Время чтения ≈ 19 минут

Для тех, кто живет за городом либо просто в небольшом городке или посёлке, вполне полезно будет знать, как самому правильно сделать отопление в частном доме. Здесь очень важен подход как с финансовой, так и с практической точки зрения, то есть, хватит ли у меня денег на осуществление проекта и нужен ли мне тот или иной метод обогрева, чтобы обеспечить тепло во всех жилых комнатах здания. Безусловно, это вопросы личного характера, а мы сейчас разберём основные направления, которые используются в частном секторе, причём довольно успешно.

Три основных системы для отопления частного дома

Монтаж радиаторного отопления в частном доме

Есть много способов отопления домов в частном секторе, но в последнее время самыми востребованными можно назвать три из них, это:

1. Радиаторное отопление.
2. Система водяного тёплого пола.
3. Совмещение радиаторного отопления и системы водяного тёплого пола.

Может быть, кто-то скажет, что самым популярным на данный момент является печное отопление. Возможно. Тем не менее, речь всё равно пойдёт про автономное водяное отопление и способы его монтажа. Но перед этим нужно немного уделить внимания элементам отопительных систем, из которых делается сборка контура при любом варианте.

Приборы и элементы, используемые для отопления

Алюминиевые радиаторы разных размеров

Из радиаторов на сегодняшний день, если не говорить об их конфигурации, используются три типа, которые отличаются по металлу и это:

• чугун;
• сталь;
• алюминий;
• биметалл.

Коли уж речь идёт о частном секторе, то отопление может быть только автономным и только 0,1% частных домов подключены к централизованным котельным. Это те дома, которые когда-то строились предприятиями для своих рабочих, но со временем были выкуплены, а централизованное отопление в некоторых местах всё-таки осталось, хотя далеко не у всех.

• Значит, чугунные радиаторы отпадают сразу, так как они слишком долго нагреваются и требуют большого количества воды, что совсем не подходит для автономии — слишком много расходов.
• Стальные батареи, как секционные, так и панельные (неразборные) для частного дома подходят отлично – они имеют хорошую теплоотдачу и приятный внешний вид, но они начинают ржаветь и быстрее всех выходят из строя.
• Алюминиевые радиаторы предназначены исключительно для автономного отопления и этому есть две причины: во-первых, они не выдержат очень высокого давления и, во-вторых, в теплоноситель нужно домешивать специальные добавки, что невозможно при централизованной подаче воды.
• , это идеальный вариант, как для частного сектора, так и для многоэтажных домов. Они выдерживают самое высокое возможное давление, но в данном случае нас это не интересует, зато у них превосходная теплоотдача, а эксплуатационный ресурс почти приравнивается к чугуну, то есть, если у чугуна это 30-35 лет, то у биметалла это 25-30 лет.

Слои трубы из сшитого полиэтилена

Для системы тёплого пола даже не по инструкции, а по умолчанию должна использоваться труба из сшитого полиэтилена высокого качества.(PEX). Проблема здесь в том, что, во-первых, это дорогой материал, хотя и хороший и, во-вторых, при заливке второго слоя стяжки, который делается поверх системы тёплого пола, трубы нужно заполнять водой, чтобы их не расплющить раствором (это доставляет определённые неудобства). А вот практика показала, что для этой цели превосходно подходит более дешёвый металлопласт, только он обязательно должен быть бесшовным – это обеспечивает его прочность. Из собственного опыта могу сказать, что системы тёплых полов из металлопласта, уложенные 10-15 лет назад лично мной, до сих пор успешно функционируют.

Настройка двухконтурного конвекционного газового котла

Если говорить о котлах для водяного отопления, то они могут быть:

• газовыми;
• электрическими;
• дизельными;
• твердотопливными.

Как бы там ни было, но газовые агрегаты, безусловно, лучше всех и на это есть несколько причин. Во-первых, двухконтурные модели обеспечивают для дома горячее водоснабжение без установки бойлера косвенного нагрева, во-вторых, такие агрегаты могут быть не только конвекционными, но и конденсационными (низкотемпературными), энергозависимыми и энергонезависимыми, а также у современных моделей обязательно есть встроенный циркуляционный насос. Ещё газовые котлы любого типа снабжены встроенными группами различной аппаратуры: для автоматической регулировки температурных режимов и группой безопасности.

К сожалению, не в каждой местности есть возможность подключения к газовой магистрали и тогда чаще всего используют электрические котлы разного типа, но в 99% случаев, это ТЭНовые варианты, хотя некоторые предпочитают электродные или индукционные модели. Но и здесь не всё так гладко – в отдалении от города из-за старых трансформаторов порой не хватает напряжения для обеспечения нормальной работы электроагрегата и вот тогда приобретают дизельные или твердотопливные котлы. Конечно, это личное дело каждого, но дровяной котёл выигрывает перед дизельным по нескольким причинам. Во-первых, соляр дороже дров, во-вторых, для дров не нужны форсунки, без которых не обойтись дизелю и, в-третьих, твердотопливные котлы гораздо чище в эксплуатации (нет копоти и неприятного запаха).

Преимущества и недостатки водяного отопления

Комплексная система водяного отопления в частном секторе

Для начала, как всегда, о положительных качествах водяных систем отопления:

• Прежде всего отпадает необходимость ежедневной чистки и растопки печи.
• Микроклимат можно регулировать в каждой комнате в индивидуальном порядке.
• Можно уехать из дому даже на месяц, оставив котёл во включенном положении – он будет работать в заданном режиме.
• Эстетика монтажа, как радиаторного, так и напольного контура.
• Не придется заботится об ежегодной заготовке топлива на зиму.

Конечно, у этого способа есть и отрицательные стороны:

• Высокая стоимость оборудования (котёл, радиаторы, трубы).
• В радиаторном контуре в некоторых случаях возможны протечки воды.
• Если не использовать зимой систему отопления, то есть опасность разморозки.

Как видите, достоинств у водяного отопления гораздо больше, нежели недостатков и это неудивительно – всё-таки, такие конструкции, это дитя научно-технического прогресса. К тому же, такой вид теплоносителя на сегодняшний день является самым дешёвым, а следовательно – самым выгодным. Если подсчитать все затраты в целом, то стоимость печного отопления с учётом затрачиваемого на это времени, по своей цене получится не намного ниже.

Радиаторное отопление

О радиаторной системе отопления можно, конечно, говорить в общем смысле, мол, это конвекционный обогрев от приборов распределённых по дому и тому подобное, но это ничего не значащая информация, так как об этом знают все. Здесь важно выделить другие факторы, такие, как количество труб для теплоносителя их расположение и способ подключения к ним отопительных приборов.

Отличия однотрубных радиаторных контуров

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией

Много людей в частных домах, особенно небольшого размера, отдают предпочтение «однотрубкам» и это вполне логично – монтаж обходится несколько дешевле, нежели для двухтрубной разводки. Хотя дешевле он получается разве что для маленьких домов – для большого здания это уже спорный вопрос. Суть движения теплоносителя здесь заключается в следующем – он последовательно движется по всем радиаторам, а достигнув последнего, возвращается в котёл. Кроме того, такие системы, по сравнению с двухтрубными, легче монтировать, но это только одна сторона медали.

Дело в том, что вода, проходя через каждую батарею, становится холоднее и холоднее и нередко самый последний прибор почти не греет – исправить такую ситуацию почти невозможно. Чем больше точек, тем больше остывание воды, хотя это несколько компенсирует циркуляционный насос, который не позволяет теплоносителю остывать так быстро. По этой причине участки стараются делать, как можно короче, во всяком случае, максимум, 30 м, а этого не всегда достаточно даже для среднего дома. Но, как бы там ни было, такие системы «имеют место быть».

Горизонтальное подключение

Горизонтальное подключение a) нижнее; b) диагональное

Горизонтальная схема отопления в частном доме очень удобна для одноэтажных строений, но здесь, по сути, есть три пути для разводки радиаторов. Два самых популярных показаны на изображении вверху, то есть, труба прокладывается у пола, а радиаторы подключаются к ней при помощи отводов. Это наиболее эффективный способ сбережения энергии теплоносителя для горизонтального подключения, то есть, при таком способе вода остывает меньше и последняя точка ещё горячая, хотя, конечно, не такая, как две или три первых.

Кроме того, обратите внимание на диагональное подключение, оно зависит от направления движения воды, то есть, сначала верх, потом низ – так отопительные приборы прогреваются лучше всего, так как секции заполняются равномерно. То есть, при достаточном напоре теплоноситель не опускается сразу по первой секции книзу, а распределяется дальше – от вертикальной трубы прибора вниз по рёбрам. При нижнем подключении зачастую верхняя часть радиатора более холодная, так как движение воды в основном происходит по нижней трубе прибора, лишь незначительно затрагивая верхнюю зону рёбер.

Принцип этой системы «из радиатора в радиатор»

Так же для горизонтальной разводки иногда практикуют принцип «из радиатора в радиатор». Это когда теплоноситель, пройдя через один радиатор, сразу попадает в следующий, то есть, такая цепь не предусматривает отдельно идущей трубы, но сама по себе является магистралью. Если снять одну батарею, вся система становится недееспособной, так как это прерывает поток. Конечно, спора нет, это самый экономный из всех возможных вариантов, ведь это потребует минимального количества труб для соединения точек между собой. Только вот теплопотери для отдалённых точек здесь очень сильны и мне самому приходилось сталкиваться с тем, что хозяева просили переделать такую схему.

Вертикальная разводка

Вертикальная разводка радиаторов в системе отопления необходима для нескольких этажей

Такой вариант разводки, как на схеме вверху используется в многоэтажных домах и яркий тому пример – «сталинки», «хрущёвки» и «брежневки». Этот принцип взяли себе на вооружение владельцы двухэтажных частных домов и надо сказать, что он работает, хотя бы потому что никто не поворачивает поток воды вместо трубы через собственную батарею. Подключение в данном случае очень похоже на горизонтальное, но без диагоналей, то есть, оно либо нижнее, либо боковое. Это, конечно, большой недостаток и чаще всего приходится устанавливать дополнительный циркуляционный насос.

Такая дополнительная тяга особенно актуальна тогда, когда дом делится на два крыла – со стороны котла обогрев получается нормальным, а вот в крыле рядом оказываются холодными. Но здесь нужно быть аккуратным – если мощность установленного в соседнем крыле циркуляционного насоса превысит мощность насоса, интегрированного в котёл, то всё будет с точностью до наоборот. Это означает, что отток теплоносителя придётся на соседнее крыло, а то крыло, в котором установлен котёл, окажется холодным. Кроме того, при наличии большого количества радиаторов на них устанавливают балансировочные клапаны, которые позволяют равномерно распределять подачу по всем точкам. Всё это издержки «однотрубок», но, повторюсь, люди ними пользуются и вполне успешно.

Система «ленинградка»

Система разводки «ленинградка»

Во-первых, «ленинградка», это не ноу-хау, а обычная однотрубная система горизонтального типа, но без циркуляционного насоса, а с уклоном трубы, за счёт которого происходит циркуляция. Во-вторых, такая разводка не допускает более трёх радиаторов и подходит разве что для маленьких домов, например, комната-спальня-кухня, так что даже на ванну не останется. Если на обратке появляется циркуляционный насос, то не заблуждайтесь — это уже не является «ленинградкой», но самой обычной однотрубной системой с принудительной подачей теплоносителя.

Однотрубная разводка. А так ли это дёшево, как кажется?

Двухтрубная система отопления

Нужно разобраться, как самому сделать отопление в частном доме и при этом правильно, то есть, без ошибок при монтаже. Если объединить все способы такой разводки воедино, то можно сказать, что это две трубы, где по одной подаётся горячая вода, а по другой остывшая жидкость стекает в котёл для дальнейшего подогрева. Между этими двумя контурами врезаются радиаторы, теплоноситель, пройдя через каждый из них, сразу сбрасывается в обратку. По сути, количество отопительных приборов здесь не ограничено и до тех пор, пока в трубе из-за расстояния не остынет жидкость, все радиаторы при определённых условиях будут иметь равные шансы на температурный режим.

Такие системы могут быть, как с естественной, так и с принудительной циркуляцией и иметь три вида подключения приборов:

1. Верхнее подключение.
2. Нижнее подключение.
3. Коллекторное (лучевое) подключение.

Системы с верхней разводкой

Системы с верхней разводкой больше подходят для естественной циркуляции

Нумерация на изображении:

1. Котёл отопления.
2. Основной стояк.
3. Разводка подачи теплоносителя.
4. Стояки подачи.
5. Стояки обратки.
6. Основная обратка.
7. Расширительный бак.

На верхнем изображении вы видите монтаж отопления с верхней разводкой – такая конструкция визуально знакома, пожалуй, каждому взрослому человеку и вряд ли кто в восторге от проходящей у потолка или непосредственно над батареями трубы. Но это вынужденный, зато необычайно действенный вариант для естественной циркуляции теплоносителя, который практиковался в те времена, когда даже не помышляли о циркуляционных насосах. Практикуют этот метод для твердотопливных котлов и в наше время, ведь не всегда есть возможность установки насоса для принудительной подачи.

Суть такого способа заключается в следующем: вода нагревается в котле №1 и, естественно, следуя законам физики, расширяется, следовательно, поднимается по основному стояку №2. По наклонному лежаку №3 теплоноситель следует дальше. Уклон составляет 0,01%, то есть, это 10 мм на погонный метр. Из лежака горячая вода попадает в стояки №4, куда врезаны радиаторы, а пройдя через радиатор теплоноситель сбрасывается сначала в стояк обратки №5 (это для нескольких этажей), а затем попадает в основную обратку №6. Это завершение цикла – по лежачей обратке, где такой же уклон (10 мм на погонный метр) вода опять направляется в котёл для подогрева и начала нового цикла. В случае перегрева, что зачастую случается в нерегулируемых котлах, теплоноситель поднимается в расширительный бак, не нанося никакого вреда системе.

Такая разводка очень удобна, радиаторы на ней имеют диагональное подключение, следовательно, прогреваются полностью, без «глухих» зон. Система с естественной циркуляции подходит для эксплуатации в частном секторе, но не только для одного этажа – нею можно оборудовать до трёх этажей, но тогда котёл придётся поднимать на 2-ой или на 3-ий этаж. В данном случае высота расположения отопителя понижает потребность в нагнетании высокого давления, следовательно, чем выше котёл, тем большую площадь можно обогреть.

Системы с нижней разводкой

Нижняя разводка для принудительной циркуляции теплоносителя

В данном случае принцип подачи и сброса теплоносителя остаётся таким же, как и при естественной циркуляции, но наличие насоса (интегрированного в котёл или дополнительного) позволяет монтировать контур подачи внизу. Это даёт возможность использовать закрытые трубы – их заливают стяжкой, прячут под гипсокартоном или утапливают в штробах под штукатуркой. Чаще всего в таких случаях используют нижнее подключение радиаторов, чтобы минимализировать видимость труб, но это не принципиально – подключение также может быть и боковым, и диагональным, в зависимости от потребности.

Но если радиаторов много, теплопотерь не избежать в любом случае, так как придётся удлинять контур. То есть, если первые точки на отрезке десятка метров будут нагреваться на 100% или чуть меньше, то по ходу трубы нагрев всё равно будет падать из-за расстояния. В некоторой степени эти потери компенсируются большим диаметром подачи, например, если отводы у делают PPR Ø 20 мм, то сам контур PPR 25 мм или даже PPR 32 мм. Но такая мера лишь частична и не может равномерно распределить тепло по всем точкам. Поэтому на первые радиаторы устанавливают балансировочные клапаны – это по сути, запорная арматура, только более точная, регулирующая поток теплоносителя.

Огромным плюсом в данном случае является то, что контуру не нужен уклон – он обычно монтируется по горизонтальной линии, а порой даже с контруклоном. Ещё один очень важный момент: если предусматривается врезка дополнительного циркуляционного насоса, то его устанавливают только на обратку – наиболее эффективно он работает на всасывание, а не на толчок. Расширительный бак в таких системах тоже устанавливают, но мембранного типа – он служит в качестве вспомогательного устройства для интегрированного циркуляционного насоса, создавая давление. На случай перегрева на котле есть группа безопасности с подрывным клапаном.

Системы с коллекторной (лучевой разводкой) разводкой

Коллекторная разводка радиаторов в частном жилом доме

Как бы ни была хороша двухтрубная система отопления, тем не менее, теплопотери будут даже с циркуляционным насосом – в основном это зависит от длины контура и чем он продолжительнее, тем больше потерь несут крайние радиаторы. Конечно, выходом из положения в основном являются балансировочные клапаны, но настроить их не так то и просто, особенно человеку, никогда не работавшему с отоплением – затрачивается слишком много времени на регулировку.

Поэтому в большом доме, где много приборов отопления иногда применяют метод коллекторной или лучевой разводки радиаторов. Это вовсе не означает, что от коллектора каждая батарея подключается отдельно – один канал гребёнки обычно работает на группу отопительных приборов. В таких случаях потери минимальны, хотя порой тоже приходится использовать балансировочные клапаны. Основным минусом такой разводки можно назвать большое количество труб и это не только финансовая, но и техническая проблема – чем больше труб, тем сложнее их укладывать, так как все нужно замаскировать.

Есть ещё один вариант разводки, очень похожий на нижнюю по технологии, но отличающийся порядком подключения. Вы сможете посмотреть его на ролике, который находится ниже. Это схема Тихельмана. Я сознательно опустил её описание, так как на видео это гораздо понятнее.

Три схемы разводки радиаторов

Тёплый пол

Система тёплых полов, это в основном привилегия частного сектора, так как для неё нужно исключительно автономное отопление. Конечно, есть считанные случаи отказа жителей многоэтажных домов от услуг централизованной котельной, но волокита, которая стоит за всем этим никак не способствует энтузиазму.

Укладка трубы одинарной (слева) и двойной (справа) змейкой

Для начала рассмотрим способы укладки отопительного контура тёплого пола и вверху вы видите одинарную (слева) и двойную (справа) змейку. По рисунку сразу становится понятно, что первый способ плох, так как прогрев полов будет неравномерным, а это попросту неприятно для ног, хотя комната может прогреваться и в полной мере. Двойная укладка равномерно распределяет тепло по всей площади пола.

Укладка трубы спиралью

Конечно, в большинстве случаев, это не квадратная, а круглая фигура, но принцип укладки от этого не меняется – сначала, по направлению к центру, укладывают подачу, а потом возвращаются в исходную точку к коллектору. Это самый эффективный метод для монтажа системы тёплого пола и его используют примерно в 80% случаев. Змейка чаще всего нужна в труднодоступных местах: под лестницей, за барной стойкой и так далее.

Способы крепления: на кронштейнах (слева), на хомутах (справа)

Чтобы зафиксировать как полиэтиленовую, так и металлопластовую трубу, чтобы она не сдвигалась с места, используют крепления в виде кронштейнов или хомутов, но при этом придерживаются шага 200 мм с любой конфигурацией укладки. Под контур обязательно подкладывают фольгу (чаще всего это 2-хмиллиметровый пенофол), а при необходимости нижнюю стяжку утепляют).

Разводка системы тёплого пола от коллекторов

Труба, которая заливается стяжкой (полиэтиленовая или пенопластовая) никогда не подключается к котлу напрямую, даже если она в единственном числе, но только через коллектор (в обиходе – гребёнка). Это позволяет в каждую комнату завести отдельный контур, хотя бывают ситуации, когда на полу одного помещения укладывают сразу две трубы – эта мера необходима при большой площади. К коллектору от котла подходит подача и от него же к отопителю уходит обратка. Есть гребёнки с запорной арматурой, есть без неё, но в любом случае возможна регулировка температуры – либо краном, либо термодатчиком.

При необходимости, чтобы не было путаницы в трубах, устанавливают несколько ящиков с коллекторами в разных комнатах – это очень удобно в смысле регулировки температуры при эксплуатации. Такие вместилища, конечно, лучше всего утапливать в стене, но также допускается наружная установка – в технологическом отношении место не имеет никакого значения, это уже попросту вопрос эстетики. В качестве обсады для такой ниши сантехники зачастую используют металлические ящики для встраиваемых электрощитов – они очень удобны и надёжны в эксплуатации, причём не нуждаются в покраске. Если в доме нет радиаторного отопления и предусматривается установка газового котла, то лучше отдать предпочтение конденсационному агрегату – он дороже конвекционного, но стоимость с лихвой окупится при эксплуатации.

Комбинированное отопление

Схема комбинированного отопления – радиаторы и тёплый пол

Современные жилые дома в частном секторе, у которых два, а иногда и три этажа оборурудуют комбинированным отоплением, где радиаторы работают от одного котла вместе с системой тёплого пола. Этот вариант очень удобен в эксплуатации, то есть, тёплые полы сами по себе выгодней и удобней, нежели радиаторы, но их можно укладывать не в любом помещении. Но, как бы там ни было, этот выбор личное дело каждого и причины в данном случае не имеют значения – здесь самое важное, баланс между разной температурой в контурах.

Если в радиаторном контуре нужна минимальная температура теплоносителя 60-80°C, то в таком случае в системе тёплого пола это будет 30-50°C соответственно и всё это нужно сделать при помощи одного котла из одной подачи. Для этого перед контуром тёплого пола врезают трёхходовой клапан и байпас (см. схему верху). Клапан выставляют на нужную температуру, например, на 40°C. Вода из подачи поступает в трубу на пол до тех пор, пока не превысит эту метку. Когда это происходит, клапан переключается и сбрасывает горячую воду через байпас в обратку. Как только температура пола опустится на 1-2°C, клапан опять переключается и подаёт теплоноситель в напольный контур.

Заключение

Вы сами видите, что если детально разобраться, как самому сделать отопление в частном доме, то вопрос становится не таким уж сложным – главное правильно понять технологию. Безусловно, для этого вам придётся перечитать статью не один раз, а вот тогда уже встанет вопрос техники, но это, как говорится, дело наживное.

Без грамотно обустроенного отопления о комфортном проживании в частном доме не может быть и речи. Поэтому, если дом планируется использовать для круглогодичного проживания, вопросу обустройства обогрева нужно уделить отдельное внимание. Рассматриваемая работа может быть выполнена в соответствии с несколькими различными способами. Отличия между ними заключаются только в виде используемого энергоносителя и некоторых элементах конструкции. Самый популярный и выгодный вариант для частного дома – это газовое индивидуальное отопление.

Существующие системы можно классифицировать в соответствии с типом энергоносителя, за счет которого и осуществляется обогрев помещений. Чаще всего используются электрические, паровые и водяные системы, реже – воздушные и системы открытого огня. Последний вариант – это классические камины, традиционные русские печи и прочие подобные агрегаты.

Однако рассматривать эту разновидность отопительных систем в качестве основного и полноценного источника обогрева нельзя – открытое пламя неспособно обеспечить равномерный обогрев.

При выборе подходящей отопительной системы нужно учитывать особенности конкретного случая. Каждая разновидность обогрева имеет свои слабые и сильные стороны. К примеру, у однотрубных систем более низкая эффективность, если сравнивать их с двухтрубными аналогами.

Процесс обустройства частной отопительной систем делится на два больших этапа. Сначала нужно выполнить все необходимые расчеты, а затем установить соответствующее оборудование.

Расчетам нужно уделить отдельное внимание. Важно определить оптимальные характеристики котла, нужное число радиаторов и требуемый объем материалов.

При расчете котла традиционно принимают за истину утверждение, в соответствии с которым для обогрева площади в 10 м2 достаточно 1 кВт мощности. Однако это приблизительный расчет, который далеко не во всех ситуациях оказывается правильным. Лучше использовать простую формулу, в соответствии с которой для определения нужной мощности надо умножить значение коэффициента теплопотерь здания на объем обогреваемого пространства и на самую большую температурную разность внутри строения и за его пределами.

Для определения подходящего коэффициента теплопотерь нужно знать, из какого материала возведен дом. Так, если основным строительным материалом являются доски, для расчетов используется коэффициент в промежутке 3..4. Для кирпичных домов (1 слой) этот коэффициент будет находиться в промежутке 2-3, в случае с «двухслойным» кирпичом – 1-2, а для качественно теплоизолированн ого здания – 0,6-1.

Эти показатели тоже не нужно принимать за абсолютно верные. Они могут меняться в зависимости от качества теплоизоляции строения.

К примеру, если основным строительным материалом является полубрус, но при этом выполнена качественная внутренняя и наружная теплоизоляция, здание можно считать отлично утепленным.

Объем находится по элементарной школьной формуле: длина помещения умножается на его высоту и на ширину. Достаточно попросту просуммировать объемы всех обогреваемых помещений.

В результате остается лишь разобраться с таким параметром как разность температур. Для этого определите самый высокий показатель для своего дома (к примеру, он будет составлять 25 градусов), и уточните в справочной информации самую низкую зимнюю температуру для своего региона (для примера используется значение равное -35 градусам). Отнимите от первого значения второе, и вы получите цифру в 60 градусов.

Дальнейший расчет не будет представлять никакой сложности. Для примера объем обогреваемого помещения составляет 100 м3, а значение коэффициента равняется 1,5. В данном случае, после перемножения цифр в соответствии с формулой, получится, что котел должен иметь мощность в 9000 Вт, т.е. 9 кВт.

Это не на 100% верный расчет. Профессионалы учитывают множество других факторов, однако при самостоятельном обустройстве отопления частного дома можно обойтись приведенными формулами.

По усредненным значениям для обогрева 1 м2 площади помещения необходимо порядка 90-100 Вт мощности отопительного котла.

В большинстве случаев 1 элемент батареи отопления отдает около 150 Вт тепловой мощности.

Зная эти значения, вы без проблем определите, сколько элементов нужно для обогрева конкретно взятой комнаты.

Для получения более точных результатов можно использовать формулу, в соответствии с которой сначала площадь обогреваемой комнаты делится на количество тепла, отдаваемого одним элементом батареи, а затем полученное значение умножается на 100.

Настоятельно рекомендуется выполнить грамотный расчет материалов, использующихся для обустройства частной отопительной системы. Потратив на это немного времени, вы сможете сэкономить ощутимые денежные суммы, избежав покупки ненужного материала.

Помните, что ко всем полученным значениям нужно добавлять некоторый запас, обычно это 10-15%.

Непосредственно расчет не представляет собой никакой сложности. Для его проведения вам нужно предварительно подготовить схему будущей системы обогрева. На ней отметьте места размещения главных узлов, а затем по схеме высчитайте количество арматуры, труб и прочих элементов, использующихся при обустройстве системы обогрева.

Порядок монтажа индивидуальной отопительной системы

Работа по самостоятельному обустройству индивидуального обогрева требует наличия ряда различных приспособлений. Подготовьте их заранее, чтобы не отвлекаться на поиски недостающих материалов в будущем.

Набор для подключения отопительной системы

1. Накидные ключи.

2. Мощная электродрель или перфоратор.

3. Электрический шуруповерт.

4. Молоток.

5. Трубы и фитинги.

6. Запорные краны.

7. Хомуты и шурупы для их крепления.

8. Крюки для монтажа радиаторов и анкерные болты для фиксации этих крюков.

9. Специальные крепежные элементы. Нужны в тех случаях, когда планируется установка батарей из алюминия или стали.

10. Регуляторы и разного рода датчики. Устанавливаются при необходимости.

11. Группа безопасности отопительного котла.

12. Емкость, способная выполнять функции расширительного бака, если в ее установке есть необходимость.

В случае если основой отопительной системы станет газовый котел, помните, что выполнять установку и подключение таких агрегатов самостоятельно запрещается.

Для этого нужно обратиться в газовую службу и дождаться, пока уполномоченные специалисты выполнят необходимые монтажные работы. Вы же будете заниматься прокладкой труб и монтажом радиаторов.

Индивидуальное отопление может прокладываться в соответствии с разнообразными схемами. При выборе конкретного варианта нужно ориентироваться на особенности котла. Современные агрегаты комплектуются довольно широким набором различных компонентов, на которые обязательно нужно обращать внимание при выполнении работы.

Установкой газового котла, как уже отмечалось, должны заниматься профессионалы из соответствующей службы.

После завершения установки основного отопительного агрегата выполняется монтаж батарей. Традиционно они размещаются под оконными проемами.

Для крепления батарей к стене используются специальные крюки. Современные крепежи представляют собой пластину с двумя крючками. Такой вариант очень удобен в использовании. Для фиксации пластины предназначены анкерные болты.

Батареи обязательно оснащаются кранами Маевского, при помощи которых будет осуществляться удаление лишнего воздуха из системы. При наличии автоматического развоздушивателя в установке упомянутых кранов нет необходимости.

Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.

Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.

Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства : технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.

Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.

Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.

Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!

Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.

Начальные положения

Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.

Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.

Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину , а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.

Поконкретнее – в DIN заложена глухая , из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.

Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.

Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.

О двух котлах

На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?

Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.

Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.

О чем нужно помнить!

Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию . Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.

Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.

Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.

Чем греться?

Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.

Воздух

Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.

Первый случай – . Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.

Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.

Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.

Пар

Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен , а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.

Вода и антифриз

На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление : теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.

Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.

СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях , скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.

Чем топить?

Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе . По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.

Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.

Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.

Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.

Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:

P = (ξp)/η (1),

где η – паспортный КПД котла;

ξ – сезонный коэффициент использования мощности котла.

Для Москвы ξ = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.

Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:

e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),

и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:

M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),

ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.

Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.

Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.

Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.

Отопление в доме

Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:

• Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
• Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
• Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
• При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
• Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
• Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
• Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
• Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.

После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.

Зоны комфортности

Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:

1. Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся , (особенно – ), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, и т.п.
2. Спальная зона – кроме , это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
3. Жилая зона – , столовая, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
4. Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
5. Зона временного пользования, или проходная зона – , лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
6. Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.

Планировка

Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:

• На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
• Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
• Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
• Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
• Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
• Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.

Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.

Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.

Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.

Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.

Расчет теплопотерь

Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:

1. Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
2. Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
3. Средняя температура за зиму, сведения – там же.
4. Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.

Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.

При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.

Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.

Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.

Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ΔT берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:

• Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ξ.
• Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
• Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.

С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.

В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.

Ставим батареи

Какие?

В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:

1. Стальные тонкостенные – самые дешевые.
2. Алюминиевые.
3. Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
4. Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.

Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.

Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.

В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.

Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.

Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.

Расчет радиаторов

Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».

Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.

Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.

Где ставить?

Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.

Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.

Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.

Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.

Об экранировании батарей

В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив , см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.

Выбираем систему

Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.

Открытая или закрытая?

Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:

1. Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
2. Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
3. При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
4. Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.

Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:

Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:

• Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
• Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
• 2 – системный манометр.
• 4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
• 7 – радиаторы отопления.
• 15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
• 8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
• 9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
• 11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
• 14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.

Как раздать тепло?

Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.

О лениградке

В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.

Схема СО “Лениградка”

Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.

Видео: система отопления “Ленинградка”

• Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
• Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
• Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.

Одна труба

Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.

Однако распространена мало из-за следующих недостатков:

• Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
• Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
• Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
• Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
• Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.

Две трубы

Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.

Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.

Комби

Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.

Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:

• Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
• Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
• Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.

Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.

Разводка

Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.

О трубах

Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно . Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.

Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.

Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».

Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.

Об уклонах

Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.

Расчет котла

Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:

• Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
• Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
• Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
• Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
• Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
• Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.

Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.

Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.

Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!

Электроотопление

Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.

ВИН

ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.

Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.

Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.

ИК-картины

Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.

Инфракрасные нагреватели – картины

ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.

Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.

Альтернативная энергия

В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно : инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.

(ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.

Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%

Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.

Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.

Напоследок о печах

Печное отопление , безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.

Автономное отопление индивидуального дома – его неотъемлемая часть. Зачастую для этих целей используется традиционный вид обогрева – печное отопление, хотя оно требует порой затрачивать достаточно много усилий. И хотя водяное отопление является более удобным, и для нормальной его работы не требуется огромных затрат, во многих случаях проблема, как сделать отопление в доме менее обременительным и более эффективным, обусловлена слабой информированностью об особенностях создания водяного отопления.

С чего начать?

Как обычно, с начала, или как говорили раньше, – от печки. В данном случае, рассматривая задачу, как сделать отопление в домах постоянного проживания, под печкой следует понимать отопительный котел. Но сам по себе выбор котла не является самоцелью, он должен быть обоснован проектом и учитывать особенности дома и местности, в которой он находится.

Вот самый простой пример расчета, который позволит понять, как правильно сделать отопление дома и составить проект.

Общепринятая практика, что на десять кв.м. площади надо один киловатт отопительной мощности. Если площадь дома составляет 100 м 2 , то отопительный котел надо иметь мощностью десять киловатт.

Однако правильный монтаж отопления в доме должен учитывать и возможные потери тепла, источниками которых будут, например, окна и место, где находится дом. Для учета этого используются поправочные коэффициенты:

• от 0,9 до 0,7 – в южных районах.
• от 1,5 до 1,2 – для Подмосковья;
• от 2,0 до 1,5 – для районов Севера;

Кроме того, если выполняя устройство отопления в доме, планируется, что горячая вода дополнительно будет использоваться на хозяйственные нужды, мощность котла необходимо увеличить как минимум на двадцать пять процентов.

Другим обязательным условием, которое надо выполнить – будет применение котла, ориентированного на местные топливные ресурсы. Это может быть солярка, твердое топливо (торф, газ, дрова, уголь и т.д.) или газ.

Конечно, это не все требования, которые надо учитывать при выборе котла, но они, во всяком случае, позволяют приблизительно определить исходные параметры самой системы отопления.

Полный расчет предусматривает необходимость учесть ряд дополнительных факторов и должен быть выполнен по специальной методике или квалифицированными специалистами.

О самой системе отопления

Использование горячей воды для обогрева и монтаж системы отопления дома могут быть выполнены различными способами и с ними необходимо хотя бы ознакомиться, для понимания как это будет осуществляться.

Про циркуляцию теплоносителя

Определяя, как проводить отопление дома, необходимо учесть, что циркуляция теплоносителя, которым обычно бывает горячая вода, может происходить естественным или принудительным способами.

1. Естественная циркуляция. Она основана на том, что холодная вода опускается, а нагретая поднимается. Поэтому для нее не нужны дополнительные устройства, обеспечивающие перемещение теплоносителя, и такое отопление является полностью автономным и не зависит от наличия других ресурсов, таких как электроэнергия. Но монтаж отопления в доме с естественной циркуляцией требует обязательного выполнения некоторых требований:

• подводящая труба должна быть большего сечения, чем обратка;
• емкость с горячим теплоносителем необходимо располагать выше других элементов системы;
• трубы, по которым осуществляется подвод и отвод воды к батареям, должны выполняться с уклоном, обеспечивающим поступление теплоносителя самотеком;
• котел должен располагаться ниже других элементов системы.

Кроме того, если монтаж отопления в доме выполнен с расчетом на естественную циркуляцию теплоносителя, то необходимо знать, что при выборе подобного способа движения воды, успешный обогрев возможен для небольших площадей, не превышающих сто пятьдесят кв.м. Зато его достоинством является полная автономность.

2. Принудительная циркуляция. Она осуществляется при помощи дополнительного насоса, который прокачивает горячую воду через контур обогрева. Для нее нет ограничений по размеру отапливаемой площади, и она позволяет выполнить монтаж отопления дома любым возможным способом.

Виды монтажа

Наиболее часто используются такие варианты монтажа:

1. Однотрубный. В этом случае теплоноситель проходит радиатор отопления один за другим последовательно, в каждом из них отдавая часть тепла. В итоге нагрев последних батарей отопления гораздо ниже, чем первых, и температура в тех помещениях, где они установлены, холоднее, чем в других. Достоинством такой системы является использование меньшего количества труб, и соответственно, стоимость монтажа отопления дома, выполненная так, будет минимальной.

2. Двухтрубный. При подобной организации циркуляции воды она поступает непосредственно из магистрали в каждый радиатор и потом так же возвращается обратно. Эффективность работы такой системы выше, чем в предыдущем случае, но для ее реализации требуется больше труб и необходимы повышенные затраты на выполнение работ по монтажу.

Способы выполнения монтажа

Рассматривая, как провести отопление в доме, необходимо учитывать и другие факторы, которые не отражены в приведенном материале.

Проще всего это сделать, если такая работа будет поручена специализированным организациям. И хотя стоимость выполнения отопления получится достаточно высокой и составит десятки тысяч рублей, но результатом такого подхода будет монтаж отопления дома под ключ, включая этап проектирования всей системы.

Однако подобную работу можно выполнить самостоятельно, используя многочисленные обучающие материалы и пошаговые инструкции, широко распространенные в Интернете, а также в многочисленных книгах и других материалах. В этом случае стоимость создания отопления в доме будет определяться только затратами на приобретение материалов и оборудования.

Хотя отопление индивидуального дома является в достаточной мере сложной системой, знание основных требований, которым она должна соответствовать, позволяет принять обоснованное решение, каким образом может быть выполнен обогрев дома, и какие затраты на это потребуются.

Любой обладатель загородной недвижимости рано или поздно сталкивается с необходимостью создания комфортных условий проживания. Водяное отопление загородного дома - это достаточно простая система, однако существует множество различных вариантов ее реализации. Причина в том, что она должна быть не только надежной и простой в управлении, но и экономичной и эффективной. Поэтому при ее создании важно правильно выбрать ее тип и все входящие в нее элементы.

Виды систем отопления частного дома

Система водяного отопления частного дома может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.

Открытая система состоит из нагревательного котла, радиаторов и расширительного бака. Все элементы соединены между собой трубами. Горячая вода, нагретая котлом, по стояку поднимается вверх к подающей трубе и под действием силы тяжести самотеком растекается по батареям.

Движение воды обеспечивается за счет разности плотности горячей (нагретой котлом) и холодной (отдавшей тепло в радиаторах) воды. Расширительный бак необходим для компенсации увеличения объема воды при нагревании. При этом бачек применяется открытого типа для снижения гидравлического сопротивления.

Рис.1.

Водяное отопление в частном доме без насоса - энергонезависимо. Ему нужен только источник топлива, на котором работает котел.

Недостатков же у этой схемы много и все они связаны с гравитационным принципом работы. Вот некоторые из них:

• медленный прогрев;
• необходимость устанавливать расширительный бак в самой высокой точке системы при этом котел должен быть в самой низкой точке;
• постоянное испарение теплоносителя из расширительного бака (так как он сообщается с атмосферой);
• сложность балансировки;
• невозможность устройства теплых полов и пр.

Устранить такой недостаток как высокая инертность и повысить производительность можно установкой циркуляционного насоса. Он подключается по схеме с байпасом, который обеспечивает два режима работы. Такая отопительная система дома может работать как при гравитационном принципе циркуляции теплоносителя, так и при принудительной прокачке. Однако все остальные ее недостатки сохраняются.

Рис.2.

Несмотря на энергонезависимость открытой чаще всего делают выбор в пользу закрытой системы. От открытой она отличается наличием циркуляционного насоса и применением герметичного расширительного бака.

Рис.3.

Циркуляция теплоносителя осуществляется по средствам специального насоса. Поэтому отсутствуют ограничения по установке элементов (определенный уклон труб и расположение элементов и пр.), возможно устройство водяных теплых полов, вся разводка становится более компактной и занимает меньше места.

Схемы отопления загородного дома

Закрытая система отопления частного дома может реализовываться различными способами в зависимости от этажности и площади, а также от вида обогревательных приборов. Наибольшее распространение получили однотрубная, двухтрубная, лучевая схема и их комбинация.

Однотрубные системы отопления представляют собой схему, при которой подача и обратка радиаторов подключены к одной трубе.

Рис.4.

Достоинство данной схемы в том, что она компактна, проста в монтаже и не требует большого расхода материала. Главным недостатком является то, что чем дальше радиатор отстоит от котла, тем меньше тепла он отдает помещению, т.к. в него попадает более холодная вода, чем в предшествующие.

Для устранения этого недостатка требуется точный расчет отопления дома, т.е. трубопроводов (по диаметру труб) и обогревательных приборов (количество секций) при проектировании. Однако часто сбалансировать однотрубную схему очень сложно.

Недостатков лишена двухтрубная система отопления частного дома. В этой схеме подача теплоносителя в радиаторы производится из трубы подачи, а слив остывшей воды осуществляется в трубу обратка.

Таким образом все нагреватели получаются подключены параллельно, и обеспечить одинаковую теплоотдачу обогревательных приборов значительно проще. Для этой цели применяются терморегуляционные вентили.

Рис.5.

Обе схемы могут использоваться в домах различной этажности. В зависимости от количества радиаторов на этаже может применяться горизонтальная или вертикальная разводка.

Двухтрубная система отопления одноэтажного дома небольшой площади должна иметь горизонтальную разводку. Для многоэтажного следует предпочесть вертикальную схему расположения стояков. Такой вариант позволит более равномерно распределить тепло по всем помещениям, благодаря более простой балансировке.

Рис.6.

Эффективное отопление дома достигается за счет применения лучевой (коллекторной) схемы. В ней каждый радиатор подключается индивидуально. По этой же схеме работает водяной теплый пол.

Рис.7.

Коллекторная система отопления частного дома более затратная в монтаже, чем предыдущие, но они с лихвой окупаются на экономии в эксплуатации. Дело в том, что можно точно настроить не только всю систему, но и каждый радиатор в отдельности. Таким образом в нежилых помещениях легко поддерживать небольшую температуру, тем самым значительно снизить потребления топлива для котла.

Выбор котла

Котлы отопления для частного дома можно разделить на несколько групп по типу используемого топлива, мощности, способа установки и функциональных возможностей. Учитывая их разнообразие выбор того или иного типа необходимо осуществлять из особенностей эксплуатации и вида системы обогрева.

По типу потребляемого топлива выделяют электрические, дизельные, твердотопливные и газовые. Нагревательные котлы перечислены в порядке снижения затрат на энергоносители, т.е. газовые самые экономичные. Естественно, что выбор в пользу того или иного типа в первую очередь зависит от этой характеристики.

Несмотря на то, что отопление в своем доме можно создать, используя любой источник энергии, чаще всего имеется доступ к газу. По этой причине отопительный газовый котел более всех пользуется популярностью. Поэтому именно эту группу мы рассмотрим более подробно.

Газовые котлы для отопления могут быть двух типов исполнения напольные и настенные.

Напольные обладают большой мощностью и способны обогреть дом площадью более 150 кв.м. По устройству они более просты и могут работать как в системе гравитационного, так и закрытого типа. Большинство моделей энергонезависимы, т.е. не требуют подключения к электричеству.

Рис.8.

Настенные котлы отопления обладают меньшей мощностью и более компакты. Они имеют эстетичный внешний вид и могут быть установлены в любом месте. В основном они предназначены для использования в закрытой схеме. По этой причине настенные газовые котлы уже снабжены циркуляционным насосом, расширительным баком и всей необходимой автоматикой. Они энергозависимы, но благодаря электронному управлению способны полностью автоматизировать обогрев загородного дома.

Рис.9.

Они могут быть с открытого и закрытого типа. Разница между ними в том, что с открытой камерой для работы берут воздух из помещения. Это накладывает требования по вентиляции и устройству дымохода. Котлы с закрытой камерой сгорания снабжены специальным вентилятором (турбиной), благодаря которой воздух нагнетается с улицы, а отработанные газы удаляются через коаксиальный дымоход, который очень прост в установке.

Настенный газовый котел может быть одноконтурный и двухконтурный. Одноконтурный работает только на обогрев помещения. Двухконтурные газовые котлы обеспечивают еще и горячее водоснабжение. Однако они хорошо справятся с задачей если имеется не более 2-х потребителей г.в.

Если же число точек водоразбора, которые могут использоваться одновременно больше, то целесообразно выбирать одноконтурный котел и устанавливать бойлер косвенного нагрева. Бойлер - это бочка в которой установлен змеевик, через который циркулирует теплоноситель и тем самым нагревает воду.

Рис.10.

Самой важной характеристикой газового котла является его мощность. Проектирование отопления дома начинают с расчета мощности котла с учетом множества параметров. Однако при высоте потолков до 3 м и хорошем утеплении стен и кровли можно руководствоваться простым правилом: 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 кв.м. площади дома.

Расширительный бак и циркуляционный насос

Расширительный бак необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя при нагревании. Так для воды, при нагреве до температуры 80 градусов ее объем увеличивается примерно на 5 %. Поэтому необходимо устанавливать расширительный бачек, при чем для открытой и закрытой системы применяются различные конструкции.

Бачек для открытой системы представляет собой емкость, объем которой полностью используется для заполнения теплоносителем при его расширении. Поэтому его объем должен составлять примерно 7% от общего объема теплоносителя.

Рис.11.

Система отопления частного дома с насосом подразумевает применение герметичного бачка. Такие емкости конструктивно разделены на 2 части эластичной мембраной, с одной стороны которой находится воздух под давлением обычно 1,5 атмосферы, а с другой теплоноситель. В этом случае бак необходим объемом 10 – 12% от общего объема.

Рис.12.

Выбор циркуляционного насоса осуществляют на основе расчетных значений расхода и напора. Расход – объем жидкости за единицу времени который должен прокачать насос. Напор – это гидравлическое сопротивление, которое должен преодолеть насос.

Формула для расчета расхода:

Q=0,86 x P / dT ,

где Q – расчетный напор, P – тепловая мощность (мощность котла), dT – перепад температур между подачей и обраткой (обычно 20 градусов).

Формула для расчета напора:

H=N x K ,

где H – величина напора, N – количество этажей с учетом подвала, K – коэффициент усредненных гидравлических потерь, принимается 0,7 – 1,1 для двухтрубных систем, 1.16 – 1,85 для лучевых схем.

Приведенные формулы это расчет системы отопления для частного дома приближенного характера, для точных вычислений характеристик необходимо использовать специальные методики, которые позволяют учесть все возможные факторы и точно определить режимы работы.

Трубы и автоматика

Системы отопления и водоснабжения коттеджей и дач имеет не высокую температуру теплоносителя обычно до 90 градусов. Поэтому для соединения всех отопительных приборов может применяться любой тип труб: стальные трубы, металлопластиковые, полипропиленовые.

Стальные прочны и долговечны. Однако их использование сопряжено со сложностью монтажа, выполнить который без навыков сварных работ невозможно. Кроме того, чтобы они не портили внешний вид помещения их необходимо периодически красить.

Металлопластиковые трубы пользуются большой популярностью. Монтаж системы отопления загородного дома с их помощью очень прост, особенно если применять резьбовые фитинги. Однако, как показывает практика, за счет сезонных перепадов температур зажим фитинга может ослабнуть и вызвать утечку теплоносителя. Поэтому места соединений необходимо регулярно проверять на утечки.

Полипропиленовые трубы (армированные) лишены недостатков стальных и металлопластиковых. Они монтируются с помощью сварки, что делает соединения очень прочным и долговечным, при этом сделать это можно своими руками даже не обладая опытом проведения подобного рода работ.

Рис.13.

Важнейшем элементом являются воздухоотводчики. Это простые механические приборы, которые позволяют устранить воздух из системы, который блокирует ее работу. Другое их название - кран Маевского. Эти устройства необходимо устанавливать не только в самой верхней точке, но и на распределительных коллекторах и отопительных приборах.

Рис.14.

В случае если для обогрева помещения применяются радиаторы отопления, то на каждый целесообразно установить терморегуляционный вентиль. С его помощью можно точно задать требуемую температуру.

Рис.15.

Отопление частного дома теплыми полами

В качестве нагревательных элементов могут применяться радиаторы или теплые полы, а также их комбинация. Довольно часто делают комбинированное отопление дома, т.е. первый этаж обогревают теплыми полами, а второй батареями.

Отопление теплым полом имеет ряд достоинств:

• позволяет создать более равномерный прогрев помещения, тем самым климатические условия становятся более комфортными, а система становится более простой;
• радиаторы должны быть установлены вдоль всех наружных стен, что не всегда предусматривает планировка, в тоже время как теплые полы лишены данного ограничения;
• простота регулировки.

Однако при всех достоинствах монтаж теплых полов более трудоемкий и дорогостоящий. Основной вклад вносят затраты на материалы и работу.

Рис.16.

Принципиально эта система не сильно отличается от традиционной. Главное различие заключено в необходимости монтажа специального смесительного и распределительного коллекторов.

Дело в том, что температура воздуха теплого пола обычно не превышает 35 градусов, в то время как котел дает температуру теплоносителя более 50 градусов. Смесительный коллектор предназначен для решения трех задач:

• задания невысокой температуры теплоносителя благодаря смешению горячего с остывшим;
• распределение воды по контурам;
• обеспечение циркуляции.

Рис.17.

Система теплого пола строится по лучевой схеме. Благодаря чему, она очень проста в настройке и регулировки, что в свою очередь упрощает создания комфортных условий и одновременно позволяет экономить на отоплении.

Рассмотренные варианты создания системы обогрева могут быть применены для дома любой площади и этажности. Важно найти компромисс между требуемыми климатическими факторами, стоимости элементов, сложности обслуживания и затратами на энергоносители. Если правильно соотнести все выше перечисленные параметры, то в доме всегда будет тепло и уютно, а затраты на отопление не сильно обременят семейный бюджет.