Водяное отопление частного дома: схемы монтажа своими руками. Разновидности систем водяного отопления. Чугунные, стальные или алюминиевые радиаторы

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.

Если загородный дом активно эксплуатируется не только в дачный период, но и в холодное время года, создание в нем качественной отопительной системы – насущная потребность.

В магистралях теплоснабжения могут быть использованы разные теплоносители: воздух, нагретый до 60°С, водяной пар при 130°С и вода температурой 95°С. Чаще всего используют водяной обогрев.

Одно из главных преимуществ этого теплоносителя – возможность обустроить различные системы водяного отопления в зависимости от конструктивных особенностей дома, личных предпочтений и прочих факторов.

В статье мы описали подробную классификацию схем водяного теплоснабжения, обозначили особенности каждого варианта, а также привели рекомендации по выбору основных узлов системы. Представленная информация поможет спроектировать отопление частного дома.

В зависимости от расположения места выработки тепла, водные отопительные системы подразделяются на централизованные и местные. В централизованном порядке теплом снабжают, например, многоквартирные дома, всевозможные учреждения, предприятия и другие объекты.

В этом случае тепло вырабатывается в ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) или котельных, а затем доставляется потребителям с помощью трубопроводов.

Галерея изображений

Местные (автономные) системы обеспечивают теплом, например, частные дома. Вырабатывается оно непосредственно на самих объектах теплоснабжения. Для этой цели используются печи или специальные агрегаты, работающие на электроэнергии, природном газе, жидких или твердых горючих материалах.

В зависимости от способа, которым обеспечивается перемещение водных масс, отопление может быть с принудительным (насосным) или естественным (гравитационным) движением теплоносителя. Системы с принудительной циркуляцией могут быть с кольцевыми схемами и со схемами первично-вторичных колец.

Разные системы водяного отопления отличаются друг от друга типом разводки и способом присоединения приборов. Объединяет их вид теплоносителя, передающего тепло отопительным приборам (+)

В соответствии с направлением перемещения воды в магистралях подающего и обратного типа, теплоснабжение может быть с попутным и тупиковым движением теплоносителя. В первом случае вода перемещается в магистралях в одном направлении, а во втором – в разных.

По направлению движения теплоносителя системы делятся на тупиковые и встречные. В первых поток нагретой воды направлен в сторону, обратную направлению остывшей. В попутных схемах движение нагретого и остывшего теплоносителя происходит в одном направлении (+)

Трубы отопления могут соединяться с отопительными приборами в разные схемы. Если отопительные приборы соединены последовательно, такая схема называется однотрубной, если параллельно – двухтрубной.

Есть ещё и бифилярная схема, при которой сначала последовательно соединяются все первые половины приборов, а потом, для обеспечения обратного оттока воды, их вторые половины.

Расположение труб, соединяющих отопительные приборы, дало наименование разводке: различают её горизонтальную и вертикальную разновидность. По методу сборки выделяют коллекторные, тройниковые и смешанные трубопроводы.

Схемы систем отопления с верхней и нижней разводкой отличаются расположением подающей магистрали. В первом случае труба подачи прокладывается над приборами, принимающими от нее нагретый теплоноситель, во втором случае труба прокладывается ниже батарей (+)

В тех жилых зданиях, где нет подвалов, но зато имеется чердак, используются отопительные системы с верхней разводкой. В них подающая магистраль расположена выше отопительные приборов.

Для строений с техническим подвалом и плоской крышей применяют отопление с нижней разводкой, при которой магистрали подачи и отвода воды находятся ниже приборов отопления.

Есть ещё и разводка с «опрокинутой» циркуляцией теплоносителя. В этом случае ниже приборов располагается обратная магистраль теплоснабжения.

По способу присоединения подающей магистрали к приборам отопления системы с верхней разводкой делятся на схемы с двухсторонним, односторонним и опрокинутым движением теплоносителя

Требования к работе системы теплоснабжения

При всем разнообразии систем водяного отопления, к их работе предъявляется ряд общих требований.

Они должны:

• равномерно прогревать весь воздух в помещениях;
• быть ремонтопригодными;
• не создавать сложности в процессе эксплуатации;
• иметь увязку с вентиляционными системами;
• регулироваться.

Общим является и сам принцип работы системы отопления: воду нагревают, после чего она циркулирует по трубопроводу и отдаёт полученное тепло, согревая помещения.

Теплоносителем в зимнее время может служить незамерзающая жидкость - антифриз. Чтобы имеющийся в ее составе этиленгликоль не вызывал коррозию трубопроводов

Расчеты мощности оборудования

Температура внутри помещений зависит от следующих факторов:

• температуры воздуха вне здания;
• толщины стен дома и качества его отдельных элементов;
• теплоемкости материалов , из которых построен дом.

Рассчитывая потребность вашего дома в тепле, нужно учитывать все факторы, в том числе и потери тепла через окна и двери, стены и пол с потолком. Специальные нормы, необходимые в процессе расчетов, должны применяться с учетом климатических условий местности, в которой расположен жилой объект, и степени существующей теплоизоляции.

Общий смысл расчета заключается в том, чтобы вычислить совокупные теплопотери, соответствующие минимальной температуре воздуха в вашем регионе, чтобы приобрести оборудование, способное с избытком эти потери компенсировать

Наибольшие потери тепла происходят через наружные стены дома. С увеличением разницы температуры внутри дома и вне здания растут и теплопотери.

Если учитывать материал, из которого возводились наружные стены, и толщину этих стен, то для внешней температуры воздуха в – 30°С, теплопотери будут различными и составят:

• кирпичные с внутренней штукатуркой – 89 Вт/м² (в 2,5 кирпича), 104 Вт/м² (в 2 кирпича);
• рубленные с внутренней обшивкой (250 мм) – 70 Вт/м²;
• из бруса с внутренней обшивкой – 89 Вт/м² (180 мм), 101 Вт/м² (100 мм);
• каркасные с керамзитом внутри (200 мм) – 71 Вт/м²;
• пенобетонные с внутренней штукатуркой (200 мм) – 105 Вт/м².

Впрочем, теплопотери происходят не только через наружные стены, но и через другие ограждающие конструкции.

При тех же – 30°С они составят для:

• деревянных перекрытий чердака – 35 Вт/м²;
• деревянных перекрытий подвала – 26 Вт/м²;
• двойных деревянных дверей без утепления – 234 Вт/м²;
• окон с двойной рамой из дерева – 135 Вт/м².

Чтобы рассчитать общие теплопотери здания, нужно рассчитать площадь всех ограждающих конструкций в квадратных метрах, умножить на норматив теплопотери по видам конструкций с учетом материалов, из которых они изготовлены, и суммировать полученные результаты.

Расчет следует делать, исходя из минимальной сезонной температуры конкретной местности. Потери тепла через стены рассчитываются по отдельности, т.к. необходимо учитывать площадь остекления и дверных проемов.

Потери через перекрытия без люков на чердак или в подполье вычисляют для всей площади как для единых конструктивных элементов.

Котел отопления выбирают с учетом того, что его мощности должно хватить для компенсации теплопотерь с 20-30 процентным запасом.

Порядок расчета тепловой мощности оборудования, которое будет использоваться для монтажа системы отопления, приведен в видео ролике в заключительной части статьи.

Галерея изображений

На нашем сайте есть блок статей, посвященных расчету водяного отопления, советуем ознакомиться:

Системы водяного отопления

При всех внешних отличиях и различных схемах подключения, основной принцип работы систем водяного отопления одинаков. Нагретый в котле теплоноситель транспортируется по трубопроводу в отопительные приборы.

Остывая, вода передаёт окружающей среде тепло, после чего возвращается в то место, где она будет нагреваться. Этот цикл повторяется снова и снова.

Естественная и принудительная циркуляция

В частных домах используют следующие виды отопительных систем:

• с естественной циркуляцией;
• с принудительной циркуляцией.

Естественная циркуляция . Ее работоспособность основана на разности плотности горячей и холодной. Верхние позиции такой системы занимает теплая вода, а нижние – холодная. Остывая, теплая вода перемещается вниз, а нагреваясь – вверх.

Вторым фактором, который обеспечивает естественную циркуляцию водных масс, является наклон, под которым осуществляется монтаж труб.

Так графическим путем представлены источники возникновения циркуляционного напора. Во-первых, его появление обусловлено разными температурами воды, а, во-вторых, наклонным положением труб (+)

• для монтажа отопления понадобится больше труб, но меньшего диаметра;
• можно использовать радиаторы разных видов и теплопроводы с малыми диаметрами;
• температуру отопительных приборов легче регулировать;
• существенно расширен радиус действия благодаря искусственной стимуляции движения теплоносителя;
• возможность использования нагревательных агрегатов с повышенными характеристиками теплоносителя.

Минус принудительных систем заключается в зависимости от энергоснабжения. Для того чтобы избежать казусов с полным бездействием отопления, рекомендовано запастись дизельным или бензиновым генератором.

Кроме того к недостаткам можно отнести:

• необходимость точного расчета диаметра трубопровода, т.к. слишком узкие каналы резко повысят гидравлическое сопротивление, а при циркуляции по излишне широким трубам теплоноситель будет “шуметь”;
• немалая стоимость сооружения из за практически двойной протяженности трубопровода, включения в схему одного или двух , при необходимости повысительного насоса;
• обязательное применение недешевых регуляторов потока теплоносителя, его температуры и давления в системе.

Правильный выбор вида циркуляции зависит от индивидуальных особенностей и месте расположения строения, в котором будет монтироваться водяное отопление. Однако к схемам с естественным движением в последнее время стали все реже прибегать, используя их преимущественно в постройках для временного проживания.

Чаще всего частные дома оборудуют системами с искусственным принуждением движения теплоносителя из-за существенно бóльших возможностей.

Системы с комбинированной циркуляцией

Комбинированная система может функционировать как в естественном, так и в принудительном режиме. Это значит, что при её монтаже необходимо, как и в случае с использованием естественной циркуляции, предусмотреть уклон труб на 3-5 мм на погонный метр, а также установку насоса, как для принудительной циркуляции.

Обычно в такой схеме отопления присутствует твердотопливный котел.

В схему входят: 1- электрический котел, 2- твердотопливный котел, 3- насос. Эта схема комбинированной системы отопления, в которой помимо насоса присутствует наклонная система трубопроводов, а электрокотел дублируется твердотопливным, чтобы система могла работать и без электричества (+)

Смысл применения комбинированной системы заключается в том, что она будет продолжать свою работу даже в случае отключения электроэнергии. А ведь внезапное прекращение работы отопления в зимний период грозит не только понижением температуры в помещении.

Элементы системы отопления могут просто выйти их строя, поскольку вода, расширяясь при замерзании, нарушит их герметичность.

Способы монтажа водяных отопительных систем

Рассмотрим две основных схемы монтажа отопительных систем.

Конструкция трубопровода в однотрубном варианте характеризуется прямой последовательностью подведения теплоносителя к радиаторам. Теплоноситель заполняет и прогревает сначала первую батарею, затем следующую и так далее.

От одной трубы к каждому радиатору подводится два патрубка: первый нужен для подачи теплоносителя, а второй – для отведения частично остывшей воды.

Однотрубная система отопления характеризуется последовательным подключением всех радиаторов, при котором теплоноситель, пройдя первый отопительный прибор, поступает в последующий

Особенность такой схемы состоит в относительно низком нагреве последней батареи по сравнению с первой, поскольку до неё вода «добирается», уже отдав часть своего тепла.

Как не ошибиться с трубами

Для монтажа отопительной системы потребуется много труб.

Каким из них отдать предпочтение:

• Металлические . Срок службы таких труб не слишком велик. Со временем изделия из металла могут проржаветь. Монтируются они с помощью резьбовых соединений.
• Полимерные . Это недорогой, но достаточно надежный материал, отличающийся устойчивостью к коррозии. Эти трубы может смонтировать даже непрофессионал. Прослужит же трубопровод из полимерных труб очень долго.
• Металлопластиковые . В составе этих труб алюминий и пластик. Трубопровод из них собирают на резьбовых или прессовых соединениях. В качестве побочного результата высокого коэффициента теплового расширения этих труб, они могут потрескаться при резкой смене температуры воды.

Если у владельцев дома нет ограничений в средствах, есть смысл устроить разводку отопления из медных труб. Это очень дорогостоящий материал, но расходы на него себя оправдывают. Такие трубы надежны и долговечны.

Они хорошо переносят повышение температуры и давления. Для их монтажа используют пайку – серебросодержащий высокотемпературный припой.

Всё, что мы рассказали вам выше, касалось радиаторного водяного. Но вода в качестве теплоносителя может быть использована и в других отопительных системах.

При монтаже водяной отопительной системы может понадобиться достаточно много труб, поэтому нужно рассчитать целесообразность приобретения дорогостоящих изделий и ориентироваться на свои реальные возможности

Подробнее о характеристиках и выборе труб для отопления читайте в .

Водяная система «Теплый пол»

«Теплый пол» может как успешно дополнить радиаторное водяное отопление, так и стать единственным источником обогрева помещений, если речь идёт о малоэтажном доме. Огромным преимуществом «Теплого дома» является то, что эта система обеспечивает условия, полностью отвечающие санитарно-гигиеническим нормам помещения.

По высоте помещения воздух прогрет неравномерно: в верхней части комнат он холоднее, а в нижней – теплее.

Теплый пол – замечательное изобретение, позволяющее прогреть помещение по высоте в полном соответствии с предъявляемыми к нему санитарно-гигиеническими нормами (+)

Температура системы составляет всего 55°С, что отвечает номам проектирования. Осуществление проводят по всей площади каждого из помещений. Это довольно сложная работа, которая может быть качественно выполнена только на стадии строительства дома. Эксплуатация системы тоже вызывает ряд сложностей.

Плинтусная система отопления

Если монтаж «Теплого дома» затруднен, а радиаторы портят интерьер помещения, можно воспользоваться плинтусной отопительной системой.

При этом виде отопления монтаж труб осуществляется за плинтусом, то есть чуть выше уровня пола. При этом помещение, как и в случае с «Теплым полом» прогревается в правильной последовательности.

Благодаря плинтусному отоплению отпадает потребность ломать голову над тем, как вписать в интерьер загородного дома трубопроводы, коллекторы и радиаторы, чтобы они не бросались в глаза (+)

Одновременно происходит нагрев пола, что создаёт благоприятные условия в любое время года. Отопление под плинтус становится всё более популярным и постепенно входит в моду.

Выводы и полезное видео по теме

Сравнение двухтрубной и однотрубной систем отопления:

Дом, в котором вы собираетесь жить круглый год, нуждается в отоплении в холодный период. Чтобы условия проживания были комфортными, нужно выбрать систему водяного отопления, наиболее подходящую для ваших индивидуальных условий.

Мы надеемся, что сведения, которые содержатся в этой статье, помогут вам сделать правильный выбор. Ведь качественное отопление – это не только комфорт и уют. Это ещё и обязательное условие для сохранения вашего здоровья.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по водяным системам отопления? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Обустроить комфортную жизнь вдали от пыльного, грязного города, пробок и вечного неумолкающего шума, в душе мечтает каждый горожанин. Никаких соседей, чистый воздух, уют и природа вокруг. Для комфортной жизни в загородном доме необходимы современные удобства, предоставляемые цивилизацией: свет, отопление, вода. Со светом проблем не возникает, электрификация в стране на уровне, для воды роется скважина. Но вот с отоплением посложнее. Топить каждый день русскую печь из кирпича не современно. Хорошим решением станет водяное отопление частного дома, сделанное своими руками, его схемы просты и понятны.

Принцип работы водяного отопления заключается в следующем: по дому протягиваются металлические трубы и устанавливаются радиаторы (батареи). По трубам течет горячая вода, попадая в батареи, она отдает тепло окружающему пространству, нагревая жилище.

В пределах города дома отапливаются с помощью нагретой воды, которая подается по трубопроводам с котельной по территории города. Для частного дома понадобится своя система и котельная.

Простейшая система водяного отопления состоит из следующих частей:

• Котел;
• Трубы;
• Радиторы;
• Насос;
• Расширительный бачок.

Котел

Без котла отопление работать не будет. Он подогревает воду, от правильного его выбора зависит хватит ли тепла, будет ли система действительно экономичной. В результате горения топлива котел нагревается, через него проходят потоки воды, забирают тепло и отправляют его в систему отопления дома.

Котлы различаются по конструкции, виду топлива, наличию компьютерного управления и даже возможности автоматизировать подачу топлива.

Наиболее популярные котлы для условий России работают на древесном топливе и газе.

Главным параметром котла является его мощность , она измеряется в кВТ и рассчитывается исходя из площади дома. Тип топлива выбирается из личных предпочтений и возможностей хранения.

Для котлов, работающих на газе, в землю на участке для дома устанавливается емкость для хранения газа, которую можно наполнить, вызвав специальную технику. Емкости рассчитываются на сезон. Наличие емкости под давлением на участке достаточно безопасно. Газ значительно дешевле всех существующих видов топлива.

Для котлов, работающих на древесном топливе (дрова, уголь, паллеты) понадобится установка котельной, хранилища для топлива и безопасное хранилище для золы. Зола – это несгоревшие остатки древесного топлива, которые со временем загрязняют котел. Периодически такой котел необходимо чистить от нагара, выгружать золу и сгружать в не горящую емкость.

Зола вне котла может тлеть в течении трех-четырех дней и может стать причиной пожара. Остывшую золу используют в качестве удобрения.

Для поддержания горения котел необходимо загружать топливом. В зависимости от конструкции котла, мощности и размера это необходимо будет делать раз в час или в несколько дней. Помещение котельной лучше оборудовать системой пожаротушения и сигнализацией. Если все сделано правильно и при правильной эксплуатации твердотопливный котел абсолютно безопасен.

Современные котлы – это не просто печки-буржуйки. Их конструкция куда более сложная и она обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия, чем совершеннее котел в технологическом плане, тем лучше и полнее сгорает топливо и меньше остается несгоревших частей. Технологичные котлы могут требовать определенного вида топлива. Котел работающий и рассчитанный только на дорогие финские паллеты, на местных аналогах не разгорится и не достигнет рабочих, экономичных режимов.

Современные котлы оборудуются электронными и компьютерными системами управления, которые позволяют контролировать температуру в помещении. На их основе можно реализовать даже некое подобие «умного дома» — организовать управление котлом на основе приложения для смартфона или же с помощью смс. Такой дом сможет экономить тепло пока хозяина нет дома и прогреваться перед его приездом .

Котлы с автоматической подачей топлива оборудованы емкостями и механизмами, которые сами загружают котел топливом, на некоторое время избавляя владельца от работы кочегара.

Нагревать воду можно и электрическим котлом, они самые простые в использовании и обслуживании. Их нужно только подключить к сети. Но расход энергии будет очень большим, а счета за электричество шокируют владельца дома.

Стоимость отопления электричеством минимум в 4-6 раз дороже газа или дров.

Любой котел, так же может выполнять функцию отдельного нагрева горячей воды для бытовых нужд. Либо в паре с топливным котлом для такого дела можно установить электрический.

Трубы

Используются стальные или пластиковые, разница в способе монтажа. Единственное, что стоит учитывать это их диаметр – он должен быть достаточным для прохождения по ним нужного количества воды. При установке труб стоит позаботиться о необходимом количестве запорной арматуры и организации системы сброса воды. Если с котел сломался, вода в трубах может перемерзнуть. Конечно, это случиться не мгновенно, в утепленном доме процесс займет несколько дней. Но если это все-таки случится – запустить систему отопления с перемёрзшей водой в трубах невозможно. Останется только срезать их и смонтировать новые.

Для упреждения таких неприятностей стоит следить за состоянием котла, изолировать трубы, находящиеся на улице и сливать воду при любых сомнительных ситуациях.

Некоторые владельцы домов заполняют трубы антифризом. Но и это не панацея – антифриз может оказаться некачественным и разбавленным водой и замерзать уже при минус 12 градусах Цельсия.

Подключение труб или разводка, может быть однотрубной или двухтрубной .

1. В первом случае оба выхода радиатора подключаются к одной трубе, вода течет как через радиатор, так и одновременно через трубу дальше. Эта схема более простая, но её КПД меньше, поскольку часть горячей воды будет возвращаться без теплоотдачи. Воде будет проще течь через трубу, чем через радиатор.
2. Двухтрубная схема подключает выход и вход радиатора к двум разным трубам: подающей и обратной. Весь поток нагретой воды проходит через радиатор и устремляется по другой трубе назад к котлу. Такая система потребует больше разводки, но её КПД несоизмеримо выше.

Радиаторы

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

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

Насос

Чтобы нагретая вода отправлялась в трубы необходима циркуляция – движение воды. Естественная циркуляция – это движение воды без влияния искусственных факторов. Учитывая, что одна часть воды постоянно нагревается, а другая остывает такое движение происходит самостоятельно. Но слишком медленно. Котел без движения воды будет перегреваться, что может привести к его взрыву или срабатыванию аварийной аппаратуры. С целью достижения хорошей циркуляции воды устанавливается дополнительный насос. Он перегоняет воду из одной части системы в другую, по замкнутому кругу. Его характеристики рассчитываются исходя из параметров системы отопления. Слишком мощный насос будет гнать воду слишком быстро, и она не успеет отдать свое тепло на радиаторах. Недостаточный по мощности насос не будет забирать достаточное количество воды, в доме будет холодно, а котел будет перегреваться.

Лучше устанавливать два насоса, на случай если один сгорит. Без насоса отопления остановится.

Расширительный бак и система подпитки

Расширительный бак или бак-аккумулятор , представляет из себя металлическую бочку, которая соединяется с системой отопления. В случае если давление воды в системе отопления падает (течь), часть воды забирается из этого бака и система продолжает работать нормально. Если давление повышается (котел начинает перегреваться) бак сначала накапливает в себе воду, а потом стравливает её через предохранительный клапан, которые открывается при превышении давления и уберегает трубы от разрывов.

Манометр – метрологический прибор, который измеряет давление на участке трубы или в котле. Чем больше их установлено, тем лучше. С течением времени они выходят из строя и начинают безбожно врать, поэтому проверять их нужно не менее раза в год. Если возникли проблемы в работе системы отопления, манометр поможет определить где.

Для нормальной реализации системы водяного отопления понадобится помощь специалистов. Необходимо будет точно рассчитать площадь дома, толщину и материал стен, окон, дверей, воздействие холодного ветра на помещения. После этого производятся расчет мощности котла и насоса, длины трубопроводов, подбирается необходимое оборудование. Монтаж всей системы сложная процедура, которая требует знания нюансов и наличия опыта.

Тепловой контур

Чтобы отопление работало экономично необходимо создать тепловой контур . Это закрытое помещение, где тепло накапливается.

С чем ассоциируется дом у любого человека? Это и близость к природе, и комфорт, и уют, и, конечно, тепло. А тепло в нашем климатическом поясе не всегда связано с ласковым солнышком, которое светит круглый год. У жителя России тепло скорее будет ассоциироваться с печью или горячей батареей, так как холодный сезон в нашей стране длится от минимальных трех-четырех месяцев, до всего года.

В современном мире печи в доме являются либо вынужденной необходимостью, либо данью моде, либо приятным элементом интерьера. Они давно уже проиграли «битву» за эффективность другому отоплению – водяному. Поэтому в качестве основного отопления в 90% случаев выбирают и реализуют именно его. И в нашей статье мы собираемся подробно описать, как сделать водяное отопление своими руками.

В любой системе отопления есть теплоноситель – вещество, которое переносит тепло от его источника потребителям. В нашей статье мы будем в качестве него рассматривать только воду, так как она является самым выгодным теплоносителем. Идею использовать воду для передачи тепла человек «подсмотрел» у Природы, так как именно вода является основным теплоносителем в ней.

Можно рассмотреть самый яркий пример природной передачи теплоты при помощи воды. Это теплое течение Атлантического океана известное нам под названием Гольфстрим. Тепловую энергию Гольфстрим набирает в Мексиканском заливе, где недостатка солнечной энергии не наблюдается. Мало того, течения в этом заливе циркулируют по кругу, набирая еще больше тепла, а потом все же уступают место более холодной и плотной воде, пришедшей с глубины, и «прорываются» в Атлантический океан, где продолжают свое движение вдоль восточного побережья Северной Америки.

Самое эффективное водяное отопление в мире — течение Гольфстрим

В движение воды Гольфстрима поначалу приводит в основном энергия вращения Земли, которая вначале «прижимает» течение к Северной Америке. Затем Гольфстрим встречается с холодным Лабрадорским течением, отклоняется на восток и течет уже к Европе, неся с собой огромное количество тепла. Это течение омывает и Исландию, и Британские острова, и северную часть Скандинавского полуострова. Достается еще немало тепла еще и Кольскому полуострову, на котором расположены незамерзающие порты Мурманск и Североморск, находящиеся за Полярным кругом.

Такое влияние теплого течения подняло среднегодовую температуру в странах Европы, которая характерна для этих широт, в среднем на 10°C. Поэтому и климат там мягче, и море не замерзает, и густонаселенные страны этого региона могут комфортно жить в условиях отопления теплым течением. Можно сказать, что Гольфстрим – это глобальная система отопления, котел которой находится в Мексиканском заливе, трубопровод в Атлантическом океане, а радиаторы – в тех странах, побережье которых омывается Гольфстримом.

По оценкам ученых, тепловая мощность Гольфстрима составляет 1,4*10¹⁵ ватт. Это огромная цифра! Например, крупнейшей электростанцией в мире считается Tuoketuo в Китае. Ее мощность составляет 6600 МВт. Гольфтрим превосходит ее более чем 212 тысяч раз (1,4*10¹⁵/6600*10⁶=212121). Гольфстрим переносит огромные объемы воды – 50 миллионов кубических метров воды – таков расход воды этого течения в секунду. Чтобы понять как это много, скажем, что это больше всех рек в мире, вместе взятых, в 20 раз.

Такого впечатляющего переноса тепла из одного региона мира в другой Гольфстрим смог достичь только из-за того, что вода имеет высокую удельную теплоемкость . Чтобы нагреть 1 кг воды на 1°C потребуется 4200 Джоулей энергии. Это много. Например, для воздуха тот же показатель составляет примерно 1000 Джоулей. Получается, что воду трудней нагреть, но зато она при той же массе может накопить в себе в 4,2 раза больше энергии, чем воздух. Зато, остывая на 1°C, вода отдаст окружающей среде ровно столько же энергии.

Кстати, избыточное тепло в Мексиканском заливе передается и воздуху, и водяному пару. Поэтому там часто образуются атмосферные фронты и в том числе и торнадо. Но они хоть и перемещаются с высокой скоростью, но теряют свою энергию уже через 200-300 км, очень редко доходит до 500 км. А воды Гольфстрима хоть и текут медленно и величаво, но переносят тепловую энергию на расстояние до 10 тыс. км. И это происходит только из-за того, что вода имеет высокую удельную теплоемкость.

Помимо высокой теплоемкости, вода обладает еще и другими полезными качествами – она абсолютно безопасна в плане токсичности для человека и всей живой природы. Вдобавок еще она и доступна. Кроме этого, воду легко транспортировать по трубопроводам, причем для этого не нужны трубы больших диаметров, если будет применена принудительная циркуляция. Например, настенные котлы, которые имеют мощность в 35 кВт, что теоретически достаточно для отопления 350 м² жилой площади, имеют выход для отопления диаметром всего ¾ дюйма. Но еще раз отметим, что это только для принудительной циркуляции теплоносителя. Для естественной циркуляции диаметр выхода отопительной воды с парапетного котла при такой мощности должен быть не менее 1 ½ дюйма.

На каком этапе строительства или ремонта надо делать водяное отопление?

Это очень важный вопрос, так как система отопления никогда не должна являться отдельной от всего остального дома или квартиры. Все работы по созданию водяного отопления будут касаться и интерьера дома, и его экстерьера, и других инженерных систем. Поэтому лучше совместить эти мероприятия с ремонтом или строительством. Но все должно начинаться еще задолго до строительства – во время проектирования, в котором должно учитываться следующее:

• Если планируется устанавливать напольный котел и бойлер косвенного нагрева, то без отдельного помещения котельной уже не обойтись и его надо учесть в проекте. Котельная должна удовлетворять определенным требованиям, с ними можно ознакомиться в на нашем портале.

• Кроме помещения котельной, еще на этапе проектирования предусматривают положения дымоходов и вентиляции с нужными диаметрами, которые должны тоже соответствовать определенным требованиям.
• На этапе проектирования дома указываются мероприятия по утеплению. Это позволит уже заранее, еще до начала строительства, рассчитать теплопотери дома и на основании этого узнать нужную мощность котла, учитывая еще и потребность в горячей воде. А также очень желательно уже заранее определиться с конкретной моделью отопительного оборудования.
• Еще на стадии проектирования дома определяется расположение магистралей отопления и водоснабжения, положение радиаторов, труб теплого пола и других элементов системы. И также очень желательно уже знать какие именно радиаторы будут применяться, какой именно модели. Это сильно облегчит и дальнейшее строительство, и отделку помещений, и монтаж отопления.

Когда дело доходит уже непосредственно до монтажа системы отопления в строящемся доме, каждый ее элемент должен монтироваться именно тогда, когда это уместнее и выгоднее всего. Приведем примеры:

• Если планируется скрывать магистрали отопления и подводящие трубы радиаторов в стяжке пола и штукатурке, то эти элементы надо монтировать уже после оштукатуривания, но до заливки стяжки.
• Трубы теплого пола, разумеется, укладываются до того, как заливается стяжка пола. Это обычно сопровождается и утеплением экструдированным пенополистиролом, если пол находится на грунте или над неотапливаемыми помещениями.
• Котельное оборудование лучше всего монтировать уже после того, когда в нем уже будут закончены отделочные работы (если они предполагаются). Все трубопроводы, коллекторы, циркуляционные насосы и другие элементы в котельной всегда располагают открыто, а это легко реализовать в отделанном помещении. Гораздо труднее, или даже невозможно, сделать отделку котельной уже после монтажа всего оборудования.

Те же принципы касаются и оборудования отопления квартиры в новостройке. Если речь идет о реконструкции системы отопления, то здесь вариантов может быть очень много. Будет связана реконструкция с капитальным ремонтом или нет? Какие работы будут проводиться при ремонте? И еще масса других вопросов, которые невозможно рассмотреть в рамках одной статьи. Если предполагается открытая прокладка труб водяного отопления, то организовать его можно даже уже после окончательной отделки помещения. Для этого, правда, требуется высокая квалификация монтажников. Современные системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя предполагают применение труб небольших диаметров: ½ или ¾ дюйма, которые нисколько не портят интерьеры, а медные или нержавеющие даже являются их украшением.

Выбор вида топлива для системы водяного отопления

В качестве источника тепла в водяных системах отопления могут использоваться котлы, работающие на совершенно разных видах топлива:

• Твердотопливные котлы могут использовать для получения тепловой энергии дрова, уголь, топливные брикеты, а также специальные топливные гранулы – пеллеты, которые делают из торфа и отходов древесины. Такой вид котлов стоит выбирать только тогда, когда место, где построен дом, не газифицировано и есть доступ к дешевому твердому топливу. При нынешней низкой цене на газ твердотопливные котлы в России скорее мера вынужденная, чем оправданная экономически. В странах Европы твердотопливные котлы популярны только из-за высокой цены на газ. Недавно они стали популярны и в Прибалтике, спрос на Украине на них также растет. Основными недостатками твердотопливных котлов является низкий КПД и потребность при эксплуатации в постоянном участии человека. Автоматизации они в плане загрузки топлива и удаления отходов поддаются мало, кроме пеллетных котлов.

• Жидкотопливные котлы очень надежны, имеют высокий КПД, легко поддаются автоматизации, но по экономическим соображениям невыгодны. Прежде всего из-за стоимости дизельного топлива, которого надо еще иметь немалый запас. Далеко не каждому еще понравится жить в доме, где хранится большое количество солярки.

• Электрические котлы легче всего реализуются, лучше всего поддаются автоматизации, имеют малые габариты. Вроде бы все хорошо, но стоимость отопления водяным электрическим котлом слишком высокая по сравнению с газовым или даже твердотопливным котлом. Но применение электрических котлов уместно тогда, когда их ставят в пару с газовым или твердотопливным и они в холодное время года поддерживают температуру воды в системе на нужном уровне, предотвращая его замерзание.

• Газовые котлы – наилучший для нынешних реалий выбор, так как газ имеет приемлемую и разумную цену. Кроме этого, современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, обеспечивают безопасность и могут помимо нагрева теплоносителя еще и подогревать горячую воду во встроенном, предназначенном только для этого теплообменнике. Некоторым моделям котлов даже не требуется сооружения отдельного дымохода, так как они оснащены закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Внутренняя труба такого дымохода служит для выброса продуктов сгорания газа, а внешняя – для поддува наружного воздуха, нужного для сгорания газа. Все это происходит принудительно при помощи вентилятора, встроенного в котел.

Подробно о газовых котлах, их видах, характеристиках и правильном выборе можно прочитать в статье на нашем портале: « ».

Перспективные и инновационные системы экологичного отопления с применением солнечных коллекторов или тепловых насосов рассматривать мы не будем, так как это пока, к сожалению, является диковинкой для России. Пока газ будет дешевым и пока не будет государственной программы субсидирования альтернативной энергетики, толчка для развития не будет. Пока выгодно продавать много дешевого газа и судя по запасам этого топлива в России, еще немало лет будет выгодно.

Открытая или закрытая система водяного отопления?

Этот вопрос имеет принципиальное значение, но мы не желаем, чтобы читатели долго выбирали, какой тип им выбрать. Наш ответ однозначен – только закрытая система отопления. И этот выбор мы готовы аргументировать.

• В открытых системах отопления расширительный бак устанавливают в самой высокой точке на прямой магистрали. Через этот бак воздух, который может быть в системе может беспрепятственно подняться наверх и выйти в атмосферу. Через этот же бак добавляют воду, то есть делают подпитку. Теплоноситель в таких системах не находится под избыточным давлением и обычно его циркуляция происходит естественным путем – за счет разницы плотностей подогретой и охлажденной воды. Такие системы требуют применения труб повышенных диаметров, соблюдения их уклонов в магистралях подачи и обратки. Помимо этого, постоянное «общение» воды с атмосферным воздухом приводит к высокому содержанию растворенного кислорода, который инициирует коррозию. Поэтому в открытых системах следует применять только чугунные радиаторы. Такие системы – это вчерашний и даже позавчерашний день в отоплении. И тем людям, которые в современных домах XXI века вознамерились делать открытую систему отопления, должно быть как минимум стыдно.

• В закрытых системах отопления вода находится в замкнутом контуре и под избыточным давлением в 0,8-3 бар. Теплоноситель при этом не испаряется и не «общается» с атмосферным кислородом, что минимизирует коррозию внутренних стальных частей системы. Это дает большую свободу выбора радиаторов. Избыточный воздух из системы отопления удаляется при помощи автоматических воздухоотводчиков и кранов Маевского. В подавляющем большинстве случаев реализации систем отопления вода циркулирует по закрытому контуру принудительно, при помощи циркуляционного насоса. Но возможна реализация и естественной (гравитационной) циркуляции, если будут применяться трубы повышенных диаметров и соблюдаться уклоны. Тепловое расширение при нагревании воды в закрытой системе компенсируется применением расширительного бака – экспанзомата, который должен подбираться индивидуально.

Естественная или принудительная циркуляция воды в системе отопления?

Такой выбор всегда надо делать при планировании системы отопления. Но мы опять желаем его упростить и однозначно выбирать систему с принудительной циркуляцией. И вот почему:

• Системы с естественной циркуляцией требуют применения труб увеличенного диаметра, как мы уже ранее упоминали. Помимо этого, радиаторы в таких системах должны иметь внутренний проход большого сечения. А этим могут «похвастаться» только чугунные или ужасно дорогие стальные трубчатые радиаторы. Системы с естественной циркуляцией инерционные, так как теплоноситель в них движется медленно и его много.
• Системы отопления с принудительной циркуляцией очень быстро реагируют на изменившиеся условия и на команды автоматики, так как теплоноситель нужной температуры очень быстро «разгоняется» по системе циркуляционным насосом. Для магистралей системы отопления чаще всего хватает труб в ¾ дюйма, а для подводок к радиаторам ½ дюйма. Эти трубы при желании очень легко спрятать в строительные конструкции (стяжку пола или штукатурку стен). Теплоносителя в таких системах гораздо меньше и в исправном отоплении подпитка требуется очень редко. Большинство современных котлов работают только с принудительной циркуляцией теплоносителя, мало того – все настенные котлы оборудованы циркуляционными насосами и при его бездействии просто не будут зажигать пламя горелки или включать ТЭН.

«Движущая сила» современных систем отопления — циркуляционный насос

Этих аргументов вполне достаточно для того, чтобы сделать однозначный выбор. Хотя, у сторонников естественной циркуляции остался единственный аргумент. Система с естественной циркуляцией может работать при отсутствующем электроснабжении. Честно говоря, очень трудно представить себе современного человека, который в XXI веке будет сознательно выбирать себе жилье, где электроэнергия отсутствует вообще или с ее бесперебойной подачей наблюдаются частые проблемы. В конце концов, для эксплуатации котлов и насосов существуют специальные источники бесперебойного питания, а для дома можно приобрести и компактный бензиновый или дизельный генератор, который подстрахует хозяев в редкие моменты отключений при каких-то работах на линиях. Генераторы мощностью 1-2 кВт сейчас можно купить за 10-12 тысяч рублей. Этой мощности хватит с лихвой на функционирование оборудования отопления, систем безопасности и освещение. Современные, уже ставшие доступными по цене, светодиодные лампы потребляют так мало электроэнергии, что на долю освещения пойдет малая часть мощности генератора.

Однотрубная система водяного отопления или двухтрубная?

Еще один выбор должен встать перед тем, кто намерен реализовать систему отопления в своем доме. И в этом вопросе мы постараемся выступить на стороне двухтрубных систем отопления. И без аргументов тоже не обойдемся.

• Однотрубные системы предполагают, что теплоноситель от подачи котла идет по одной трубе, которая последовательно обходит все радиаторы контура, а затем возвращается в обратную магистраль котла. Радиаторы в однотрубных системах могут подключаться по-разному: в «разрыв» трубы или через байпас. Если радиатор подключен в «разрыв», то ремонт или замена только одного радиатора потребует остановки системы и слива теплоносителя. Если радиатор подключен через байпас, то существует возможность снятия отдельно взятого радиатора без остановки всей системы. это реализовано в системе по схеме «ленинградка» о которой есть статья на нашем портале. Единственным преимуществом однотрубного отопления является меньшее количество труб, которое, по словам адептов этих систем, позволит сэкономить деньги. Недостатков у однотрубных систем слишком много, чтобы о них говорить в рамках этой статьи.

«Ленинградка» — это предел эволюционного развития однотрубных систем

• В двухтрубных системах отопления для подключения радиаторов используются две трубы идущие непосредственно от котла или коллектора. Одна труба – это строго подача, а другая – строго обратка. Все радиаторы подключены параллельно к этим двум трубам, что позволяет регулировать проток теплоносителя через них независимо от других. Это дает неограниченные возможности по регулировке, автоматизации, возможности локального ремонта, расширения системы отопления. Все самые известные производители оборудования для систем отопления всегда рекомендуют применение только двухтрубных систем.

Теперь немного о единственном преимуществе однотрубных систем – в меньшем количестве труб. Если «отмотать» лет 25-30 назад, то в той реальности можно наблюдать, что в автономном отоплении использовались только стальные трубы, а циркуляция была только естественной. Конечно, все операции со стальными трубами очень трудоемкие и требуют квалификации мастера. Да еще и магистрали прокладывались трубой 1 ¼ дюйма или 1 ½ дюйма. Конечно, если предположить, что кто-то тем людям в той реальности предложил использовать в 2 раза больше труб, то в лучшем случае этот смельчак был бы словесно отправлен в «увлекательное путешествие» в направлении ниже пояса.

Такое впечатление, что адепты однотрубных систем так и остались жить в том времени, абсолютно не интересуясь новыми разработками, новыми моделями отопительного оборудования, способами автоматизации и другими достижениями, которые призваны, прежде всего, сделать жизнь человека комфортной и безопасной и при этом сэкономят драгоценное топливо. И единственный аргумент в перерасходе труб рассыпается как карточный домик, если просто поинтересоваться стоимостью тех самых труб.

Разводку систем отопления сейчас никто не будет делать стальными трубами. В большинстве случаев сейчас применяют полимерные трубы, которые прекрасно справляются со своими функциями и имеют срок службы, превышающий среднестатистическую взрослую продолжительность жизни человека. Например, «однотрубники» решили сделать разводку системы отопления очень качественной армированной стекловолокном полипропиленовой трубой Valtec диаметром 25 мм (соответствует ¾ дюйма). И у них на весь дом ушло 100 метров трубы. И они истратили на это аж 8300 рублей, учитывая, что метр стоит 83 рубля. Для того чтобы реализовать двухтрубную систему надо примерно в два раза больше купить трубы. Это же непомерные расходы! Это же катастрофа – потратить еще 8300 рублей! Подумаешь, что радиаторы ближайшие несколько десятков лет нельзя будет регулировать независимо от других. Зато можно с гордостью рассказывать вначале детям, а потом и внукам как «мудро» были сэкономлены деньги.

При нынешних ценах на трубы и простоте технологий их монтажа «религиозная» преданность однотрубным системам не может выглядеть никак иначе, кроме как глупость. Поэтому наш однозначный выбор – это двухтрубная система отопления.

Какие выбрать трубы для системы водяного отопления?

В этом вопросе не может быть абсолютной однозначности по причине того, что на отдельных участках системы отопления трубы могут испытывать разные температурные воздействия. Например, система водяного отопления в радиаторной ее части настроена на температуру 70°C в подаче и 50°C в обратке. Этот режим, кстати, рекомендуется для большинства современных систем. В этой части вполне применимы полимерные трубы из полипропилена, металлопласта или сшитого полиэтилена. При таком температурном режиме, который может обеспечивать насосно-смесительный узел, срок службы труб может быть несколько десятков лет.

Если взять водяной теплый пол, то в нем температура теплоносителя на подаче редко превышает даже 40°C, а на обратке 35°C. Этот факт просто обязывает к применению полимерные трубы. Воду нужной температуры для теплого пола также приготавливают насосно-смесительные узлы. И здесь срок службы полимерных труб будет очень продолжительным.

Если в системе отопления устанавливают бойлер косвенного нагрева, то в интересах хозяев будет нагреть воду в нем максимально быстро. Это достижимо только в том случае, если теплоноситель из котла будет циркулировать с высокой температурой в теплообменнике бойлера. Современные газовые и электрические котлы «выдают» теплоноситель с максимальной температурой 85-90°C, а твердотопливные могут и при большей температуре, но их способности обычно специально «придушивают» специальной автоматикой до искомых 85-90°C. При такой температуре полимерные трубы могут исправно служить, но их возможности уже близки к пределу. Соответственно и сокращается срок их службы. Именно поэтому теплообменник бойлера связывают с котлом или коллектором стальными или медными трубами, которые не боятся высоких температур.

Если в системе отопления выделены несколько контуров для разных целей, то без применения коллекторов или гидравлических разделителей (гидрострелок) обойтись уже трудно. Такими отдельными контурами могут быть радиаторное отопление, теплый водяной пол и теплообменник бойлера косвенного нагрева. Практически все котлы имеют самый высокий КПД тогда, когда горелка горит в полную силу для подогрева теплоносителя до высокой температуры. Поэтому теплотехники рекомендуют на коллекторы и гидрострелки подавать воду от котла с высокой температурой. А уже потом насосно-смесительные узлы обеспечивают подачу воды в свой контур с нужной температурой. Поэтому всю обвязку котла от прямой и обратной его магистрали и до коллекторов (или гидрострелки) надо делать металлическими трубами (медными или стальными). Далее, от коллекторов (или гидрострелки) до насосно-смесительных узлов монтаж также предпочтительно делать металлическими трубами, а уже дальше, когда температура теплоносителя уже будет не более 70°C можно смело переходить на полимеры.

Итак, какие же трубы можно использовать в системе водяного отопления?

• Стальные трубы – рекомендуются для обвязки котлов, для изготовления из них коллекторов или гидрострелок. Для остальной системы отопления их применение нецелесообразно из-за цены и трудоемкости процесса монтажа.
• Нержавеющие трубы. Это престижно, функционально, но очень дорого. Но они никак нельзя лучше подходят для коллекторов или гидрострелок.

• Полипропиленовые трубы сейчас самые востребованные. Стоят они недорого, при соблюдении температурных режимов служат очень долго. Монтаж очень простой при помощи недорогого инструмента, но очень много зависит от человеческого фактора. Система из одних и тех же труб и фитингов может быть как безупречной и монолитной, так и полностью непригодной. Другими словами - «дуракоустойчивость» труб низкая. Но при самостоятельном исполнении и неукоснительном соблюдении технологии монтажа, выбор в их пользу будет одним из лучших.

• Металлопластиковые трубы лучше применять только качественные, известных производителей. Монтаж отопления надо проводить только пресс фитингами. Все цанговые соединения должны быть только на коллекторах или специально предназначенной для этого арматуры радиаторов. Надежность системы сильно зависит от квалификации монтажника. Бывают случаи расслоения трубы, что приводит к затрудненному току теплоносителя. Фитинги металлопластиковых труб сужают проход трубы. Это ухудшает гидравлические характеристики и приводит к отложению загрязнений.
• Трубы их сшитого полиэтилена обязательно стоит применять в качестве труб теплого пола. Только их и никакие другие. Кроме этого их можно применять и в разводке систем отопления (уже после смесительных узлов). Соединения при помощи фитингов с надвижными гильзами не снижают проход трубы и обладают высокой степенью «дуракоустойчивости» при монтаже и надежностью в процессе эксплуатации. Единственный фактор, останавливающий их повсеместное распространение – это пока высокая цена на трубы и особенно на фитинги.

Подробнее о полимерных трубах, применяемых в системах отопления можно прочитать в статье нашего портала: « ».

Какие радиаторы выбрать для водяного отопления?

Когда встает вопрос о радиаторах отопления, то, наверное, часть читателей будет представлять, что главное в этом вопросе – это дизайн, чтобы радиатор был гармоничной частью интерьера. И отчасти они правы, так как современный выбор этих тепловых приборов позволяет задуматься и над этим вопросом тоже. Если раньше не было никакой альтернативы стандартным чугунным «гармошкам» или стальным «ёжикам», то сейчас можно подумать и о красоте, причем далеко не всегда в ущерб своему кошельку. И эта красота никак еще и не будет противоречить инженерной науке.

Итак, какие радиаторы нам предлагает современный строительный рынок?

• Чугунные радиаторы являются классикой, к ним все привыкли и, честно говоря, они уже немного надоели. Надоели только по одной причине – их абсолютной безальтернативности, которая наблюдалась во времена СССР. Но выбрасывать их на «свалку истории» еще рано, так как чугунные радиаторы, стойки к коррозии, надежны, имеют небольшое гидравлическое сопротивление и высокую теплоотдачу. Причем очень большая доля теплоотдачи чугунных радиаторов приходится именно на комфортное лучевое тепло, а на конвекционный нагрев воздуха, ввиду малой площади их поверхности, приходится меньшая доля. Чугунные радиаторы собирают из отдельных секций и это один из их недостатков, так как межсекционные прокладки со временем могут деградировать. Кроме этого, чугунные радиаторы тяжелые, хрупкие, инерционные, они не переносят резких перепадов температур. Дизайн стандартных чугунных радиаторов также стандартный и надоевший, плохо вписывающийся в современные интерьеры.
• Чугунные дизайнерские радиаторы – это очень хороший прием некоторых производителей, повысить привлекательность этих отопительных приборов. Они сделаны из высококачественного чугуна методом художественного литья, а это действительно искусство доступное немногим. Такие радиаторы на самом деле очень красивые, они, несомненно, станут украшением интерьера. С инженерной же точки зрения – это те же чугунные радиаторы со своими достоинствами и недостатками. Покупают их те люди, у которых тонкий художественный вкус сочетается с большим количеством денег, так как стоят эти радиаторы немало.

• Стальные трубчатые радиаторы – это конструкция из стальных бесшовных труб, соединенных в единое целое при помощи сварки. За счет этого трубчатые радиаторы очень надежные, так как в них нет отдельных секций. Среди таких радиаторов немало очень красивых моделей эксклюзивного дизайна и даже не стандартного белого цвета, а другого: красного, желтого, синего, серого и других. Они могут быть совершенно разных размеров: от маленьких 300 мм в высоту, до занимающих всю стену от пола до потолка. Теплоотдача стальных трубчатых радиаторов также находится на высоте, они способны выдержать давление до 15 атмосфер, за ними просто ухаживать. Полотенцесушители для ванной по своей сути являются тоже стальными трубчатыми радиаторами. Минус таких отопительных приборов – это высокая цена, поэтому применяют их достаточно редко.

• Стальные панельные радиаторы для автономных водяных систем отопления являются одним из лучших выборов. Нагревательный элемент в таких радиаторах представляет собой прямоугольную панель, состоящую из двух сваренных воедино листов высококачественной углеродистой стали. В этих листах заранее отштамповываются углубления, по которым в дальнейшем циркулирует теплоноситель. Таких панелей в радиаторе может быть от одной до трех. Мало того, между панелями еще размещают стальные ребра П-образного профиля, которые увеличивают площадь теплоотдачи. Все панели и ребра обычно закрывают в красивый корпус. Производят такие радиаторы совершенно разной высоты и длины, а также с разным количеством панелей. Это позволяет легко подобрать радиатор с нужной теплоотдачей. За счет того, что эти радиаторы имеют цельную конструкцию – они исключительно надежны. Основная доля теплоотдачи происходит за счет конвекции. За счет малого внутреннего объема они прогреваются очень быстро. Стоят стальные панельные радиаторы вполне приемлемо.

• Конвекторы – отопительные приборы, которые предназначены только для нагрева проходящего через них воздуха. Конструктивно они представляют изогнутую в виде буквы U стальную или медную трубу, на которой расположено много медных или алюминиевых, или стальных пластин. В новостройках времен СССР нередко по умолчанию ставили конвекторы, закрываемые стальными экранами. Они имели такой ужасающий вид, что можно сказать: дизайном там вообще «не пахло». Все старались быстрее заменить их не немного менее ужасные чугунные радиаторы. Современные конвекторы уже не обладают чудовищным видом, а некоторые даже могут стать украшением интерьера. Устанавливают конвекторы обычно там, где имеет место панорамное остекленение. Радиатор, стоящий рядом с панорамным окном до пола, будет смотреться очень глупо, а вот невысокий конвектор будет в самый раз. Также имеются модели, которые можно встраивать в пол и размещать невдалеке от порогов прозрачных дверей. Все конвекторы помещаются в корпуса, в них есть вход для холодного воздуха и выход для нагретого. Сверху конвектор закрывается декоративной решеткой.

• Алюминиевые радиаторы отопления могут применяться только в автономных водяных системах. Эти радиаторы имеют очень привлекательный внешний вид, высокую теплоотдачу, малый вес и низкую цену. Требуемую мощность алюминиевых радиаторов набирают путем скручивания нужного количества отдельных секций. Это и является недостатком, так как при некорректной сборке могут потечь стыки. А также и в процессе эксплуатации некачественные уплотнители могут со временем потечь. При выборе алюминиевых радиаторов следует отдавать предпочтение анодированным приборам. Даже в замкнутых автономных системах водяного отопления алюминий может активно корродировать, так как он весьма капризен к ph-показателю воды. Резьбовые соединения алюминиевых радиаторов тоже являются слабым их местом.
• Биметаллические радиаторы с внешнего вида практически невозможно отличить от алюминиевых. Они имеют такой же корпус, но теплоноситель в них циркулирует по стальной трубке, которая находится внутри алюминия. Соответственно и все резьбовые соединения в биметаллических радиаторах сделаны из стали. Биметаллические радиаторы являются одним из самых лучших выборов для системы водяного отопления, так как они объединяют прочность стали и теплопроводность алюминия, они имеют красивый внешний вид, отличную теплоотдачу и долгий срок службы. Недостатки у биметаллических радиаторов характерны для сборных конструкций – наличие большого количества уплотнений. Стоят такие радиаторы ощутимо выше алюминиевых и стальных панельных, но независимо от этого они рекомендуются к применению.

• Теплый плинтус – это сравнительно новое веяние в отоплении. Он представляет собой отопительный прибор, имеющий в высоту всего 14 см, который монтируется вместо привычного плинтуса по периметру помещения. Конструктивно теплый плинтус – это две медные трубки, на которые нанесены ламели из того же металла. По сути, он представляет собой мини-конвектор. Сверху этот прибор закрывается съемной алюминиевой крышкой, что действительно придает ему сходство с плинтусом. Для входа холодного воздуха снизу и выхода нагретого сверху имеются специальные щели. По заверениям производителей такой подход в организации отопления дает высокий уровень комфорта, так как, поднимающийся из плинтуса по всему периметру помещения теплый воздух, нагревает стены, а они, в свою очередь, мягко отапливают лучевым теплом. Какие-либо суждения по такому отоплению пока будут неуместны, так как еще наработано слишком мало опыта по эксплуатации таких систем. Да и стоимость теплого плинтуса отпугивает большинство потенциальных покупателей.

Дорогая диковинка — теплый плинтус

Из этого многообразия радиаторов надо выбрать именно такие, которые будут удовлетворять всем требованиям. Наш выбор тепловых приборов для автономного водяного отопления – это стальные панельные или биметаллические радиаторы, в местах, где есть панорамное остекленение – встроенные конвекторы. Там, где на полу дома будет укладываться плитка или керамогранит – однозначно теплый пол, но не как основное отопление, а для комфорта.

Но нужные радиаторы мало выбрать, их надо еще подобрать по тепловой мощности. Этот вопрос мы рассмотрим ниже, в главе о проектировании водяного отопления.

Более развернутую и подробную информацию о радиаторах отопления можно получить, прочитав тематические статьи на нашем портале:

Проектирование водяного отопления

Иногда «способность» некоторых домовладельцев под любым предлогом избежать этого важного этапа просто поражает. Все вопросы по проектированию и необходимым инженерным расчетам они с радостью перекладывают на монтажников, у которых главной методикой расчета является формула – «я сто раз так делал». И если бы эти домовладельцы знали, что включает в себя проектирование отопления и попытались самостоятельно хоть раз сделать его, то все вопросы отпали бы сразу. Даже специальные программы, которые помогают проектировать инженерные системы, не смогут корректно делать необходимые вычисления, если пользователь не обладает необходимым набором знаний.

Расчет теплопотерь и подбор котла для водяного отопления

Первое, что делается при проектировании систем отопления – это расчет теплопотерь. Он помогает оценить, сколько дом или квартира могут потерять тепловой энергии при соблюдении в них нужных тепловых режимов. Учитывается при этом наихудший случай, когда температура «за бортом» достигает своего минимума для конкретной климатической зоны. То есть теплопотери считают по максимуму – сколько теоретически может потерять здание или помещение, когда находится в худших условиях.

Хорошая система отопления, с точки зрения бытового подхода – это когда в сильные морозы дома тепло и батареи горячие. А с точки зрения инженерной науки, хорошая система отопления должна компенсировать максимально возможные теплопотери. Если она сможет это сделать в наихудших условиях, то при всех других сделает и подавно.

Исходными данными для расчета теплопотерь является довольно внушительный объем информации. В любом проекте систем отопления этот расчет занимает минимум половину от затраченного труда. И на самом деле это действительно сложно даже для специалиста. Но существуют методики, которые позволяют это сделать упрощенно, но, тем не менее, конечный результат получается очень близким к тому, что будет получен из инженерного расчета по всем правилам. Учитывая, что всегда при выборе отопительного оборудования делают запас по мощности, то можно вполне воспользоваться и приближенным расчетом. И мы предлагаем читателям нашего портала воспользоваться удобным калькулятором. При его помощи можно оценить теплопотери каждого помещения, а затем и всего дома. После этого можно подбирать отопительное оборудование требуемой мощности.

Калькулятор расчета теплопотерь помещений

Для того чтобы рассчитать теплопотери помещения, необходимо иметь его план. Такие планы всегда есть в регистрационных документах на уже готовую недвижимость или в проектной документации. Но только плана будет мало. Нужен набор исходных данных, которые мы сейчас укажем.

• Площадь помещения в квадратных метрах. Она всегда указывается на любом плане.
• Любое помещение может, как контактировать через одну или несколько стен с внешней средой, так и может быть «анклавом» посередине дома или квартиры. Очевидно, что наибольшие теплопотери будут происходить через внешние стены. Поэтому нужно указать их количество.
• Известно, что на северной стороне солнце никогда не будет обогревать стены, а на южной будет это делать максимально. Другие стороны света будут чем-то средним между севером и югом. При расчетах в калькуляторе обязательно надо указывать ориентацию по сторонам света.
• Положение внешней стены по отношению к направлению ветра также имеет значение. Для каждой местности есть характерные направления ветра для каждого сезона. Путем сбора статистической информации за продолжительный период делают так называемые розы ветров, которые показывают, с какой стороны света наиболее часто дуют ветра в конкретное время года. Расположение дома относительно розы ветров имеет очень большое значение. Если ветер дует в стену, то она является подветренной, а если от нее, то наветренной. Розы ветров для своего региона можно при желании найти в интернете.
• Каждый регион характеризуется уровнем отрицательных температур в самую холодную пятидневку года. Эту информацию можно найти также в справочных данных, СНиПах и в интернете.
• Внешние стены помещения могут быть не утепленными, иметь среднюю степень утепления и хорошую. Обязательно в калькуляторе надо выбрать из списка нужный пункт.
• Любое помещение имеет определенную высоту потолка. Очевидно, что чем она больше, тем объем будет больше, тем больше будет площадь наружных стен. Теплопотери от этого также будут больше. Поэтому высоту потолка всегда учитывают.
• Под полом могут быть другие отапливаемые или неотапливаемые помещения, а также грунт. Сам пол может быть утеплен или нет. Эти данные также учитываются в калькуляторе.
• Для расчета теплопотерь также следует знать, что находится сверху помещения. В калькуляторе необходимо выбрать нужный пункт.
• Через окна из помещения уходит очень много тепловой энергии. Прежде всего, это зависит от конструкции окон. В калькуляторе есть и этот пункт.
• Чем больше окон – тем больше теплопотери, поэтому необходимо указать и их количество.
• Площадь окна также надо указать, так как это тоже влияет на тепловой баланс здания.
• Двери являются своеобразной лазейкой, через которую тепло норовит уйти из помещения. Само собой, что имеются в виду двери, ведущие на улицу или на открытый балкон. В калькуляторе надо указать их количество.

Калькулятор может подсчитать теплопотери только одного помещения. Поэтому для дома или квартиры очень будет удобно сделать сводную таблицу, в которой указывать исходные данные и результат. Ее можно расчертить на листе бумаги, а можно и реализовать в электронном виде. Например, в Microsoft Excel. Покажем пример такой таблицы.

№ на плане	Помещение: площадь, высота потолка. Что расположено сверху и снизу	Внешние стены: количество, ориентация, степень утепленности.	Окна: количество, тип, размеры.	Дверь на улицу или на балкон.	Необходимая тепловая мощность, кВт (с учётом 15% эксплуатационного резерва)
	ИТОГО				7.5 кВт
…	…	…	…	…	…
3	Гостиная. Площадь 14.1 м². Потолок – 2.9 м. Снизу - утепленный по по грунту. Сверху – холодный чердак.	Две, восточная и южная. Наветренные. Высокая степень термоизоляции.	Два окна, ПВХ-рамы с одинарным стеклопакетом. Размер 1200×900 мм.	нет	2,14 кВт
…	…	…	…	…	…

Заполнить такую таблицу не составит никакого труда, если под руками имеется план и у хозяина есть достаточно других сведений: высота потолка, степень утепления, размеры оконных проемов и другие данные. В крайнем случае, можно вооружиться рулеткой и провести необходимые замеры самостоятельно.

Последняя колонка в представленной таблице и будет теплопотерями помещения только с учетом 15% эксплуатационного резерва. Поэтому она называется необходимая тепловая мощность. После расчета во всех помещениях, последнюю колонку суммируют и получают заветную цифру – какой мощности должен быть котел отопления.

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках.
Затем нажмите "Рассчитать тепловую мощность для помещения"

Укажите площадь помещения, м²

100 Вт на кв. м

Количество внешних стен

нет одна две три

Внешние стены смотрят на:

Север, Северо-Восток, Восток Юг, Юго-Запад, Запад

Положение внешней стены относительно зимней "розы ветров"

наветренная сторона подветренная сторона параллельная направлению ветра

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

35 °С и ниже от - 30 °С до - 34 °С от - 25 °С до - 29 °С от - 20 °С до - 24 °С от - 15 °С до - 19 °С от - 10 °С до - 14 °С не холоднее - 10 °С

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утеплены Средняя степень утепления Внешние стены имеют качественное утепление

Высота потолка в помещении

до 2,7 м 2,8 ÷ 3,0 м 3,1 ÷ 3,5 м 3,6 ÷ 4,0 м более 4,1 м

Что расположено снизу?

Холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением Утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением Снизу расположено отапливаемое помещение

Что расположено сверху?

Холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещение Утепленный чердак или иное помещение Отапливаемое помещение

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклением Окна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетом Окна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Двери, выходящие на улицу или на балкон:

Если для приготовления горячей воды будет использован бойлер косвенного нагрева, то к необходимой мощности котла надо еще добавить 30% запаса мощности. Это необходимо для того, чтобы во время нагрева воды в бойлере не происходили «провалы» в отоплении. Котел выбирают мощностью не ниже рассчитанной. Например, расчеты показали необходимую мощность котла для компенсации теплопотерь 7,5 кВт. Для приготовления воды в бойлере косвенного нагрева добавляем еще 30%: 7,5кВт*1,3=9,75 кВт. Из модельного ряда предпочтительных котлов надо выбрать тот, у которого мощность будет ближайшей в сторону увеличения. Если она будет больше на несколько киловатт, то это вовсе не беда. Во-первых «излишняя» мощность будет очень полезна при приготовлении горячей воды, а, во-вторых, большинство современных котлов имеет либо двухступенчатую горелку, либо модулированную – когда подача газа происходит в зависимости от температуры теплоносителя.

Подбор радиаторов отопления

Исходя из расчета теплопотерь, который мы уже знаем, как произвести, можно вполне подобрать и радиаторы для каждого из помещений. Исходными данными для этого являются как раз теплопотери плюс 15% эксплуатационного резерва. Для начала отметим, где именно и как должны располагаться радиаторы.

• Радиаторы надо устанавливать там, где происходят наибольшие теплопотери. Прежде всего – это окна, какие-бы они энергосберегающими не были. Радиатор под окном организует тепловую завесу из нагретого воздуха, который препятствует «стеканию» холодного воздуха вниз на пол.
• Под окном радиатор располагают строго посередине оконного проема. Только так и не иначе.
• Расстояние от пола до нижнего края радиатора должно быть 8-12 см, а от верхнего края до подоконника – 10-12 см. это позволит холодному воздуху свободно поступать вниз, а нагретому выходить сверху. Кроме этого, такое расстояние необходимо для уборки.

• Существует негласное правило – радиатор должен занимать не менее 70-75% ширины оконного проема. Тогда тепловая завеса будет распространена на всю площадь окна. Но здесь необходимо сделать оговорку – при выборе количества секций чугунного, алюминиевого или биметаллического радиатора, или ширины панельного, — прежде всего, следует учитывать тепловую мощность радиатора, а уже потом «заполняемость» оконного проема. Дело в том, что привычные чугунные радиаторы сильно проигрывают по теплоотдаче биметаллическим, алюминиевым или стальным панельным и подход по старине – чем больше секций, тем лучше, - уже может не пройти. В помещении может быть слишком жарко. Бывает, что для перекрытия оконного проема на 70% целесообразно применить радиаторы с меньшей монтажной высотой.
• Возле панорамных окон и дверей лучше всего устанавливать встроенные конвекторы. Возле входной двери тоже желателен конвектор, но его решетка может сильно загрязняться от уличной обуви. Поэтому во входных тамбурах ставят радиатор сбоку от двери.

• Если помещение имеет протяженную наружную стену, ориентированную на север, и еще она является подветренной, то радиатор надо установить возле нее независимо есть оконные проемы или нет.
• Всякие декоративные дизайнерские экраны на радиаторах можно смело отнести к категории абсолютного зла. Если этого требует дизайнер, то следует прогнать его вон. Все искусственные барьеры сильно снижают теплоотдачу.

Теперь расскажем, как подобрать радиатор по тепловой мощности. Поначалу надо оценить помещение и сделать некоторые коррективы по правильному выбору мощности радиатора.

• Если в помещении 1 окно и 2 наружные стены, то мощность радиатора надо выбрать больше на 20% чем теплопотери.
• Если в помещении 2 наружные стены и 2 окна, то мощность радиатора должна быть увеличена на 30%.
• Если окно выходит на север или северо-восток, то мощность радиатора увеличивают на 10%.
• Если радиатор расположен в открытой нише, то его мощность увеличивают на 5%.
• Если не удалось прогнать вон дизайнера, и он настоял на экране с горизонтальными прорезями, то мощность радиатора должна быть выше на 15-20%.

Подбор панельных радиаторов

Каждая модель радиатора характеризуется своей тепловой мощностью, которая всегда указывается в его паспорте. Тепловая мощность – это количество тепловой энергии в ваттах, которое способен передать радиатор отопления за единицу времени. В теплотехнике такой единицей является один час. Очень важным показателем при указании тепловой мощности является температура подводимой воды – t V , температура отводимой воды t R и температура воздуха в помещении t L именно от них зависит тепловая мощность. Например, для панельных стальных радиаторов очень известного немецкого производителя Kermi в паспорте указана мощность радиаторов при t V =75° C, t R =65° C и t L =20° C. На основании этих величин вычисляется показатель ∆ T=(t V + t R)/2 — t L , который называется температурный напор , однако, в среде теплотехников зовут кратко и емко - дельта . Как видно из формулы дельта – это разница между средней температурой воды в радиаторе и температурой в отапливаемом помещении.

Цены на панельные радиаторы ELSEN

Радиатор панельный сталь ELSEN

В паспортах большинства современных радиаторов указывают их тепловую мощность при двух значениях дельты: ∆ T=70° C (t V =95° C, t R =85° C и t L =20° C) и ∆ T=50° C (t V =75° C, t R =65° C и t L =20° C). Приведем примеры. В описании панельных стальных радиаторов Kermi есть таблица, которая помогает выбрать радиатор по нужной тепловой мощности при ∆ T=50° C. Эта таблица представлена на рисунке (рисунок «кликабелен», нажмите на него для увеличения).

Вверху таблицы указаны монтажная высота радиаторов, она может быть 300, 400, 500, 600 и 900 мм. Ее обычно выбирают в зависимости от того, сколько пространства есть под подоконником. Далее, в наименованиях столбцов есть «таинственные» типы радиаторов. Как видно, у Kermi они бывают 10, 11, 12, 22 и 33. Что это означает? Смотрим на другой рисунок из каталога Kermi.

Из таблицы видно, что радиаторы отличаются количеством панелей (рядов) и конвекторов. Очевидно, что чем больше будет рядов (панелей), тем радиатор будет более «пухлый». Это на сухом инженерном языке означает увеличение монтажной ширины. Значок X2 inside, означает запатентованную технологию Kermi по последовательному подключению панелей, а не параллельную как принято в большинстве радиаторов такого типа. Такой инновационный подход позволяет «выжать» из теплоносителя больше тепловой энергии, последовательно забирая ее вначале в одной панели, а потом в других. Это, по утверждению специалистов Kermi, приводит к экономии до 11% энергоресурсов. У других производителей панельных радиаторов классификация может незначительно отличаться. Это всегда указывается в паспорте, каталогах и технической документации, публикуемой на официальных сайтах. Если же производитель не удосужился даже сделать многоязычный сайт, то у него не стоит приобретать ничего.

Возвращаемся к предыдущей таблице и смотрим, что обозначают строки в ней. Это не что иное, как монтажная длина радиаторов, которые есть в ассортименте Kermi. Видно, что она может составлять от 400 до 3000 мм. Рядом с длиной указан температурный режим. Для всей этой таблицы он ∆ T=50° C (t V =75° C, t R =65° C и t L =20° C). В самих ячейках таблицы указана тепловая мощность радиатора в ваттах, которая соответствует определенной монтажной высоте, длине и типу конструкции радиатора.

Как пользоваться этой таблицей и подобрать нужный радиатор? Приведем пример. Допустим, есть комната с расчетными теплопотерями в 2,5 кВт. В ней есть два окна: одно с шириной проема 150 см выходит на север, а другое шириной 100 см – на запад. Радиаторы, разумеется, будут установлены под окнами. Только как распределить мощность в 2,5 кВт между двумя окнами? Очень просто – мощность радиатора должна быть пропорциональна ширине проема. Вспоминаем математику начальной школы и решаем простое уравнение. Вначале обозначим мощность меньшего радиатора за X , а потом узнаем, во сколько раз мощность второго должна быть больше. Для этого большую ширину оконного проема делим на меньшую: 150 см/100 см=1,5 , — то есть в полтора раза мощность радиатора с проемом 150 см должна быть больше. Теперь составляем элементарное уравнение: X + 1.5* X = 2,5 кВт . Отсюда находим 2,5* X = 2,5 кВт , а значит X = 1 кВт . Получается, что мощность радиатора установленного под окном с шириной проема 100 см должна быть 1 кВт, а другого 1,5 кВт. Все очень просто! Но в конечный результат надо внести коррективы, так как в этом помещении 2 наружные стены и 2 окна. Вспоминаем пройденный материал и увеличиваем тепловые мощности радиатора на 30%: первое окно 1 кВт*1,3 = 1,3 кВт , а второе 1,5 кВт*1,3 = 1,95 кВт . Теперь еще надо дополнительно учесть, что второе окно выходит на север, это обязывает нас еще «накинуть» 10%: 1,95 кВт*1,1 = 2,145 кВт . Получается, что один радиатор должен быть с тепловой мощностью 1,3 кВт, а второй – 2,145 кВт.

Теперь возвращаемся к таблице подбора радиаторов по тепловой мощности. В ней надо выбрать ближайшие значения мощностей для каждого из радиаторов, которые должны быть не меньше расчетных. Обозначим эти значения для первого радиатора синим цветом, а для второго красным. Таблица увеличивается после клика.

Не все радиаторы, которые выделены в таблице, подойдут для этих конкретных условий. Надо еще учесть высоту подоконников окон. Допустим, она составляет 75 см от пола. В пространство между подоконником и полом идеально вписываются радиаторы с монтажной высотой 500 мм. для окна с проемом в 100 см подойдут только те радиаторы, длина которых будет меньше ширины проема. Нельзя не согласиться с тем, что радиатор, который шире окна будет смотреться нелепо. Получается, что подходят радиатор с монтажной высотой 500 мм и длиной 900 мм типа 22 или радиатор с той же высотой, длиной 600 мм типа 33. Длина второго радиатора не подходит, так как он оконный проем в 1000 мм, закрывает только на 60% и хорошей тепловой завесы он не обеспечит. Однозначный выбор для первого – это тип 22, высота 500 мм, длина 900 мм.

Подберем второй радиатор для окна с проемом 150 см. Естественно, что следует подбирать радиатор с той же высотой, так как высота подоконников в комнате одинакова. Тогда не будет в интерьере диссонанса, который могут внести радиаторы разной высоты. Сразу отметаем все модели, которые шире чем окно и остается два радиатора: тип 22 шириной 1400 мм, и тип 33 с шириной 1000 мм. Второй радиатор не обеспечивает перекрытия проема на 70%, так как 1000 мм/1500 мм=0,667≈67%. Выбор однозначен – тип 22, монтажная высота 500 мм, монтажная длина 1400 мм.

Получается, что в одном помещении будет стоять два радиатора одинаковой монтажной высоты и одного типа. Это очень хорошо, так как смотреться это будет гармонично. Если, например, один радиатор будет типа 22, а второй типа 33, то разница будет видна сразу. В абсолютном большинстве случаев для окон со стандартной высотой подоконников в 70-75 см подходят радиаторы типа 22. Радиаторы типа 33 применяют чаще всего тогда, когда высота подоконников 50 см. Тогда «пухлячки» типа 33 с монтажной высотой 300 мм смотрятся очень неплохо.

У читателей может возникнуть вполне резонный вопрос – а как быть, если температурный напор (дельта) в системе отопления будет другим? Ведь это же скажется на тепловой мощности радиатора? Ответ однозначен – конечно, скажется. Чем меньше будет показатель ∆ T , тем меньшую мощность радиатор сможет выдать. Как тогда быть? Как выбрать радиатор, который будет компенсировать теплопотери при другом температурном режиме?

Прежде всего следует отметить то, что система отопления рассчитывается так, чтобы даже в самую холодную пятидневку года она могла компенсировать теплопотери, когда они будут максимальными. Когда температура на улице выше теоретически возможного минимума, тогда и теплопотери уменьшаются и тот тепловой режим, который принят за эталонный, будет абсолютно не нужен. В таблице подбора мощностей радиаторов Kermi эталонным режимом является ∆T=50°C при t V =75°C, t R =65°C и t L =20°C. Средняя температура радиаторов в 70°C тактильно ощущается как очень горячие батареи, на которых невозможно держать руку. И нужен будет такой режим только несколько дней в году.

Поэтому в более теплые, чем теоретический минимум дни отопление должно работать в более щадящем режиме и в нем она работает большую часть времени. Чтобы обеспечить такой режим прибегают к нескольким методам:

• На радиаторы устанавливают специальный термостатический клапан, который в зависимости от температуры воздуха в помещении открывает или закрывает проток теплоносителя в радиатор. Такие клапаны рекомендованы в двухтрубных системах отопления. Температуру, при которой клапан будет закрываться, можно регулировать при помощи специальной поворотной ручки с нанесенной шкалой температур. Теплоноситель подается при этом эталонной температуры, а пропускать его через радиатор или нет уже «решает» клапан.
• В одном или нескольких помещениях устанавливают электронные термостаты, которые отслеживают температуру. Когда она достигнет нужного значения, термостат дает команду на остановку котла или насоса какого-то отдельного контура. Когда температура снизится, от термостата идет команда на запуск. Эти умные устройства делают еще и программируемыми, для того, чтобы выставлять на них какие-то температурные сценарии по времени суток или по дням недели. Современные электронные термостаты могут еще в летнее время управлять кондиционерами.

• Уменьшить теплоотдачу радиаторов можно еще и снижением температуры теплоносителя. Это можно сделать вручную на отопительном котле, который обязательно имеет регулировку температуры.
• Если отопление исполнено несколькими независимыми контурами каждый со своим насосно-смесительным узлом, то снизить температуру теплоносителя можно регулировкой термосмесительного клапана.
• Некоторые модели современных котлов оснащаются погодозависимой автоматикой, которая реагирует на изменение температуры воздуха на улице и в соответствии с этим по определенному алгоритму изменяет температуры теплоносителя на выходе из котла или управляет другими элементами системы отопления.

Для снижения или повышения отдаваемой системой отопления мощности также могут применяться и сочетание всех описанных методов. Каждый солидный производитель оборудования для систем отопления обязательно имеет в своем ассортименте различные умные устройства, которые позволяют максимально автоматизировать отопление. К таким «штучкам» можно отнести и электронные термостатические головки радиаторов, и сервоприводы термосмесительных клапанов, и программируемые термостаты объединенную в одну систему при помощи центрального компьютера, отвечающего за отопление. Есть даже функции, когда система отопления присылает хозяину полный отчет о режимах в виде СМС-сообщения. Такими системами можно управлять не только из своего дома, но и практически с любого места Земного шара, где есть доступ в интернет. И находятся люди, которые продвигают концепцию «умного» дома и систему отопления делают также «умной», не жалея на это денег. Но реалии таковы, что большинство адекватных людей после знакомства с прайсом на эти «умные» штучки предпочитают, чтобы их дом продолжал оставаться «тупым».

Подбор панельных радиаторов для низкотемпературных систем отопления

В настоящее время активно продвигается концепция низкотемпературного отопления, которая предполагает теплоноситель подавать не с привычным температурным напором ∆T=50°C или ∆T=70°C, а с гораздо меньшим. Обычно в качестве стандарта для низкотемпературных систем применяют следующий режим: t V =55° C, t R =45° C и t L =20° C. температурный напор при этом будет ∆ T = (55+45)/2-20 = 30° C . Такой подход имеет очевидную выгоду с точки зрения экономии топлива и повышения безопасности систем отопления. Кроме этого, у низкотемпературных систем еще достаточно весомых преимуществ:

• Низкотемпературное отопление более комфортно оно не приводит к осушению воздуха в помещении.
• Низкотемпературное отопление не приводит к мощным конвекционным потокам нагретого воздуха, вместе с которым поднимается и большое количество пыли.
• Низкотемпературное отопление гораздо легче регулировать, так как разница температур между радиатором и воздухом в помещении ниже. Другими словами – чем меньше тепловой напор (дельта), тем легче поддается регулировке система отопления.
• В низкотемпературных системах отопления лучше реализуются возможности теплоаккумуляторов. С ними в системах отопления можно применять даже твердотопливные котлы, которые при топке накапливают тепловую энергию в теплоаккумуляторе, а потом он после сгорания топлива в течение продолжительного времени отдает тепло системе. Высокотемпературное отопление очень быстро «опустошает» теплоаккумулятор. Подробнее об этих приборах можно прочитать в на нашем портале.

• Экономичные и высокотехнологичные генераторы тепла в виде конденсационных котлов и тепловых насосов могут реализовать весь свой потенциал только в низкотемпературных системах отопления.
• При необходимости, в дни экстремальных морозов, теплоотдачу низкотемпературных систем отопления очень легко повысить, увеличив на несколько градусов температуру теплоносителя на выходе из котла.

Концепция низкотемпературного отопления очень хорошо изложена в одном очень хорошем выражении, которое распространено среди инженеров-теплотехников: «Лучше иметь большой и теплый радиатор, чем маленький и горячий».

Самым лучшим местом, где может реализоваться низкотемпературное отопление – это, безусловно, теплый водяной пол. Такой вид отопления независимо от мнения скептиков уже давно эксплуатируется в странах Скандинавского полуострова, многолетний опыт однозначно показал эффективность и экономичность таких систем. Тема теплых водяных полов очень обширная и в рамках этой статьи рассматриваться не будет. Но на нашем портале есть статьи, которые подробно освещают этот вопрос:

Кроме этого, в части низкотемпературного отопления активно продвигается немецкой компанией Rehau концепция отопление при помощи теплых стен, которая уже испытана на множестве объектов и тоже показавшая свою эффективность. Но это тоже обширная тема, которая требует отдельного изучения. И, хотя на нашем портале нет пока еще статей на эту тему, мы заверяем читателей, что в ближайшее время они появятся.

Разумеется, что радиаторы при низкотемпературном отоплении будут иметь фактическую тепловую мощность меньше, чем при стандартной дельте в ∆T = 50°C. Поэтому для того, чтобы компенсировать это, приходится выбирать более мощные приборы. Помимо температуры подачи и обратки теплоносителя кто-то захочет поднять температуру в каких-либо помещениях от стандартных 20°C до, например, 22°C или 24°C. От такого шага дельта станет еще меньше и потребуется еще более мощный радиатор. Однозначно, что радиаторы, рассчитанные для ∆T = 50°C, не подойдут. Понадобятся корректировки, но какие именно?

Для пересчета есть специальная методика, использующая логарифмическую зависимость. Формулы довольно сложные для самостоятельного расчета, поэтому специалисты используют таблицу корректировочных коэффициентов, которые приведены для различных значений температуры подачи теплоносителя t V , температуры обратки t R , и температуры в помещении t L . Предлагаем читателям ознакомиться с такой таблицей, предоставленной Kermi. Сразу хотим отметить, что эта таблица подходит абсолютно для всех радиаторов, абсолютно всех производителей, причем любых: и стальных панельных, и стальных трубчатых, и чугунных, и алюминиевых, и биметаллических. Таблицу можно увеличить.

Пользоваться этой таблицей очень просто: в левом столбце выбирается температура подачи, в следующем, температура обратки, а затем в строке выбирается тот столбец, который соответствует температуре в помещении. Для примера в таблице выделены серым цветом ячейки, которые соответствуют эталонным показателям при ∆T=50°C (t V =75°C, t R =65°C и t L =20°C). Коэффициент пересчета при этом равен единице, что доказывает, что эталонным является указанный режим.

В качестве примера в таблице выделены черным цветом ячейки, показывающие выбор корректировочного коэффициента для низкотемпературного режима t V =55°C, t R =45°C и t L =20°C. Видно, что для таких условий корректировочный коэффициент равен F=1,96. Как его применять? Опять рассмотрим рассмотренный ранее пример. Тогда мы выяснили, что мощности радиаторов для тех условий должны быть: для окна с проемом 100 см – 1,3 кВт, а для окна с проемом 150 см – 2,145 кВт. Чтобы узнать какие радиаторы надо применить при низкотемпературном отоплении надо их нормативную мощность при ∆T=50°C умножить на корректировочный коэффициент F. Мощность первого радиатора Φ₁ = 1300 Вт*1,96 = 2548 Вт, а мощность второго Φ₂ = 2145 Вт*1,96 = 4204 Вт. Комфортные низкие температуры обязывают применять радиаторы, нормативная мощность при ∆T=50°C практически в два раза больше. Вернемся к таблице выбора радиаторов по мощности и выделим те модели с монтажной высотой 500 мм, которые обеспечат 2548 Вт и 4204 Вт тепловой мощности при ∆T=50°C, а фактически при режиме t V =55°C, t R =45°C и t L =20°C и ∆T=30°C, они будут отдавать 1300 Вт и 2145 Вт. Традиционно выделим подходящие радиаторы по необходимой мощности для первого окна синим цветом, а для второго – красным цветом.

Теперь посмотрим на ширину этих радиаторов. Для первого окна с шириной проема в 1000 мм (синий цвет) она составляет 2300 мм для радиатора типа 12, 1800 мм для радиатора типа 33 и 1200 мм для радиатора типа 33. Для такой ширины проема это многовато. Теперь посмотрим на второе окно и радиаторы, выбранные под него. Доступно при такой монтажной высоте две модели: тип 22 шириной 3000 мм и тип 33 шириной 2000 мм. Тоже многовато.

Как можно поступит в этом случае? Можно выбрать радиаторы с максимальной теплоотдачей (тип 33) ширина которых не превышает ширину оконного проема. Выберем эти модели из той же, порядком уже всей надоевшей, таблицы.

Выбраны две модели – шириной 900 мм и 1400 мм. Эти радиаторы прекрасно впишутся подоконное пространство вместе с запорно-регулировочной арматурой. Но их суммарная мощность будет при низкотемпературном режиме Φ ∑ = 1972 Вт + 3076 Вт = 5048 Вт, а на самом деле требуется Φ ∑ = 2548 Вт + 4204 Вт = 6752 Вт. Эту недостающую мощность 6752 Вт – 5048 Вт = 1704 Вт надо как-то компенсировать. Как это сделать? Первый способ – это установка дополнительного радиатора вдоль наружной стены (особенно ориентированной на север или северо-восток). Можно также его выбрать из таблицы. При этом корректировочный коэффициент использовать не надо, так как он уже был применен ранее. Конкретный радиатор подбирается уже по месту, в том числе учитывается и то, как он впишется в интерьер.

Второй способ уже давно применяют умные и расчетливые жители Скандинавских стран. При строительстве новых домов теплый пол не делается как опция или предмет роскоши, а предусматривается заранее и по умолчанию. Естественно, что теплый пол вносит свою лепту в общую систему отопления. Полностью удовлетворить потребность в необходимом тепле в условиях холодного климата теплый пол вряд ли сможет и во многом это ограничение обусловлено тем, что температура его не должна превышать 27°C. В реальной жизни с 1 м² теплого пола можно «снять» примерно 40-70 Вт, что будет явно недостаточно для восполнения всех теплопотерь, особенно в сильные морозы. Поэтому теплый пол в условиях умеренного и холодного климата всегда поддерживают еще и радиаторами, которые в случае необходимости подключаются и доводят температуру в помещении до нужной. Допустим, в ранее описанном примере площадь большой комнаты в доме составляет 30 м², а теплый пол дает 60 Вт/м². Считаем «вклад» теплого пола в отопление помещения: 60 Вт/м²*30 м² = 1800 Вт. Для обеспечения потребности в тепле при низкотемпературном отоплении требуется Φ ∑ =6752 Вт. Подсчитаем, сколько остается на долю радиаторов: Φ рад = 6752 Вт – 1800 Вт = 4952 Вт. Рассчитываем какая мощность должна приходиться на каждый из радиаторов, применяем ту же методику: 2,5*X = 4952 Вт, отсюда тепловая мощность меньшего радиатора 4952/2,5 = 1980,8 Вт, а большего 1,5*1980,8 = 2971,2 Вт. С такими показателями необходимой мощности можно легко подобрать из таблицы те модели радиаторов, которые и обеспечат и нужную компенсацию теплопотерь, и гармонично впишутся в подоконное пространство. Право выбора мы предоставляем читателям, так как надеемся, что трех примеров использования таблицы достаточно, чтобы сделать это самостоятельно. Но дадим небольшую подсказку – тип 33 и монтажная высота 500 мм подойдут для каждого из радиаторов.

Стен еще нет, а трубы теплого пола уже есть! Что русскому в диковинку, то шведам — обычное явление

Низкотемпературная система водяного отопления только с помощью радиаторов – это для наших нынешних условий очень дорогое удовольствие. Например, радиатор Kermi тип 22 размером 500*1000 мм, при ∆T=50°C имеет тепловую мощность 1540 Вт. Стоит такой радиатор 5030 рублей. Чтобы компенсировать такую же теплоотдачу при низкотемпературном отоплении с тепловым напором ∆T=30°C, надо иметь эквивалентную мощность с учетом корректировочного коэффициента F=1,96. Получается 1,96*1540 Вт = 3018,4 Вт. Подобный радиатор из типа 22, который имеет близкую теплоотдачу, должен уже иметь 2000 мм монтажной длины. Тепловая мощность радиатора типа 22, монтажной высоты 500 мм и длины 2000 мм составляет 3080 Вт, а стоит он 8497 рублей. Переплата будет 8497 – 5030 = 3467 рублей. Если выбрать радиатор типа 33, то подходящая модель будет иметь следующие размеры: высота 500 мм, длина 1400 мм, которая имеет тепловую мощность 3075,8 Вт. Стоимость такого радиатора 9584 рубля, а значит переплата 9584 – 5030 = 4554 рубля. И это только на одном радиаторе, а в масштабах квартиры или дома придется за низкотемпературный комфорт потратить десятки, а то и сотни тысяч рублей. Поэтому прежде чем делать низкотемпературное отопление надо учесть несколько факторов:

• В полной мере низкотемпературное отопление реализуется с тепловыми насосами или конденсационными котлами. Для их работы с максимальным КПД как раз необходимо иметь тепловой режим: t V =55°C, t R =45°C и t L =20°C. Для классических газовых или твердотопливных котлов такой режим опасен, так как он приводит к обильному выпадению конденсата, который имеет повышенную кислотность и за короткое время он «съедает» и теплообменники котлов, и дымоходы.

• Стоимость тепловых насосов и всего необходимого оборудования для его работы вместе с монтажными работами очень высока. При нынешних российских ценах на газ тепловые насосы не окупятся за все время их эксплуатации. Стоимость конденсационных котлов меньше, чем тепловых насосов, но она выше, чем стоимость газовых котлов соответствующей мощности на 50-70%. Конденсационный котел будет обеспечивать максимальный КПД только в низкотемпературном отоплении и он сможет окупиться только тогда, когда в качестве отопления будут применяться водяные теплые полы в сочетании с радиаторами.
• Применение сугубо радиаторного низкотемпературного отопления невыгодно и при нынешних российских ценах за газ такие системы, скорее всего, не окупятся за весь срок службы.

Идею низкотемпературного отопления активно продвигали в жизнь именно страны Европы, где цена на газ превышает российскую в 5-10 раз. Это и послужило толчком для развития такого отопления. Жителям нашей страны, которая имеет самые большие разведанные запасы природного газа, пока еще рано беспокоиться о том, что цена на этот вид топлива резко пойдет вверх. Поэтому низкотемпературное отопление интересно нам только с точки зрения реализации теплых водяных полов.

Подбор секционных радиаторов

К таким видам радиаторов относятся чугунные, алюминиевые и биметаллические, - то есть такие, которые собираются из отдельных секций. Подобрать такой вид радиаторов очень просто – надо знать теплоотдачу одной секции при эталонном режиме с температурным напором ∆T=50°C или ∆T=70°C, а потом просто разделить требуемую мощность, на мощность одной секции. Конечный результат нужно округлить в большую сторону. Можно для надежности еще «докинуть» пару секций, но это делать необязательно, так как все уже учтено на этапе расчета необходимой мощности.

Главным руководящим документом, который позволит выполнить необходимые расчеты – это паспорт радиатора или каталог производителя, где указаны все технические характеристики приборов. Очень важно, чтобы в паспорте был указан номинальный тепловой поток (тепловая мощность) для одной секции и при каком температурном напоре (дельте) этот показатель имеет место. На сайтах, продающих радиаторы, очень часто указывается мощность, но без указания дельты. Разумеется, берут этот показатель при ∆T=70°C, так как при этом тепловой поток больше, при этом умалчивая, что при ∆T=50°C тепловая мощность радиатора уже снижается с коэффициентом примерно F ≈ 0,65. Рассмотрим технические характеристики биметаллических радиаторов известного в России производителя радиаторов Global.

В таком паспорте есть вся необходимая информация для того, чтобы произвести нужные расчеты. Допустим, для компенсации теплопотерь в комнате, имеющей одно окно, требуется 1500 Вт тепловой мощности радиатора. Запланирована система отопления с ∆T=50°C. Чтобы подсчитать нужное количество секций надо требуемую мощность разделить на мощность (тепловой поток) одной секции. Допустим, что выбран радиатор Global Style Plus 500. Тогда количество секций будет: 1500 вт/114 Вт = 13,16. Округляем до ближайшего большего и получаем, что достаточно 14 секций. По ширине такой радиатор займет расстояние 80 мм*14 = 1120 мм. Окно имеет проем 1500 мм. подсчитаем на сколько процентов радиатор перекроет проем: 1120 мм/1500 мм = 0,747. Это почти 75%, а это означает, что при таком радиаторе у окна будет хорошая тепловая завеса. Вот и весь расчет. И любые другие секционные радиаторы рассчитываются точно так же. И нет никакого смысла приводить другие примеры.

Цены на популярные секционные радиаторы отопления

Если предполагается использование секционных радиаторов в низкотемпературных системах отопления, то пересчет их мощности производится с теми же коэффициентами, что и для панельных радиаторов. Но применение их в таких системах не рекомендовано по причине высокой стоимости алюминиевых и биметаллических радиаторов и низкой теплоотдачи чугунных радиаторов.

Способы подключения радиаторов и влияние этого на тепловой поток

Любой радиатор не имеет какого-либо только одного разрешенного вида подключения (некоторые производители этот термин называют присоединение), а имеет как минимум несколько вариантов. Если у секционных радиаторов все подключения могут производиться только с боковых сторон – сверху и снизу, то панельные могут иметь еще и другие варианты, в частности, снизу. Отметим, какие основные виды подключений могут существовать у радиаторов:

• . Это одно из самых популярных присоединений, используемых в системах отопления. Таким способом можно подключить практически любой радиатор. Принципиальное значение имеет расположение прямой и обратной трубы. Для реализации всех возможностей радиатора подача должна подключаться сверху, а обратка – снизу. Если сделать наоборот, то тепловая мощность прибора снизится примерно на 30%. Таблицы мощностей радиаторов Kermi, которые мы рассматривали ранее, рассчитаны именно при таком подключении.

• Перекрестное (диагональное) подключение . Такой вид подключения может применяться абсолютно для всех радиаторов, но прежде всего он рекомендован для длинных приборов, у которых ширина превышает в 3 и более раз высоту. Подающая труба подключается сверху слева или справа радиатора, а обратная – с противоположной стороны снизу. Теплоотдача при таком подключении даже лучше, чем при боковом на 2-3%.

• . Такой вид подключения также иногда применяют из-за желания максимально скрыть от взгляда подходящие трубы. Но это приводит к падению теплового потока радиатора примерно на 10%.

• Такой вид подключения можно реализовать только на радиаторах, которые специально предназначены для этого. Практически во всех случаях это панельные радиаторы. Каждый производитель для этого вида подключения выпускает специальные комплекты арматуры, позволяющие сделать подключение из пола или из стены. Расположение труб подачи и обратки имеет принципиальное значение и обязательно указывается в паспорте или техническом каталоге производителя.

Кроме этого, могут еще существовать и другие виды подключений. Например, подающая труба снизу, а обратная сбоку с той же стороны или с противоположной. Такие подключения называют промежуточными и их можно делать только тогда, когда это не запрещено производителем радиатора. А мы предлагаем читателям не фантазировать и применять боковое, перекрестное или нижнее подключение.

При приобретении радиаторов надо сразу позаботиться о том, как в дальнейшем их подключать к системе. Прежде всего, надо поинтересоваться, что входит в комплект радиатора, а потом при необходимости докупаются нужные детали и узлы. В любом хорошем магазине, реализующим сантехнику, продавцы-консультанты всегда подскажут что именно нужно для того или иного типа радиаторов.

В комплект стальных панельных радиаторов уже обычно входят крепежные кронштейны, заглушки и краны Маевского – для выпуска воздуха при заполнении системы. Некоторые модели уже имеют встроенные термостатические клапаны, позволяющие регулировать проток теплоносителя через радиатор в зависимости от температуры воздуха в помещении. А все остальное уже придется приобретать.

Секционные радиаторы обычно не снабжаются комплектом для подключения, поэтому он приобретается отдельно. Что должно входить в этот комплект?

• Прежде всего – это крепежные кронштейны вместе с дюбелями – для монтажа радиатора на стену. Для монтажа алюминиевых или биметаллических радиаторов в комплекте для подключения обычно идут два или три кронштейна, что вполне достаточно.
• Обязательно в комплекте должны быть переходные фитинги – футорки. Причем две футорки должны быть с левой резьбой, а две – с правой, так как резьба на разных сторонах секции радиатора разная. Это необходимо для того, чтобы скручивать секции в единый блок при помощи ниппелей. Резьба на секциях алюминиевых или биметаллических радиаторов дюймовая, поэтому футорки должны также иметь такую же резьбу и обеспечивать переход на ½ или ¾ дюйма. В большинстве случаев для присоединения радиаторов и арматуры понадобятся футорки 1″х1/2″.
• При подключении секционных радиаторов один из выходов из них должен закрываться заглушкой. Она и входит в комплект. Вкручивается в предварительно установленную футорку.
• Для выпуска воздуха из радиатора в комплекте идет кран Маевского, который также вкручивается в футорку. Для удобства работы с ним также прикладывается специальный ключ.

После применения такого комплекта радиатор будет уже адаптирован к подключению, но этого мало, так как для его успешного функционирования понадобится еще и специальная арматура. Что может входить в арматуру?

• Клапаны регулирующие для радиаторов. Их задача – плавно регулировать расход теплоносителя через радиатор. Если ручку заменить на защитный колпачок, то клапан можно использовать как настроечный. Бывают прямые и угловые регулирующие клапаны на ½” или ¾”, что позволяет сделать подводку разными способами. Имеют разъемное соединение (американку), что позволяет снимать радиатор без демонтажа клапана.

• Клапаны настроечные для радиаторов. Они предназначены для настройки расхода теплоносителя через радиатор при балансировке. Также имеют быстроразъемное соединение. Бывают прямыми и угловыми, на ½” или ¾”.

• Клапаны термостатические для радиаторов. Они предназначены для ручного или автоматического регулирования протока теплоносителя через радиатор. Для второго случая клапан должен дополняться термоголовкой. Снабжены быстроразъемным соединением (американкой), бывают на ½” или ¾”, угловой или прямой конструкции.

• Термостатическая твердотельная головка. Предназначена для автоматического регулирования расхода теплоносителя через радиатор в зависимости от температуры воздуха. Точность регулировки 1° в качестве термочувствительного элемента использован парафин. Позволяет регулировать температуру воздуха в диапазоне от 6,5°C до 27,5°C. Головка закрепляется на термостатическом клапане при помощи резьбы М30×1,5.

• Термостатическая жидкостная головка. Ее назначение и присоединение к клапану такое же, как и твердотельной головки. В качестве наполнителя сильфона используется толуол. Диапазон от 6,5°C до 28°C, точность регулировки 1°C.
• Удлинители потока. Очень полезное устройство при боковом подключении секционных радиаторов (алюминиевых или биметаллических). Удлинитель вкручивается вместо футорки в обратный коллектор радиатора. Предварительно в удлинитель вкручивается металлополимерная труба 16*2 мм, имеющая длину на 60-80 мм меньше, чем длина радиатора. В итоге получается проток теплоносителя через радиатор как при диагональном подключении. Удлинители потока бывают с левой и правой резьбой, с переходом на ½” или ¾”.

• Комплект терморегулирующего оборудования для радиатора. Очень удобно приобретать сразу комплект арматуры для радиатора, так как это выходит дешевле, чем покупать по отдельности. В такой комплект входит все необходимое: настроечный клапан, терморегулирующий клапан и термоголовка. Бывают комплекты с прямыми и угловыми элементами, на ½” или ¾”.

Это основная арматура, которой должен оснащаться радиатор. В стальных панельных отопительных приборах производители предлагают также различные комплекты арматуры, которые рекомендованы к применению к конкретной модели радиаторов. В каталогах достаточно подробно описано применение той или иной арматуры. В этом вопросе также не нужна ни фантазия, ни ненужная инициатива. Лучше всего принимать к сведению все то, что рекомендуют инженеры компании производителя.

Подбор расширительного бака для системы водяного отопления

Непременным элементом в системе отопления закрытого типа является расширительный бак. Без него система отопления просто не сможет работать нормально. Так для чего же он нужен? Представим, что существует замкнутая и закрытая система отопления, где теплоноситель в холодном состоянии находится под давлением в 1,5 бар. Воздух из системы полностью удален.

После запуска котла и начала работы циркуляционного теплоноситель начнет нагреваться и перемещаться по системе. С ростом температуры вода увеличивается в объеме и чем больше температура, тем более лавинообразно растет объем. Представим себе емкость, имеющую объем ровно 1000 мл (1 литр), куда налили до краев воды при температуре 4°С (именно при этой температуре вода имеет максимальную плотность). Если нагреть воду до температуры 10°C, то из этой емкости выльется всего 0,27 мл. Вроде бы чепуха. Но если продолжать нагревать, то будет выливаться все больше. При температуре 40°C из емкости уже выльется 7,8 мл воды, а при 70°C уже 22,7 мл. Это достаточно много. Если объем системы отопления будет 100 литров, то при нагреве до 70°C объем воды будет увеличиваться на 2270 мл или 2,27 литра. Вода практически несжимаемая жидкость, а система замкнута. Поэтому будет сильно расти давление, а вода будет «искать» самое слабое место в системе, куда бы расшириться. Таким специально организованным «слабым местом» является аварийный капан, который при превышении определенного порога (обычно 3-4 бар) открывается и будет выпускать расширившуюся воду до тех пор, пока не упадет давление. Если котел выключить и дать остыть теплоносителю, то объем его уменьшится, давление сильно упадет и, скорее всего, станет ниже самого допустимого нижнего (обычно 1 бар).

Для того чтобы в системе отопления не происходили такие неприятные вещи, в ней устанавливают (обычно на обратной магистрали перед котлом) расширительный бак, называемый еще экспанзоматом. Бак представляет собой герметичную емкость, которая разделена на 2 части эластичной бутиловой мембраной. Одна часть предназначена для воздуха (или азота), а другая для теплоносителя. Каждый бак идет с определенной предустановкой давления воздуха. Обычно бак накачивают до минимального разрешенного давления в системе – обычно 1 бар. Накачку бака можно делать обычным насосом с манометром, но только тогда, когда система пустая. При накачке мембрана выгибается так, что воздух занимает практически весь объем бака.

При заполнении системы холодной водой мембрана будет оставаться в неизменном положении до тех пор, пока давление не сравняется, а когда оно будет превышать 1 бар, мембрана будет изгибаться и сжимать воздух до тех пор, пока давления в воздушной и жидкостной не сравняются. Систему отопления обычно заполняют водой под давлением 1,3-1,5 бар.

Когда начинается нагрев теплоносителя в котле, то поднимается и давление. Равновесие в расширительном баке нарушается, и напирающий теплоноситель начинает отодвигать мембрану до тех пор, пока опять не установится равновесие. При температуре 45°C давление уже может достичь значения 1,5-1,7 бар, а при 75°C – 2.5 бар. Во всех этих случаях расширительный бак должен поддерживать равновесие, давая расширяться воде и не допуская роста давления свыше 3 бар.

Если по какой-либо причине в воздушной камере расширительного бака отсутствует давление или оно слишком мало, то теплоноситель изогнет мембрану так, что вода заполнит весь внутренний объем. расширяться будет некуда и такой бак будет только служить своеобразным «декором» котельной. Может быть и обратная ситуация – когда давление в воздушной камере слишком велико. Это не даст расширяться теплоносителю до того момента, пока его давление не будет превышать давление в воздушной камере. А если бак перекачан до 3 бар, то расширения воды в объеме экспанзомата не будет происходить. Раньше будет срабатывать аварийный клапан. Поэтому всегда перед началом отопительного сезона надо проверять целостность расширительного бака и проверять давление.

Как подбирают расширительный бак? Для этого есть очень простая методика – его объем должен составлять примерно 10% от объема всей системы. очень много специалистов теплотехников со стажем рекомендуют такой способ, как «стопудовый». Возникает вопрос, а как узнать объем системы отопления? Самый лучший способ – это произвести заполнение через счетчик воды. Именно поэтому узлы заполнения и подпитки рекомендуется снабжать ими. Второй способ – это путем вычислений. На нашем портале есть удобный калькулятор расчета общего объема системы отопления. Мы предлагаем воспользоваться им.

Но есть и другой способ, тоже реализованный в виде калькулятора. Рассмотрим его подробнее.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Для расчета объема расширительного бака закрытой системы отопления применяется следующая формула:

V=(V L *E)/D , где:

• V L – объем теплоносителя в системе отопления.
• E – коэффициент температурного расширения теплоносителя в %. Это справочные данные.
• D – Эффективность мембранного расширительного бака.

Эффективность бака, в свою очередь, вычисляют по формуле:

D=(P V — P S)/(P V +1) , где:

• P V – максимальное рабочее давление теплоносителя в системе отопления. Это давление равно порогу срабатывания предохранительного клапана. Обычно это значение находится в пределах 2,5-3 бар.
• P S – давление предустановки расширительного бака. Этот показатель обязательно указывается в паспорте, но бывает, что оно требует корректировки. Обычно давление воздуха в экспанзомате при пустой системе делают 1-1,5 бар.

Если объем системы отопления не измерить, не вычислить не представляется возможным, то поступают очень просто: каждому 1 кВт мощности котла ставят в соответствие 15 литров теплоносителя. Такой способ работает. Проверено временем. Переходим непосредственно к калькулятору.

Правильно организовать отопление дома – задача не из простых. Понятно, что лучше всего с ней справятся специалисты – проектировщики и монтажники. Привлекать их к процессу можно и нужно, но вот в каком качестве - определять вам, хозяину дома. Вариантов три: нанятые люди выполняют весь комплекс мероприятий или же часть этих работ, либо выступают консультантами, а отопление вы делаете своими руками.

Независимо от того, какой вариант отопления будет выбран, надо хорошо представлять себе все этапы процесса. Данный материал – поэтапное руководство к действию. Его цель - помочь вам решить задачу по устройству отопления самостоятельно или со знанием дела проконтролировать нанятых специалистов и монтажников.

Элементы системы отопления

В подавляющем большинстве случаев частные жилые дома обогреваются водяными системами отопления. Это традиционный подход к решению вопроса, имеющий неоспоримое достоинство – универсальность. То есть, тепло доставляется во все помещения посредством теплоносителя, а уж нагревать его можно с помощью различных энергоносителей. Их перечень мы рассмотрим далее, при выборе котла.

Водяные системы также дают возможность организовать комбинированное отопление с использованием двух или даже трех видов энергоносителей.

Любая система отопления, где передаточным звеном служит теплоноситель, делится на такие составные части:

• источник тепла;
• трубопроводная сеть со всем дополнительным оборудованием и арматурой;
• приборы отопления (радиаторы или греющие контуры теплых полов).

С целью обработки и регулирования теплоносителя, а также производства работ по обслуживанию в отопительных системах применяется дополнительное оборудование и запорно – регулирующая арматура. К оборудованию относятся следующие элементы:

• расширительный бак;
• циркуляционный насос;
• гидравлический разделитель (гидрострелка);
• буферная емкость;
• распределительный коллектор;
• бойлер косвенного нагрева;
• приборы и средства автоматизации.

Примечание. Обязательным атрибутом водяной системы отопления является расширительный бак, остальное оборудование устанавливается по мере необходимости.

Общеизвестно, что при нагреве вода расширяется, а в замкнутом пространстве ее дополнительному объему деваться некуда. Во избежание разрыва соединений от повышенного давления в сети ставится расширительная емкость открытого или мембранного типа. Она и принимает лишнюю воду.

Принудительную циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, а при наличии нескольких контуров, разделенных гидрострелкой или буферной емкостью, используется 2 и более перекачивающих агрегатов. Что касается буферной емкости, то она работает одновременно как гидравлический разделитель и теплоаккумулятор. Отделение котлового контура циркуляции от всех остальных практикуется в сложных системах коттеджей с несколькими этажами.

Коллекторы для распределения теплоносителя ставятся в системах отопления с теплыми полами либо в случаях, когда применяется лучевая схема подключения батарей, об этом мы расскажем в следующих разделах. Бойлер косвенного нагрева – это резервуар со змеевиком, где вода для нужд ГВС подогревается от теплоносителя. Для визуального контроля над температурой и давлением воды в системе устанавливаются термометры и манометры. Средства автоматизации (датчики, терморегуляторы, контроллеры, сервоприводы) не только осуществляют контроль над параметрами теплоносителя, но и регулируют их в автоматическом режиме.

Запорная арматура

Кроме перечисленного оборудования, водяное отопление дома управляется и обслуживается с помощью запорно–регулирующей арматуры, отображенной в таблице:

Когда вы ознакомились, из каких элементов состоит система отопления, можно приступать к первому шагу на пути к цели – расчетам.

Расчет системы отопления и подбор мощности котла

Осуществить подбор оборудования невозможно, не зная количества потребной на обогрев здания тепловой энергии. Определить его можно двумя способами: простым приближенным и расчетным. Первый способ любят использовать все продавцы отопительной техники, поскольку он достаточно прост и дает более-менее корректный результат. Это вычисление тепловой мощности по площади отапливаемых помещений.

Берут отдельную комнату, измеряют ее площадь и полученное значение умножают на 100 Вт. Энергия, необходимая на весь загородный дом, определяется суммированием показателей для всех комнат. Мы предлагаем более точный метод:

• на 100 Вт умножать площадь тех помещений, где с улицей контактирует только 1 стена, на которой имеется 1 окно;
• если комната – угловая с одним окном, то ее площадь надо умножать на 120 Вт;
• когда в помещении есть 2 наружных стены с 2 окнами и более, ее площадь умножается на 130 Вт.

Если считать мощность приближенным методом, то жители северных регионов РФ могут недополучить тепла, а юга Украины – переплатить за слишком мощное оборудование. С помощью второго, расчетного способа выполняется проектирование отопления специалистами. Он более точен, так как дает четкое понимание, сколько теряется тепла через строительные конструкции любого здания.

Прежде чем приступить к вычислениям, дом надо обмерить, выяснив площади стен, окон и дверей. Затем надо определить толщину слоя каждого строительного материала, из коего возведены стены, полы и кровля. Для всех материалов в справочной литературе или интернете следует найти значение теплопроводности λ, выражаемое в единицах Вт/(м · ºС). Его подставляем в формулу для расчета термического сопротивления R (м2 ºС / Вт):

R = δ / λ, здесь δ – толщина материала стены в метрах.

Примечание. Когда стена или кровля сделана из разных материалов, то необходимо рассчитывать значение R для каждого слоя, а потом суммировать результаты.

Теперь можно узнать количество тепла, уходящее сквозь внешнюю строительную конструкцию, по формуле:

• QТП = 1/R х (tв – tн) х S, где:
• QТП – теряемое количество теплоты, Вт;
• S – это измеренная ранее площадь строительной конструкции, м2;
• tв – сюда надо подставить величину желаемой внутренней температуры, ºС;
• tн – уличная температура в самый холодный период, ºС.

Важно! Расчет следует производить для каждой комнаты отдельно, поочередно подставляя в формулу значения термического сопротивления и площади для внешней стены, окна, двери, полов и кровли. Потом все эти результаты надо суммировать, это и будут теплопотери данного помещения. Площади внутренних перегородок учитывать не нужно!

Расход тепла на вентиляцию

Чтобы узнать, сколько тепла теряет частный дом в целом, надо сложить потери всех его комнат. Но это еще не все, ведь надо надо учесть и нагрев вентиляционного воздуха, который тоже обеспечивается системой отопления. Чтобы не вдаваться в дебри сложных расчетов, предлагается узнать этот расход теплоты по простой формуле:

Qвозд = cm (tв – tн), где:

• Qвозд – искомое количество теплоты на вентиляцию, Вт;
• m – количество воздуха по массе, определяется как внутренний объем здания, помноженный на плотность воздушной смеси, кг;
• (tв – tн) – как в предыдущей формуле;
• с – теплоемкость воздушных масс, принимается равной 0.28 Вт / (кг ºС).

Для определения потребности в тепле всего здания остается сложить величину QТП для дома в целом со значением Qвозд. Мощность же котла принимается с запасом на оптимальный режим работы, то есть, с коэффициентом 1.3. Тут надо учесть важный момент: если вы планируете использовать теплогенератор не только для отопления, но и для подогрева воды на ГВС, то запас мощности должен быть увеличен. Котел обязан эффективно работать сразу в 2 направлениях, а потому коэффициент запаса надо принимать не менее 1.5.

На данный момент существуют различные виды отопления, характеризующиеся применяемым энергоносителем или видом топлива. Какое из них выбрать – решать вам, а мы представим все виды котлов с кратким описанием их плюсов и минусов. Для обогрева жилых зданий можно приобрести следующие виды бытовых теплогенераторов:

• твердотопливные;
• газовые;
• электрические;
• на жидком топливе.

Выбрать энергоноситель, а следом и источник тепла вам поможет следующее видео:

Твердотопливные котлы

Делятся на 3 разновидности: прямого горения, пиролизные и пеллетные. Агрегаты популярны благодаря низкой стоимости эксплуатации, ведь по сравнению с прочими энергоносителями дрова и уголь стоят недорого. Исключение – природный газ в РФ, но подключение к нему зачастую обходится дороже, чем все тепловое оборудование вместе с монтажом. Поэтому дровяные и угольные котлы, имеющие приемлемую стоимость, покупаются людьми все чаще.

С другой стороны, эксплуатация источника тепла на твердом топливе очень напоминает простое печное отопление. Нужно затрачивать время и силы, чтобы заготавливать, таскать дрова и загружать их в топку. Также требуется серьезная обвязка агрегата, дабы обеспечить его долговечную и безопасную работу. Ведь обычный твердотопливный котел отличается инерционностью, то есть, после закрытия воздушной заслонки нагрев воды прекращается не сразу. А эффективное использование генерируемой энергии возможно лишь при наличии теплового аккумулятора.

Важно. Котлы, сжигающие твердые виды топлива, вообще не могут похвастать высокой эффективностью. Традиционные агрегаты прямого горения имеют КПД около 75%, пиролизные – 80%, а пеллетные – не более 83%.

Наилучший выбор с точки зрения комфорта – это теплогенератор на пеллетах, отличающийся высоким уровнем автоматизации и практически не имеющий инерционности. Он не требует теплоаккумулятора и частых походов в котельную. Но цена оборудования и пеллет часто делает его недоступным широкому кругу пользователей.

Газовые котлы

Отличный вариант - провести отопление, функционирующее на магистральном газе. В целом водогрейные газовые котлы весьма надежны и эффективны. КПД самого простого энергонезависимого агрегата составляет не менее 87%, а дорогого конденсационного – до 97%. Отопители компактны, хорошо автоматизированы и безопасны в работе. Обслуживание требуется не чаще 1 раза в год, причем походы в котельную нужны только для контроля или изменения настроек. Бюджетный агрегат выйдет гораздо дешевле твердотопливного, так что газовые котлы можно считать общедоступными.

Так же, как и теплогенераторам на твердом топливе, газовым котлам требуется устройство дымохода и наличие приточно-вытяжной вентиляции. Что касается других стран бывшего СССР, то стоимость горючего там значительно выше, чем в РФ, оттого популярность газового оборудования неуклонно снижается.

Электрические котлы

Надо сказать, что электрическое отопление – самое эффективное из всех существующих. Мало того что КПД котлов составляет порядка 99%, так вдобавок они не требуют дымоходов и вентиляции. Обслуживание агрегатов как таковое практически отсутствует, разве что чистка 1 раз в 2-3 года. И самое главное: оборудование и монтаж очень дешевы, при этом степень автоматизации может быть какой угодно. Котел просто не нуждается в вашем внимании.

Сколь приятны достоинства электрокотла, столь же существенен главный недостаток – цена электроэнергии. Даже если пользоваться многотарифным счетчиком электричества, обойти по этому показателю дровяной теплогенератор не удастся. Такова плата за комфорт, надежность и высокий КПД. Ну и второй минус – отсутствие на подводящих сетях необходимой электрической мощности. Такая досадная неприятность может разом перечеркнуть все помыслы об электрическом отоплении.

Жидкотопливные котлы

По стоимости отопительной техники и ее монтажа обогрев на отработанном масле или дизельном горючем обойдется примерно так же, как и на природном газе. Схожи у них и показатели эффективности, хотя отработка по понятным причинам несколько проигрывает. Другое дело, что данный вид отопления смело можно назвать самым грязным. Любое посещение котельной закончится, как минимум запахом солярки либо испачканными руками. А уж ежегодная чистка агрегата – это целое событие, после которого вы измажетесь сажей по пояс.

Применение солярки для отопления – не самое выгодное решение, цена горючего может крепко ударить по карману. Поднялось в цене и отработанное масло, разве что вы имеете какой-нибудь дешевый его источник. Это значит, что ставить дизельный котел есть смысл, когда нет других энергоносителей или в перспективе - подведение магистрального газа. Агрегат легко переходит с солярки на газ, а вот печь на отработке сжигать метан не сможет.

Схемы систем отопления для частного дома

Системы отопления, реализуемые в частном домостроении, бывают одно – и двухтрубными. Различить их несложно:

• по однотрубной схеме все радиаторы присоединяются к одному коллектору. Он является одновременно подачей и обраткой, проходя мимо всех батарей в виде замкнутого кольца;
• в двухтрубной схеме теплоноситель подается к радиаторам по одной трубе, а возвращается – по другой.

Выбор схемы системы отопления для частного дома – дело непростое, здесь точно не помешает консультация специалиста. Мы не погрешим против истины, если скажем, что двухтрубная схема – более прогрессивная и надежная, чем однотрубная. Вопреки расхожему мнению о малых затратах на монтаж при устройстве последней отметим, что она не просто дороже двухтрубной, но и сложнее. Очень подробно данная тема раскрыта на видео:

Дело в том, что в однотрубной системе вода от радиатора к радиатору остывает все сильнее, поэтому необходимо наращивать их мощность за счет добавления секций. Кроме того, раздающий коллектор должен иметь больший диаметр, чем магистрали двухтрубной разводки. И последнее: автоматическое управление при однотрубной схеме затруднено из-за взаимного влияния батарей друг на друга.

В небольшом домике или даче с числом радиаторов до 5 можно смело внедрять однотрубную горизонтальную схему (расхожее название – ленинградка). При большем количестве приборов отопления она нормально функционировать не сможет, потому что последние батареи будут холодными.

Еще один вариант – использовать однотрубные вертикальные стояки в двухэтажном частном доме. Подобные схемы встречаются довольно часто и работают успешно.

Теплоноситель при двухтрубной разводке доставляется ко всем радиаторам с одинаковой температурой, так что наращивать число секций не нужно. Разделение магистралей на подающую и обратную дает возможность автоматически управлять работой батарей посредством термостатических вентилей.

Диаметры трубопроводов меньше, да и система в целом проще. Существуют такие разновидности двухтрубных схем:

тупиковая: сеть трубопроводов делится на ветви (плечи), по которым теплоноситель движется по магистралям навстречу друг другу;

попутная двухтрубная система: здесь обратный коллектор является как бы продолжением подающего, а весь теплоноситель протекает в одном направлении, схема образует кольцо;

коллекторная (лучевая). Самый дорогой способ разводки: трубопроводы от коллектора прокладываются отдельно к каждому радиатору, способ прокладки – скрытый, в полу.

Если взять горизонтальные магистрали большего диаметра и проложить их с уклоном 3-5 мм на 1 м, то система сможет работать за счет гравитации (самотеком). Тогда циркуляционный насос не нужен, схема будет энергонезависимой. Справедливости ради отметим, что без насоса может функционировать как однотрубная, так и двухтрубная разводка. Лишь бы были созданы условия для естественной циркуляции воды.

Систему отопления можно сделать открытой, установив в самой верхней точке расширительный бак, сообщающийся с атмосферой. Такое решение применяется в самотечных сетях, иначе там сделать нельзя. Если же установить на обратную магистраль недалеко от котла расширительную емкость мембранного типа, то система будет закрытой и работать под избыточным давлением. Это более современный вариант, находящий свое применение в сетях с принудительным движением теплоносителя.

Нельзя не сказать о способе обогрева дома теплыми полами. Его недостаток – в дороговизне, поскольку понадобится уложить в стяжку сотни метров труб, в результате чего в каждой комнате получается греющий водяной контур. Концы труб сходятся к распределительному коллектору со смесительным узлом и собственным циркуляционным насосом. Важный плюс – экономичный равномерный прогрев помещений, очень комфортный для людей. Напольные контуры обогрева однозначно рекомендованы к применению в любых жилых зданиях.

Совет. Владельцу небольшого дома (до 150 м2) можно смело порекомендовать брать на вооружение обычную двухтрубную схему с принудительной циркуляцией теплоносителя. Тогда диаметры магистралей будут не больше 25 мм, ветвей – 20 мм, а подводок к батареям – 15 мм.

Монтаж системы отопления

Описание монтажных работ мы начнем с установки и обвязки котла. В соответствии с правилами агрегаты, чья мощность не превышает 60 кВт, могут устанавливаться в помещении кухни. Более мощные теплогенераторы должны располагаться в котельной. При этом для источников тепла, сжигающих разные виды топлива и имеющих открытую камеру сгорания, нужно обеспечить хороший приток воздуха. Также требуется устройство дымохода для отвода продуктов горения.

Для естественного движения воды монтаж котла рекомендуется выполнять таким образом, чтобы его патрубок обратки находился ниже уровня радиаторов первого этажа.

Место, где будет находиться теплогенератор, необходимо выбирать с учетом минимально допустимых расстояний до стен или другого оборудования. Обычно эти промежутки указаны в руководстве, прилагаемом к изделию. Если этих данных нет, то придерживаемся таких правил:

• ширина прохода с лицевой стороны котла – 1 м;
• если не нужно обслуживать агрегат сбоку или сзади, то оставляем промежуток 0.7 м, в противном случае – 1.5 м;
• расстояние до ближайшего оборудования – 0.7 м;
• при размещении двух котлов рядом между ними выдерживается проход 1 м, друг напротив друга – 2 м.

Примечание. При монтаже настенных источников тепла боковые проходы не нужны, надо соблюсти только просвет спереди агрегата для удобства обслуживания.

Подключение котла

Следует отметить, что обвязка газовых, дизельных и электрических теплогенераторов практически одинакова. Тут надо учитывать, что подавляющее большинство настенных котлов оборудовано встроенным циркуляционным насосом, а многие модели – и расширительным баком. Для начала рассмотрим схему подключения простого газового или дизельного агрегата:

На рисунке изображена схема закрытой системы с мембранным расширительным баком и принудительной циркуляцией. Этот способ обвязки встречается наиболее часто. Насос с байпасной линией и грязевиком находится на обратной магистрали, там же стоит расширительная емкость. Давление контролируется с помощью манометров, удаление воздуха из котлового контура происходит через автоматический воздухоотводчик.

Примечание. Обвязка электрического котла, не укомплектованного насосом, осуществляется по такому же принципу.

Когда теплогенератор снабжен собственным насосом, а также контуром для подогрева воды на нужды ГВС, разводка труб и монтаж элементов выглядит следующим образом:

Здесь показан настенный котел с принудительным нагнетанием воздуха в закрытую камеру сгорания. Для удаления дымовых газов служит двустенный коаксиальный газоход, выведенный на улицу горизонтально сквозь стену. Если топка агрегата – открытая, то нужен традиционный дымоход с хорошей естественной тягой. Как правильно установить дымоходную трубу из сэндвич – модулей, изображено на рисунке:

В загородных домах большой площади нередко приходится состыковывать котел с несколькими контурами отопления – радиаторным, теплыми полами и бойлером косвенного нагрева для нужд ГВС. В такой ситуации оптимальным решением будет задействовать гидравлический разделитель. Он позволит организовать независимую циркуляцию теплоносителя в котловом контуре и одновременно послужит распределительной гребенкой для остальных ветвей. Тогда принципиальная схема отопления двухэтажного дома будет иметь такой вид:

По этой схеме на каждом контуре отопления предусмотрен собственный насос, благодаря чему он работает независимо от остальных. Поскольку к теплым полам следует подавать теплоноситель с температурой не более 45 °С, на этих ветвях задействованы трехходовые клапаны. Они подмешивают горячую воду из основной магистрали тогда, когда снижается температура теплоносителя в контурах теплых полов.

С теплогенераторами на твердом топливе дело обстоит сложнее. Их обвязка должна учитывать 2 момента:

• возможный перегрев из-за инертности агрегата, дрова никак не удастся потушить быстро;
• образование конденсата при поступлении в котоловой бак холодной воды из сети.

Чтобы избежать перегрева и возможного закипания, циркуляционный насос всегда ставится на обратке, а на подаче сразу за теплогенератором должна стоять группа безопасности. Она состоит из трех элементов: манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана. Наличие последнего имеет решающее значение, именно клапан сбросит лишнее давление при перегреве теплоносителя. Если вы решили организовать , то нижеприведенная схема обвязки обязательна для исполнения:

Здесь же байпас и трехходовой клапан защищают топку агрегата от выпадения конденсата. Клапан не пропустит в малый контур воду из системы, пока температура в нем не достигнет 55 °С. Подробную информацию по этому вопросу можно получить, просмотрев видео:

Совет. Твердотопливные котлы в силу особенностей эксплуатации рекомендуется использовать совместно с буферной емкостью – теплоаккумулятором, как это изображено на схеме:

Многие домовладельцы ставят в помещении топочной два разных источника тепла. Их надо правильно обвязать и подключить к системе. На этот случай мы предлагаем 2 схемы, одна из них – для твердотопливного и электрического котла, совместно работающих с радиаторным отоплением.

Вторая схема объединяет газовый и дровяной теплогенератор, подающие тепло на обогрев дома и приготовление воды для ГВС:

Чтобы смонтировать отопление частного дома своими руками, сперва необходимо решить, какие трубы для этого выбрать. На современном рынке предлагается несколько видов металлических и полимерных труб, пригодных для устройства отопления частных домов:

• стальные;
• медные;
• из нержавеющей стали;
• полипропиленовые (ППР);
• полиэтиленовые (PEX, PE-RT);
• металлопластиковые.

Магистрали отопления из обыкновенного «черного» металла считаются пережитком прошлого, поскольку более всего подвержены коррозии и «зарастанию» проходного сечения. Кроме того, самостоятельно выполнить монтаж из таких труб нелегко: нужны хорошие навыки сварочных работ, чтобы осуществлять герметичную стыковку. Тем не менее, некоторые домовладельцы по сей день используют стальные трубопроводы, когда устраивают автономное отопление дома.

Медные или нержавеющие трубы – отличный выбор, только больно уж дорогой. Это надежные и долговечные материалы, не боящиеся повышенного давления и температуры, так что при наличии средств эти изделия однозначно рекомендованы к применению. Медь стыкуется посредством пайки, что тоже требует кое-каких навыков, а нержавейка – с помощью разборных или прессовых фитингов. Предпочтение следует отдавать последним, особенно при скрытой прокладке.

Совет. Для обвязки котлов и прокладки магистралей в пределах котельной лучше всего использовать любой вид металлических труб.

Дешевле всего вам обойдется отопление из полипропилена. Из всех видов ППР труб надо выбирать те, что армированы алюминиевой фольгой либо стекловолокном. Низкая цена материала – единственный их плюс, поскольку монтаж отопления из полипропиленовых труб – дело достаточно сложное и ответственное. Да и по внешнему виду полипропилен проигрывает остальным пластмассовым изделиям.

Стыки трубопроводов ППР с фитингами осуществляются пайкой, причем проверить их качество не представляется возможным. Когда при пайке прогрев был недостаточен, соединение обязательно потечет впоследствии, если же его перегреть, то расплывшийся полимер наполовину перекроет проходное сечение. Причем увидеть это во время сборки не удастся, огрехи дадут знать о себе позже, при эксплуатации. Второй существенный недостаток – большое удлинение материала во время нагрева. Чтобы избежать «сабельных» изгибов, трубу надо крепить на подвижных опорах, а между концами магистрали и стеной оставлять просвет.

Куда проще сделать своими руками отопление из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Хотя цена этих материалов выше, чем полипропилена. Для новичка они наиболее удобны, так как стыки здесь выполняются достаточно просто. Трубопроводы можно закладывать в стяжку или стену, но с одним условием: соединения должны быть сделаны на прессовых фитингах, а не разборных.

Металлопластик и полиэтилен используется как для открытой прокладки магистралей, так и скрытой за любыми экранами, а также при устройстве водяных теплых полов. Недостаток труб из материала PEX – в его стремлении вернуться в первоначальное состояние, отчего проложенный коллектор отопления может выглядеть слегка волнистым. Полиэтилен PE-RT и металлопластик такой «памяти» не имеют и спокойно изгибаются как вам нужно. Подробнее о выборе труб рассказано в видеоролике:

Обычный домовладелец, зайдя в магазин отопительной техники и увидев там широчайший выбор различных радиаторов, может сделать вывод, что подобрать батареи для своего дома не так-то легко. Но это первое впечатление, на самом деле их разновидностей не так уж много:

• алюминиевые;
• биметаллические;
• стальные панельные и трубчатые;
• чугунные.

Примечание. Есть еще дизайнерские приборы водяного отопления самых разнообразных видов, но они дороги и заслуживают отдельного подробного описания.

Секционные батареи из алюминиевого сплава имеют наилучшие показатели теплоотдачи, недалеко от них ушли и биметаллические обогреватели. Разница меж теми и другими в том, что первые сделаны целиком из сплава, а вторые имеют внутри трубчатый стальной каркас. Это сделано с целью использования приборов в централизованных системах теплоснабжения высотных домов, где давление может быть довольно высоким. Поэтому устанавливать биметаллические радиаторы в частном коттедже не имеет смысла вообще.

Следует отметить, что монтаж отопления в частном доме выйдет дешевле, если приобрести стальные панельные радиаторы. Да, их показатели теплоотдачи меньше, чем у алюминиевых, но на практике вы вряд ли ощутите разницу. Что касается надежности и долговечности, то приборы успешно прослужат вам не менее 20 лет, а то и более. В свою очередь, трубчатые батареи стоят значительно дороже, в этом отношении они ближе к дизайнерским.

Стальные и алюминиевые приборы отопления объединяет одно полезное качество: они хорошо поддаются автоматическому регулированию с помощью термостатических вентилей. Чего не скажешь о массивных чугунных батареях, на которые ставить такие вентили бессмысленно. Все из-за способности чугуна долго нагреваться, а затем какое-то время сохранять тепло. Также из-за этого снижена скорость прогрева помещений.

Если затрагивать вопрос эстетики внешнего вида, то предлагающиеся ныне чугунные ретро-радиаторы гораздо красивее любых других батарей. Но и стоят они баснословных денег, а недорогие «гармошки» советского образца МС-140 подойдут разве что для дачного одноэтажного дома. Из вышесказанного напрашивается вывод:

Для частного дома покупайте те приборы отопления, которые вам нравятся больше всего и устраивают по стоимости. Просто учтите их особенности и верно подберите по размерам и тепловой мощности.

Подбор по мощности и способы подключения радиаторов

Подбор количества секций или размер панельного радиатора осуществляется по количеству тепла, потребного для обогрева помещения. Это значение мы уже определили в самом начале, остается раскрыть парочку нюансов. Дело в том, что теплоотдачу секции производитель указывает для разницы температур теплоносителя и воздуха комнаты, равной 70 °С. Для этого вода в батарее должна прогреваться минимум до 90 °С, что случается весьма редко.

Получается, что реальная тепловая мощность прибора будет существенно ниже указанной в паспорте, ведь обычно температура в котле поддерживается на уровне 60-70 °С в самые холодные дни. Соответственно, для надлежащего обогрева помещений требуется установка радиаторов, имеющих не менее чем полуторный запас по теплоотдаче. Например, когда для комнаты нужно 2 кВт теплоты, вы должны взять приборы отопления мощностью не менее 2 х 1.5 = 3 кВт.

В помещении батареи ставятся в местах наибольших тепловых потерь – под окнами или у глухих наружных стен. При этом подключение к магистралям можно осуществить несколькими способами:

• боковое одностороннее;
• диагональное разностороннее;
• нижнее – при наличии у радиатора соответствующих патрубков.

Боковое присоединение прибора с одной стороны чаще всего применяется при его подключении к стоякам, а диагональное – к горизонтально проложенным магистралям. Эти 2 способа позволяют эффективно использовать всю поверхность батареи, что будет нагреваться равномерно.

Когда монтируется однотрубная система отопления, то используется и нижнее разностороннее подсоединение. Но тогда эффективность прибора снижается, а значит, и теплоотдача. Разница в прогреве поверхности проиллюстрирована на рисунке:

Существуют модели радиаторов, где конструкцией предусмотрено присоединение патрубков снизу. Такие приборы имеют внутреннюю разводку и по факту в них реализована односторонняя боковая схема. Это хорошо видно на рисунке, где батарея показана в разрезе.

Много полезной информации по вопросу выбора отопительных приборов можно узнать, просмотрев видео:

5 типичных ошибок во время монтажа

Конечно же, выполняя монтаж системы отопления, можно допустить гораздо больше пяти огрехов, но мы выделим 5 наиболее вопиющих, могущих привести к плачевным последствиям. Вот они:

• неправильный выбор источника тепла;
• ошибки в обвязке теплогенератора;
• неверно выбранная система отопления;
• небрежный монтаж самих трубопроводов и арматуры;
• неправильная установка и подключение приборов отопления.

Котел недостаточной мощности – одна из типичных ошибок. Она допускается при подборе агрегата, призванного не только обогревать помещения, но и готовить воду на нужды ГВС. Если не учесть дополнительную мощность, необходимую для нагрева воды, теплогенератор не будет справляться со своими функциями. В результате теплоноситель в батареях и вода в системе ГВС не нагреется до нужной температуры.

Детали играют не только функциональную роль, но и служат целям безопасности. Например, установка насоса рекомендуется на обратном трубопроводе перед самым теплогенератором, вдобавок на байпасной линии. Причем вал насоса должен находиться в горизонтальном положении. Другая ошибка – установка крана на участке между котлом и группой безопасности, это делать категорически недопустимо.

Важно. При подключении твердотопливного котла нельзя ставить насос перед трехходовым клапаном, а только после него (по ходу теплоносителя).

Расширительный бак берется объемом 10% от общего количества воды в системе. При открытой схеме он ставится в самой верхней точке, при закрытой – на обратном трубопроводе, перед насосом. Между ними должен располагаться грязевик, смонтированный в горизонтальном положении пробкой вниз. Настенный котел присоединяется к трубопроводам посредством американок.

Когда система отопления выбрана неверно, вы рискуете переплатить за материалы и монтаж, а потом понести дополнительные затраты, чтобы довести ее до ума. Чаще всего ошибки встречаются при устройстве однотрубных систем, когда на одну ветвь пытаются «навесить» более 5 радиаторов, которые потом не греют. К огрехам при монтаже системы относится несоблюдение уклонов, некачественные соединения и установка не той арматуры.

Например, на входе в радиатор ставится термостатический вентиль либо обычный шаровой кран, а на выходе – балансировочный вентиль для настройки системы отопления. Если же производится монтаж труб к радиаторам в полу или стенах, то их надо обязательно утеплить, чтобы теплоноситель не остывал по дороге. При стыковке полипропиленовых труб надо скрупулезно придерживаться времени нагрева паяльником, чтобы соединение вышло надежным.

Выбираем теплоноситель

Общеизвестно, что для этой цели чаще всего служит отфильтрованная и по возможности обессоленная вода. Но в определенных условиях, например, периодическом протапливании, вода может замерзнуть и разрушить систему. Тогда последнюю заполняют незамерзающей жидкостью – антифризом. Но следует учитывать свойства этой жидкости и не забыть удалить из системы все прокладки из обычной резины. От антифриза они быстро раскисают и возникает течь.

Внимание! Не всякий котел может работать с незамерзающей жидкостью, что отображается в его техническом паспорте. Это надо проверять при его приобретении.

Как правило, система заполняется теплоносителем напрямую из водопровода через подпиточный вентиль и обратный клапан. В процессе заполнения из нее удаляется воздух через автоматические воздухоотводчики и ручные краны Маевского. При закрытой схеме осуществляется контроль за давлением по манометру. Обычно в холодном состоянии оно лежит в диапазоне 1.2-1.5 Бар, а во время работы не превышает 3 Бар. В открытой схеме надо следить за уровнем воды в баке и отключать подпитку при ее истечении из трубы перелива.

Антифриз в закрытую систему отопления закачивается специальным ручным или автоматическим насосом, снабженным манометром. Чтобы процесс не прерывался, жидкость надо приготовить заранее в емкости соответствующей вместительности, откуда и перекачивать ее в трубопроводную сеть. Заполнять открытую систему проще: антифриз можно просто заливать или закачивать в расширительный бак.

Заключение

Если хорошенько разобраться со всеми нюансами, то становится ясно, что смонтировать систему отопления в частном доме своими силами – вполне реально. Но надо понимать, что это потребует от вас массу времени и усилий, в том числе и для контроля за монтажом в том случае, если вы решите нанять для этого специалистов.