Водяное отопление частного дома: виды, схемы, варианты разводки

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Климатические условия средней полосы и севера Евразии требуют теплоизоляции домов, однако одного утепления недостаточно. Потери тепла необходимо компенсировать с помощью обогревательной системы. Водяное отопление в частном доме является распространенным и наиболее эффективным способом.

Качество работы отопительного контура напрямую зависит от особенностей проектирования, выбора отопительного устройства и типа разводки. Как определиться с оборудованием и наиболее подходящей схемой, узнаете, ознакомившись с предложенной нами статьей. Представленная информация опирается на требования строительных нормативов.

Мы подробно описали принцип устройства водяной системы отопления, разобрали типичные варианты устройства. Для оптимизации восприятия непростой темы приложили схемы, фото-подборки и видео.

Структура и принцип работы

Обогревательные конструкции с жидким теплоносителем имеют похожий комплект составляющих частей, это:

• Отопительное оборудование – котел (газовый, жидко- или твердотопливный), печь, камин.
• Замкнутый контур в виде трубопровода, обеспечивающий непрерывную циркуляцию нагретого и остывшего теплоносителя (антифриза).
• Приборы отопления – металлические ребристые, панельные или гладкотрубные радиаторы, конвекторы, трубопроводы водяных теплых полов.
• Запорная арматура, необходимая для отключения отдельных приборов или линий системы для ремонта и обслуживания;
• приборы для регулировки и контроля за работой системы (расширительный бак, манометр, клапаны сброса и др.).
• Циркуляционные насосы, применяемые для создания принудительной подачи теплоносителя, иногда для обеспечения стабильного давления в системе устанавливается повысительный насос.

Если неподалеку проложена централизованная газовая магистраль, наиболее экономичным решением является установка газового котла.

При отсутствии центральных сетей для независимой системы газоснабжения придется устанавливать газгольдер. Однако этот вариант применим лишь в случае обустройства усадьбы достаточно большой площади.

В коттеджах, построенных на небольших участках в негазицицированных районах, автономную работу газового отопительного оборудования обеспечит обычный баллон. В качестве альтернативного решения можно воспользоваться печами на жидком или твердом топливе, и только в крайнем случае – дорогими электрическими устройствами.

Предпочтение водяному отоплению в загородных домах отдают благодаря простому принципу работы. Нагреваясь в котле до определенной температуры, вода под давлением подается в трубы, ведущие к радиаторам или конвекторам.

По типу движения теплоносителя по отопительным контурам они подразделяются на:

• Естественные (гравитационные). Циркуляцию теплоносителя в них стимулируют природные явления, согласно которым нагретая вода устремляется вверх, а после отдачи тепла радиаторам и остывания возвращается вниз. Там она вновь попадает в котел, чтобы возобновить цикличное перемещение.
• Искусственные (они же насосные или принудительные). За циркуляцию теплоносителя в принудительных схемах отвечает циркуляционный насос, который с одной стороны контура нагнетает горячий теплоноситель, а с другой засасывает охлажденную воду.

Гравитационная схема – самый простой и доступный для самостоятельной реализации вариант. В его составе минимум оборудования. Это магистрали обратки и подачи, котел, расширительный бачок открытого типа, радиаторы. Т.к. движение теплоносителя не требует насосной стимуляции, системы абсолютно энергонезависимы.

К плюсам естественного отопления стоит отнести незначительные по сравнению с насосным аналогом расходы на сооружение. Их не надо оснащать сложными техническими устройствами, не отличающимися дешевизной. В процессе эксплуатации нет затрат на электроэнергию.

Веский минус гравитационных систем заключается в крайне ограниченном радиусе действия. Работать в полную силу они могут при горизонтальной протяженности до 30 м. Подобное отопление долго “разгоняется” после простоя. Есть риск замерзания теплоносителя в открытом бачке в морозный период.

Принудительная циркуляция хороша тем, что свободно обрабатывает многоэтажные дома с разветвленной и протяженной отопительной сетью. Схема эффективней предыдущего типа, но дороже и сложнее в сооружении. Перед ее строительством необходимо сделать грамотные расчеты и разработать проект.

Отопление с искусственной циркуляцией оснащается не только насосами, но и всевозможными техническими устройствами для регулировки теплоотдачи и контроля работы системы. В их числе автоматические и механические воздухотоводчики, терморегуляторы, манометры, предохранительные клапаны для сброса избытка теплоносителя в канализацию и др.

Оборудование принудительного отопления необходимо подбирать на основе расчетов. Например, для движения теплоносителя по каждым 10 м отопительного контура необходимо 0,6 м напора, создаваемого насосом. Для того чтобы подобрать необходимое устройство, надо точно знать протяженность трубопровода и гидравлическое сопротивление на всех участках.

Нередко бывает, что для оснащения искусственного водяного отопления загородного дома недостаточного одного насоса. Тогда устанавливается дополнительный циркуляционный аналог или повысительный насос.

Главный недостаток принудительного отопления заключается в зависимости от непрерывных поставок электроэнергии. На случай перебоев рекомендовано запастись генератором, который тоже не отличается низкой ценой.

Нормы и требования к автономному отоплению

Перед проектированием отопительной конструкции необходимо заглянуть в СНиП 2.04.05-91, где изложены основные требования к трубам, обогревательным приборам и запорной арматуре.

Общие нормы сводятся к тому, чтобы обеспечить в доме комфортный микроклимат для проживающих в нем людей, правильно оборудовать систему отопления, предварительно составив и утвердив проект.

Многие требования сформулированы в виде рекомендаций в СНиП 31-02, который регламентирует правила строительства одноквартирных домов и обеспечения их коммуникациями.

Отдельно оговариваются положения, связанные с температурой:

• параметры теплоносителя в трубах не должны превышать отметки +90ºС;
• оптимальные показатели находятся в рамках +60-80ºС;
• температура наружной поверхности нагревательных приборов, находящихся в зоне прямого доступа, не должна превышать 70ºС.

Трубопроводы систем отопления рекомендовано устраивать из латунных, медных, стальных труб. В частном секторе преимущественно используются полимерные и металлопластиковые трубные изделия, допущенные к применению в строительстве.

Способ прокладки отопительного трубопровода может быть:

• Открытым. Предполагает прокладку по строительным конструкциям с креплением клипсами и хомутами. Допускается при устройстве контуров из металлических труб. Использование полимерных аналогов разрешено, если исключается их повреждение от термического или механического воздействия.
• Скрытым. Предполагает прокладку трубопроводов в штробах или каналах, выбранных в строительных конструкциях, в плинтусах или за защитно-декоративными экранами. Замоноличивание контура допускается в постройках, рассчитанных минимум на 20 лет эксплуатации и при сроках службы труб не менее 40 лет.

В приоритете открытый способ прокладки, потому что проектирование трассы трубопровода должно предусматривать свободный доступ к любому элементу системы для проведения ремонта или замены.

Трубы скрывают в редких случаях, только тогда, когда подобное решение продиктовано технологической, гигиенической или конструктивной необходимостью, например при устройстве “теплых полов” в бетонной стяжке.

При открытой прокладке магистрали участки, пересекающие неотапливаемые помещения, должны быть обеспечены теплоизоляцией, соответствующей климатическим данным региона строительства.

Трубопроводы автономного отопления с естественным типом циркуляции должны устанавливаться в сторону движения теплоносителя, чтобы нагретая вода самотеком достигала батарей, а после остывания тем же способом двигалась по магистрали обратки в котел. Магистрали насосных систем сооружаются без уклона, т.к. в нем нет необходимости.

Водяное отопление в частном доме

Благодаря своей эффективности и приемлемой цене, водяное отопление в частных домах уже на протяжении многих лет остаётся самым популярным. Конструкция парового обогрева работает одновременно на все комнаты, присутствующие в доме, и не важно, одноэтажное строение или в нём 3 этажа. Как правило, отопление в частном доме автономно и не подключено к централизованной системе.

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 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 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.

Разновидности систем водяного отопления

Системы отопления отличаются лишь внешним видом положения труб, главная задача везде остаётся такой же — нагретая вода обогревает помещение, воду в свою очередь нагревает отопительный котёл. В современном мире существует 3 вида разновидности систем:

Естественная циркуляция

Её основа лежит в функционировании разной плотности холодной и горячей воды. Из физики известно, что горячая вода имеет меньшую плотность, а значит, она становится легче. Нагреваясь, переходит в верхние позиции системы, внизу в свою очередь остаётся холодная вода. Благодаря этому происходит естественная циркуляция воды. Такой вид отопления не зависит от электроснабжения, даже при выключенном свете на долгое время вода в трубах не остынет, но есть и недостатки:

• регулировать температуру нагревательного прибора невозможно;
• нужно много труб, лишние затраты;
• диаметр теплопроводов имеет свои ограничения;
• тяжёлый монтаж труб, необученный человек не справится.

Принудительная циркуляция

Данная система имеет замкнутый круг с расширительным бачком, что является минусом в её работе. Чтобы теплоноситель перемещался циклично, необходимо использовать насос. Работа напрямую зависит от электроснабжения. Необходимы дополнительные расходы на дополнительные комплектующие: манометр, насос и другие.

• в отличие от естественной циркуляции необходим меньший расход труб;
• подходят любые радиаторы;
• возможность регулирования отопительных приборов;
• возможность использования антифриза от замерзания воды в системе.

Комбинированная

Название этой системы говорит само за себя, она сочетает в себе 2 предыдущих варианта. Если в неё вмонтировать насос, вода станет принудительно вращаться, если же этого не делать вода будет протекать с естественной циркуляцией. Имеет способность работать при отключенном электричестве. В разы увеличивает эффективность теплоотдачи.

Схемы монтажа отопительных систем

Однотрубная

На схеме видно, что вода проходит через батареи отопления в прямой последовательности. Минус здесь в том, что последние батареи всегда будут немного холоднее первых. Также недостатком считается неудобство использования, к примеру, перекрыть одну из батарей невозможно, придётся останавливать подачу горячей воды по всей линии.

Раньше однотрубную схему отопления называли «ленинградка» или одноконтурной. Она служила для обогрева больших частных многоквартирных домов. К достоинствам относится то, что трубы могут обогнуть весь периметр дома с первой до последней комнаты. Если однотрубная система даёт мало результатов и помещение остаётся холодным, можно применить другие методы подключения батарей, как правило, это любят делать самоучки.

Двухтрубная

В данной схеме к каждому отопительному прибору подходит холодная и горячая вода с разных труб. В этом случае гораздо легче регулировать температуру в помещении. Двухтрубная разводка делится на 3 вида:

1. Звездообр​азная. В этом случае одна труба с горячей водой подводится с одного краю, а другая с холодной с другого к одному котлу. Достоинство такой схемы в том, что температура во всех батареях всегда будет одинаковая.
2. Шлейф. При данной разводке температура батарей зависит от их удалённости от котла. К сожалению, поддерживать одинаковую температуру во всех батареях в этом случае никак нельзя.
3. Коллекторная. К каждому коллектору подводятся отдельные трубы с холодной и горячей водой. Такая система позволяет устанавливать электромоторы, которые поддерживают заданный уровень температуры в каждой комнате. Главное преимущество — простота монтажа и ремонта. Справиться с монтажом или починкой сможет даже необученный человек, схемы для этого вполне хватает. Недостатки коллекторной системы — обязательна установка шкафов; необходимо много труб.

Виды котлов

• газовые;
• электрические;
• жидкотопливные;
• комбинированные.

Газовые котлы. Одни из самых популярных благодаря своей недорогой стоимости в эксплуатации для России. Обладают низким уровнем шума и простотой монтажа. Но есть и недостатки — на установку необходимо разрешение.

Электрические. Положительные качества: безопасный в работе; не нужно искать место установки, поставить можно, где удобно; тихо работает и занимает мало места. Недостатки: затраты на обогрев, требуется надёжная электросеть.

Жидкотопливные. Подобие газовых, но с другим типом горелки. Для установки требуется отдельное помещение — котельная.

Комбинированные. Положительные качества: используют несколько видов энергоносителей. Недостаток: высокая цена и сложность конструкции.

Типовые схемы систем отопления и способы подключения радиаторов

Системами отопления являются искусственно созданные инженерные сети различных сооружений, основными функциями которых является обогрев зданий в зимнее и переходное время года, компенсация всех теплопотерь строительных конструкций, а также поддержание параметров воздуха на комфортном уровне.

Разновидности разводки отопления

В зависимости от способа подвода теплоносителя к радиаторам распространение получили следующие схемы систем обогрева зданий и сооружений:

Данные способы отопления принципиально различаются друг от друга, и каждый обладает как положительными свойствами, так и отрицательными.

Однотрубная схема отопительных систем

Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.

В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.

Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.

Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.

Отопление по однотрубной схеме в частном доме.

В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.

Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.

Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

• Боковое (стандартное) подключение;
• Диагональное подключение;
• Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Водяное отопление частного дома в фотографиях и схемах

Водяное отопление является самым распространённым вариантом обогрева частного дома. Расположение основных конструктивных элементов определяет вид системы и особенности её эксплуатации. Грамотный выбор схемы разводки трубопроводов является залогом эффективности отопления и комфорта жильцов.

Классификация систем водяного отопления

Системы водяного отопления являются сложными инженерными системами с множеством разновидностей. В роли теплоносителя в них выступает вода или водные растворы специального назначения. В зависимости от конфигурации систем предусмотрена их классификация по следующим параметрам:

• по способу циркуляции теплоносителя;
• по наличию контакта с атмосферным воздухом;
• по схеме питания приборов;
• по расположению магистральных трубопроводов.

Схема отопления с естественной циркуляцией открытого типа. 1 — котёл; 2 — расширительный бак; 3 радиатор; 4 — горячий выход теплообменника котла, до расширительного бака идёт строго вертикально; 5 — магистральная труба подачи; 6 — стояк; 7 — магистральная труба обратки; 8 — шаровый вентиль; 9 — слив с шаровым вентилем для сброса теплоносителя

Первый способ организации движения теплоносителя по системе — естественная циркуляция. Этот вариант позволяет обеспечить работоспособность отопления без привязки к наличию электроэнергии. Циркуляция осуществляется за счёт гравитационных сил. Нагретая в котле жидкость поднимается вверх благодаря уменьшению плотности, поступает в радиаторы, отдаёт тепло и возвращается в котел.

Схема отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа. 1 — котёл; 2 — воздухоотводчик; 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан (номера 2, 3, 4 составляют группу безопасности); 5 — расширительный бак; 6 — радиатор; 7 — фильтр грубой очистки; 8 — слив; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровый вентиль

Второй способ — принудительная циркуляция. Перемещение теплоносителя происходит с помощью насоса, установленного на обратном трубопроводе и расположенного либо перед входом в котёл, либо в самом котле.

Открытая и закрытая системы отопления

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией — это всегда открытые системы. Они предусматривают наличие открытого расширительного бака в верхней точке системы. Зачастую он располагается на чердаке.

Расширительный бак открытого типа с доступом атмосферного воздуха к теплоносителю

Системы отопления с принудительной циркуляцией обычно являются закрытыми, т.е. полностью герметичными. Расширительные баки выполняются в виде бочонков с мембранами внутри и располагаются рядом с котлом или внутри него.

Герметичный расширительный бак мембранного типа

Что лучше: однотрубная или двухтрубная структура?

Питание приборов осуществляется по однотрубной или двухтрубной схеме. В первом случае нагревательные приборы подсоединяются последовательно, а во втором параллельно. Принципиальная разница заключается в наличии в двухтрубной системе двух типов трубопроводов: для подачи теплоносителя в радиаторы и для возврата в котёл.

1 — однотрубное последовательное подключение радиаторов без байпаса; 2 — однотрубное подключение с байпасом; 3 — двухтрубное подключение с укладкой по периметру здания труб подачи и обратки; 4 — коллекторная «лучевая» схема включения

Однотрубные системы хорошо работают только в небольших домах с количеством радиаторов от 6 до 10 на одной ветке. В остальных случаях они малоэффективны из-за неравномерного распределения температуры теплоносителя на входе в радиаторы.

Двухтрубные системы более универсальны и дают больше возможностей для регулирования теплового режима. С помощью термостатических вентилей можно настроить комфортную теплоотдачу каждого радиатора, не влияя на работу остальных.

Горизонтальная и вертикальная разводка

По расположению магистральных трубопроводов выделяют несколько типов разводки трубопроводов. Прежде всего, это разделение на горизонтальную и вертикальную.

На рисунке показана однотрубная система с вертикальной разводкой. На разных стояках показаны разные типы подключения приборов.

Приведенная схема показывает характерную конфигурацию двухтрубной системы с вертикальной разводкой.

Однотрубная напорная система отопления: 1 — котел; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — шаровые краны

Простейшая однотрубная система с горизонтальной разводкой подразумевает последовательное прохождение теплоносителя по всем приборам в пределах одного этажа.

Коллекторная схема: 1 — котел; 2 — расширительный бак; 3 — коллектор подачи; 4 — радиаторы отопления; 5 — коллектор обратки; 6 — насос

Двухтрубная горизонтальная система может иметь периметральную или лучевую (коллекторную) разводку. В первом случае трубы прокладываются по периметру помещения, постепенно запитывая все приборы, во втором каждый отопительный прибор имеет отдельную подводку.

Трубы лучевой разводки прокладываются в стяжке пола кратчайшими путями до каждого радиатора. При этом их конфигурация напоминает лучи, исходящие от одного источника — распределительного коллектора. Это послужило причиной появления соответствующего названия.

Коллекторы в современных интерьерах частных домов часто аккуратно прячутся в специальные шкафчики, что позволяет сохранить эстетичность помещения и скрыть элементы настройки и регулирования системы.

Типы подключения радиаторов

Схема подключения отопительных приборов выбирается исходя из выбранной структуры системы отопления, удобства прокладки и обслуживания, а также особенностей интерьера.

1 — Двухтрубная разводка. 2 — Однотрубная разводка

На рисунке показаны основные варианты присоединения радиаторов, характерные для вертикальных систем.

А — боковое подключение; Б — диагональное; В — нижнее одключение

Анализ схем, которые наиболее часто встречаются в горизонтальных системах, показывает, что тип подключения радиаторов оказывает значительное влияние на эффективность теплоотдачи. Прежде, чем отдать предпочтение более удобному в монтаже варианту, стоит хорошо подумать, готовы ли вы пожертвовать частью драгоценного тепла.

Как видно из всего, изложенного выше, выбор схемы водяного отопления для частного дома связан с необходимостью тщательного анализа множества вариантов. Кроме описанных основных разновидностей, существует ещё более подробная классификация. Консультация квалифицированного специалиста поможет быстрее сориентироваться во всём многообразии, учесть имеющиеся нюансы и достичь наилучших результатов.

Системы водяного отопления частного дома – виды, типы, схемы

Для системы отопления частного дома используется твердое (уголь, брикеты из дров) и жидкое топливо, газ, электричество. Наибольшее распространение по причине доступности исходного сырья получили газовые и твердотопливные котлы. Установка электрического котла оправдана, если нет доступа к газу или использование твердого топлива обходится слишком дорого.

Допускается перевод имеющегося печного отопления на водяное. Тогда внутри печи устанавливается теплообменник, а для повышения эффективности системы проводится модернизация дымохода, топки, подачи воздуха.

Системы водяного отопления могут быть с естественной и искусственной циркуляцией. Отличительной чертой первого типа является наличие вверху открытого расширительного бака. Данная схема признана наиболее простой, поскольку при ее монтаже не требуется расчетов мощности, а все работы легко осуществить своими руками. Однако она наименее эффективна, поэтому больше подходит для обогрева небольших помещений.

Принцип действия основан на разнице плотности горячей и холодной жидкости. В процессе горения топлива выделяемое тепло поглощается водой, проходящей через теплообменник, установленный внутри топки. Она начинает расширяться и поднимается вверх по подающей трубе к самой верхней точке. Далее, проходя через отопительные приборы во всех комнатах, остывает, постепенно опускается вниз, попутно выдавливая из теплообменника теплую воду, которая после нагрева опять стремится вверх.

Компенсировать расширение из-за увеличения объема воды при нагреве позволяет открытый расширительный бак. Для повышения эффективности системы помещение котельной располагают как можно ниже – на первом этаже, а сам котел углубляют.

Для лучшей циркуляции жидкости внутри труб их устанавливают большего диаметра, обязательно выдерживая правильный угол наклона по направлению движения воды – 5 мм на один метр!

Расширительный бак устанавливают как можно выше, на чердаке. Поскольку это помещение не отапливается, непременным условием является утепление бака. Разводка системы отопления частного дома выполняется металлическими или пластиковыми трубами. Время установки последних меньше, а работать с ними легче.

Если используется схема с принудительной циркуляцией, движение жидкости по трубам осуществляется специальным насосом. Благодаря этому эффективность системы повышается ориентировочно на 20% в сравнении с естественной циркуляцией, а передача тепла по всем приборам происходит равномерно. Поэтому такой вариант хорошо подойдет для многоэтажных частных домов большой площади.

При принудительной циркуляции теплоносителя не требуется строго соблюдать правильный уклон труб.

Вместо расширительных баков открытого типа используются гидроаккумулирующие установки (расширительные баки закрытого типа). Нередко давление в трубах достигает двух атмосфер, поэтому для безопасности устанавливаются воздушные предохранительные клапаны, манометры. На входе-выходе циркуляционного водяного насоса обязательно монтируются запорные клапаны. При необходимости произвести ремонт, замену насоса они перекрываются, а циркуляция теплоносителя прекращается.

В настоящее время существуют следующие виды систем:

Отличительной особенностью однотрубной сети является прокладка одной линии для циркуляции жидкости, все обогревательные приборы внутри дома располагаются по ходу ее движения. Поэтому осуществить разводку трубопровода можно быстро и легко. Финансовые затраты минимальны, но у такой схемы есть существенный недостаток. Это неравномерный прогрев радиаторов, отсутствие возможности регулировать температуру каждой отдельной батареи.

Однотрубная схема с нижней или верхней разводкой – это замкнутый контур с круговым движением теплоносителя. Более эффективным будет использование циркуляционного насоса для перекачивания жидкости, но можно остановиться и на варианте с ее естественным движением. В первом случае, из-за равномерной передачи тепла и прогрева помещений, удается получить значительную экономию топлива. Во втором типе циркуляция осуществляется естественным образом, за счет расширения воды при нагреве внутри котла, разницы температур на входе-выходе из него. Скорость движения жидкости минимальна, поэтому, пройдя по трубам до дальней точки, она успевает остыть, и в дальние комнаты попадает меньше тепла.

При двухтрубной схеме подвод-отвод теплоносителя к отопительным приборам происходит по отдельным трубопроводам. Поэтому такое двухконтурное отопление обеспечивает подачу во все радиаторы теплоносителя одинаковой температуры.

Самое простое исполнение – без циркуляционного насоса, когда подача воды происходит самотеком. Для обеспечения нормальной циркуляции применяют трубы большего диаметра, а их уклон делают 10 мм на каждый метр трубопровода. Но более экономичной и эффективной будет трубопроводная сеть с циркуляционным насосом. При этом разводку любой сложности можно провести трубами меньшего диаметра.

Основными преимуществами двухтрубной разводки являются:

• высокая надежность;
• равномерная подача тепла ко всем отопительным приборам;
• возможность прокладки теплоснабжения открытым или закрытым способом;
• легкость регулирования в процессе эксплуатации;
• простота монтажных работ.

Учитывая перечисленные преимущества, такая разводка получила широкое распространение в частном строительстве, при возведении многоэтажных домов, производственных и административных зданий.

Коллекторное расположение труб предусматривает наличие нескольких подающих и обратных трубопроводов, соединенных специальными распределительными коллекторами – гребенками. Такая разводка позволяет контролировать все отопительные приборы из одного распределительного шкафа.

Отличительной чертой является возможность отдельной подачи (отвода) теплоносителя для каждого отопительного прибора, системы теплого пола, бойлера и т. д. Учитывая особенности подключения и эксплуатации, данная конфигурация разводки хорошо зарекомендовала себя при обогреве частных коттеджей с автономной системой отопления.

Нагретая от источника тепла жидкость поступает к коллекторной гребенке (особому элементу трубопроводной арматуры) после чего отводится к отдельному потребителю (или их группе). Обратное поступление воды к источнику тепла происходит через аналогичное устройство. Контуром коллекторной системы называется часть трубопроводной сети, начиная от выхода из подающей гребенки, от соединительного фланца, до входа в принимающую гребенку. Обычно такая схема состоит из нескольких отопительных контуров.

Для облегчения монтажа и дальнейшей эксплуатации отопительной сети гребенки подвешивают на общих кронштейнах, закрепленных к отдельно стоящей металлической стойке, стене здания. Расположение коллекторов в специальной нише, внутри металлического шкафа, улучшает внешний вид помещения.

Основные преимущества коллекторной схемы:

• регулировка подачи тепла осуществляется отдельно к каждому потребителю;
• возможность отключения отдельных отопительных приборов для их ремонта, замены;
• управление всеми отопительными приборами осуществляется из одной точки.

К недостаткам относят сложность монтажных работ, большие финансовые затраты.

Рассмотренные системы являются наиболее эффективными из всех существующих видов отопления частного дома. Поскольку постоянное внедрение инновационных решений, использование более современных регулирующих и отопительных приборов, расчет мощности системы позволяют получать лучшие показатели в соотношении цены и качества обеспечения теплом.

Схемы разводки труб и варианты монтажа системы отопления в частном доме своими руками

Трубопровод отопительной системы частного дома может быть выполнен своими руками или с привлечением специалистов. В любом случае предварительно подготавливается проект теплосети, важным пунктом в разработке которого является определение способа разводки труб.

Типы систем отопления

Основными элементами любой отопительной сети являются: теплогенерирующий прибор, магистральный трубопровод, теплоотдающие, компенсационные устройства и устройство, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя. Отопительные трубопроводы могут быть различной конфигурации и степени технической оснащенности.

Классифицируют системы отопления по трем параметрам:

• количеству трубных контуров магистрального трубопровода,
• типу компенсационного устройства,
• типу циркуляции.

Одно– и двухтрубные системы

Отопительная система может быть:

• однотрубной или последовательной,
• двухтрубной или параллельной.

В первом случае теплоноситель движется по одному трубному контуру, поочередно проходит через все теплоотдающие приборы, приходя к каждому все более остывшим. Часть магистральной трубы после последнего теплообменника называется обратной трубой или обраткой и служит для отвода холодной рабочей среды обратно к теплогенератору.

В двухтрубной системе энергоноситель циркулирует по двум параллельным контурам: подающему и обратному. Первый контур подает горячий теплоноситель в каждый теплоотдающий прибор, а второй собирает остывшую рабочую среду из теплообменников и отводит ее к отопительному прибору.

Типы циркуляции в системах отопления

Обогрев помещений происходит только в случае, если теплоноситель движется по контуру. Циркуляция бывает или естественной, или принудительной.

• В системах с естественной циркуляцией разогретый отопительным прибором энергоноситель разгоняют, чтобы придать ему достаточный для прохождения всего теплового контура импульс. Для этого сразу после теплогенератора монтируют разгонный коллектор – вертикальный участок трубы, при спуске с которого рабочая среда набирает скорость под воздействием силы тяжести.

Обратите внимание! Чтобы сохранить набранную теплоносителем инерцию, магистральный трубопровод прокладывают с уклоном в 1-3%, рабочая среда под действием силы тяжести беспрепятственно движется сверху вниз.

• Принудительную циркуляцию создают специальные циркуляционные насосы, устанавливаемые на обратную трубу. Такая система обеспечивает движение теплоносителя по контуру любой протяженности и сложности, но полностью зависит от наличия электроэнергии и при отключении электроснабжения прекращает работать.

Типы компенсационных устройств

В зависимости от способа компенсации перепадов давления рабочей среды в контуре, выделяют два типа систем отопления: открытую и закрытую.

• В открытой системе давление регулирует компенсационный бак, частично или полностью открытый. При увеличении давления в теплосети избыток рабочей среды поступает в бак, при снижении – уходит обратно в трубопровод.

Обратите внимание! В тепловой сети открытого типа рабочая среда контактирует с окружающим воздухом, поэтому компенсационный бак устанавливают только на водяных отопительных системах.

• В закрытой системе расширительная емкость герметична и имеет два автономных отсека, разделенных мембраной. Принцип работы тот же, но теплоноситель, попадая в первый отсек, не контактирует с окружающей средой, а взаимодействует с клапаном. При избыточном давлении рабочая среда давит на мембрану, сжимая воздух во втором отсеке, когда давление нормализуется, воздух во втором отсеке разреживается и выдавливает теплоноситель обратно в трубопровод.

Виды разводок

Кроме трех вышеназванных параметров, по которым классифицируются теплосети, отопительные системы имеют еще одну важную характеристику – разводку. Это способ монтажа тепловой магистрали и подключения к ней радиаторов и других теплообменников.

Разводка определяет маршрут движения теплоносителя от отопительного прибора к отапливаемым помещениям и обратно. От того, каким путем пойдет рабочая среда, зависит, будут ли помещения обогреваться примерно одинаково или какие-то окажутся значительно теплее других.

Кроме того, от вида разводки зависит и способ подключения теплоотдающих приборов. Различают два основных типа разводки: вертикальную и горизонтальную:

• В системе с вертикальной разводкой рабочая среда поступает в вертикальные стояки, к которым горизонтально подключаются теплоотдающие приборы. Стояки при этом проходят через все расположенные друг над другом помещения. В однотрубной системе горячая рабочая среда из стояка проходит по батарее, возвращается обратно в стояк и продолжает движение дальше по этажам. В двухконтурной параллельно располагаются два стояка – подающий и обратный, таким образом, остывший теплоноситель в подающий стояк не попадает.
• При горизонтальной разводке подающую функцию стояка выполняет горизонтальный коллектор – проходящая через все помещения магистральная труба, к которой подключаются теплообменники. Горизонтально также можно проложить одно– или двухтрубную систему.

Обратите внимание! Оба варианта могут использоваться в одно– и двухтрубных системах. Однако вертикальная применима только в зданиях, имеющих более одного этажа, тогда как горизонтальная используется чаще в одноэтажных и небольших двухэтажных домах.

Верхняя и нижняя разводка

Направление циркуляции теплоносителя является еще одним параметром разводки труб отопления, влияющим на тепло, получаемое каждым из отапливаемых помещений.

Существует два варианта размещения магистрального трубопровода, определяющих маршрут движения рабочей среды:

• Верхняя разводка. Подающий участок магистрали размещается выше теплоотдающих приборов – над потолком верхнего этажа в перекрытии или на чердаке. Для подключения в горизонтальной теплосети вниз выводятся трубы-опуски, в вертикальной – стояки.
• Нижняя разводка. Подающий коллектор размещается ниже теплообменников: в подвале, под полом, в плинтусе или вдоль него. Если система двухконтурная, то обратная труба проходит вдоль подающей. Теплоотдающие приборы подключаются при помощи вертикальных выводов, в однотрубной сети магистраль также может подключаться непосредственно к теплообменникам.

Обратите внимание! В частных домах с безнасосной системой отопления теплоноситель подается сначала в батарею, которая расположена выше остальных и на минимальном расстоянии от разгонного коллектора, рабочая среда движется сверху вниз.

Способы подключения теплообменников

Теплоотдающие приборы, используемые в частных домах, бывают нескольких видов:

• радиаторы – знакомые всем батареи, состоящие из нескольких секций, устанавливаемые под окнами;
• регистры – системы толстых труб, располагаемые под окнами, у холодных стен или по периметру помещения;
• теплые полы – трубные контуры, прогревающие пол по всей площади, спрятанные под напольным покрытием;
• теплые плинтуса – дополнительный теплообменник, состоящий из длинных труб, спрятанных под облицовкой плинтуса.

Радиаторы и регистры можно подключить разными способами, каждый имеет свои преимущества и недостатки:

Варианты монтажа контура

Магистральный трубопровод, транспортирующий теплоноситель, может не только иметь различные конфигурации, называемые разводкой, но и по-разному монтироваться.

Выбирая вариант монтажа, следует учитывать эстетическую, энергетическую и экономическую целесообразность.

Монтаж магистрали может быть выполнен двумя способами: открытым или скрытым:

• Открытый способ монтажа проще и дешевле – контур прокладывается в соответствии с выбранной схемой разводки, а из дополнительных работ требуется только закрепить трубы, чтобы предотвратить их деформацию. Кроме того, магистраль в этом случае помимо транспортировки теплоносителя выполняет и теплоотдающую функцию, то есть дополнительно обогревает помещения. При этом оставленный на виду трубопровод портит интерьер, он не защищен от внешних повреждений и сам является источником опасности: об него можно обжечься, оставленные вблизи горючие материалы могут воспламениться, а в случае порыва трубопровода возможны не только повреждения внешней и внутренней отделки помещения, но и есть опасность получения травм.
• Монтаж трубопровода скрытым способом предполагает прокладывание труб в каналы, выполненные в стене, полу, под плинтусом или за подвесным потолком. Упрощенный вариант – изготовление фальш-стены или применение коробов и различных накладок на трубы. Монтаж скрытым способом обеспечивает безопасность и выглядит более эстетично.

Важно! Скрытые от взора трубы повышают энергозатраты. Кроме того, увеличиваются и трудозатраты на оборудование такой магистрали и расход материалов, а при использовании фальш-стен и накладок уменьшается полезное пространство помещений.

Рекомендации по прокладке труб отопления в частном доме

Магистральный трубопровод любой сложности можно выполнить самостоятельно при наличии времени, сил и желания. Однако чтобы полученная теплосеть была надежна, эффективна, долговечна и удобна в обслуживании, необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

• При проектировании теплосети направление движения теплоносителя определяют, исходя из планировки дома и его расположения относительно сторон света и розы ветров. Желательно расположить магистраль так, чтобы первыми отапливались те помещения, где необходима наибольшая температура воздуха: детские и спальни, а также, комнаты с двумя и более внешними стенами, помещения с северной и наветренной сторон дома. Завершают контур обычно кухни и другие нежилые помещения.
• Подключаемые к магистрали теплообменники желательно оборудовать байпасами – короткими дополнительными ветками трубопровода, соединяющими подающую трубу с обратной соответственно перед входным и выходным отверстиями батареи. Такое устройство позволит отключить теплоотдающий прибор на время его ремонта или замены, не останавливая всю систему отопления.
• При прокладывании открытым способом рекомендуют соединять элементы трубопровода при помощи разъемных фитингов для простоты проведения ремонтных работ. Если же магистраль прокладывается скрытым способом, все соединения, к которым нет прямого доступа, должны быть неразборными, чтобы в случае разгерметизации не повредить пол, стену или потолок.
• При монтаже теплового контура скрытым способом в каналы в стенах или перекрытиях трубы необходимо утеплить для снижения теплопотерь.
• Допускается монтаж теплосетей из полипропиленовых труб, если отопительный прибор нагревает теплоноситель не выше 80 градусов. При этом скрытым способом такие трубы можно прокладывать только под навесные конструкции. Монтаж в стяжку не допускается.