Наличие эффективной системы отопления – обязательное условие комфортной жизни в доме. Многие домовладельцы, узнав о стоимости найма бригады строителей, решают заняться обустройством отопления своими силами. Ничего сложного в этом нет, но перед работой необходимо разобраться в технологии монтажа и обратить внимание на некоторые нюансы этой системы. О том, как сделать отопление в частном доме, и пойдет речь в этой статье.
Основные компоненты отопительной системы
В первую очередь необходимо выяснить, что нужно для системы отопления частного дома, чтобы она была полноценной:
- Паровой котел. Выбирая котел, нужно найти устройство с оптимальным сочетанием эффективности и экономичности. Кроме того, хороший отопительный котел практически не требует внимания при эксплуатации.
- Котельные трубы. В состав трубопровода входят предохранительная группа (воздушный клапан, предохранительный клапан и манометр), циркуляционный насос и расширительный бак, принимающий излишки хладагента при его тепловом расширении.
- Трубопровод. Для монтажа потребуются магистральные трубы, подключения к радиаторам и стоякам отопления (обязательны при наличии в системе вертикальных участков).
- Отопительные приборы и их соединение. В трубопровод отопительных приборов входят вентильные элементы.
В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя каналообразующую функцию котла выполняет открытый расширительный бак. Создать такую систему водяного отопления для частного дома своими руками очень просто, но за эту простоту придется расплачиваться долгим и неравномерным прогревом системы, а также подверженностью коррозии и образованию накипи.
Отопительные котлы
Выбор источника тепла – это ключевой фактор, от которого будет зависеть дальнейший подбор ТЭНов и эффективность собранной системы. Самым дешевым топливом на сегодняшний день является газ, поэтому, если к участку подключен газопровод, оптимальным решением станет газовый котел.
Наиболее экономичными зарекомендовали себя конденсационные газовые котлы с электроподжигом, которые имеют пару характеристик:
- При нагреве теплоносителя до слишком высокой температуры газ просто не расходуется, что снижает ваши расходы примерно на 25%;
- Тепло, выделяемое водяным паром, также используется для отопления, экономя еще 10-12% энергетического ресурса.
Однако если расположить отопительное оборудование, работающее на других видах топлива, в порядке убывания эффективности, то получится список следующего вида:
- Дровяные котлы;
- Пеллетные котлы;
- Угольные котлы;
- Дизельные котлы;
- Электронагревательные устройства.
Выбирая источник тепла перед отоплением в частном доме, нужно обратить внимание на ряд нюансов:
- Для газовых котлов можно использовать не только магистральный газ, но и баллонный. Правда, стоимость отопления в этом случае вырастает в несколько раз.
- Перед покупкой отопительного прибора, работающего на определенном виде топлива, стоит хотя бы приблизительно изучить динамику роста цен на разные виды топлива, а при изучении нужно увязать цены на топливо с географией.
- В угольных котлах для освещения используется древесина. Это необходимо учитывать: во-первых, включение и прогрев системы займут больше времени, во-вторых, покупка дров потребует дополнительных затрат.
- Газовые, жидкотопливные и электрические котлы без проблем работают при наличии топлива. Пеллетные котлы с автоматической системой подачи могут работать неделю. Твердотопливные котлы необходимо топить и чистить как минимум (а часто и чаще) раз в сутки. Котел длительного горения может работать на закладке еще несколько часов, а более дорогие и современные устройства без проблем работают круглосуточно.
- Майнинг можно использовать как топливо для дизельных котлов; это снизит расходы на отопление в несколько раз. Недостатком такой экономии является дефицит отработанного масла, которое очень сложно приобрести в достаточном количестве и на постоянной основе.
Если магистральный газопровод не подключен к зданию, а связываться с твердотопливными котлами не хочется, стоит обратить внимание на тепловые насосы. Принцип ее работы довольно прост: для работы системы используется электричество, но оно служит лишь инструментом, позволяющим брать тепловую энергию из земли, воды или воздуха.
Электричество в таких устройствах требуется только для работы компрессора. Такие схемы оказываются достаточно выгодными: стоимость отопления наконец-то может на равных конкурировать с экономией при использовании газовых и твердотопливных котлов.
Конечно, за экономию нужно где-то платить – стоимость тепловых насосов очень высока, а установка такого оборудования стоит немалую сумму. Достаточно привести простой пример: для установки геотермального насоса необходимо пробурить скважину глубиной в несколько десятков метров или выкопать колодец, площадь которого будет в три раза больше площади отапливаемое здание.
Решение этой проблемы есть: можно использовать тип теплового насоса, в котором теплоносителем является воздух снаружи дома. Из него извлекается тепловая энергия, которая затем используется для обогрева здания. По сути, такая схема представляет собой работу обычного кондиционера, настроенного на режим обогрева.
Как провести расчет мощности системы отопления в частном доме
Прежде чем организовать отопление частного дома, необходимо рассчитать мощность отопительного оборудования. Упрощенная методика, используемая для регионов с нормальным климатом без значительных перепадов температур и морозов, представляется очень простой: предполагается, что для обогрева 1 м2. На площадь помещения требуется 100 Вт тепловой мощности.
Для получения более точного значения необходимо использовать формулу вида:
- Q=V*Dt*k/860, где
- Q – необходимая мощность,
- V — объем помещения,
- Dt – разница температур на улице и в доме,
- k – коэффициент теплоизоляции здания.
Некоторые значения коэффициента изоляции:
- Для панельного дома со стенами из профлиста этот коэффициент равен 3-4;
- Если дом кирпичный, а остекление осуществляется в один слой, коэффициент теплоизоляции будет варьироваться в пределах 2-2,9;
- Двухкирпичный дом со стеклопакетом имеет коэффициент теплоизоляции 1-1,9;
- При наличии наружного утепления и тройного остекления коэффициент изоляции колеблется от 0,6 до 0,9.
Точный расчет мощности отопительного оборудования с учетом всех нюансов и небольшого запаса позволит приобрести оптимальный прибор для конкретной ситуации. Грамотный выбор источника тепла – очень важный момент, напрямую влияющий на то, как правильно сделать систему отопления.
Как сделать обвязку котла правильно
Следующим элементом системы отопления является котельная труба. Первым делом нужно найти циркуляционный насос с хорошей производительностью. Если вы можете производить напор в 2 метра, то такой прибор вполне подойдет даже для работы в режиме отопления в многоэтажных домах.
Мощность циркуляционного насоса рассчитывается по формуле вида:
- Q = 0,86R/Dt, где
- Q — производительность насоса (измеряется в кубических метрах в час);
- R – мощность котла или отопительного контура, в который будет включен циркуляционный насос;
- Dt – разница температур в подающем и обратном контурах (обычно около 20 градусов).
При выборе предохранительного клапана следует исходить из максимального давления, которое может возникнуть в системе (как правило, это значение составляет 2,5 кгс/см2). Объем расширительного бачка должен составлять 1/10 объема теплоносителя в контуре. Желательно брать бак с небольшим запасом. В стандартных системах отопления на 1 кВт мощности котла приходится около 15 литров теплоносителя.
Как правило, бак начинает работать при давлении 1,5 кгс/см2, т.е при превышении рабочего давления в сбалансированной системе отопления. Для повышения давления нужно использовать кран, соединяющий отопление и подачу холодной воды, или просто накачать воздух в расширительный бачок.
Трубы для отопительной системы
Прежде чем обогреть себя, также необходимо правильно подобрать трубы. Полипропиленовые трубы, армированные тонким слоем алюминия, показали себя лучше.
Ключевые преимущества этого материала выглядят так:
- Бюджетный. Полипропиленовые трубы с фольгой в несколько раз дешевле изделий из нержавеющей стали, не говоря уже о медных трубах, стоимость которых настолько высока, что целесообразность их использования в частном домостроении может быть поставлена под сомнение.
- Простые и надежные соединения. Рассматриваемый тип трубы соединяется необслуживаемой арматурой, прочность которой сравнима с прочностью цельной трубы. Дополнительно эти соединения можно смело ставить на штробы или прямо на линейку.
- Прочность и устойчивость к экстремальным температурам. В автономных системах отопления температура редко превышает 75 градусов, а значение давления почти никогда не достигает 2,5 атмосфер. С такими параметрами полипропиленовые трубы, армированные алюминием, отлично работают на протяжении всего срока службы.
Также стоит отметить, что эти трубы характеризуются относительно небольшим тепловым расширением. Так, обычный полипропилен расширяется на 6,5 мм при нагреве до 50 градусов, но при наличии на трубе слоя алюминиевой фольги расширение снижается до 1,5 мм на метр. Однако это все же много, поэтому при прокладке длинных непрерывных участков трубы для защиты трубы от деформации используют компенсаторы. Эти моменты необходимо учитывать: не зная, как правильно провести отопление в частном доме, создать надежную систему не получится.
Выбор диаметра труб
Еще один важный вопрос, который необходимо решить заранее, – как провести отопление и какими трубами. Подбирать диаметры труб необходимо в зависимости от вида теплопередачи, который планируется на определенном участке отопительного контура. Например, в электропроводке эта величина соответствует мощности котла, патрубки к радиаторам должны пропускать достаточное количество теплоносителя для обогрева радиаторов, а мощность шпилек должна обеспечивать нормальную теплоотдачу всех подключенных к ним обогревателей.
В принципе, если есть возможность увеличить скорость циркуляции теплоносителя (увеличив мощность насоса), диаметр труб можно уменьшить. Но в этот момент важно не переборщить: разгон теплоносителя приводит к повышенному шуму в системе. Стандартное значение скорости составляет около 0,4-0,6 м/с.
При использовании самотечной системы отопления диаметр разводящих труб необходимо увеличить как минимум на одну ступень. Это очень низкое давление, присущее системам с естественной циркуляцией хладагента. Слишком широкие трубы снижают гидравлическое сопротивление контура, что иногда приводит к полной потере производительности системы. Знание таких моментов – это уже большая часть ответов на вопросы о том, как сделать отопление в частном доме эффективным.
Радиаторы
Универсальным и относительно недорогим вариантом отопительных приборов являются алюминиевые секционные батареи. Секция стандартных размеров выдает мощность 200 Вт, при этом стоимость таких изделий позволяет отнести их к разряду недорогих.
Перед сваркой отопления в частном доме нужно рассчитать необходимое количество секций батареи. Метод расчета прост: нужно взять уже существующее значение тепловой мощности, необходимой для обогрева конкретного помещения, и разделить его на теплоотдачу одной секции радиатора, которая всегда указывается производителем.
Также следует учитывать один нюанс: в прилагаемой к батареям документации указана теплоотдача секции при конкретных условиях (разница температур в батарее и в помещении составляет 70 градусов). Следовательно, при остывании хладагента или нагревании воздуха мощность каждой секции будет уменьшаться пропорционально текущей разнице температур.
Обвязка батарей
Прежде чем отапливать дом самостоятельно, следует также подумать о количестве аксессуаров, которые будут использоваться в системе. В том случае, если планируется отключать только радиаторы, достаточно двух шаровых кранов, установленных в патрубках с каждой стороны отопительных приборов. Такие краны достаточно надежны и долговечны, поэтому проблем с ними не возникнет.
Другое дело, если придется настраивать систему. Для регулировки проходимости теплоносителя потребуются радиаторные краны. Конструктивно они представляют собой обычные вентили, в которых установлен металлический вентиль. Для автоматической регулировки проницаемости подводок лучше брать клапаны с термоголовками, регулирующие теплоотдачу батарей при изменении температуры воздуха в помещении.
Разводка отопления
Самая простая и надежная схема разводки отопления – Ленинградка, или однотрубная система разводки. Указанная система конструктивно представляет собой замкнутую цепь, проходящую по всему периметру здания. Радиаторы подключаются к трубопроводу параллельно. Главный недостаток «Ленинграда» — неравномерный нагрев радиаторов, подключенных к контуру.
Гораздо более эффективным вариантом, как правильно установить отопление, особенно в многоэтажных домах, является двухтрубная система отопления. Такая система имеет две разновидности, одна из которых называется тупиковой. Эту схему необходимо уравновесить, то есть ограничить проходимость в радиаторах, расположенных возле котла; в противном случае обогрев далеко расположенных обогревателей будет недостаточным.
В ступенчатой схеме имеется несколько параллельных цепей одинаковой длины. Балансировать сопутствующую проводку не нужно, так как в ней теплоотдача всех батарей изначально практически на одном уровне. Если нет препятствий, препятствующих созданию обходного контура, то это следует сделать; в остальном вполне подойдет тупиковая двухтрубная разводка. В любом случае, чтобы точно знать, как правильно разместить отопление в доме, нужно заранее продумать все известные нюансы.
Монтаж отопительной системы своими руками
Прежде чем варить с отоплением в частном доме, необходимо запастись следующими инструментами для сварки полипропиленовых труб:
- Шейвер, позволяющий снять арматуру с места сварки и скосить трубу;
- Труборез;
- Сварочный аппарат для полипропиленовых труб с комплектом насадок необходимого диаметра.
Технология соединения труб следующая:
- Сначала нужно надеть бритву на трубу и несколько раз повернуть ее, чтобы снять слой алюминия. Если этого не сделать, металл будет постепенно повреждаться при контакте с жидкостью, что негативно скажется на всей системе отопления.
- Сопло паяльника нагревается до нужной температуры, после чего в гнездо вставляется трубка, а с противоположной стороны от сопла надевается штуцер.
- Когда детали немного расплавятся, их нужно с небольшим усилием соединить и подержать в таком положении несколько секунд. После того, как пластик затвердеет, можно приступать к сварке следующей секции.
Группа безопасности устанавливается возле выходной трубы котла. Место установки определяется тем, что именно в этом сегменте системы повышается давление при неисправности системы. Расширительный бак можно монтировать где угодно, но есть нюанс: при установке бака перед насосом расстояние между ними должно быть более двух диаметров наполнения, а если бак ставится за насосом, то расстояние увеличивается до десять диаметров заполнения. Несоблюдение этого правила приводит к преждевременному выходу мембраны из строя, и сразу определить проблему вряд ли получится, поэтому придется подумать и о том, как проверить отопление в частном доме.
Иногда возникает вопрос, можно ли самотечную систему перевести на отопление с принудительной циркуляцией. Ответ на этот вопрос положительный – при необходимости насос устанавливается на любой контур, что позволяет полностью переделать отопление в частном доме.
Однако отопление в частном доме не зависит от типа выбранной системы:
- Диаметры и конфигурация разводки подобраны так, чтобы система могла работать с естественной циркуляцией;
- Параллельно разводке перед котлом разрезают два штуцера, к которым подключается циркуляционный насос;
- Соединения отделены друг от друга шаровым обратным клапаном.
При работе насоса клапан закрывается и полностью перекрывает проход в байпасе, что обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя. При отключении насоса отопление автоматически переходит на естественную циркуляцию: клапан открывается, а теплоноситель продолжает движение. Конечно, обратный клапан можно заменить вентилем или шаровым краном, но в этом случае придется вручную менять режим работы системы.
Заключение
Эта статья дает беглое представление о том, как установить отопление в частном доме своими руками. Каждый элемент дизайна можно рассмотреть более подробно, поэтому, если есть такая необходимость, можно поискать соответствующую статью для более глубокого понимания той или иной темы. В целом можно отметить, что система отопления достаточно проста по конструкции, и при должном внимании ее вполне можно собрать своими руками.
