Как сделать водяное отопление в частном доме?

Обустроить отопление в частном доме своими руками – задача нетривиальная, и посильная далеко не каждому. Да и с денежной стороной вопроса также все непросто: и нагревательные устройства, и коммуникации, и разрешительные документы требуют привлечения очень больших средств.

Схемы систем отопления частного дома своими руками

Выбирая подходящую систему обогрева, учитывают множество факторов. Среди них самыми важными являются тип здания, функции помещений, теплоизоляция стен, мощность оборудования и стоимость работ, а также доступность и стоимость энергоносителей.

Обычно в частных домах устанавливают водяные системы. В зависимости от размеров и планировки здания применяют естественную или принудительную циркуляцию, одно- или двухтрубную схему.

Источником тепла для обогрева частных домов служат газ, уголь, дрова, электроэнергия, а иногда и возобновляемые природные ресурсы.

Что такое воздушное отопление частного дома своими руками

Система воздушного отопления для частного дома предполагает применение воздуха как основного источника тепла. При этом потоки под воздействием вращения вентилятора подаются к теплообменнику. Воздух прогревается, а затем раздается по воздуховодам. Подобная конструкция объединяет в себе кондиционирование, отопление и вентиляцию.

Так работает конструкция с вентилируемой системой

Создавать проект воздушного отопления нужно на этапе возведения постройки. Для планировки выполняют следующие действия:

  • рассчитывают тепловые потери;
  • определяют необходимую мощность агрегата воздушного обогрева;
  • выбирают нагревательную конструкцию и планируют размещение вентиляционных шахт;
  • рассчитывают показатели аэродинамического сопротивления для определения потерь напора и окончательного выбора установки.

Полезная информация! Перемещение воздуха происходит за счет вентилятора воздухонагревателя. Часто монтируются вентиляционные решетки, через которые изменяется скорость, расход и направление воздушных масс.

Как функционирует система

В процессе монтажа воздушного отопления частного дома своими руками применяются два основных способа. Раньше в жилых зданиях использовались конструкции по аналогии с водяным отоплением. В данном случае в качестве теплоносителя применялся воздух. И нагретые металлические воздуховоды раздавали теплый воздух по комнатам.

Перемещение потоков горячего и холодного воздуха

Сейчас чаще применяется прямой нагрев, когда используются теплогенераторы (рекуператоры). Воздух с улицы нагревается в специальной смесительной камере от отработанного воздуха помещения, дополнительно подогреваясь ТЭНами (в сильные морозы просто необходимо) и по каналам перемещается в комнаты. Такой подход обеспечивает лучший КПД. Такая технология стала особенно востребованной благодаря объединению с установками кондиционирования и вентиляционными агрегатами.

Принцип работы рекуператора

Статья по теме:

Рекуператор для частного дома. Что это за устройство? Как оно работает? В чем его преимущества? Сложно ли выполнить самостоятельный монтаж? На эти и другие вопросы мы ответим в специальной публикации. Читайте!

Перед тем, как приступить к монтажу воздушного отопления загородного дома, нужно разобраться с его устройством. Основной элемент – это теплогенератор, включающий:

  • горелку, которая бывает дизельной, газовой или комбинированной. Иногда используются агрегаты на пеллетном топливе;
  • электрические приборы подходят для прогрева по месту;
  • камера сгорания с теплообменником. В ней осуществляется нагрев воздуха от дымовых газов. Система воздуховодов включает жестяные короба, вентиляторы и трубы с решетками;
  •  в современных конструкциях присутствует механизм автоматического регулирования основных параметров.

Теплогенератор в котельной

Полезная информация! С помощью современной воздушной отопительной конструкции можно обеспечить регулировку температуры по месту. При этом применяются локальные агрегаты в отдельных помещениях.

Положительные и отрицательные качества такого оборудования

Воздушное отопление частного дома своими руками имеет свои достоинства и недочеты. К плюсам можно отнести.

  • высокую производительность;
  • отсутствие радиаторов и трубопроводов;
  • наличие современных автоматизированных систем контроля параметров;
  • возможность мгновенно нагреть помещение.

Стоит знать и о таких минусах:

  • установка системы возможна только на этапе строительства здания;
  • потребляет значительное количество электроэнергии;
  • после запуска не может усовершенствоваться.

Работа агрегата в двухэтажном здании

Полезная информация! Правильно направить воздушные массы помогут специальные вентиляторы. Установка такого приспособления выполняется под очагами.

Что должно быть в составе водяной системы отопления?

Схема водяного отопления частного дома, она же жидкостная, предполагает использование в системе жидкого теплоносителя, который «доставляет» тепло от отопительного котла к радиаторам или теплому полу, постоянно циркулируя в системе.

Читайте также:  Выбор циркуляционного насоса для газового котла

Иными словами теплоноситель «бегает по кругу», нагреваясь в котле и отдавая свое тепло в отопительных приборах.

Для обеспечения работы такой системы используется множество другого оборудования, которое делает работу системы более гибкой (дифференцированный обогрев различных зон), безопасной (защита от превышения давления и утечки теплоносителя из системы), автоматизируют процесс управления отоплением дома.

Структурная схема водяной системы отопления выглядит так:

Структурная схема системы водяного отопления

Водяные системы отопления могут быть:

  • с естественной циркуляцией теплоносителя;
  • с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

В системе с естественной циркуляцией теплоносителя в качестве движущей силы выступает явления разности плотности нагретой и холодной жидкости (теплоносителя) в подающей и обратной трубе соответственно.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

При нагревании теплоносителя в котле его плотность уменьшается, и она вытесняется вверх по вертикальной трубе, вытесняемая более плотной холодной жидкостью, возвращающейся по обратной трубе.

При этом теплоноситель проходит путь от котла по вертикальному стояку к расширительному баку открытого типа, растекается далее по горизонтальным стоякам по радиаторам отопления и возвращается в котел по обратной трубе.

В таких системах важными параметрами являются: диаметр труб (особенно центрального подающего стояка), а также их уклон.

Преимуществом такой системы можно назвать ее энергонезависимость (при использовании простого твердотопливного котла), а в списке недостатков мы назовем отсутствие возможности регулирования теплорежимов различных помещений, повышенный расход топлива, необходимость использования металлических труб большого диаметра.

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Такая система дополнена еще и циркуляционным насосом, который «в принудительном порядке» создает движущую силу, приложенную к теплоносителю.

«Принудительная» система отопления

Здесь также теплоноситель, нагреваясь в котле, движется по трубам под действием насоса, направляясь к отопительным приборам.

Циркуляционный насос

К преимуществам такой системы можно отнести возможность раздельного и гибкого (дифференцированного) регулирования мощности каждого радиатора или теплого пола с помощью ручных или автоматических вентилей, что позволяет более экономично использовать энергоносители для работы котла. В такой системе можно использовать пластиковые трубы, что существенно снижает стоимость материалов и облегчает монтажные работы, а сами пластиковые трубы можно «спрятать» в стены.

Трубы пластиковые

Недостатком такой системы является только ее «энергозависимость» от наличия в доме электричества для обеспечения работы насоса. В некоторых случаях используют комбинированную систему отопления.

Монтаж теплого пола

Еще один современный и эффективный способ экономичного отопления дома — это использование электрических нагревательных матов. Они укладываются под напольное покрытие и прогревают помещение через пол. В результате теплый воздух поднимается вверх, полностью прогревая помещение. Систему теплый пол лучше монтировать в комбинации с дополнительным источником обогрева, например, ИК-панелями.

Говоря о самих нагревательных матах, хотелось бы выделить продукцию компании EKF. Вы можете подобрать нагревательные маты точно под свои условия – готовые комплекты различаются по размерам и мощности. Термоматы EKF могут управляться механическим или электронным терморегулятором, с помощью которого возможно программирование включения/выключения на неделю. Помимо этого, хотелось бы выделить полноценное экранирование токоведущих жил, благодаря чему происходит равномерный нагрев поверхности пола. Подробнее о нагревательных матах EKF вы можете узнать, перейдя по ссылке: -obogreva/sistema-teplyy-pol.

Твердотопливные котлы

Источником энергии является преимущественно уголь, но могут также применяться дрова, торф и другие растительные гранулированные отходы. Основным преимуществом является независимость от электричества, хотя это относится только к самым простым устройствам. Большая часть всех современных котлов требует наличия источника электроэнергии.

Недостатками являются необходимость периодической ручной загрузки топлива, его хранения и удаления золы. Твердотопливные котлы часто применяются в качестве резерва.

Монтаж системы отопления

Первым делом устанавливают отопительный котел на заранее подготовленное для него место. Это может быть ровная площадка, выложенная кирпичом или забетонированная. Котел должен быть соединен с дымоходом.

Следующий этап – установка радиаторов. Они навешиваются на предварительно закрепленные в стене кронштейны. Места крепления определяются заранее и указываются на плане.

Затем монтируются трубы. Первоначально подсоединяют самые дальние участки на прямой трубе, а затем от этого места начинают вести монтаж в сторону котла. Расширительный бачок ставится на максимальной высоте, отопительный насос – на обратке перед котлом. На трубах устанавливаются необходимые регулирующие элементы и запорная арматура, подсоединяются грязевой фильтр и сливной кран.

После того как система смонтирована, ее надо заполнить теплоносителем (как правило, водой). Делать это лучше всего через сливной кран, предварительно открыв все воздухоотводчики на радиаторах. Когда из них пойдет вода, их закрывают. Заполнение проводится до тех пор, пока вода не появится в расширительном бачке. После этого проверяется, где есть утечки, подтягиваются соединения. Затем запускаются котел и насос.

Если нигде ничего не капает и нагревается обратка, можете себя поздравить: вы на практике освоили, как правильно сделать водяное отопление в частном доме.

Достаточно простую и эффективную систему водяного отопления в собственном жилище вполне можно подключить самому. При этом достигается весьма существенная экономия средств на ее создание, поскольку любыми сторонними организациями или специалистами за подобную работу берутся весьма солидные средства.

Электрический обогрев

Требования к проводке

Решая, как отопить личный дом, многие отказываются от классических систем в пользу электрообогрева. Эта схема возможно оправданной, в случае если в вашем районе имеется стабильное централизованное энергоснабжение, но и в этом случае существует ряд ограничений.

Необходимо отдавать себе отчет, что и инфракрасные панели, и электроконвекторы потребляют большой количество электричества. Стандартная проводка этого точно не выдержит, потому прокладывать ее придется заново.

Требования к проводам, применяемым для подключения обогревателей, приводятся в таблице ниже:

Материал провода Сечение провода, мм2 Большая мощность, кВт Большой ток, А
Алюминий 2*2,5 4,5 28
2*4,0 6,0 20
Медь 2*1,0 3,5 16
2*1,5 4,0 19
2*2,5 5,8 27

Обратите внимание! Проводка для подключения прокладывается скрытым методом. В случае если стенки здания изготовлены из горючего материала (дерево, гипсокартон), то применение кожухов из металла либо огнестойкого пластика есть обязательным.

Помимо этого, на любой контур отопления мощностью 2 кВт и более нужно устанавливать на щитке отдельное устройство защитного отключения (УЗО). В этом случае при выходе проводки из строя под нагрузкой система будет защищена от замыкания.

Установка оборудования

Дабы организовать действенное отопление частного дома с применением электронагревательных устройств, принципиально важно подобрать наиболее производительные, но наряду с этим экономичные радиаторы и конвертеры:

  • Масляные радиаторные батареи подойдут в качестве временного решения, и для дополнительного обогрева. Их лучше применять тогда, в то время, когда основной контур либо не осилит, либо .
  • Наиболее распространённым вариантом обустройства электрического обогрева будет монтаж конвекторных систем. Конвекторы устанавливаются или на стенах, или в особых нишах в полу. Нужно подключать их к скрытой проводке, дабы минимизировать количество проводов в комнатах.
  • Теплый электрический пол — еще одно хорошее решения. Автоматизация управления температурой разрешает поддерживать комфортный микроклимат в комнате, наряду с этим энергоресурсы экономятся за счет максимально рационального распределения тепловых потоков.
  • ИК отопление частного дома есть одним из наиболее экологичных. Хоть сами инфракрасные обогреватели дорого стоят, они не только потребляют относительно мало электричества, но и не сжигают драгоценный кислород.

Как и в случае с трубами, для пуска и наладки системы лучше приглашать экспертов-электриков с соответствующим уровнем допуска. Это принципиально важно еще и по обстоятельству пожарной безопасности: с проводкой, особенно находящейся под высоким напряжением, шутить не следует.

В случае если же вы желаете обустроить фактически бесплатное отопление, то рассмотрите варианты с применением солнечной либо ветровой энергии. Само собой разумеется, оборудование для для того чтобы обогрева будет стоить дорого, но в среднем эти затраты окупаются за время от трех до пяти лет в зависимости от выбранной технологии.

Расчет и выбор радиаторов

При выборе подходящего для вашей отопительной системы вида радиатора стоит ориентироваться на обеспечение им:

  • стабильной теплоотдачи в помещения;
  • хорошего внешнего вида;
  • удобства в использовании.

По особенностям конструкции выделяют радиаторы:

  • Секционные. Включают в себя ряд отделений – секций.
  • Трубчатые. Состоят из изогнуто идущих трубок, по которым происходит циркуляция теплоносителя.
  • Панельные. Выполнены в виде литых панелей с емкостями для носителя тепла.
  • Пластинчатые. Представлены пластинами, на которые дополнительно укреплен нагревательный элемент.

По используемому материалу выделяют радиаторы:

Расчет и выбор радиаторов
  • Стальные. Путем передачи тепла для них является конвекция, они высоко эффективны, просты в установке, удобны и весьма экономичны.
  • Чугунные. Так же эффективны и дешевы, но внешний вид более громоздкий, и повышена вероятность незапланированных прорывов при повышении давления в трубах.
  • Алюминиевые. Они более эстетичны, легки, уровень отдачи тепла высок.
  • Биметаллические. При их эксплуатации возможно применение любого типа носителя тепла, к тому же, они способны выдержать большее давление в системе.
Читайте также:  Виды и правильное устройство дымохода для газового котла

Для оптимального обогрева всего частного дома важен правильный расчет мощности подобранных радиаторов с учетом площади комнат, условий климата места проживания, а также потерь тепла. Мощность радиатора означает то, сколько тепловой энергии он целиком или его отдельная секция может перенести в комнату в течение часа.

В стандартных чугунных радиаторах мощность одной секции составляет 160 Вт, что очень удобно для определения мощности всего радиатора с помощью умножения этой величины на число секций. По тому же принципу считается мощность алюминиевого радиатора, где средняя величина мощности секции равна 200 Вт. Если радиатор панельный стальной, то он не включает секции и обладает стандартной общей мощностью в 800-1400 Вт.

Тепловая мощность любого подобранного радиатора должна компенсировать теплопотери помещения, именно поэтому так важно тщательно подбирать радиатор с учетом всех основных характеристик.

Выбор ПП труб отопления

Отопительные системы создаются из полипропиленовых труб с армированием и слоем из антидиффузионного материала, закрывающего доступ кислорода. Поэтому нужно обращать внимание на маркировку.

ПП трубы

Если необходимо полимерный тепловой контур соединить с твердотопливным котлом. Сначала монтируется участок на подаче и возврате длиною не меньше 1,5 м из стали или меди.

Как подобрать диаметр

Точный подбор сечений и длин отдельных участков трубопроводной системы осуществляется с помощью гидравлического расчета. Если площадь дома не превышает 250 м², вычислительный процесс можно не проводить.

Диаметр подбирается исходя из требуемой общей мощности батарей. При этом сечения магистральных труб и стояков будут больше по сравнению с такими же размерами подводящих и отводящих участков возле каждого радиатора.

Гидравлический расчет позволяет определить:

Выбор ПП труб отопления
  • требуемый объем теплоносителя;
  • потери напора во всей трубопроводной системе и на участках от котла или насосного агрегата до каждой батареи.

Для определения расхода нагретой воды тепловые потери дома делятся на произведение теплоемкости теплоносителя и разности его температур на выходе и входе в теплогенерирующую установку

Скорость перемещения воды рассчитывается отношением ее расхода на определенном участке к площади сечения трубопровода.

Потеря напора вычисляются путем произведения длины трубы с одинаковым диаметром и удельной потери на трение. Последнее значение берется из справочной литературы или узнается у производителя.

Для фитингов, арматуры и оборудования рассчитываются потери сопротивления. Искомая величина определяется произведением плотности теплоносителя, его скорости в квадрате, которая делится на два, и специального коэффициента, указывающегося компанией-производителем.

Все полученные значения сопротивлений суммируются. Результат сравнивается с контрольными величинами. Безошибочный гидравлический расчет смогут выполнить специалисты с квалификацией.

Расчет диаметра труб для отопления частного дома по формулам

Стоит отметить, что точный расчет диаметра трубы из полипропилена для отопления не имеет практического смысла, так как выбирать приходится из стандартизированного ряда типоразмеров в 20, 25, 32 и 40 мм.

Если все же стоит задача, как рассчитать диаметр труб отопления с наибольшей точностью, можно воспользоваться одной из нескольких формул.

К примеру, определить размер труб можно по следующему уравнению:

D = √ (354 · (086 · Q / ∆t) / V), где

  • V – скорость потока теплоносителя в контуре (м/с);
  • Q – количество подаваемой по трубопроводу тепловой энергии для обогрева помещений (кВт);
  • ∆t — разница между температурными параметрами подающей и обратной ветвей (С);
  • D – диаметр ПП-трубы (мм).

Подставив в формулу числовые значения скорости 0,5 м/с, разницы температур 20 °С и тепловой мощности 10 кВт получим числовое выражение: D = √ (354· (0,86 · 10/20) /0,5) = √304,44 = 17,45 мм

Данный показатель соответствует наружному диаметру ПП-трубы в 20 или 25 мм.

Чтобы более точно определить диаметр полипропиленовых труб, можно воспользоваться формулой расчета тепловой мощности из ряда показателей, которые аналогичны приведенным выше для ввода данных в онлайн-калькулятор. Однако вряд ли такие операции имеют практический смысл при выборе трубного диаметра из двух типоразмеров в 20 и 25 мм.

Для снижения гидравлических потерь предпочтительно использовать трубопровод большего размера. Если теплоотдача слишком велика или наоборот недостаточна, всегда можно изменить температуру теплоносителя и скорость вращения рабочего колеса циркуляционного электронасоса. Обычно стандартной аппарат имеет трехступенчатую регулировку числа оборотов вала электродвигателя.

Рис. 12 Варианты подключения радиаторов производя отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

Монтируя отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками пользователю приходится решать задачу, каким диаметром прокладывать отопительный трубопровод. Ответ на вопрос, как правильно выбрать размер ПП-труб, можно найти в онлайн калькуляторах или таблицах, рассчитать диаметр при помощи формул или воспользоваться рекомендациями специалистов, проводивших монтаж аналогичных систем.