Способы отопления частного дома, их плюсы и минусы

Принцип традиционного водяного отопления

Замкнутая система с теплоносителем (водой, тосолом, маслом) считается самой простой и надежной. Для ее монтажа требуется следующее оборудование:

• Топливный котел
• Расширительный бак
• Радиаторы, трубы, змеевики для бойлера
• Циркуляционный насос

Принцип отопления таков: горелка нагревает воду в котле, трубы, оттуда в батареи, отдает тепло и возвращается в котел. Циркуляция теплоносителя происходит самотеком или при помощи встроенного насоса. Второй вариант эффективней, поскольку трубопровод прогревается быстро и равномерно.

Отопление в морозы нельзя отключать надолго: вода замерзнет и разорвет трубы. Одноконтурная система отопления подразумевает только обогрев помещения, двухконтурная обеспечивает горячее водоснабжение.

После установки отопительной системы необходимо провести опрессовку. Для этого нужен насос для опрессовки. Существуют разные виды насосов. Для частного дома вполне подойдёт ручной.

Опрессовка нужна не только для труб систем отопления, но и для канализационных труб. Кстати, схема канализации в частном доме является простой. Её вполне несложно соорудить. О схеме канализации в частном доме читайте в этой статье .

Электричество

Отдельно стоит упомянуть об электрическом виде отоплении. Само слово «электричество» прочно вошло в наш обиход. Область использования электроэнергии в мире приближается к ста процентам.

Поэтому как вариант можно использовать системы отопления, полностью работающие на электричестве. В некоторых случаях может быть целесообразной установка, например, электрического подогрева полов, полотенцесушителей в ванные комнаты, небольших радиаторов.

Однако, электроэнергия постоянно растет в цене, и этот фактор необходимо учитывать, устанавливая приборы электрообогрева рационально

Также особенно важно соблюдать меры электробезопасности, производить монтаж такого оборудования с помощью квалифицированных специалистов

Устройство и функционирование

Тепловой насос имеет в составе трубки, которые наполнены фреоном, а также несколько камер, а именно теплообменник, дроссельную камеру и компрессор. Работать данное устройство будет по аналогии с холодильником. Принцип функционирования при этом основан на жидком фреоне, который проходит по трубкам, опущенным в землю или водоем.

Поднимаясь вверх, вещество, которое становится газообразным, заходит в камеру компрессора, где значительно сжимается. Как известно, если сжать какое бы то ни было вещество на ограниченном пространстве, то это приводит к повышению его температуры, поэтому фреон нагревается до 80 градусов.

Отдавая образованное тепло сквозь теплообменник системы отопления, масса проходит в дроссельную камеру, где температура и давление понижаются, тем самым фреон превращается в жидкость. На следующем этапе он отправляется в глубину, чтобы согреться и повторить цикл снова.

Все еще не знаете, как дешево отапливать дом без газа? Можете применить данную довольно эффективную технологию, для реализации которой, несомненно, понадобится электричество. Однако расходоваться оно будет в несоизмеримо меньшем количестве по сравнению с прямым нагревом теплоносителя.

Отопление печкой

Примерно 50 лет назад способ был широко распространен для частных домов больших и средних размеров. Причем никаких дополнений она не имела, тепло распространялось только от самого очага. Жители вынужденно ставили 2 печи в одном доме, дабы чувствовать комфортную температуру по всей территории дома.

Сейчас этот вариант встречается редко, в основном на дачах, в деревнях, или как дополнение отопительной системы. Основными недостатками есть резкие температурные перепады, растопили – тепло, прошла ночь – снова очень холодно.

Еще один момент – постоянная привязанность к процессу, поддержание очага, чистка, утром снова возобновление растопки. Из-за этих нюансов, такой вариант редко встречается как основной.

Розливы и подводки

Для создания розливов и подводок хорошо подходят трубы из полипропилена, армированные алюминием или фиброй. Эти изделия ценятся за простой монтаж, не требующий специального оборудования. Кроме того, полипропиленовые армированные трубы долговечны и прочны, что всегда является положительным качеством. Конечно, можно использовать обычные полипропиленовые трубы, но армированные изделия имеют гораздо лучшее сопротивление разрыву, что в некоторых ситуациях может стать очень хорошим подспорьем.

Помимо достоинств, у полипропиленовых труб есть и минусы, главный среди которых – высокий коэффициент теплового расширения. Для ликвидации этой проблемы используются компенсаторы, которые представляют собой П-образные или круглые изгибы. Армирование позволяет снизить расширение до уровня, сопоставимого со стальными изделиями. Выбор материала для армирования зависит в основном от пожелания домовладельца. Фольга из алюминия, по распространенному мнению, предохраняет теплоноситель от контактов с кислородом, поскольку стенки трубопровода пропускают некоторое количество воздуха, но такое мнение может быть слишком преувеличенным. Использование стекловолокна в данном случае будет более выгодным, поскольку зачищать трубу при сварке от остатков расплавившейся фольги не придется – а это напрямую влияет на простоту и скорость монтажа.

Выбор труб подходящего диаметра тоже является актуальным вопросом, и отталкиваться тут приходится в первую очередь от типа используемой отопительной системы. Например, для отопительных систем, в которых используется естественная циркуляция жидкости, чаще всего используются трубы ДУ32, имеющие внешний диаметр 40 мм. В конструкциях, оборудованных насосом, можно применять трубы ДУ20 с внешним диаметром 25 мм.

Делать подводки к отопительным приборам можно из этих же труб, кроме тех случаев, когда используется коллекторная разводка: в таком случае для каждого радиатора предназначена своя пара труб, как правило, 16-миллиметровых изделий из сшитого полиэтилена. Практика показывает, что комбинирование лучевой разводки и теплых полов в помещении является довольно трудоемким занятием, и такая конструкция не получит звание «самое простое отопление частного дома», но существуют случаи, когда коллекторное подключение отопительных приборов и водяных теплых полов все же используется.

Источник тепла — выбор котла

Вопрос выбора отопительного котла обычно становится гораздо большей проблемой, чем подбор труб или отопительных приборов. На рынке представлены самые разные модели котлов, каждая из которых подходит для определенных ситуаций. От чего нужно отталкиваться, перебирая варианты отопления частного дома?

Например, при отсутствии газовой магистрали придется исключить газовые котлы. Конечно, можно протянуть газ до своего участка, но стоимость этой операции будет слишком высокой, и такие затраты могут стать оправданными только в очень редких случаях, когда система окупится в долгосрочной перспективе. Газовое отопление – это самое выгодное отопление частного дома. Именно газ является самым дешевым энергоресурсом, и если магистраль уже подведена, то лучшим источником тепла будет конденсационный котел, совмещенный с дополнительным контуром, обеспечивающим снабжение дома горячей водой. Аргументировать такой выбор довольно просто: во-первых, он имеет достаточно высокий КПД, который на 10-12% превышает классические решения.

Во-вторых, для этих устройств требуется низкая температура в обратном контуре трубопровода, что в данном случае будет преимуществом. Использование накопительного водонагревателя позволит гораздо точнее контролировать температуру горячей воды, да и сырья для нагрева будет уходить гораздо меньше. Нередко при расчетах газовой отопительной системы учитывается исключительно тепло, полученное от сгорания газа, а если учитывать еще и конденсацию, то эффективность конструкции получается просто запредельной.

Описанные здесь конструкции – это всего лишь примеры отопления частного дома, и они зависят от самых разнообразных параметров. В случае отсутствия возможности подключения к газовой магистрали придется пользоваться твердотопливным котлом, оборудованным тепловым аккумулятором: по количеству эксплуатационных затрат такая система занимает вторую позицию, поскольку дрова и уголь имеют невысокую стоимость. К тому же, самостоятельная заготовка сырья даст большую экономию.

Тепловой аккумулятор позволит протапливать систему реже, что позволит использовать котел в оптимальном режиме. Для достижения наивысшего КПД такие системы нужно разогревать полностью, выводя котел на его расчетную мощность: постоянные манипуляции с заслонками приведут к неполному сгоранию топлива, что сразу же скажется на эффективности работы конструкции. Самое выгодное отопление частного дома в долгосрочном плане – тепловой насос. Эти устройства выпускаются в разных конфигурациях и требуют разных условий, но их использование в долгосрочной перспективе является очень выгодным. Для теплого климата хорошо подходят насосы, использующие схему «воздух-вода», или инверторные кондиционеры: такие конструкции имеют крайне высокий КПД: в среднем, один киловатт затраченной энергии может дать около 5 кВт полученной, что является очень неплохим показателем (прочитайте: «Инверторное отопление дома, что и как работает «).

Стоимость кондиционеров невысока и вполне сравнима со стоимостью бюджетной отопительной системы. При наличии водоема вблизи от здания или в том случае, когда грунтовые воды находятся на высоком уровне, можно использовать схему «вода-вода», но стоимость такого отопления будет в разы выше, чем традиционное решение.

Самым дорогим решением является геотермальный насос, который сам по себе стоит дорого и требует трудоемкого монтажа. Тем не менее, эта конструкция практически не зависит от внешних условий, а срок службы насоса может достигать 30-50 лет. Учитывая динамику роста цен на энергоносители, такой вид отопления частного дома может стать оправданным решением.

Чтобы выбрать самое эффективное отопление частного дома, необходимо оценить множество факторов. Главное – помнить, что система должна обеспечивать помещения теплом и создавать уютную атмосферу. Предложенные рекомендации помогут при выборе системы отопления.

Обзор схем и составных элементов системы отопления

На первом этапе необходимо выбрать принцип работы системы отопления. Еще 20-25 лет назад альтернативы практически не было – делали гравитационную открытую систему. Поэтому вопрос как правильно смонтировать отопление сводился к выбору диаметра стальных труб и их правильному уклону. Но появление на рынке основных элементов закрытой системы значительно расширило возможности выбора схемы.

Гравитационная система отопления

Схема гравитационного отопления

Главным источником нагрева воды для нее служит твердотопливный котел (возможна работа на дизеле или отработанном масле). Установка газовых моделей невозможна, так как их нормальное функционирование подразумевает повышенное давление в трубах. Самостоятельное монтирование системы отопления с газовым котлом возможно. Но в этом случае используется корпус твердотопливного, в который монтируется специальная газовая горелка.

До того как правильно смонтировать отопление в частном доме, нужно выбрать его основные компоненты. Помимо котла обязательными являются такие элементы:

• Трубы. Для этого типа отопления можно использовать пластиковые модели (полипропилен, металлопластик) или стальные. Диаметр лучше всего выбрать большой – от 40 мм. Таким образом можно снизить общее гидравлическое сопротивление;
• Расширительный бак. Необходим для стабилизации системы в случае перегрева теплоносителя;
• Запорная арматура. Ее монтаж является обязательным, так как во время проведения ремонтных или профилактических работ понадобится перекрыть поток теплоносителя на определенном участке системы;
• Подпиточный узел. Потребуется для добавления теплоносителя. В целях оптимизации его нередко включают в конструкцию расширительного бака.

Комплектация радиатора для однотрубной системы отопления

Гравитационная система в большинстве случаев делается однотрубной (ленинградка). Для того чтобы правильно смонтировать радиатор отопления, необходимо на каждый из них установить байпас. Это тоже нужно учесть при покупке комплектующих и составлении общей схемы монтажа.

Кроме этих компонентов необходим монтаж манометров. Если этот прибор не предусмотрен в конструкции котла – следует установить его на выходном патрубке.

Для монтирования радиатора отопления обязательно предусматривают наличие в нем крана Маевского. Он необходим для устранения воздушных пробок в системе.

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией

Закрытая схема отопления с твердотопливным котлом

Намного сложнее смонтировать систему отопления с принудительной циркуляцией. Разница заключается в создании повышенного давления в магистрали. Это способствует увеличению протяженности трубопроводов и оптимальному температурному режиму работы всей системы.

Комплектацию этой схемы лучше всего рассмотреть на примере обвязки твердотопливного котла. Так как у большинства газовых моделей подавляющая часть компонентов входит в состав конструкции (циркуляционный насос, расширительный бак и т.д.). Поэтому, для того чтобы самому смонтировать систему отопления, помимо котла система в обязательном порядке должна содержать:

• Циркуляционный насос. Он создаст необходимый уровень напора теплоносителя;
• Закрытый расширительный бак. Служит компенсатором при повышении давления в системе выше критического;
• Группа безопасности. Отчасти дублирует функции расширительного бака. Если показатели давления будут слишком большими, то воздухоотводчик и сливной клапан снизят его, удалив излишки воздуха и теплоносителя из системы;
• Запорная арматура ;
• Узел подпитки .

Как самому смонтировать систему отопления закрытого типа, а главное – какую схему разводки труб выбрать? Специалисты рекомендуют устанавливать двухтрубную, так как радиаторы в таком случае будут подключаться параллельно, что обеспечит равномерное распределение температуры по всей системе.

Монтировать систему отопления принудительного типа намного проще, чем с естественной циркуляцией. К тому же первая является единственным вариантом для домов со средней и большой площадью.

Расчет системы отопления частного дома

Расчет мощности котла отопления

Мощность котла зависит от площади дома или квартиры, которая
нуждается в обогреве. Чтобы обогреть 10 м.кв. жилой площади при высоте потолка
в 3 метра и в хорошо утепленном здании нужен котел мощностью 1 кВт.

Приблизительный расчет мощности котла в зависимости от
площади дома представлен в таблице

Площадь дома, м.кв.	Мощность котла, кВт.
50-200	> 25
200-300	25-35
300-600	35-60

Важно! Расчеты котла для отопления дома нужно скорректировать с учетом таких параметров как:

особенности подачи энергоносителя

Для газа важно давление в
системе. Обычно производитель указывает мощность котла при номинальном давлении
газа

Реально оно ниже, поэтому нужно покупать котел с запасом мощности в
15-20%. Для электрического котла важно качество проложенных линий и мощность
трансформатора;

вид обогреваемого помещения. При обогреве нежилых помещений
расчетная мощность уменьшается на 20-40%. При обогреве зимнего сада –
увеличивается на 10-50% в зависимости от вида растений;

количество окон (с учетом вида остекления) и дверей. Чем
больше площадь, через которую может уйти тепло, тем больший запас на мощность
котла нужно обеспечить;

минимальный уровень температуры воздуха в регионе;

дополнительные потребности. Дополнительный нагрев воды для
пользования также приведет к увеличению мощности котла на 30-40%.

Можно воспользоваться программами для расчета отопления:

• калькулятор расчета отопления дома
• калькулятор расчета стоимости отопления дома

Совет. Если горячая вода нужна не постоянно, то стоит отдать
предпочтение котлам с приоритетом горячего водоснабжения. Тогда вода быстро
нагревается за счет того, что вся мощность котла направлена на нагрев воды.
Отопление же отключается. Но, поскольку горячая вода нужна не постоянно, то
система не успевает существенно остыть.

Расчет труб отопления

Самым современным материалом для изготовления труб на
сегодня является ПВХ или пластик. Они пришли на смену металлическим или
оцинкованным. Преимущество ПВХ труб в том, что они легче, дешевле, отличаются
меньшим диаметром, более просты в установке, не подвластны коррозии и
практически не засоряются. Самым новым поколением труб можно назвать
металлополимерную трубу TECEflex. Она легко гнется руками, что позволяет
придать ей любую форму.

Количество труб зависит от вида используемой системы и
отапливаемой площади. Также рассчитывается диаметр (сечение) труб.

Несколько особняком стоит система отопления теплый пол. В
данном случае трубы прокладываются по площади пола. Их количество определяется отдельно
в зависимости от способа установки пола.

Расчет количества радиаторов отопления

Радиаторы отличаются материалом изготовления.

Чугунные хорошо отдают тепло, отличаются низкой ценой, но
очень трудоемки в монтаже.

Алюминиевые – эстетичны, выдерживают высокое давление, легки
в монтаже, но имеют высокую стоимость.

Биметаллические – новинка на рынке, состоят из алюминиевого
корпуса и стальной трубы – удачная комбинация первых двух типов.

Ввиду того, что радиаторы рекомендуется располагать под
окном (чтобы тепло радиатора блокировало поступающий от окна холодный воздух)
то их количество должно равняться количеству окон или превышать его.

Кроме того, количество секций определяется размером окна и
площадью комнаты. Так рекомендуется, чтобы секций радиатора, который установлен
в жилой комнате было не меньше 7.

Закрывать радиатор декоративной панелью не стоит, это
снижает количество поступающего тепла.

Совет. В двухэтажном доме располагайте радиаторы друг под
другом для использования общего стояка.

Расчет терморегуляторов

Максимальное количество терморегуляторов зависит от
количества радиаторов, а минимальное определяется предпочтениями пользователей.

Совет. Прежде чем делать расчет отопления позаботьтесь о
качественном утеплении дома.

Водяное (жидкостное) отопление.

Для отопления помещений площадью свыше 30 кв. м. понадобится более сложная отопительная система, которая обеспечит равномерный обогрев всего дома. В этом случае необходима установка жидкостной или воздушной (конвекционной) системы отопления.

Традиционная жидкостная система отопления состоит из котла, в котором происходит разогрев жидкости: воды или антифриза. После нагрева, носитель тепла, которым является жидкость самотёком или принудительно, при помощи циркуляционного насоса подаётся по системе трубопровода к отопительным радиаторам. Передавшая тепло воздуху в помещении жидкость снова поступает в котёл.

Плюсы водяного отопления

• Низкая цена энергоносителя (газ);
• Одинаковая температура во всех комнатах;
• Возможность автоматизации процесса;
• Возможность удаленного управления.

Виды котлов для отопления

Топливо, при помощи которого функционирует система отопления, может быть любого вида. В широкой продаже имеются электрические, дровяные, угольные, пеллетные, жидкостные, газовые, а также комбинированные котлы, способные поддерживать заданную температуру в помещениях большой площади. Отопительные котлы могут устанавливаться как непосредственно в отапливаемом помещении, так и в подвале или в специальных пристройках. Котлы, работающие на сжигании топлива обязательно должны быть оборудованы дымоходом. Требования к ним аналогичные, как и к традиционным дровяным или газовым печам.

Отопительные котлы могут иметь как ручное, так и полностью автоматическое управление. Например, в широкой продаже имеются жидкостные и газовые отопительные котлы, поддержание температуры жидкости в которых регулируется подачей топлива вручную, независимо от наличия напряжения в электросети. Более дорогие модели котлов оснащены электронными системами управления, которые способны поддерживать заданную температуру в помещениях без участия оператора, но требуют питания от электросети. Если котёл установлен непосредственно в отапливаемом помещении, то тепловые потери при транспортировке нагретой жидкости к радиаторам не являются критичными. Если котёл установлен на некотором расстоянии от отапливаемого здания обязательно проводится теплоизоляция всех труб. Металлические трубы обладают более выраженной потерей тепла, чем металлопластиковые и тем более полипропиленовые.

Что залить в систему отопления

Выбор жидкости как носителя тепла во многом зависит от того в каком месте установлен котёл, а также временно или постоянно используется жилое помещение, которое необходимо отапливать. Если дом используется нечасто и отопление включается только по приезде жильцов, тогда в качестве носителя тепла следует использовать незамерзающие жидкости во избежание повреждения отопительной системы. При постоянной эксплуатации отопления допустимо использование воды.

Рекомендуется регулярная замена теплоносителя в системе отопления, промывка и удаление различных отложений не реже одного раза в год.

Системы отопления, применяемые в современных условиях

Отказ от использования электрических отопительных систем очевиден, ведь это самый дорогой вид энергии. Эффективность электрических нагревательных приборов остается низкой при высоком расходе мощности, а в частных домах теплопотери всегда выше, чем в многоквартирных. Кроме этих условий приходится учитывать необходимость устройства специального помещения котельной, его и другие проблемы.

Печное отопление

По понятным историческим причинам самым популярным методом отопления помещений является печное. Классический вариант предполагает, что каменная печь, установленная в специально отведенном месте, нагревает помещение или группу помещений. Источник тепла в данном случае — сгорающее твердое топливо, которое нагревает каменную конструкцию. Имея высокую инерционность, то есть надолго сохраняя в себе тепло, такая печь постепенно на протяжении нескольких часов согревает помещение.

Эффективность таких печей зависит от нескольких факторов:

Строительство печей — сложный технологический процесс, простому обывателю не под силу, поэтому обязательно нужно привлечь опытного мастера, хотя бы в качестве консультанта.

Водяное отопление с возведением печи

Печь может быть самостоятельным источником тепла, но может служить нагревателем в системе водяного отопления. В больших домах или двухэтажных коттеджах такой вариант невозможен без использования водяного насоса, который работает от электричества и гоняет воду по системе. Если протяженность труб небольшая, а радиаторы имеют сечение труб от 32 мм и выше, то возможно устроить без газа и электричества с естественной циркуляцией.

Принцип работы такой системы отопления известен многим сельским жителям. Внутри печи в зоне, близкой к горящему топливу, монтируется сваренный из толстостенных металлических труб коллектор, в котором происходит нагревание воды. По закону физики горячая вода поднимается наверх, по специально оборудованной трубе. Далее она попадает в трубопровод отопления, который расположен с небольшим уклоном, который сохраняется на всем его протяжении. По тем же физическим законам жидкость течет вниз, проходит по всей системе, отдает тепло, в конце концов, попадая обратно в коллектор внутри печи, где круг возобновляется.

Монтаж такой системы требует точного расчета угла наклона труб, наличия расширительного бачка. Температуру такого отопления можно регулировать при помощи вентилей, которые уменьшают количество горячей воды, подаваемой в систему. В некоторых случаях возможно устройство двух и более контуров отопления.

Каминное отопление

Камины являются скорее стильным дополнением интерьера, чем эффективным источником тепла. Для того чтобы камин мог обогреть хотя бы комнату, в его конструкцию нужно внести серьезные изменения, превратить его в классическую печь, лишь внешне напоминающую камин. В таком псевдокамине сохраняют полку, а пламя закрывают дверцей из огнеупорного стекла.

Альтернативные источники

Отопление частного деревянного дома без газа и электричества при помощи экзотических источников вроде солнечных батарей, геотермального тепла очень интересует продвинутых хозяев. В том и другом случае требуются определенные климатические условия. Геотермальные источники есть в очень небольшом количестве мест на планете, обычно они присутствуют в сейсмически активных зонах. Для жителей 99% территории России такой вид отопления недоступен.

Солнечные батареи монтируют на крыше, так как для эффективной работы нужна большая площадь. Известно, что зимой выпадает снег, который придется чистить по несколько раз в день. Кроме того, во многих регионах зимой световой день настолько короток, что накопить нужный заряд просто невозможно.