Схемы отопления частного дома с настенным котлом


Содержание:

В частных домах практически не используются гравитационные отопительные системы – они уже давно морально устарели, а их эффективность оставляет желать лучшего. На замену им пришли системы с принудительной циркуляцией, которые имеют отличные эксплуатационные характеристики и довольно удобны в обращении – и все это при сравнительно простой конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как правильно сделать отопление в одноэтажном доме, используя принудительную схему циркуляции теплоносителя.

схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

Виды отопительных систем

Ключевое отличие рассматриваемого типа систем заключается в наличии циркуляционного насоса, который обеспечивает бесперебойное движение теплоносителя в трубопроводе. По сути, именно насос делает водяное отопление одноэтажного дома с принудительной циркуляцией гораздо более удобным по сравнению с гравитационными аналогами.

Существует всего два основных вида систем с принудительной циркуляцией:


  1. Однотрубная. Данный вид систем демонстрирует приемлемую эффективность только в домах, имеющих небольшую площадь. Как следует из названия, в однотрубной системе присутствует только один кольцевой контур, по которому и двигается теплоноситель. Нередко подобное отопление является модернизированным вариантом гравитационной системы.
  2. Двухтрубная. Системы с двумя контурами достаточно эффективны и отлично подходят для отопления больших домов. Ключевой особенностью двухтрубных систем является наличие двух трубопроводов – подающего и обратного – которые подводятся к каждому радиатору.

двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией

Все монтируемые своими руками схемы отопления частного одноэтажного дома имеют свои характерные особенности и характеристики, которые будут рассмотрены несколько позже. Впрочем, есть и общие черты – каждую батарею нужно обязательно оборудовать краном Маевского, позволяющим при необходимости стравливать воздух из трубопровода. Кроме того, любая отопительная система должна комплектоваться спускным краном, который обычно устанавливают в самой нижней точке обратки.

Конструкция отопления с принудительной циркуляцией


Отопительная система, теплоноситель в которой перемещается благодаря воздействию насоса, включает в себя следующие элементы:

  • Котел;
  • Трубопроводы;
  • Циркуляционный насос;
  • Отопительные радиаторы;
  • Расширительный бачок.

Каждый из этих элементов нужно рассмотреть подробнее еще перед тем, как сделать отопление в одноэтажном частном доме.  

Отопительные котлы

Схема принудительного отопления для частного дома не может обойтись без отопительного оборудования, в качестве которого может выступать котел одного из следующих видов:

  1. Газовые. Наиболее распространенный вариант. Для установки газовых котлов нужна подведенная магистраль, а процесс установки обходится достаточно дорого. Впрочем, на этом недостатки заканчиваются – работающие на газе котлы обходятся дешевле всех остальных в эксплуатации, и внимания они к себе не требуют.
  2. Электрические. Менее распространенный и сравнительно недорогой вид котлов. Самым большим недостатком подобных устройств является стоимость электроэнергии и ее расход – в конечном итоге затраты на отопление оказываются чрезмерно велики.

  3. Жидкотопливные. Довольно экономичный вид котлов, но назвать его лидером по данному параметру нельзя. В качестве топлива обычно используется солярка, что, с одной стороны, обходится сравнительно недорого, но с другой стороны – ее придется периодически доливать, поэтому оставить котел без внимания будет невозможно.
  4. Твердотопливные. Такие котлы обходятся недорого, да и стоимость твердого топлива (угля, дров и пеллет) сравнительно невелика. Разумеется, для поддержания рабочей температуры придется постоянно закладывать новую порцию топлива – то есть в эксплуатации твердотопливные котлы довольно неудобны.

отопление частного одноэтажного дома своими руками схемы

Чтобы схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией была достаточно эффективной, нужно еще на этапе ее проектирования рассчитать необходимую мощность котла. Лучше всего будет обратиться к специалистам, но при большом желании можно выполнить эту работу и самостоятельно – например, воспользовавшись онлайн-калькулятором. Существует и методика, позволяющая рассчитать приблизительное значение мощности, согласно которой, на отопление каждых 10 кв.м. помещения требуется 1 кВт тепловой энергии.

Трубы


Чаще всего для обустройства отопительных трубопроводов используются металлопластиковые трубы. Они имеют массу достоинств, среди которых – отличная способность выдерживать свойственные отоплению температуры, высокая механическая прочность и длительный срок службы. Более традиционным материалом являются трубы из стали, отличающиеся сравнительно небольшой стоимостью, но у них есть серьезный недостаток – подверженность коррозии, из-за которой магистраль довольно быстро придет в неисправное состояние.

схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией

Расчет диаметра отопительных труб для систем с принудительной циркуляцией осуществляется при помощи специальных таблиц, которые учитывают массу параметров, в том числе скорость перемещения жидкости. Как правило, для рассматриваемого типа отопительных систем используются достаточно узкие трубы, поскольку необходимости обеспечивать самостоятельное движение теплоносителя нет.

Также при проектировании отопления нужно учесть размеры патрубков отопительного оборудования. При наличии разницы диаметров придется использовать различные фитинги, позволяющие нивелировать этот фактор.


Радиаторы отопления

Существует несколько вариантов радиаторов, подходящих для установки в систему с принудительной циркуляцией. Один из самых популярных вариантов – биметаллические батареи, перечень достоинств которых включает в себя отличные визуальные качества и длительный срок службы. Впрочем, алюминиевые радиаторы практически не уступают биметаллическим, и даже классические чугунные изделия вполне подойдут для создания отопительной системы.

принудительное отопление для частного дома схема

Перед установкой батарей нужно тщательно просчитать их расположение и теплоотдачу. Минимальное расстояние от радиатора до подоконника составляет около 8 см, а от стены радиатор должен быть удален хотя бы на 3 см. Рассчитывая теплоотдачу отопительных приборов, нужно исходить из того, что для прогрева 1 кв.м. требуется 100 Вт тепловой энергии.

Циркуляционный насос

Как однотрубная, так и двухтрубная система отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией не обходится без циркуляционного насоса, за счет которого и происходит движение теплоносителя в системе. Выбирая насос, нужно в первую очередь отталкиваться от его мощности.

Расчет необходимой мощности насоса осуществляется по следующей формуле:


  • Q = Qn / 1,163 x Dt,
  • Где Q – мощность насоса,
  • Qn – количество тепла, требуемое на прогрев дома,
  • Dt – разница температур в контурах подачи и обратки.

двухтрубная система отопления одноэтажного дома

Циркуляционный насос должен находиться на трубе обратного контура в непосредственной близости от котла. При монтаже нужно обязательно установить байпас на отопление с тремя кранами и фильтр, который предотвратит засорение насоса находящимися в отопительной системе твердыми частицами.

На рынке можно встретить всасывающие насосы, которые предназначены для установки на трубе подачи. Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией редко включает в себя подобные устройства – они слишком дороги и в подавляющем большинстве ситуаций не оправдывают свой ценник.

Расширительный бачок


Рассматриваемый тип отопительных систем в обязательном порядке должен оборудоваться расширительным баком. Как правило, используются мембранные бачки закрытого типа, которые устанавливаются прямо за котлом на трубе обратки.

Важнейшим параметром расширительного бака является объем, который нужно рассчитать перед тем, как провести отопление в одноэтажном доме. Все дело в физических процессах, происходящих внутри системы с принудительной циркуляцией. Разогретая вода увеличивается в объеме, вследствие чего повышается давление в трубопроводе. Наличие подходящего бака позволяет принять излишки теплоносителя, тем самым нивелируя их воздействие на элементы конструкции.

как правильно сделать отопление в одноэтажном доме

Объем бака рассчитывается по формуле:

  • V = e x C / (1 — Po/Pmax) x k,
  • Где e – коэффициент температурного расширения теплоносителя,
  • Po – величина давления в пустом баке,
  • C – суммарный объем теплоносителя в системе,
  • Pmax – максимальное давление в контуре,
  • k – коэффициент заполнения бака.

Монтаж отопления с принудительной циркуляцией в одноэтажном доме

Отопление одноэтажного дома своими руками обустраивается по технологии, включающей в себя следующие операции:


  • В первую очередь устанавливается отопительный котел;
  • К котлу подключается дымоход, выведенный за пределы здания;
  • При использовании газового котла необходимо подключиться к магистрали (данную операцию должны выполнять специалисты из газовой службы);
  • Вдоль стен на заранее выбранных местах устанавливаются отопительные батареи;
  • Все элементы конструкции соединяются трубопроводами;
  • В обратную трубу врезается циркуляционный насос и расширительный бачок;
  • Трубопроводы подводятся к соответствующим патрубкам котла;
  • Собранную систему необходимо обязательно запустить в тестовом режиме, после чего ее можно сдавать в эксплуатацию.

Данная технология является общей для всех видов систем отопления – незначительные отличия имеются только в прокладке труб и монтаже радиаторов.

отопление одноэтажного дома своими руками

Монтаж однотрубной системы своими руками

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией обычно оборудуется радиаторами, установленными на байпасах. Простая врезка приборов существенно усложнит эксплуатацию – например, при необходимости провести ремонт придется отключить всю систему. Кроме того, отсутствие байпасов не позволяет регулировать теплоотдачу отдельных радиаторов.

Как правило, монтаж системы отопления в частном доме и трубопровод в такой схеме прокладывается в подпольном пространстве, поэтому радиаторы подключаются нижним способом – то есть, оба выхода байпаса подключаются к нижним патрубкам батарей.

Схема подключения двухтрубной системы отопления частного дома


В одноэтажном доме двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией прокладывается горизонтально – необходимости в вертикальных стояках нет. Прокладка труб осуществляется вдоль стен, а батареи подключаются диагонально. Впрочем, бывают и исключения из этого правила – например, если труба подводки располагается на стене, а обратка находится под полом, то радиаторы будет гораздо целесообразнее подключать снизу.

Заключение

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя довольно проста, но отличается высокой эффективностью и надежностью. Грамотный и взвешенный подход к каждому этапу обустройства отопления позволит создать качественную систему, способную прослужить не один десяток лет. 

Источник: teplospec.com

Моделирование оптимальной геометрии контура

Для одного частного дома может быть спроектировано несколько замкнутых водяных контуров, которые будут обогревать разные помещения. Они могут существенно отличаться друг от друга по типу разводки.


При проектировании, в первую очередь, исходят из работоспособности системы, а также оптимальной геометрии с позиции минимизации затрат, простоты монтажа и возможности вписать элементы отопления в дизайн помещений.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Нагрев теплоносителя для отопления дома происходит в одном или нескольких устройствах, расположенных внутри помещения. Это могут печи, камины, а также газовые, электрические или твердотопливные котлы.

Давление воды в контуре обеспечивают или за счет использования циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии системы, позволяющей создать условия для естественной циркуляции.

Также источником горячей воды может быть централизованная система отопления для нескольких домов. В случае слабого напора возможно подключение циркуляционных насосов для создания дополнительного давления и увеличения скорости перемещения жидкости по трубам.

При выборе варианта с естественной циркуляцией теплоносителя или небольшого давления в трубах при централизованном отоплении необходимо внимательно отнестись к возможности максимального использования физических законов, позволяющих начинать и поддерживать движение жидкости.

Обязательным элементом разводки в этом случае является коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой горячая вода поднимается вверх, затем распределяется по приборам отопления и, потеряв начальную температуру, стекает вниз.

По причине разной плотности возникает перепад гидростатического давления горячего и холодного столба жидкости, который является движущей силой для циркуляции воды.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Подвод горячей воды к радиаторам может быть осуществлен разными способами. Разводку условно делят на вертикальную и горизонтальную, по положению труб (стояков), подающих воду непосредственно к радиаторам отопления.

Вертикальные схемы с верхней подачей горячей воды максимально используют разницу гидростатического давления между теплым и холодным сегментами контура, поэтому их практически всегда применяют при естественной циркуляции, а также при низком давлении в системе.

Кроме того, такие схемы работоспособны при аварийном отключении насоса, которое может наступить по причине его поломки или отсутствия электроэнергии.

Разводку с нижней подачей практически не применяют при отоплении с естественной циркуляцией. В случае наличия хорошего давления в системе ее использование оправдано, так как у такой схемы существует два значительных плюса, относительно альтернативного варианта.

Преимущества схемы:

  • меньшая суммарная длина используемых труб;
  • отсутствует необходимость проведения трубы по чердаку или технологическим нишам под потолком второго этажа.

Горизонтальную схему разводки отопления используют для одноэтажных частных домов. Если здание имеет два или более этажа, то ее часто используют в случае, когда с позиции дизайна вертикальные стояки нежелательны.

Горизонтальные трубы, подающие и отводящие воду можно органично вписать в интерьер помещений, а также спрятать под пол или в ниши, расположенные на уровне пола.

Выбор одно- или двухтрубного варианта

Подвод горячей воды и отвод охлажденной для системы отопления частного дома можно производить с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть положительные и отрицательные стороны, а также особенности использования в зависимости от типа разводки.

Использование однотрубной схемы подключения

Схему водяного отопления частного дома с использованием одной трубы для подачи горячей и отвода остывшей воды называют однотрубной. Главное преимущество такой системы заключается в минимизации длины труб.

Основные плюсы варианта:

  • наименьшие затраты на приобретение элементов отопительной системы;
  • наиболее простой и быстрый монтаж;
  • наименьший риск аварии.

Основным минусом однотрубного отопления является постепенное уменьшение температуры воды, которая проходит последовательно через все радиаторы в контуре.

Поэтому приходится использовать несколько большую площадь поверхности последних радиаторов (большее число колен), что часто нивелирует ценовую выгоду от минимизации длины труб.

Кроме того, в связи с этим недостатком, существуют ограничения для одного контура на количество подключаемых радиаторов. Если их будет слишком много, то последние по ходу движения теплоносителя практически не будут излучать тепло.

Кроме того, возникает проблема при расчете теплоотдачи. Здесь необходимо учитывать, что отключение первых радиаторов от системы отопления ведет к увеличению температуры входящей воды для последующих устройств.

Применять однотрубные схемы с вертикальной нижней разводкой бессмысленно, так как длина труб будет такой же, как и двухтрубного варианта, что нивелирует все плюсы, но оставляет минусы.

Подключение отопительного прибора, как правило, производят через байпас, чтобы иметь возможность отключить любой из них без остановки циркуляции воды по контуру.

Для экономии на кранах можно не делать обход воды через отводок, но тогда придется останавливать работу этой части системы и сливать воду при необходимости замены или ремонта радиатора.

Самым экономным вариантом является использование одной стальной трубы диаметра 1,5-2 дюйма без радиаторов отопления. Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды.

Подробно о расчете однотрубной системе отопления читайте в этой статье.

Применение двухтрубного варианта отопления

Схему отопительного контура, когда одну трубу используют для подачи горячей воды к отопительным приборам, а вторую – для возврата охлажденной называют двухтрубной.

Ее основные преимущества:

  • температура подаваемой ко всем радиаторам воды одинаковая;
  • отключение одного или нескольких радиаторов не влияет на температуру подаваемой воды к остальным отопительным приборам;
  • ограничения по количеству радиаторов для одного отопительного контура зависит только от пропускного объема труб.

Основным минусом такой разводки является некоторое увеличение метража труб.

Это ведет к некоторым к дополнительным недосаткам:

  • возрастают затраты на приобретение и монтаж элементов системы отопления;
  • усложняется интеграции в интерьер частного дома.

Количество фитингов и кранов при двухтрубной системе почти такое же, как и при однотрубной.

В зависимости от относительного движения горячей и охлажденной воды схемы двухтрубной разводки подразделяют на два типа:

  • попутную;
  • тупиковую.

Попутная схема. Оба потока двигаются в одном направлении и, таким образом, длина цикла оборота теплоносителя для каждого радиатора одинакова. В этом случае происходит равный по скорости их нагрев при запуске системы отопления.

Тупиковый вариант. Направление движения горячей и охлажденной воды встречное. Нагрев ближних к котлу радиаторов происходит быстрее.

Чем меньше скорость воды, тем более заметен этот эффект, поэтому при естественной циркуляции прогрев одних помещений будет происходить значительно медленнее, чем других.

Если используют циркуляционный насос или расстояние между первым и последним радиатором в контуре незначительное, то эффект неравномерного нагрева при тупиковой двухтрубной разводке незаметен. Тогда выбор в пользу того или иного варианта обусловлен исключительно соображениями удобства проведения обратной трубы.

Включение в систему распределительного коллектора

Популярным в последнее время способом организации водяного отопления является так называемая “лучевая схема” с применением распределительного коллектора.

Такой метод разводки надежно работает только при хорошем давлении воды в системе, поэтому его не используют при естественной циркуляции.

Лучевая система подключения радиаторов

Наиболее равномерное и управляемое разделение потока теплоносителя по приборам отопления можно осуществить с помощью распределительного коллектора.

Устройство включает в себя две гребенки, в одну из которых горячая вода поступает из котла и распределяется по радиаторам, а в другую охлажденная вода возвращается и направляется обратно к котлу.

Подключение радиаторов через распределительный коллектор происходит параллельно, поэтому при такой разводке достигается минимальная разница температуры теплоносителя, подводимого к приборам отопления.

Это значительно облегчает расчет параметров радиаторов на стадии проектирования, а также позволяет легко регулировать мощность каждого прибора в период эксплуатации.

Вторым значимым плюсом такой разводки является возможность управления параметрами подачи теплоносителя ко всем приборам из одного места. Коллектор помещают в специальный шкаф с доступом к индикаторам и элементам управления: вентилям, кранам и насосам.

Это удобно с позиции регулирования микроклимата дома и позволяет легче вписать радиаторы в интерьер помещения.

К минусам систем с коллекторной схемой разводки отопления следует отнести максимальную длину труб подвода и отвода воды к радиаторам. Этот вариант является самым дорогим по стоимости элементов контура и самым сложным при монтаже, а также требует определенной квалификации.

Как правило, трубы в лучевой разводке отопления монтируют в стяжку пола. Это означает, что проектировать и устанавливать такую систему необходимо при строительстве или капитальном ремонте частного дома.

Выполнить коллекторный вариант для подсоединения радиаторов или изменить геометрию контуров в помещениях с уже проведенным внутренним ремонтом достаточно сложно. Это второй существенный минус разводки такого типа.

Правила использование теплого пола

Комфортный и очень популярный способ обогрева жилых помещений – обустройство теплого пола. Если отапливаемая площадь небольшая, то можно обойтись одной трубой, помещенной в стяжку пола.

Для больших площадей использование единственной трубы невозможно по следующим причинам:

  • количество подаваемого тепла не хватит для обогрева всего помещения, кроме того этот обогрев будет неравномерным;
  • при большой длине возникает сильное гидродинамическое сопротивление потока жидкости, что ведет к чрезмерным затратам электроэнергии на создание давления и увеличивает риск прорыва воды в местах соединений.

Поэтому, при значительной площади теплого пола, использование нескольких труб является не пожеланием, а необходимостью.

В этом случае подключение осуществляется через распределительный коллектор.

Часто коллектор снабжают смесительным узлом, для регулировки температуры воды, подаваемой к трубам теплого пола. Дело в том, что для радиаторов отопления, как правило, используют жидкость с температурным диапазоном 70-80°С, тогда как для теплого пола необходимо около 40°С.

Регулировка температуры через смеситель отличается надежностью, что очень важно, так как превышение температуры может вызвать существенную деформацию покрытия пола: линолеума, ламината или паркета.

Выводы и полезное видео по теме

Схематичное представление разводки отопления в двухэтажном доме большой площади. Двухтрубная попутная и тупиковая система и теплый пол, подключенные через коллекторы. Исключение конфликта циркуляционных насосов с помощью гидрострелки:

Лучевая схема для обогрева двухэтажного здания. Так как чистовая отделка еще не проведена, то хорошо видна вся разводка. Нюансы укладки труб на пол под бетонную стяжку:

Мнение практикующего мастера по установке систем отопления о различных схемах, применяемых в частных домах. Обзор плюсов и минусов естественной циркуляции, однотрубной, двухтрубной попутной и тупиковой, а также коллекторной разводки:

Представленные разводки для отопления домов являются типовыми и могут быть модифицированы с учетом геометрии помещений, необходимых значений температуры или других факторов. При модификации схем необходимо соблюдать законы и основные положения физики, гидравлики, материаловедения и других дисциплин.

В случае решения сложных или нестандартных задач лучше обратиться к специалистам, потому, что переделка систем отопления может выйти даже дороже, чем их моделирование и монтаж.

Если возникли вопросы или есть желание поделиться личным опытом по разводке отопления в своем доме, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Вы можете дополнить свой отзыв фотографией – форма для связи расположена ниже.

Источник: sovet-ingenera.com

Однотрубная система отопления

Однотрубная отопительная  система менее затратная, чем двухтрубная, поэтому используют ее чаще. Однотрубная система отопления представляет собой  разводку магистрали, при которой все приборы отопления подключены последовательно. В качестве теплоносителя может выступать вода либо антифриз.

При такой схеме теплоноситель попадает в радиаторы поочередно. При этом в каждом последующем радиаторе температура теплоносителя становится ниже, а значит, радиатор, который расположен в цепи последним, будет иметь самую низкую температуру.

Однотрубную систему отопления оптимизируют с помощью специальных технологий и различных вспомогательных устройств – балансировочные вентили, шаровые краны или термостатические клапаны. Таким образом, если перекрывается подача теплоносителя на один из радиаторов в системе, остальные радиаторы продолжают функционировать в обычном режиме.

Для того чтобы иметь возможность проводить ремонт или замену батарей отопления, не отключая подачу тепла во всем доме, при монтаже системы требуется установка кранов на подключение каждого радиатора, и краны на байпасе.

Автономное отопление частных домов может быть смонтировано по следующим типам:

  1. Вертикальная система с принудительной, естественной либо комбинированной циркуляцией.
  2. Горизонтальная система с принудительной циркуляцией.

На фото можно увидеть подробную схему однотрубной системы отопления, которая является оптимальным вариантом для небольшого частного дома.

При таком способе монтажа трубы могут быть вмонтированы в пол либо находится под ним. В любом случае трубопровод должен быть покрыт теплоизоляционным слоем. Монтируют такую систему с небольшим уклоном по направлению хода движения теплоносителя. Для удаления из системы воздуха используются специальные краны (краны Маевского).

Радиаторы обязательно должны быть на одном уровне. Если в доме два и более этажа, регулировка осуществляется при помощи кранов, которые устанавливаются перед первой батареей  на каждом этаже.

Вертикальная система отопления (однотрубная)

Использование данной системы позволяет обходиться без циркуляционного насоса. Теплоноситель подается путем естественной циркуляции. Таким образом, основным плюсом данного типа отопительной системы  является его независимость от электричества.

Есть и недостатки: необходимость монтажа под уклоном и обязательное использование труб большого диаметра. Эти недостатки легко исправить при помощи циркуляционного насоса. Сделать это можно и своими руками,  видео даст четкое представление о том, как именно следует проводить работы.

Двухтрубная система отопления

Цена двухтрубной системы отопления гораздо выше, чем однотрубной. Объясняется это тем, что для монтажа такой системы требуется большее количество материалов. Соответственно, увеличивается и объем монтажных работ, все это сказывается на стоимости.

Если предполагается, что отопительная система будет работать с настенным котлом (либо другим видом современных котлов), желательно использовать именно двухтрубную систему.

Схема отражает все основные моменты монтажа двухтрубной отопительной системы – на ней изображены принципы установки магистралей водопроводной сети и отопления, указанны особенности подключения радиаторов.

Эта схема отображает боковое подключение радиаторов. Это не единственный вариант – возможно также диагональное либо нижнее подключение. При выборе типа подключения учитывают размер и вид радиаторов.

Если отопительная система устанавливается на нескольких этажах, необходимым является монтаж автостравливащих кранов. Если дом одноэтажный, такие краны устанавливают на последнем радиаторе системы (если есть полотенцосушитель, то и на нем необходимо установить автостравливающий кран).

На нижней точке радиатора обязательно устанавливают сливной кран, а на входе и выходе радиатора – специальные сливные краны.

Источник: 79w.ru

Преимущества и недостатки отопления частного дома с использованием газового котла

Вначале, перечислим несомненные преимущества газового отопления:

  • Доступная стоимость, как топлива, так и необходимого оборудования;
  • Высокая эффективность. В зависимости от марки котла от 80% до 90% газа будет использовано на нагрев теплоносителя. Некоторые бренды регламентируют энергоэффективность их продукции на уровне 96-98% КПД, это есть не что иное, как рекламный трюк и манипулирование цифрами;
  • Компактные размеры в сочетании с высокой мощностью оборудования;
  • Эксплуатация газового котла не требует особых знаний, частого технического обслуживания, или тщательного ухода. Большинство моделей автоматически поддерживают требуемую температуру теплоносителя или воздуха внутри помещений;
  • Газовый котел не требует систематической очистки и наполнения его топливом и выгрузки золы;
  • Использование двухконтурного котла позволит не только обогреть помещение, но и получить горячую воду.

Однако у газового отопления существуют определенные недостатки и технические ограничения:

  • Функционирование системы, особенно с высокими показателями автоматизации, достигается за счёт использования программируемого микроконтроллера, зависимого от источника электроэнергии;
  • Перебои в энергоснабжении, скачки напряжения могут привести к выходу из строя отопительного оборудования, плата управления гарантировано сгорит без надлежащей защиты;
  • Помещение, в котором расположен газовый котел, должно быть оборудовано естественной или принудительной вентиляцией, дымоходом, иметь размеры и месторасположение котла в соответствии с нормативами;
  • Установка газового оборудования требует соответствующих разрешений и может проводиться только специалистами, имеющими допуск для работ такого типа.

Напольный газовый котел с бойлером косвенного нагрева

Кроме газового существует целый ряд других способов отопления, использующих «альтернативные» виды топлива:

  • Электричество. Несмотря на то, что это наиболее распространенный вид используемой в быту энергии, ее применение для отопления частных домов на несколько этажей является экономически невыгодным. Хотя современные технологии не стоят на месте, и некоторые типы электрических котлов отопления конкурируют с газовыми, при обогреве квартиры средней площади.
  • Твердое топливо. Цена угля и древесины в некоторых регионах России, в пересчете на стоимость килоджоулей выделяемой для обогрева энергии, сопоставима с газом. Однако следует учитывать необходимость обустройства отдельной котельной и склада для топлива. Кроме того, твердотопливные котлы периодически загружаются и очищаются от золы. Периодичность, в зависимости от типа, составляет от нескольких часов до нескольких дней.
  • Пеллетные котлы. Они более эффективны, чем обычные твердотопливные, имеют высокий уровень автоматизации, но их стоимость несопоставимо выше остальных устройств отопления, за исключением жидкотопливных;
  • Жидкое топливо. Дорогостоящие импортные дизельные котлы чувствительны к качеству топлива. Отечественное оборудование, относится к разряду универсального и может быть настроено на потребление пеллет, мазута, дизеля. Однако его уровень автоматизации, надежности систем безопасности и КПД оставляет желать лучшего.

Читайте также: Отопление: экономичность против производительности

Классификация газовых котлов, основные эксплуатационные характеристики, рекомендации по выбору

Бытовые газовые котлы, используемые для систем отопления частных домов и квартир, разделяют по следующим признакам:

  • Способ установки;
  • Мощность;
  • Тип газовой горелки;
  • Способ розжига горелки;
  • Вид тяги;
  • Тип камеры сгорания;
  • Количество контуров;
  • Материал теплообменника.

Рассмотрим характеристики указанных параметров более подробно.

Способ (место) установки

  • Парапетные. Имеют небольшую мощность 5-15 кВт и используются для обогрева квартир и домов небольшой площади. Устанавливаются на стене, можно под окнами. Дымоход (коаксиальный) выводится через отверстие в стене непосредственно в месте установки;
  • Настенные. Диапазон мощности настенных газовых котлов 10-35(40) кВт. Имеют небольшие габаритные размеры, некоторые модели стильный дизайн, позволяющий устанавливать их на кухне, не закрывая фальшпанелью. Компактны, конструкция включает все необходимые устройства и системы управления. Имеют широкие функциональные возможности. Их использования вполне допустимо для одно- и двухэтажных домов небольшой и средней площади при условии качественного утепления;
  • Напольные. Характеризуются большой мощностью, производительностью и широкими функциональными возможностями. Необходимо наличие дымоходной трубы, в некоторых случаях установка должна быть произведена в специальном помещении.

Внутренняя схема газового котла

Количество контуров

  • Одноконтурные устройства, единственным назначением которых является нагрев теплоносителя системы отопления;
  • Двухконтурные — кроме обогрева осуществляют нагрев воды для системы ГВС. Бывают проточными или со встроенным бойлером. Последние более экономны в эксплуатации, но имеют несколько большие габаритные размеры и стоимость. Двухконтурные котлы в летнее время могут функционировать исключительно в режиме ГВС.

Вид тяги

Каждый вид котла, (кроме электрических) независимо от вида топлива, нуждается в кислороде для горения. Способ его поступления называется тягой.

Естественная тяга. Подразумевает поступление воздуха непосредственно из помещения, в котором установлен котел. Водяной пар и продукты сгорания выводится посредством вертикального дымохода. Конструкция таких котлов несколько проще, стоимость, соответственно, ниже. Кроме того они имеют дополнительные преимущества: бесшумность работы, энергонезависимость. Однако, такие устройства чувствительны к давлению газа. При низком давлении пламя горелки может уходить внутрь, вызывая ее прогорание.

Принудительная тяга. В конструкцию такого котла выходят вентиляторы, осуществляющие подачу воздуха в камеру сгорания закрытого типа.  Вывод продуктов сгорания и забор воздуха извне строения осуществляется по одному и тому же коаксиальному дымоходу. Такая конструкция имеет свои преимущества:

  • Не используется воздух из комнаты, поэтому не нужно делать систему вентиляции;
  • Не нужно строить дорогостоящий вертикальный дымоход;
  • Обеспечивается стабильность функционирования даже при существенном снижении давления в газопроводе;
  • Котел можно установить в любом помещении, нет необходимости делать котельную;

Недостатками котла с принудительной тягой являются:

  • Шумная работа – звук от работы вентилятора довольно громкий;
  • Высокая стоимость;
  • Энергозависимость.

Читайте также: Отопление деревянного дома

Материал теплообменника

Теплообменник — это конструкционный элемент газового котла отопления, на который приходятся основные динамические тепловые нагрузки. Производятся теплообменники из следующих материалов:

Схемы отопления частного дома с настенным котлом

Чугун. Срок эксплуатации до 40 лет. Устойчив к химически агрессивному теплоносителю, рекомендуется использовать в системах, наполненных антифризом или другими аналогичными жидкостями. За счёт большой массы обладает хорошей тепловой инерционностью (способность нагревать теплоноситель уже после отключения газовой горелки), которая усиливается особой секционной конструкцией. Существуют и некоторые технические ограничения:

  • Чугун довольно хрупок, в процессе транспортировки и установки котла необходимо проявлять особую осторожность и предохранять изделие от механических воздействий;
  • Чувствителен к теплоносителю (воде) со значительным содержанием солей и минералов – высокой жесткостью;
  • Негативно реагирует на большую разность температур теплоносителя на входе и выходе. Внутри материала могут возникать напряжения, вследствие неоднородного термического расширения;

Сталь. Срок эксплуатации до 25 лет. Теплообменники из стали устойчивы к температурным и механическим деформациям, однако могут подвергаться коррозии при неправильной эксплуатации;

Медь. Одни из наиболее долговечных и качественных материалов для теплообменника. Несмотря на самую высокую стоимость среди устройств такого типа они довольно популярны, так как обладают следующими достоинствами:

  • Благодаря термодинамическим свойствам меди прогрев теплоносителя осуществляется равномерно без возникновения зон перегрева;
  • Медь демонстрирует достаточно высокую устойчивость к коррозии и образованию накипи и осадка;
  • Имеет небольшой вес, что позволяет использовать в настенных котлах.

Способ розжига

В газовых котлах используется два типа розжига:

  • Ручной или полуавтоматический. Изначальное воспламенение газа осуществляется от спички или пьезоэлементом после нажатия кнопки. После этого в котле остается горящим фитилек, от которого и осуществляется поджог горелок. Такой способ неэкономичный, так как за год форсунка способна сжечь до 100м3 газа.
  • Автоматический. Электророзжиг не только существенно экономит газ, но и является одной из функций системы безопасности. При падении давления газа в системе ниже критического автоматика котла выключает устройство, а после поднятия уровня рабочего давления устройство вновь начинает функционировать. Существенным недостатком является зависимость отопительного оборудования от наличия электроэнергии в доме.

Вид газовой горелки

В современных газовых котлах отопления используется две разновидности горелок:

  • Атмосферные – получаю кислород, необходимый для горения, способом естественной тяги. Устанавливаются на устройства мощностью до 70 кВт. Работают практически бесшумно, но имеют низкий КПД.
  • Вентиляционные (наддувные, принудительной вентиляции). Воздух в горелку заканчивается под давлением, это позволяет использовать несколько режимов функционирования отопительного оборудования, способствует более точному поддержанию предустановленной температуры теплоносителя, отличаются высоким КПД. Их стоимость гораздо выше атмосферных горелок, а мощность может достигать нескольких сотен кВт.

Схемы отопления частного дома с настенным котлом

Мощность

По мощности газовый котёл может быть одно- и двухступенчатый.

Одноступенчатые — бюджетное устройство с низкими показателями автоматизации. Управление таким оборудованием осуществляется вручную, регулировкой температуры теплоносителя;

Двухступенчатые — позволяют изменять уровень мощности оборудования. Такая функция называется переход на летний или зимний режим. Возможность перевода оборудования в другой режим имеет следующие преимущества:

  • Регулируется потребление газа, что дает существенную экономию;
  • Снижается частота циклов включения и выключения, что уменьшает нагрузку на оборудование и увеличивает ресурс эксплуатации.

Особенности выбора

При выборе газового котла, кроме подбора мощности достаточной для обогрева всего 2х-этажного дома, необходимо обратить внимание на функциональность оборудования. Комфортную и экономную эксплуатацию обеспечивают следующие функции:

  • Погодозависимая регулировка температуры. Котел комплектуется выносным температурным датчиком, устанавливаемым снаружи дома;
  • Контроль температуры теплоносителя по датчикам, установленным в помещениях или непосредственно в трубопроводе (коллекторе);
  • Программирование недельного, суточного и почасового графика осуществляется как вручную, так и с использованием уже прописанных в контроллере подпрограммах – дневной ночной режим;
  • Газовые котлы премиум-класса имеют возможность подключения внешнего управления через GPS соединение. Текущий контроль температуры и удаленное управление производится через мобильные устройства, при помощи специальных предложений.

Читайте также: Какой должна быть котельная в частном доме?

Расчёт мощности газового котла

Как правило, при заказе газового котла большинство мастеров, не задумываясь, определяют требуемую величину мощности, как 1 кВт на 10 м2 обогреваемой площади +15% в качестве резерва, чтобы избежать пиковых нагрузок. Однако на территории России расположены несколько климатических зон, поэтому если рассчитывается система отопления в частном доме от газового котла своими руками, то более целесообразно выводить мощность оборудования исходя из следующей формулы:

MK=S×UMK/10,

где:

    • MK – мощность котла;
    • S – площадь коттеджа, которую нужно обогреть;
    • UMK – удельная мощность котла.

UMK – принимается в виде коэффициента в зависимости от зоны расположения дома:

  • Южные регионы — 0,7-0,9;
  • Средняя полоса России — 1,0-1,2;
  • Зоны с резко континентальным климатом — 1,2-1,5;
  • Северные и дальневосточные регионы — 1,5-2,5.

Представленный расчёт справедлив для зданий в 1 этаж, возведенных по типовым проектам и в точном соответствии со СНиПами. Расчёт мощности отопительного оборудования для сооружений индивидуальной застройки осуществляется по другой формуле:

MK=Qt×Kz,

где:

    • Qt — расчетные теплопотери сооружения, кВт;
    • Kz — коэффициент запаса от 1,15 до 1,25, то есть 15-25%.

Расчёт теплопотерь сооружения осуществляется по следующей упрощенной формуле:

Qt=V×Pt×k/860,

где:

    • V – объем отапливаемого помещения;
    • Pt – разница между температурой снаружи и изнутри здания;
    • K – коэффициент рассеивания, зависит от конструкционных материалов здания и толщины утеплителя.

Коэффициент рассеивания принимается следующий:

  • Сооружения из деревянного бруса или оцилиндрованного бревна без утепления (отсутствие теплоизоляции) — 3,0-3,5;
  • Здания со стенами из одинарной кирпичной кладки, обычными окнами и не утепленной крышей (слабая теплоизоляция) — 2,0-2,9;
  • Строения со стенами из двойной кирпичной кладки, двойными деревянными окнами и крышей защищённой стекловатой (средняя теплоизоляция) — 1,0-1,9;
  • Внешние стены и чердачные помещения утеплены пенополистиролом или минеральной ватой, используются металлопластиковые энергосберегающие окна с двойным стеклопакетом (хорошо утеплённые сооружения) — 0,6-0,9.

Читайте также: Выбираем отопление для частного дома

Схема разводки отопления загородного дома с использованием газового котла

Схема газового отопления в частном доме может быть одно, двухтрубной или лучевой, с использованием коллектора. Каждый из предложенных вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Одно и двухтрубная схема подачи теплоносителя в радиаторы

Одно и двухтрубная схема подачи теплоносителя в радиаторы

Однотрубная схема подключения (ленинградка). Подача горячего и возврат холодного теплоносителя осуществляется по одной трубе, к которой последовательно подключены все радиаторы.

Преимущества

Недостатки

Сокращение затрат на приобретение труб

Нельзя использовать для обогрева значительных площадей, так как количество подключаемых радиаторов ограничено

Быстрый монтаж

Радиаторы отопления в системе нагреваются неравномерно – первые очень сильно, последние очень слабо

Минимальное количество стыков, что снижает риск протечек

Для выравнивания возможности нагрева в помещениях к радиаторным батареям подсоединенным последними, подключают дополнительные секции, это полностью нивелирует экономическую выгоду

 

Отключение одного или нескольких радиаторов отопления, подключённых первыми, изменит температурный режим остальных элементов нагрева

Двухтрубная система отопления. По одной трубе от газового котла подается горячий теплоноситель, а по другой происходит возврат охлаждённого.

Преимущества

Недостатки

Во все радиаторы отопления поступает теплоноситель одинаковой температуры

В два раза увеличивается метраж труб

Отключение радиаторов не влияет на температуру основной системы

Несколько возрастает сложность монтажа

Количество подключаемых радиаторов значительно больше, чем у однотрубной системы и зависит от пропускной способности трубопровода

 

В свою очередь, двухтрубная схема отопления может быть тупиковой, когда теплоноситель с обраткой движутся в разные стороны или попутной – схема «Тихельмана».  Последняя, осуществляет нагрев радиаторов более равномерно.

Разновидности двухтрубной подачи теплоносителя

Разновидности двухтрубной подачи теплоносителя

Следующим по важности моментом является способ циркуляции теплоносителя в системе.

Естественная циркуляция. Характеризуется небольшим давлением теплоносителя в трубопроводе. Система в обязательном порядке должна иметь коллектор разгона. Это ёмкость, находящаяся в верхней точке системы отопления, в которую подается горячий теплоноситель. Такой способ используется в вертикальной разводке. Называется – гравитационной циркуляцией.

Принудительная циркуляция. Система отопления является герметично закрытой, а движение теплоносителя обеспечивается специальным циркуляционным насосом, врезанным в систему отопления. Разводка труб имеет горизонтальную схему, что значительно улучшает эстетические характеристики помещения.

Для обеспечения естественного колебания объемов теплоносителя из-за температурного расширения жидкости в системе безопасности газового котла предусмотрен мембранный расширительный бачок.

Правила обустройства газового отопления и монтажные рекомендации

Установка, обвязка и подключение газового котла производится работниками специализированной организации, имеющей допуск и лицензию на выполнение работ такого типа. Как правило, проект газового отопления в частном доме разрабатывается, по техусловию, полученному владельцами сооружения от государственной газовой службы. Техусловие выдается на основании прошения, в котором необходимо указать расчетный (предполагаемый) объем потребления газа в месяц (год).

На основании разработанного проекта, согласованного в государственной газовой службе, монтируются котлы, трубы и радиаторы отопления, различные вспомогательные устройства. Для проектирования и последующего согласования заказчик предоставляет техпаспорт выбранного котла с сертификатом и заключением экспертизы о его соответствие техническим нормам для эксплуатации в России. Проектирование и монтаж схемы газового отопления осуществляется в соответствии с СП 62.13330.2011, СП 60.13330.2012, СП 42-101-2003, а также другими нормативными документами.

Для окончательной регистрации газового отопления владелец предоставляет организации «Горгаз»:

  • Проект «газоснабжение» на сооружение;
  • Техпаспорт и инструкцию по эксплуатации приобретенного котла;
  • Сертификат соответствия выбранной модели техническим требованиям эксплуатации в России (по требованию).

Газовые котлы большой мощности (более 30 кВт) устанавливаются в специально отведенном для этого помещении – котельной. Существуют обязательные требования к монтажу газового котла:

  • Котельная для установки газового котла должна иметь площадь не менее 4м2 и высоту не менее 2,5м. Для частных жилых домов допускается обустройство котельной в подвале сооружения;
  • Помещение оборудуется дверным проемом шириной от 80см. Также в помещении устраиваются окна размерами не менее 0,3 м2 на каждые 10 м2 площади;
  • Для котлов с естественной тягой устраивается система вентиляции с отверстиями в верхней части помещения. Размер вентиляционного отверстия, для поступления свежего воздуха, принимается из расчета 8 см2 на 1кВт мощности котла.
  • Диаметр дымоходной трубы рассчитывается по специальной формуле и зависит от мощности котла. К примеру, для 30 кВт — 13 см, а для 40 кВт — 17см. При этом, внутренний размер дымохода не меньше площади сечения переходника соединяющего дымоход с трубой. Сам переходник не длиннее 25см;
  • Высота дымохода на 50 см выше конька крыши, форма цилиндрическая, в конструкцию входит ревизия, для очистки внутреннего пространства от копоти;
  • На случаи утечки газа в помещении устанавливается специальный датчик-анализатор. Желательно его подсоединение к пожарно-охранной сигнализации.

Функции устройств, используемых для обвязки газового котла:

  1. Расширительный бак. Бывает открытый, в системах с гравитационной циркуляцией, и мембранный в закрытых системах с принудительной циркуляцией. Компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Объем мембранного бака, по нормативам, не менее 10% от общего объема теплоносителя. К открытому расширительному баку подсоединяют кран холодного водоснабжения, для периодического пополнения теплоносителя.
  2. Циркуляционный насос. Перегоняет теплоноситель по трубопроводу. Его основными характеристиками являются сила напора и производительность. Циркуляционные насосы выполняют функцию регулировки скорости теплоносителя в автоматическом режиме или вручную. Теплый водяной пол комплектуется собственным насосом и гребенкой.
  3. Гребенка (распределительный коллектор) – устройство для равномерного распределения теплоносителя, как подачи, так и обратки, по всем контурам отопления. В комплект входит: запорная арматура, датчики контроля и учета с ручным или электронным управлением.
  4. Группа безопасности – несколько приборов, установленных на отдельную гребенку, подключенную к обвязке газового котла. В эту группу входит:
    • манометр — контролирует рабочее давление теплоносителя;
    • предохранительный клапан, сбрасывающий излишки теплоносителя при возникновении критического давления. Иногда этот клапан соединяют с канализационным или дренажным стоком через пластиковую трубу;
    • воздухоотводчик – клапан, устанавливаемый в группе безопасности, для стравливания воздуха, циркулирующего в системе.
  5. Грязевик — фильтр грубой очистки, врезается в трубу подачи воды в систему отопления. Периодичность его очистки один раз в год, перед отопительным сезоном.
  6. Гидрострелка — вертикально ориентированная закрытая ёмкость с двумя парами труб, входными и выходными, куда подключаются контур отопления и обратка.

Газовый автономный котел отопления с циркуляционным насосом потребляет большое количество электроэнергии. Его подключение к аккумуляторному блоку бесперебойного питания бессмысленно. Для организации бесперебойного (резервного) электроснабжения рекомендуется использование дизель генератор.

 

Характерные ошибки, допускаемые при монтаже газового котла

  1. Наиболее грубой ошибкой, допускаемой при подключении автономного газового котла, является отсутствие заземления и подключение оборудования без применения устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Такая халатность чревата полным выходом из строя платы управления. Причиной могут стать как молнии, так и подключение мощного оборудования по соседству, к примеру, сварочного аппарата.
  2. Все трубопроводы и радиаторы, соединённые в единую систему отопления необходимо тщательно промыть. Это касается как старых систем, которые эксплуатировались несколько лет, так и новых. Остатки технологических жидкостей, содержащиеся на внутренних стенках, могут стать причиной коррозии теплообменника.
  3. Ошибки в использовании антифризов теплоносителей. Прежде всего, это касается разбавления концентрата антифриза. Для этого рекомендуется использовать дистиллированную воду или допускается применение воды из-под крана при условии, что ее жесткость не превышает 5 мг экв./л. В противном случае соли кальция и магния, растворенные в ней, выпадут в осадок, и образуют накипь на внутренних поверхностях труб и радиаторов, снижая эффективность теплопередачи. Большинство теплоносителей на основе тосола имеют срок эксплуатации – не более 2-3 лет.

О прочих типичных ошибках, влияющих на работу схемы отопления частного дома с газовым котлом, например относящиеся к нарушениям нормативов при возведении дымоходов, изготовлении вентиляционных отверстий, сборке трубопроводов, можно узнать из следующих видео:

Подводя итоги

Несомненно, часть газового отопления частного дома можно сделать своими руками. К примеру, работы по монтажу периферийных устройств системы отопления владелец частного дома может выполнить самостоятельно. Однако подключение к газопроводу и ввод в эксплуатацию осуществляют сертифицированные газовщики с профильным допуском.

Источник: www.project-home.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.