Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и нюансы выполнения монтажных работ

Варианты электрического обогрева

Самый труднореализуемый вариант – это покупка и монтаж электрокотла с проведением системы водяного отопления. Куда проще устроить во всех помещениях местный обогрев с помощью таких средств:

• конвекторы и тепловентиляторы;
• инфракрасные обогреватели;
• системы напольного обогрева.

С конвекторами вам предстоит меньше всего забот. Посчитали, какой мощности обогреватель нужен в каждое помещение, купили и установили их на стены, а потом проводим к ним кабели. Места установки аппаратов те же, что и для отопительных радиаторов, — под окнами и около глухих стен с северной стороны. Каждый конвектор имеет свой терморегулятор, так что об автоматизации заботиться не нужно.

Настенные и напольные инфракрасные обогреватели ставятся по такому же алгоритму, что и конвекторы. Только места установки выбирают иначе – надо, чтобы в зону действия прибора попало как можно больше объема комнаты. Так будет правильно с точки зрения распространения инфракрасного излучения. Насколько велика эта зона, сказано в инструкции по эксплуатации аппарата.

Электрические системы напольного обогрева бывают двух типов: кабельная и от полимерной пленки с углеродными нагревательными элементами. Последнюю удобно стелить в домах с полами на деревянных лагах, достаточно заложить пленку под напольное покрытие по всей площади помещения. Практикуется и встраивание инфракрасной пленки в конструкции потолка и стен.

Как подключить твердотопливный котел

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак, поскольку он может располагаться в разных местах в различных отопительных системах.

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и должна всегда сопровождать любой котел на твердом топливе, желательно даже пеллетный. Вы можете где угодно найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Подробнее об этом рассказано на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
2. При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
4. По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
2. Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

Схемы с разной подводкой теплоносителя к радиаторам

В зависимости от положения стояков подвода воды к батареям различают вертикальную и горизонтальную разводку. В частных одноэтажных домах используется горизонтальная схема разводки. Трубы подвода и отводы воды при монтаже удачно можно вписать в интерьер, спрятать в ниши или под пол.

Ток горячей и охлажденной воды в системе обогрева частного дома может быть смонтирован с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть нюансы типа разводки, положительные стороны и недостатки.

Однотрубная схема

Это более простой в установке и дешевый вариант. Система обогрева с одной трубой представляет собой кольцо с установленными радиаторами. Теплая вода двигается по периметру, возвращается в итоге в котел. Теплоноситель отдает по несколько градусов тепла каждому радиатору. Значит, чем дальше расположен отопительный прибор от котла, тем ниже температура воды и способность обогреть помещение. Можно увеличить подогрев воды. На это потребуется больший расход топлива. Установка циркуляционного насоса поможет двигаться воде с большей скоростью и равномерно распределить тепло. Оптимальным решением при такой схеме станет увеличение количества секций последних батарей в магистрали.

Радиаторы подключаются обычно через байпас (обходную трубу), что позволят отключить любой из них без остановки движения теплоносителя. Система не предусматривает установку фитингов и кранов, что минимизирует риск аварий.

Преимущества схемы:

• минимизация периметра труб;
• экономия на элементах системы;
• быстрота, простота установки.

Двухтрубная схема

Монтаж отопления в частном доме с помощью двух труб работает более эффективно. При такой схеме каждый радиатор имеет отдельный подвод теплоносителя от тепловой магистрали, но при этом тепловая магистраль, так же как и в предыдущем случае, является единой для всей системы. Отличием является то, что радиаторы включаются в системы параллельно, а не последовательно.

Магистраль обратного тока у системы одна – от каждой батареи отходит отдельная труба для вывода теплоносителя.

Предлагаем посмотреть подробное видео о нюансах монтажа двухтрубной системы отопления в доме:

Лучевая система

Коллекторная лучевая система предусматривает установку коллектора, через который теплоноситель распределяется по всей системе. К каждой отопительной батарее идут свои трубы подвода теплового носителя и его отвода напрямую от котла. Каждый контур отсекается запорной арматурой. Это упрощает использование системы и ремонт. Не отключая всю систему, можно отремонтировать отдельный контур или радиатор.

Из минусов – значительные расходы на материалы. Понадобится запорная арматура, трубы, приборы регулировки, контролирующие датчики.

Лучевая схема с распределителем работает при хорошем давлении в трубе, созданным циркуляционным насосом.

Коллектор равномерно распределяет поток теплоносителя. Прибор состоит из двух гребенок. В одну поступает из котла горячая вода. Другая гребенка собирает охлажденную воду и направляет ее обратно в котел. Как рассчитать отопление в частном доме при такой схеме?

Расчет параметров, составление проекта, регулирование мощности в процессе использования облегчается за счет подключения радиаторов параллельно. Это обеспечивает минимальную разницу температур воды по периметру контура. Управление системой осуществляется из одного места с установленными индикаторами, кранами, насосами и вентилями.

Монтаж лучевой системы – самый дорогой по общей стоимости составляющих, требует определенной квалификации. Составлять проект и устанавливать отопление по лучевой схеме следует при строительстве или генеральном ремонте. Это связано с тем, что трубы монтируются в стяжку пола.

Однотрубные схемы

Проще всего выполнить расчеты и сборку системы отопления с однотрубной схемой прокладки трубопроводов для теплоносителя. Нагретая вода в ней последовательно проходит от котла через все батареи в доме, начиная с первой и заканчивая последней в цепочке. При этом тепла каждому последующему радиатору достается все меньше и меньше.

С монтированием трубопровода по этой схеме и подключением его к котлу своими руками при наличии даже минимальных навыков можно справиться за два–три дня. Плюс затраты на создание в доме системы водяного отопления под однотрубную разводку выходят самыми минимальными в сравнении с остальными вариантами.

Фитингов, арматуры и труб здесь потребуется немного. Экономия на материалах существенна

И неважно выбран для возведения коттеджа клееный брус или кирпич. Если жилье хорошо утеплено, то даже простой однотрубной системы для его обогрева хватит с лихвой

Чтобы нивелировать недостатки, в однотрубную систему приходится встраивать циркуляционный насос. Но это дополнительные расходы и потенциальные поломки оборудования. Плюс при любых проблемах на каком-либо участке трубы прекращается обогрев всего коттеджа.

Однотрубная горизонтальная

Если частный дом небольшой и одноэтажный, то однотрубную систему отопления лучше всего делать в горизонтальном исполнении. Для этого в комнатах по периметру коттеджа прокладывается кольцо из одной трубу, которая подключается к входу и выходу котла. Радиаторы врезаются в трубопровод под окнами.

Однотрубная горизонтальная схема — идеальный вариант для небольших помещений

Батареи здесь подключаются нижним либо перекрестным соединением. В первом случае теплопотери будут на уровне 12–13%, а во втором они сокращаются до 1–2%. Именно перекрестному способу монтажа стоит отдавать предпочтение. Причем подвод теплоносителя к радиатору следует делать сверху, а отвод снизу. Так отдача тепла от него выйдет максимальной, а потери выйдут минимальными.

Однотрубная вертикальная разводка

Для двухэтажного коттеджа больше подходит однотрубная система отопления вертикального подвида. В ней труба от оборудования нагрева воды идет вверх на чердак или второй этаж, а оттуда уже спускается назад в котельную. Батареи в этом случае подключаются также последовательно одна за другой, но боковым подсоединением. Трубопровод для теплоносителя обычно при такой разводке отопления по малоэтажному дому прокладывается в виде единого кольца сначала по второму, а потом по первому этажу.

Однотрубная вертикальная схема — экономим на материалах

Но возможен и пример с вертикальными отводами от общей горизонтальной трубы наверху. То есть сначала делается кольцевой контур от котла вверх, по второму этажу, вниз и по первому этажу обратно к нагревателю воды. А уже между горизонтальными участками прокладываются вертикальные стояки с подключением к ним радиаторов.

Самой холодной батареей в такой системе отопления частного дома будет опять последняя в цепочке – внизу у котла. При этом на верхнем этаже тепла будет переизбыток. Необходимо как-то ограничивать объемы теплоотдачи наверху и повышать их внизу. Для этого на радиаторах рекомендуется установить перемычки-байпасы с регулирующими кранами.

Ленинградка

У обеих описанных выше схем есть один общий минус – температура воды в последнем радиаторе оказывается очень низкой, тепла она помещению отдает очень мало. Чтобы компенсировать это остывание, однотрубный горизонтальный вариант отопления частного дома рекомендуется усовершенствовать за счет установки байпасов снизу батареи.

Ленинградка — усовершенствованная однотрубная система

Такая разводка получила название «ленинградка». В ней радиатор подключается сверху к проходящему вдоль пола трубопроводу. Плюс на отводы к батареям ставятся краны, которыми можно регулировать объем поступающего теплоносителя. Все это способствует более равномерному распределению энергии по отдельным комнатам в доме.

Принцип работы водяного отопления частного дома

Зная принцип работы, можно легко сделать своими руками водяное отопление частного дома с насосом, это достаточно просто. Поэтому многие и выбирают этот тип обогрева.

Кроме труб, радиаторных элементов и котельного агрегата, отопительная сеть (ОС) состоит:

• из расширительного бака;
• циркуляционного насосного оборудования;
• терморегулятора;
• манометра;
• клапанов предохранителей;
• воздухоотводчика.

Из-за расширительного бачка в ОС нет воздуха, а также он аккумулирует чрезмерно перегретую воду. При помощи циркуляционного насосного оборудования происходит беспрерывное движение жидкости в отопительной сети.

Схемы монтажа системы отопления в частном доме

На практике применяются два вида систем – схем (или видов разводки труб), а именно:

• однотрубная;
• двухтрубная.

Каждая из них имеет свои преимущества, недостатки и используется в разных случаях.

Однотрубная система

Этот тип разводки более дешевый и простой. Система строится в виде кольца – все батареи соединяются последовательно друг с другом, и горячая вода движется от одного радиатора к другому, затем попадает снова в котел.

Как видно на рисунке, все батареи соединены последовательно, а теплоноситель проходит каждую из них.

Эта схема отопления весьма экономична в своем исполнении, ее просто монтировать и проектировать. Но в ней присутствует один существенный недостаток. Он настолько весомый, что многие отказываются от такой разводки и предпочитают более дорогую и сложную – двухтрубную. Проблема в том, что по мере продвижения теплоносителя он будет постепенно остывать. До последней батареи вода будет поступать чуть теплой. Если же увеличить мощность котла, то первый радиатор будет слишком сильно нагревать воздух. Такая неравномерность распределения тепла и заставляет отказываться от простой и дешевой однотрубной системы.

Можно попробовать выйти из сложной ситуации, увеличив количество секций последнего радиатора, но и это не всегда эффективно. Отсюда напрашивается вывод, что однотрубную разводку можно использовать в том случае, когда количество соединенных последовательно батарей составляет не более трех.

Некоторые выходят из ситуации следующим образом: подключают к котлу насос, тем самым заставляя воду двигаться в принудительном порядке. Жидкость не успевает остывать и проходит через все радиаторы, почти не теряя температуры. Но и в этом случае вас ждут некоторые неудобства:

• насос стоит денег, а значит, растут затраты на установку системы;
• увеличивается потребление электроэнергии, так как насос работает от электричества;
• если отключат электричество, то не будет давления в системе, а значит, не будет и тепла.

Вывод. Однотрубная система эффективна лишь для маленьких домиков с 1-2 комнатами, где используется небольшое количество радиаторов. Несмотря на свою простоту и надежность, она не оправдывает себя в загородных домах, где нужно устанавливать более трех радиаторов на всю жилую площадь.

Двухтрубная система

Горячая вода подается по одному трубопроводу, а остывшая – по другому. Таким образом обеспечивается равномерное распределение тепла по всем батареям.

Такая разводка отопления в частном доме будет намного эффективнее и лучше однотрубной. Хотя она и дороже в исполнении, и сложнее в монтаже, но позволяет равномерно распределять тепло по всем батареям, что поможет создать комфортные условия. В отличие от однотрубной, в этой разводке труба с горячей водой подводится под каждый радиатор, а остывшая жидкость спускается по обратной линии в котел. Так как теплоноситель подается сразу на все батареи, то и последние нагреваются одинаково.

Эта система не намного сложнее первой, придется покупать большее количество материалов, так как подводить трубы придется к каждому радиатору.

Двухтрубная система может работать по двум схемам:

• коллекторной;
• лучевой.

Лучевой вариант разводки более старый. В этом варианте подающая труба устанавливается в верхней точке дома, после чего делается разводка труб на каждую батарею. Благодаря такой конструкции схема и получила название – лучевая.

Первая схема работает следующим образом: на чердаке необходимо установить коллектор (специальное устройство, состоящее из множества труб), который распределяет теплоноситель по трубам отопления. В этом же месте нужно установить запорную арматуру, которая будет отсекать контуры. Такая конструкция достаточно удобная, она облегчает ремонт всей линии и даже отдельного радиатора. Схема хотя и надежна, но у нее есть один существенный недостаток – сложный монтаж с большим количеством материалов (запорные арматуры, трубы, датчики, устройства контроля). Коллекторная схема разводки труб отопления схожа с лучевой, но более сложная и эффективная.

В отличие от однотрубной системы, двухтрубная не нуждается в дополнительной принудительной циркуляции теплоносителя. Она и без насоса показывает высокую эффективность.

Бивалентные гибридные системы отопления на базе тепловых насосов

Гибридная система отопления (бивалентная) состоит из основного источника тепла, пикового догревателя и буферного накопителя. Данная система позволяет максимально эффективно использовать тепловой насос при минимальных капиталовложениях. 

Функционирование бивалентной системы

Как известно, отопительное оборудование подбирается согласно теплопотерь помещения при минимальной температуре наружного воздуха (для Киева -22 °С). Это значит что подобранный котел должен обогреть Ваше помещение в диапазоне температур: от -22 до +8 °С. Если же проанализировать Климатологию, то окажется что количество дней в отопительном сезоне когда температура опускается ниже -15 °С составляет меньше 5%. Поэтому, нецелесообразно проводить подбор теплового насоса на максимально низкую температуру наружного воздуха, намного выгоднее приобрести тепловой насос меньшей производительности и недорогой дублирующий источник тепла (пиковый догреватель — дешевле всего электрокотел) который будет включаться в работу исключительно при температуре ниже точки бивалентности (как правило -15 °С). Плюсом данной системы является также резервирование системы отопления.

Основные Плюсы:

• Резервирование системы отопления
• Возможность приобретения теплового насоса меньшей теплопроизводительности

Основные Минусы:

Нет

5. Какой мощности нужен тепловой насос?

Если у Вас новый дом из газоблока утепленный 100-120-150 мм минваты или пенопласта (стены и фундамент на глубину промерзания), хорошие двохкамерные энергосберегающие стеклопакеты, утепленная крыша (150-200мм), утепленный пол по грунту (минимум 100 мм.), тогда теплопотери Вашего дома составляют 50 Вт/м2 (при -22 °С):

• Дом 100 м2 — 5 кВт
• Дом 150 м2 -7,5 кВт
• Дом 200 м2 — 10 кВт
• Дом 250 м2 — 12,5 кВт
• Дом 300 м2 — 15 кВт
• Дом 350 м2 — 17,5 кВт
• Дом 400 м2 — 20 кВт
• Дом 450 м2 — 22,5 кВт
• Дом 500 м2 — 25 кВт
• Здание 1000 м2 — 50 кВт

В принципе такие телопотери свободно может покрыть тепловой насос воздух-вода серии Zubadan:

• Дом 100 м2 — 5 кВт — PUHZ-SW50VHA
• Дом 150 м2 -7,5 кВт — PUHZ-SHW80VHA
• Дом 200 м2 — 10 кВт — PUHZ-SHW112VHA/PUHZ-SHW112YHA
• Дом 250 м2 — 12,5 кВт — PUHZ-SHW140YHA
• Дом 300 м2 — 15 кВт — PUHZ-SHW140YHA + резерв 3 кВт
• Дом 350 м2 — 17,5 кВт — PUHZ-SHW230YKA
• Дом 400 м2 — 20 кВт — PUHZ-SHW230YKA
• Дом 450 м2 — 22,5 кВт — PUHZ-SHW230YKA + резерв 3 кВт
• Дом 500 м2 — 25 кВт — PUHZ-SHW230YKA + резерв 5 кВт
• Здание 1000 м2 — 50 кВт — Каскад из 2-х тепловых насосов PUHZ-SHW230YKA + резерв 4 кВт

При выборе мощности теплового насоса следует также учесть мощность необходимую для подогрева вентиляции, бассейна, горячей воды и т.п. Поэтому перед приобретением — посоветуйтесь с экспертом и выполните расчет теплопотерь.

Паровое отопление

котёл нагревает воду до той температуры, когда вода превращается в пар.собирательными и прямыми.

Преимущества парового отопления:

• недорогой монтаж и компактные размеры
• нет потери тепла в теплообменниках
• высокая теплоотдача
• пар, в отличие от воды, не замерзает в трубах
• экономичность

Недостатки парового отопления:

• пар постепенно разрушает трубы
• невозможно плавно регулировать температуру в посещении
• поверхность радиаторов раскаляется до высокой температуры, и при случайном касании можно получить ожёг

Этапы подготовки к установлению парового отопления:

1-й этап: выбираем паровой котёл. Его мощность аналогична мощности водяного котла. Он также работает на природном газе, твёрдом и жидком топливе.

2-й этап: выбираем трубы, по которым будет идти пар. Стальные трубы всем хороши, но у них низкие антикоррозионные свойства. Оцинкованные и нержавеющие трубопроводы хорошо противостоят коррозии, но стоят довольно дорого. Тот же недостаток и у медных труб, зато их легко вмуровывать в стены, они хорошо выдерживают высокую температуру и давление. Пластиковые трубы применять опасно, потому что они не выдерживают давления. Главное условие, независимо от материала труб покупайте трубы заводского изготовления. Монтировать их между собой необходимо в здании, а не на улице.

3-й этап: делаем схему устройства будущей отопительной системы. Учитывается общая длина трубопровода со всеми ответвлениями, материал, из которого он будет сделан, контрольно-измерительные приборы, предохранительная и запорная арматура, количество тройников и переходов. Опять-таки, всё это смогут сделать сотрудники фирмы, где Вы будете покупать всё необходимое.

4-й этап: устанавливаем паровой котёл. Помещение, где он будет размещаться, должно быть высотой не ниже 2,2 метра. Расстояние от стены до котла должно быть не менее метра. Стены должны быть сделаны из кирпича или облицованы огнеупорной плиткой. В помещении обязательно должно быть окно и работать система вентиляции. Котёл монтируется ниже уровня радиаторов. Это позволит пару подниматься вверх, а скопившийся конденсат самостоятельно стечёт обратно в котёл. Вместе с котлом проводится монтаж датчиков, клапанов, предохранителей и прочих устройств.

5-й этап: производится установка радиаторов. Они должны быть минимум 7-коленными. Их можно прикрепить к стене при помощи дрели, перфоратора и шуруповертов. В отопительную систему радиаторы монтируются посредством резьбового соединения или сварки. Соблюдение герметичности является жизненно важным! Иначе радиаторы будут пропускать пар. Монтаж труб осуществляется не ранее установки радиаторов.

Как использовать пар для отопления дома

В отопительном контуре допустимо использование водяного пара в качестве теплоносителя. Он движется по трубам, остывает и конденсируется на их внутренней поверхности, выделяя при этом большое количество тепловой энергии, что и является основой высокой эффективности обогрева. Однако высокая температура ограничивает сортамент допустимых к использованию конструкционных материалов.

Для получения пара используют котлы специальной конструкции. Теплоноситель может быть под высоким, низким давлением или разряженным. Последнее исключает риск разгерметизации и проникновения горячего газа в помещение. Отопительный контур может быть одно- и двухтрубным. В первом случае пар и конденсат движутся по одной магистрали, что удешевляет и упрощает монтаж.

Обеспечение комфортных условий в доме — первостепенная задача, стоящая перед каждым владельцем недвижимости. В этом аспекте сложно обойти стороной обустройство автономной отопительной системы. Изучение популярных схем обогрева и принципов организации энергонезависимого контура поможет домовладельцу создать эффективную греющую конструкцию.