Водяное отопление частного дома: схема и расчеты

Как правильно выбрать и установить систему отопления в частном доме. Особенности монтажа однотрубной и двухтрубной схемы. Выбор теплоносителя и труб

Содержание

Водяное отопление частного дома: плюсы и минусы системы

Как и у любого вида отопления, у водяного есть сторонники и противники. Но наше дело не принимать одну из сторон, а взвешенно разобраться со всеми параметрами. Разберем достоинства обогрева жилища водой.

Достоинства Недостатки
Теплоемкость воды выше того же параметра воздуха в 4 000 раз – это доказанное физическое свойство Монтаж отопления своими руками и последующая эксплуатация требуют большей затраты сил, нежели другие виды отопления
Расходы на монтаж и последующую эксплуатацию сравнительно невелики Контроль уровень теплоносителя и периодические ревизии нагревателя воды обязательны
Такое отопление позволяет использование в качестве нагревателя, любого топлива или электричества Если это отопление дачного домика, на зимний период, когда нагреватель не используется, вода сливается. В противном случае трубы разморозятся (проблема решается заменой воды на антифриз). А если воды нет, то взаимодействие с воздухом ведет к ускоренной коррозии металлических труб внутри
Трубы прокладываются под полом или скрываются натяжным (подвесным) потолком

Первое, что стоит продумать – размещение нагревательных приборов для системы отопленияПервое, что стоит продумать – размещение нагревательных приборов для системы отопления

Преимущества и недостатки водяных систем отопления

Для водяного отопления характерен ряд преимуществ:

  1. Возможность монтажа на любом этапе строительства частного дома. При необходимости разработать и смонтировать водяное отопление своими руками можно уже после вводы строения в эксплуатацию.
  2. Доступный теплоноситель. Отличаясь высокой теплопроводностью, вода имеет невысокую стоимость.
  3. Универсальность. Водяное отопление допускает использования котельного оборудования, работающего на различных видах топлива.
  4. Возможность выбора подходящего конструктивного исполнения. Разводка труб подбирается индивидуально в зависимости от квадратуры частного дома, возможностей и предпочтений владельцев.
  5. Возможность регулирования температуры в каждой комнате за счет установки специальных запорных клапанов.
Схема разводки труб прорабатывается индивидуально

Схема разводки труб прорабатывается индивидуально

К недостаткам водяного отопления следует отнести:

  1. Низкий КПД.
  2. Неравномерный прогрев теплоносителя в трубопроводе.
  3. Необходимость установки расширительного бачка.
Для расширительного бачка требуется местоДля расширительного бачка требуется место

Принцип функционирования водяного отопления

Водяное отопление частного дома тем и завоевало такую популярность, что по сути – это простой механизм. Есть замкнутая цепь, где котел нагревает воду до необходимой температуры, по трубам вода идет в батареи или радиаторы в помещениях и отдает тепло, после чего возвращается обратно в котел.

водяное отопление частного дома

Схема водяного отопления

Кроме основных элементов – котла, труб и радиаторов, система также может включать и дополнительные. Расширительный бачок служит для отвода появившихся при нагревании излишков воды. Также благодаря баку в системе отсутствует кислород. Еще один элемент – насос циркуляции. Это устройство служит для поддержания непрерывного круговорота воды в системе, при помощи такого насоса скорость нагревания температуры помещений увеличивается за счет того, что вода двигается быстрее. Также в системе могут быть и манометр, терморегулятор, отводчик воздуха, предохранительные клапаны.

Теплоноситель и его свойства

В качестве теплоносителя широко используется вода. Этому способствуют ее основные свойства. Она не способна оказать негативного воздействия на человека даже при повреждении отопительного контура. Обладает высоким уровнем теплоотдачи. Вязкость воды делает ее подходящим вариантом для любого современного водяного отопления.

Вода не способна оказать вредного влияния на человекаВода не способна оказать вредного влияния на человека

К недостаткам воды следует отнести:

  • замерзание при нулевой температуре;
  • увеличение объема при изменении агрегатного состояния, что может стать причиной разрыва трубопровода;
  • содержание солей, которые приводят к появлению осадку на внутренней поверхности.

Внимание! Чтобы предотвратить появление осадка на внутренней поверхности, в отопительный контур следует заливать только дистиллированную воду.

Вместо воды часто используются антифризы. Такие вещества не боятся низких температур, однако их не всегда можно использовать в традиционной системе водяного отопления. Они токсичны и способны оказать негативное влияние на здоровье человека при разгерметизации системы.

Теплоноситель и его свойства

Идеального теплоносителя не существует. У каждого варианта есть допустимый диапазон температурного режима и технические параметры, при нарушении которых можно испортить систему отопления. Замена оборудования будет весьма затратна.

Основные характеристики теплоносителя, которые нужно учитывать при выборе:

  • температурный режим;
  • вязкость;
  • антикоррозийные свойства;
  • токсичность при нагревании.

Лучший теплоноситель – это очищенная вода и антифриз.

Основные преимущества антифриза перед водой представлены в таблице. Особенно рекомендовано его применение в домах с сезонным или периодическим проживанием.

Теплоноситель t замерзания, °С Вязкость,мм²/с при 40°С Пожароопасность, критическая температура, °С
Очищенная вода 0 0,9 да
Промышленные масла -15 (-18) 10÷40 140÷190
Солевые составы -55 1 нет
Спиртовые составы -40 0,7 да
Антифриз -40 3,1 нет

На время отъезда его сливать из системы не нужно. По возвращении просто включить котел. Если температура упадет ниже предельной границы, состав превратится в вязкую жидкость – гель, при этом его физические характеристики не изменятся. После того как температура поднимется до требуемой отметки, он снова приобретет жидкую форму с сохранением первоначального объема.

Это следует знать! Срок эксплуатации антифриза – не менее 5 лет. На одной заливке система может работать до десяти сезонов отопления.

Специальное средство для системы - антифризСпециальное средство для системы — антифриз

антифриз для отопления

Несмотря на все достоинства антифриза, многие делают свой выбор в пользу воды. Она безопасна, в ней нет химических примесей, особенно, если вырыта своя скважина. Единственный негативный момент – минеральные соли в составе, которые вызывают коррозию. Для ее предупреждения можно использовать кипяченую или талую воду. Или в качестве альтернативы, применять систему предварительной очистки.

Заполнение антифризом системы отопленияЗаполнение антифризом системы отопления

Нормы и требования к автономному отоплению

Требования к отопительной системе изложены в СНиП 2.04.05-91. Содержащиеся в данном документе нормы призваны создать комфортный микроклимат. Некоторые рекомендации приведены в СНиП 31-02, регламентирующем правила строительства одноквартирных домов.

Отдельно устанавливаются требования к используемому теплоносителю. Его температура должна находиться в диапазоне +60÷80ºС. Максимальный нагрев ограничен +90ºС. При этом наружная поверхность нагревательных элементов, доступ к которым ничем не ограничен, не должна нагреваться выше +70ºС.

Решая, как в частном доме сделать отопление, стоит обратить внимание на возможные способы монтажа отопительного трубопровода. Предпочтение может быть отдано:

  • Открытой. Трубопровод прокладывается по строительным конструкциям. Для крепления используются хомуты и клипсы. Используются металлические трубы. Выбор в пользу полимерных изделий делается только при возможности их защиты от механического и/или термического воздействия;
Открытое исполнение является более предпочтительнымОткрытое исполнение является более предпочтительным

  • Скрытой. Прокладка водяного контура выполняется в специально подготовленных каналах и штробах, спрятанных за различными декоративными элементами. Актуальны для строений, которые планируется эксплуатировать минимум 20 лет. При этом срок службы труб должен превышать 40 лет.

Внимание! Открытый способ прокладки является приоритетным.

Скрытая должна иметь достаточный срок службыСкрытая должна иметь достаточный срок службы

Какие бывают схемы отопления частного дома

Схемы водяного отопления частного дома могут быть одноконтурными и двухконтурными. Одноконтурная система служит только лишь для обогревания помещения. Это более простая и недорогая система, которая подойдет в том случае, если у вас дом площадью до 100 метров квадратных. В такую систему входит одноконтурный котел и атмосферная вытяжка, однотрубная разводка трубами из стали или полимеров, чугунные, стальные или алюминиевые радиаторы.

система водяного отопления частного дома

Одноконтурная и двухконтурная система водяного отопления

Система одноконтурного отопления может быть усовершенствована двухтрубной разводкой, добавлением насоса циркуляции, терморегулирующих вентилей на радиаторах.

Если вы хотите оборудовать одноконтурную систему для нагревания воды для нужд быта, то пересмотрите монтаж газовой колонки или бойлера. В другом случае вы можете сделать двухконтурную систему, которая предназначена не только для отопления, но и для нагрева воды.

Двухконтурная система водяного отопления частного дома является очень удобным вариантом.

Здесь котел комфортен при потребностях в горячей воде на семью не более 4-х человек. Вода должна быть водопроводная или умягченная, жесткая вода из скважины не подойдет. Можно оборудовать две одноконтурные системы, первая из которых будет «отвечать» за отопление помещений, а вторая – за нагрев воды. Благодаря такой системе в летний период вы будете пользоваться только системой подогревания воды, а на нее тратится всего лишь 25% мощности котла.

Радиаторы

Радиаторы – это устройства для передачи тепла от теплоносителя, они рассчитываются исходя из параметров системы. Их площади должны быть оптимальными, вода должна проходить через них и отдавать максимальное количество тепла.

Теплоотдача – важная характеристика, которая показывает насколько эффективно радиатор отдает тепло в окружающее пространство.

Особенности водяной отопительной системы

Такая система стала прямым продолжением печного отопления. Она позволяет одновременно обогревать несколько комнат, в то время как традиционная печь с данной задачей справиться не может. Для этого в каждой комнате монтируются отопительные приборы, схема расположения которых прорабатывается для каждого частного дома индивидуально.

Жидкий теплоноситель, нагретый в котле до нужной температуры, поступает в трубопровод. Продвигаясь по трубам, он начинает отдавать свое тепло отопительным приборам, в качестве которых могут выступать радиаторы или контур «Теплого пола». Отопительные приборы, в свою очередь, передают тепло в окружающее пространство. Остывший теплоноситель возвращается обратно в котел, нагревается до заданной температуры, и цикл повторяется. Благодаря непрерывному движению теплоносителя по трудам удается поддерживать температуру в частном доме на комфортном уровне.

Нагрев воды осуществляется в котлеНагрев воды осуществляется в котле

Делаем расчет отопления

Перед тем, как сделать дома водяное отопление, необходимо все тщательно просчитать. Заметим, что потребности в отоплении в прямом отношении зависят от потерь тепла через стены, потолки и полы, двери и окна. Именно поэтому в процессе расчета мощности котла нужно учесть и такие факторы. При этом используются специальные нормы, которые необходимо изучить и рассчитать все применительно к вашему климату.

Водяное отопление частного дома в фотографиях и схемахТеплопотери частного дома и способы их уменьшения

Обычно драгоценное тепло уходит именно через наружные стены, а теплопотери возрастают при больших перепадах температур между внутренними и внешними. Так, нормальная температура (обычно +20 градусов по Цельсию) внутри помещений суммируется с самой большой отрицательной температурой зимы (то есть, холодного сезона) вашей местности.

Для примера приведем такие расчеты. При температуре -30 градусов потери тепла стен в зависимости от материалов будут такими:

  • Кирпичные (2.5 кирпича), со штукатуркой внутри – 89 Вт/кв.м.
  • Кирпичные (2 кирпича), со штукатуркой внутри – 104 Вт/кв.м.
  • Рубленные (250 мм), обшивка внутри – 70 Вт/кв.м.
  • Сделанные из бруса (180 мм), обшивка внутри – 89 Вт/кв.м.
  • Сделанные из бруса (100 мм), обшивка внутри – 101 Вт/кв.м.
  • Каркасные (200 мм), внутри керамзит – 71 Вт/кв.м.
  • Пенобетонные (200 мм), со штукатуркой внутри – 105 Вт/кв.м.

При такой же отрицательной температуре потери тепла ограждающих конструкций:

  • Перекрытие чердака из дерева – 35 Вт/кв.м.
  • Перекрытие подвала деревом – 26 Вт/кв.м.
  • Двери деревянные, двойные (без утепления) – 234 Вт/кв.м.
  • Окна с деревянной рамой (двойной) – 135 Вт/кв.м.

Чтобы верно посчитать теплопотери, необходимо определить точную площадь наружных (торцевых) стен, потолка, пола, дверей и окон, умножить на теплопотерю с кв.м. их материалов, после чего результаты суммируются.

https://youtube.com/watch?v=mVNWfHKN-Pw

Основные элементы водяной системы отопления

Узнавая, как правильно сделать отопление в частном доме, стоит познакомиться с основными элементами. Они могут иметь различное конструктивное исполнение или изготавливаться из разных материалов. От сделанного выбора будет зависеть срок службы водяного отопления и удобство эксплуатации.

Элементы и их характеристики заслуживают особого вниманияЭлементы и их характеристики заслуживают особого внимания

Котел

Данный элемент поддерживает работоспособность водяного отопления. Он вырабатывает тепло, нагревающее воду до требуемой температуры. Производители предлагают отопительные котлы, работающие на:

  1. Электричестве. Оптимально с точки зрения безопасной эксплуатации. Такое оборудование не предъявляет повышенных требований к месту установки. Не выделяет продуктов горения. Однако высокие затраты на эксплуатацию и зависимость от энергоснабжения заставляет рассмотреть другие варианты;
  2. Газу. Популярный вариант, если вблизи частного дома проходит газопровод. Низкие затраты на эксплуатацию и достаточно высокий КПД делают такое оборудование весьма популярным. Выполнить монтаж газового отопительного котла своими руками не представляется возможным;
  3. Жидком топливе. Близок по конструктивному исполнению к газовому аналогу, но комплектуется горелкой другого типа. Устанавливается в отдельном помещении. Из-за большого количества продуктов горения нуждается в регулярной чистке;
  4. Твердом топливе. Оптимальный вариант для частного сектора. Монтаж может выполняться своими руками. В процессе эксплуатации необходимо постоянно закладывать топливо в топку и убирать продукты горения.

Внимание! Производители предлагают комбинированные котлы, способные работать на различных видах топлива.

Выбирая подходящую модель, следует ориентироваться не только на вид используемого топлива, но и на мощность оборудования. В среднем 1 киловатт будет достаточно для обогрева 10 квадратов в частном доме, расположенном в южных районах. В средней полосе данный показатель возрастет до 1,5 кВт, а в северных – до 2,0. К полученному значению специалисты рекомендуют прибавить еще 20÷30%. Для облегчения расчетов нашей командой был разработан удобный калькулятор.

Котлы на твердом топливе экономичны в эксплуатацииКотлы на твердом топливе экономичны в эксплуатации

Статья по теме:

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и нюансы выполнения монтажных работТвердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром. В публикации мы расскажем о достоинствах и недостатках данного типа котлов, как они работают, каких бывают видов, как сделать своими руками, а также познакомим с популярными моделями и производителями.

Калькулятор расчета необходимой мощности котла

Трубы

Для отопительного контура используются изделия, изготовленные из различных материалов, каждый из которых имеет свои особенности. Предпочтение можно отдать трубам:

  • стальным. Такие изделия еще сравнительно недавно пользовались наибольшей популярностью. Однако при возведении частных домов в настоящее время их применяют реже. Причина кроется в склонности к коррозии стальных поверхностей;

Совет! Решив отдать предпочтение стальным трубам, стоит приобрести оцинкованные изделия или изготовленные из нержавеющей стали.

Стальные трубы стоит защитить от коррозииСтальные трубы стоит защитить от коррозии

  • медным. Трубопровод из меди способен сопротивляться воздействию высоких температур и давления. Для него характерен длительный срок службы, однако высокая стоимость элементов из меди значительного ограничивает их использование;
Трубы из меди способны прослужить много летТрубы из меди способны прослужить много лет

  • полимерным. Изделия из металлопластика, основу которого составляет алюминий, покрываемый слоем пластика, или из полипропилена, дополнительно усиленного алюминием, обладают рядом достоинств. Они не боятся коррозии, обладают достаточной прочностью, предотвращают появление осадка на внутренней поверхности. Монтаж водяного отопления не потребует значительных финансовых вложений, так как его можно выполнить своими руками без использования специального оборудования.

Внимание! Из-за высокого коэффициента теплового расширения полимеров велика вероятность повреждения труб при замораживании контура.

Полимерные трубы предъявляют требования к условиям эксплуатацииПолимерные трубы предъявляют требования к условиям эксплуатации

Радиаторы

Эффективность водяного отопления во многом зависит от характеристик установленных радиаторов. Производители предлагают батареи, изготовленные из:

  • стали. Такие изделия имеют доступную стоимость. Однако склонность к коррозии значительно снижает возможную продолжительность их эксплуатации;
  • алюминия. Изделия отличаются высокой стойкостью к коррозионным процессам при низкой сопротивляемости перепадам давления. Учитывая, что в частных домах давление, как правило, стабильно, алюминиевые радиаторы способны прослужить достаточно долго;
  • стали и алюминия. Биметаллические радиаторы обладают преимуществами, характерными для изделий, изготовленных либо из алюминия, любо из стали;
  • чугуна. Большой вес батареи предъявляет повышенные требования к используемым крепежным элементам.
Дизайн радиатором может отличатьсяДизайн радиатором может отличаться

Водяные насосы для отопления частного дома

Используется для обеспечения непрерывной циркуляции насоса по отопительному контуру. От его характеристик во многом зависит стабильность работы отопления. Производители предлагают водяные насосы для отопления частного дома различной производительности с разным напором.

Первый параметр можно рассчитать следующим образом: мощность системы разделить на разность температур теплоносителя на входе и выходе и показатель теплоемкости воды. Напор выбирается таким образом, чтобы обеспечить нормальный ток теплоносителя в каждой точке. Специально для наших читателей мы подготовили удобные калькуляторы для расчета производительности и напора циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос нагнетает давлениеЦиркуляционный насос нагнетает давление

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Калькулятор расчета необходимого напора циркуляционного насоса

Расширительный бак и система подпитки

Входит в состав закрытой отопительной системы. Позволяет компенсировать разность объемов теплоносителя при нагреве и охлаждении. Расширительный бак состоит из двух частей: водяной и воздушной. Давление в последней регулируется таким образом, чтобы обеспечить гидростатическое равновесие при заполнении воздушной части до определенного уровня.

По мере заполнения камеры горячей водой давление повышается, и жидкость начинает продавливать мембрану, повышая давление в воздушной камере. После того как теплоноситель остынет, избыточное давление выдавливает жидкость обратно. Бывают различного типа и объема. Ниже вы можете воспользоваться удобным калькулятором для определения необходимого объема расширительного бака

Расширительный бачок состоит из двух частейРасширительный бачок состоит из двух частей

Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака

Тепловой контур

Предназначен для передачи, распределения и возврата теплоносителя в котел. Нуждается в тщательном выборе материала труб, так как излишняя шероховатость может стать причиной торможения транспортируемого теплоносителя. В зависимости от гидравлического сопротивления выбор делается в пользу схемы с естественной либо принудительной циркуляции.

Схема контура водяного отопления может отличатьсяСхема контура водяного отопления может отличаться

Виды водяных систем отопления

Перед тем как сделать отопление в частном доме, во избежание ошибок при монтаже, нужно понимать принцип его работы. Он основан на перемещении нагретой жидкости по трубам. На пути следования она отдает тепло в помещение. Система может быть устроена различной конфигурации. Рассмотрим подробно устройство каждой.

Организация системы отопленияОрганизация системы отопления

Система водяная «Теплый пол»

Устройство теплого пола может быть выполнено как в качестве дополнения к батареям, так и самостоятельной.

Комбинированная система теплого пола с радиаторомКомбинированная система теплого пола с радиатором

Основное достоинство такой конфигурации – возможность установки различных температурных режимов для каждого этажа, так как холодный воздух поднимается, теплый остается внизу.

В системе можно понижать температуру до +55°С, что рекомендовано проектными нормативами. Трубная разводка устраивается по всей площади пола, это эффективно для равномерного прогрева комнаты.

К основным минусам теплых полов относят:

  • сложность монтажа;
  • возможность устройства только на этапе строительства;
  • сложность во время проведения ремонта.
Подключение теплого полаПодключение теплого пола

теплый пол водяной

Плинтусные системы отопления

Они прекрасно заменяют привычные радиаторы и систему теплого пола. Трубы монтируют на уровне плинтусов, обогрев помещения происходит последовательно. Производители предлагают разнообразные оттенки труб для установки «под плинтус», можно подобрать цвет под интерьер или разнообразить его.

Монтаж плинтусной системыМонтаж плинтусной системы

теплый плинтус водяной

Радиаторные

Радиаторы – это более привычная система. Производители выпускают интересные модели как по конфигурации, так и по стоимости.Можно выбрать вполне бюджетное изделие. В настоящее время радиаторы производят из:

  • чугуна:
  • стали;
  • алюминия.
Алюминиевый радиатор в интерьереАлюминиевый радиатор в интерьере

Система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией

Естественная циркуляция теплоносителя возможна только в одноэтажных домах. Жидкость в горячем и охлажденном состоянии имеет разные плотности. На их разнице происходит движение потоков. Теплый теплоноситель поднимается, охлажденный – течет вниз.Движение потоков непрерывное.

Основное достоинство системы – простой и доступный монтаж. Кроме того, система отопления может работать без насоса, что значительно экономит средства.

К недостаткам относят монтаж труб под определенным уклоном. Необходимо четко при установке придерживаться расчетных параметров. Кроме того, необходимо устанавливать расширительный бак на чердаке или кровле.

Сравнение систем с естественной и искусственной циркуляциейСравнение систем с естественной и искусственной циркуляцией

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Принудительная передача теплоносителя происходит благодаря насосному оборудованию. Это более эффективная система, благодаря которой подогретая жидкость достигает самых удаленных точек. Это важно для 2-хи более этажных домов. Эффективность такой системы на треть выше, чем естественная.

К достоинствам можно отнести установку трубной системы без уклона, что значительно упрощает монтаж. Установка расширительных баков также не производится. Вместо них используют гидроаккумулирующие емкости.

К негативным особенностям системы относят необходимость установки арматуры на трубы. Она выступает для защиты от аварийных ситуаций, связанных с повышенным напором теплоносителя. Кроме того, нужно установить с двух сторон циркуляционного насосного оборудования предохранительные клапаны.

Схема подключения насосаСхема подключения насоса

Особенности самостоятельного монтажа водяного отопления

Монтаж отопления своими руками в частном доме состоит из следующих этапов:

  • установка котельного оборудования;
  • установка батарей. Отступ от подоконника должен быть 10 см, от пола – 6 см. Желательно на каждый радиатор установить воздушный клапан, запорный кран и регулятор;
Правильный монтаж радиатораПравильный монтаж радиатора

  • разводка трубопровода должна начинаться от котла;
  • установка вспомогательного оборудования;
  • соединение элементов в соответствии с материалом и типом труб.
Пошаговое соединение металлопластиковых трубПошаговое соединение металлопластиковых труб

металлопластиковые трубя для отопления

Необходимый материал и инструмент

Водяное отопление частного дома в фотографиях и схемахСреди основных преимуществ водяной электрический котел для отопление частного дома имеет то, что специального оборудования, инструмента фактически не существует. Подручный материал что есть в наличии у каждого хозяина берется в основу – дрели, отвертки, молотки, гаечные ключи, прочее. Еще потребуются: листовой метал, трубы разных размеров, старая печь, стальные трубы, радиаторы, гайки, болты, заслонки, дверца.

Для котла по возможности следует установить датчики контроля, термометр, манометр – минимальный необходимый набор.

Водяное отопление частного дома в фотографиях и схемахПодручные средства должны быть в надлежащем состоянии, без трещин, пробоин, дыр. При выборе монтажа следует учитывать, что отопление водяное требует максимальной точности, чем тщательнее продуманы нюансы, тем дольше и продуктивнее будет эксплуатация. Все нужно взвешивать, продумывать каждый элемент. От существующего бюджета надо и начинать предварительный расчет, выбирая рациональную схему, насос.

https://youtube.com/watch?v=pOg6hSRGp0E

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...