и в случае одноконтурной разводки. Однако максимальную эффективность системе с принудительной циркуляцией обеспечит только двухтрубная разводка, обустраиваемая по следующим правилам:

1. Котел можно установить на пол или повесить на стену в любой комнате, не отслеживая уровень размещения отопительного прибора.
2. Далее от напорного и обратного патрубков котла на уровень пола спускают две трубы, используя либо муфты, либо угловые фитинги.
3. К торцам этих труб монтируют две горизонтальные линии – напорную и обратную. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи.
4. На следующем этапе нужно развесить батареи, не обращая внимания на уровень расположения патрубков относительно соседнего радиатора. Вход и выход из батареи можно расположить на одном уровне или на разных, на эффективность отопления этот факт не повлияет.
5. Далее врезаем в напорную и обратную ветвь по тройнику, расположив их под входом и выходом каждой батареи. После этого соединяем тройник напорной трубы с входом в батарею, а фитинг на обратке – с выходом. Причем эту операцию придется проделать со всеми батареями. По аналогичной схеме в системе монтируем и отводы для подключения теплого пола.
6. На следующем этапе устанавливаем расширительный бак. Для этого в участок напорной трубы между котлом и первой батарей врезаем тройник, отвод которого соединяем вертикальной трубой с входом в расширительный бак.
7. Далее можно заняться монтажом циркуляционного насоса. Для этого в обратную линию между первой батарей и котлом монтируем вентиль и два тройника, собирая байпас для насоса. Далее от тройников отводим два Г-образных отрезка, между торцами которых и монтируем насос.
8. В финале обустраиваем отвод для залива воды в систему. Для этого нужно врезать еще один тройник между насосом и котлом, подключив к его отводу шланг от водопровода.

Четко следуя простым шагам, можно самостоятельно с первого раза получить рабочую систему

Действуя по этому плану, можно собрать двухтрубную разводку в доме любой площади. Ведь конструкция подобной системы не зависит от количества батарей – принцип монтажа будет идентичен и для двух, и для 20 радиаторов.

Расчет мощности

Мощность – это главный параметр, исходя из которого выбирается котел. Для отопления домов разной площади требуются разное оборудование. Чем больше площадь, тем выше должен быть показатель.

Самый простой расчет мощности делается по площади дома. За основу берут утверждение, что для отопления 10 м2 нужен 1 кВт, при условии, что высота потолков не больше 2,7 м. Формула выглядит так:

S/10 = P,

где S – общая площадь дома, а P – мощность.

Если высота потолков недвижимости больше 2,7 м, то рассчитываем коэффициент: высоту делим на 2,7 и получаем число, которое нужно дополнительно умножить на уже полученную мощность.

Есть коэффициенты, учитывающие географическое расположение региона:

1,2-1,5 – Москва и близлежащие;

1,5-2,0 — север;

1,0-1,2 – средняя полоса;

0,7-0,9 — юг.