Водяное отопление частного дома своими руками, схемы конструкций

Проживание в своем доме на земле дает ряд преимуществ, среди которых возможность устройства системы отопления, эксплуатируемой в автономном режиме. Грамотно подобранная и смонтированная разводка отопления в частном доме позволяет организовать быстрый, равномерный обогрев всех комнат. Контроль расхода топлива, рассчитываемого в соответствии с погодными условиями, обеспечивает снижение затрат на отопление.

Основной признак, по которому могут различаться однотрубные варианты отопления, это схема циркуляции теплоносителя.

Подробный обзор

Вертикальная схема

Ее особенностью является применение вертикальных стояков и возможность установки в многоэтажных домах. При этом теплообменники отопления подключаются последовательно, начиная с верхнего этажа. Кроме того, наличие вертикального стояка позволяет организовать самотечную сборку, не требующую применения циркуляционного насоса.

Теплоноситель здесь будет приходить в движение, стекая под воздействием гравитации по имеющим некоторый наклон горизонтальным участкам труб. Кроме того, теплоноситель дополнительно будет двигать сила, возникающая в вертикальных стояках за счет разности в плотности теплоносителя с разной температурой.

Водяное отопление частного дома своими руками, схемы конструкций

Горизонтальная

Применяется лишь в одноэтажных домах. Может быть как самотечной, так и с принудительной циркуляцией. Все радиаторы отопления в горизонтальных системах подключаются параллельно. Возможно создание схем с несколькими петлями, подключаемыми через коллектор.

Кроме того, существует вариант однотрубного отопления, в котором теплоноситель проходит не только через радиатор, но и параллельно через трубу небольшого диаметра.

Это позволяет создавать более длинные петли за счет более эффективного распределения тепла по всей длине отопительной магистрали. Называется такая схема «ленинградка».

Особенности монтажа водяного отопления

Использование воды в качестве теплоносителя обусловлено тем, что эта жидкость обладает очень хорошей теплоемкостью и способна эффективно принимать и отдавать тепло. Водяное отопление используют в домах уже давно. За прошедшее время принцип остался прежний, а вот схемы подключения нагревательных элементов претерпели серьезную модернизацию. Тем не менее, для сооружения водяного отопления применяются все те же материалы и приборы, что и сотню лет тому назад, только усовершенствованные:

  • энергетические установки. Ими могут быть печи или котлы, работающие на электроэнергии или газе;
  • трубы различного диаметра. Сегодня кроме металлических труб активно используются пластиковые и металлопластиковые;
  • радиаторы отопления, которые делают из чугуна, стали или алюминия;

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Как работает отопление с одним контуром трубной разводки:

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия
  1. Теплогенератор нагревает рабочую жидкость, и направляет ее в трубопровод системы отопления;
  2. По трубам теплоноситель подается в батареи, регистры или радиаторы;
  3. Рабочая жидкость протекает по радиаторам последовательно из первого во второй, из второго в третий, и т.д., пока из последнего радиатора снова не попадет в котел;
  4. После подогрева остывшей жидкости в котле теплоноситель снова направляется в систему отопления.

Устроенная по такой схеме однотрубная система отопления практически вечная, если переток воды по трубам организован по принципу гравитации – без насоса. В системе с естественной циркуляцией теплоносителя для работы системы необходимо только соблюдать некоторый уклон труб, и отопление будет работать в абсолютно автономном режиме. Если собирается принудительная магистральная система отопления частного дома своими руками, то в нее включается циркуляционный насос.

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Разница между этими двумя вариантами огромная: в первом случае поток рабочей жидкости будет медленным, нужно тщательно соблюдать все уклоны и повороты, необходимо размещать расширительный резервуар только в самой высокой точке системы, но такая схема работает самостоятельно и не требует электричества, контроля и регулировок. При работе насоса работа отопления упрощается: схема разводки может быть любой, так как насос протолкнет воду по любым лабиринтам, а расширительный бак можно врезать в трубу и закрытого типа, что позволяет устанавливать его в любой точке системы.

Самостоятельный монтаж однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией часто реализуется по схеме с верхней трубной разводкой. Упрощенно такая схема подключения однотрубной системы отопления частного дома выглядит, как последовательное включение оборудования, начиная от котла и заканчивая крайним в разводке радиатором, причем все приборы должны располагаться один ниже другого, чтобы вода имела физическую возможность создавать направленный поток. Преимущество в таком плане однотрубного отопления – отсутствие зависимости от электричества, бесшумность и, как следствие, надежность.

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Принудительная однотрубная разводка требует включения насоса в трубу обратной подачи рабочей жидкости – между последним радиатором и котлом. Так как жидкость движется принудительно, никаких уклонов соблюдать не нужно, а за стравливанием воздуха и другими параметрами системы может следить автоматика, которую при подведенном электричестве организовать несложно.

Читайте также:  Автономное газовое отопление дома за городом – отзывы и цена под ключ

Принудительная закрытая или открытая однотрубная система отопления эффективнее работает с нижней трубной разводкой, когда подающая труба проходит по периметру всех обогревательных приборов по полу. Достоинства такой схемы – возможность скрытой разводки и отсутствие вертикальных трубных стояков.

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Способы циркуляции воды в системах отопления

Движение жидкости по замкнутому контуру (контурам) может происходить в естественном или принудительном режиме. Вода, нагретая отопительным котлом, устремляется к батареям. Эту часть контура отопления называют прямым ходом (током). Попав в батареи, теплоноситель остывает, и направляется обратно в котел для нагрева. Этот промежуток замкнутого маршрута называют обратным ходом (током). Для ускорения циркуляции теплоносителя по контуру применяют специальные циркуляционные насосы, врезаемые в трубопровод на «обратке». Выпускаются модели отопительных котлов, в конструкции которых предусмотрено наличие подобного насоса.

Естественная циркуляция теплоносителя

При естественной циркуляции движение воды в системе идет «самотеком». Это возможно за счет физического эффекта, проявляющегося при изменении плотности воды. Горячая вода имеет меньший показатель плотности. Жидкость, идущая по обратному ходу, имеет большую плотность, а потому легко вытесняет уже нагревшуюся в котле воду. Горячий теплоноситель устремляется вверх по стояку, а далее распределяется по горизонтальным магистралям, проведенным под небольшим уклоном, составляющим не более 3-5 градусов. Наличие уклона и позволяет двигаться жидкости по трубам самотеком.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Схема отопления, основанная на естественной циркуляции теплоносителя, является самой простой, а потому ее легко реализовать на практике. К тому же в этом случае не требуется наличие других коммуникаций. Однако подходит этот вариант лишь для частных домов небольшой площади, так как длина контура ограничена 30 метрами. К недостаткам можно отнести и необходимость монтажа труб большего диаметра, а также низкое давление в системе.

Схема автономной системы отопления дома с естественной циркуляцией воды (теплоносителя). Трубопровод прокладывается под уклоном, составляющим не более 5 градусов

Принудительная циркуляция теплоносителя

В автономных отопительных системах с принудительной циркуляцией воды (теплоносителя) по замкнутому контуру присутствует в обязательном порядке циркуляционный насос, который обеспечивает ускоренный ток нагретой воды к батареям, а остывшей – к нагревательному прибору. Движение воды возможно из-за разности давлений, возникающей между прямым и обратным током теплоносителя.

При монтаже данной системы не требуется соблюдать уклон магистрали трубопровода. В этом заключается преимущество, а вот существенный недостаток кроется в энергозависимости такой отопительной системы. Поэтому на случай отключения электричества в частном доме должен быть генератор (мини-электростанция), который обеспечит функционирование системы отопления в экстремальной ситуации.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Схема организации системы отопления дома, в которой циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом, врезаемым в трубопровод обратного тока

Схему с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя можно использовать при монтаже отопления в доме любой площади. При этом выбирается насос подходящей мощности и обеспечивается его бесперебойное электропитание.

Особенности конструкции слива системы отопления

Отопительная система многоквартирного и частного дома имеет существенные различия. Обогрев в коттеджах происходит через автономную систему, в которую входят котел, трубопроводы, вентили и непосредственно радиаторы, а иногда и установленная система теплых полов.

В многоэтажных зданиях основными элементами конструкции являются подающий и обратный стояки, внутренняя система трубопроводов, запорные вентили, спускные краны и сами батареи. В связи с этим слив воды из системы отопления будет несколько отличаться для обеих систем, хотя принцип работы одинаковый.

Конструктивные особенности

Чтобы самотечная система работала эффективно, нужно выполнить такие требования:

  • источником тепла выступает любой энергонезависимый теплогенератор с выходными патрубками диаметром 40—50 мм;
  • на выходе котла или печки с водяным контуром сразу монтируется разгонный стояк – вертикальная труба, по которой поднимается нагретый теплоноситель;
  • стояк заканчивается расширительным баком открытого типа, установленным на чердаке либо под потолком верхнего этажа (зависит от типа разводки и конструкции частного дома);
  • вместительность резервуара – 10% от объема теплоносителя;
  • под самотек желательно подобрать отопительные приборы с большими размерами внутренних каналов – чугунные, алюминиевые, биметаллические;
  • для лучшей теплоотдачи радиаторы отопления подключаются по разносторонней схеме – нижней или диагональной;
  • на радиаторных подводках ставятся специальные полнопроходные клапаны с термоголовками (подача) и балансировочные вентили (обратка);
  • батареи лучше оснастить ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского;
  • подпитка тепловой сети организовывается в самой нижней точке – возле котла;
  • все горизонтальные участки труб прокладываются с уклонами, минимальный – 2 мм на метр погонный, средний – 5 мм/1 м.
Читайте также:  Котел в кирпичную печь для загородного дома своими руками

Примечание. Уклоны выполняют 2 функции – помогают теплоносителю течь в нужном направлении, а воздуху – подниматься по трубопроводам и уходить через открытую расширительную емкость. Оговорка касательно применяемых радиаторов: если система построена правильно, стальные панели тоже прекрасно греют.

Гравитационные системы отопления делаются открытыми, эксплуатируются при атмосферном давлении. Но будет ли самотек работать в схеме закрытого типа с мембранным баком? Отвечаем: да, естественная циркуляция сохранится, но скорость теплоносителя снизится, эффективность упадет.

Обосновать ответ несложно, достаточно упомянуть изменение физических свойств жидкостей, находящихся под избыточным давлением. При напоре в системе 1.5 Бар точка кипения воды сместится до 110 °C, ее плотность тоже увеличится. Циркуляция замедлится из-за малой разницы масс горячего и остывшего потока.

Упрощенные схемы самотека с открытым и мембранным расширительным резервуаром.

Основные достоинства

Причин популярности водяного отопления, в особенности, в загородных домах, не так мало. Давайте же вместе рассмотрим основные его преимущества:

  • Вы сможете оперативно и эффективно регулировать температуру в каждом отдельном помещении своего дома. Для этого устанавливается специальная аппаратура – запорные клапаны и температурные регуляторы.
  • Такую отопительную систему можно установить в дом практически на любом этапе его строительства. Более того, даже если дом полностью готов, у вас не возникнет никаких проблем с установкой такой отопительной системы.
  • Оборудование, используемое для установки, может быть самым разнообразным.
  • Сама вода, используемая здесь в роли теплоносителя, имеет превосходные характеристики. Она дешевая и доступная, прекрасно проводит тепло, имеет хорошую теплоемкость.
  • Вариантов разводки для такой системы есть много. Выбрать ту или иную можно исходя из многих параметров, таких как площадь дома или ваши финансовые возможности.
  • Такие системы также универсальны, так как с ними может быть использовано практически любое топливо.

Бесплатное тепло от ГВС

Можно ли запитать отопление и охлаждение от системы водоснабжения многоквартирного дома? Ведь такая схема должна обеспечить квартиру бесплатным теплом и кондиционированием, не так ли?

Запитать отопительный радиатор в санузле от стояка ГВС вполне возможно. Более того: в некоторых сталинках довоенной постройки такое решение было реализовано строителями.

Чугунный радиатор в ванной сталинки

Бесплатное тепло от ГВС

Нюанс: для круглосуточной работы отопительного прибора система ГВС должна быть циркуляционной. В тупиковой системе радиатор будет нагреваться лишь при разборе воды в вашей или расположенной выше по стояку квартире.

А вот реализовать систему кондиционирования на основе стояка ХВС не получится. Причина проста и очевидна: все системы холодного водоснабжения — тупиковые.

Вода с более низкой по сравнению с воздухом температурой будет поступать в стояк только при водоразборе, и подключенный к стояку фанкойл сможет сколь-нибудь  эффективно охлаждать помещение не больше часа в день.

Какие используются отопительные системы по способы разводки

В частных домах трубопроводы водяной отопительной сети выполняется в следующих вариантах:

  • Вертикальная система с нижней разводкой. Данным вариантом предусматривается прокладка труб через подвальное помещение или, как минимум, в бетонной стяжке пола.
  • Вертикальная система с верхней разводкой. Подающая магистраль горячей воды монтируется на чердаке дома или в потолочном пространстве внутренних помещений.
  • Использование однотрубной системы. Схемы подключения. Основная особенность однотрубной схемы отопления заключается в последовательном подключении радиаторов отопления к подающей трубе горячей воды. При этом наблюдается разность в тепловом нагреве радиаторных батарей, расположенных в начале и конце отопительной линии. Поэтому однотрубная разводка применяется для обогрева комнат площадью не более 40 м2. Вертикальную однотрубную схему целесообразно применять в домах невысокой этажности.
  • Двухтрубная система отопления. В этом случае к каждому радиатору одновременно подключается две трубы: для подвода горячей воды и обратного отвода остывшего теплоносителя. Прокладка трубопроводов выполняется параллельными линиями на небольшом расстоянии друг от друга.

На заметку: Двухтрубная разводка позволяет в индивидуальном порядке регулировать температуру в каждом помещении без ущерба для остальных комнат.

Лучевая разводка отопления

Лучевая или коллекторная обогревательная сеть предусматривает подключение каждого радиатора непосредственно к тепловому источнику (коллектору). Данная схема подключения упрощает замену вышедшего из строя нагревательного прибора без остановки всей отопительной системы.

Читайте также:  Виды и функции вентиляторов для твердотопливных котлов: передаем суть

Иногда коллектор называют термином «гребенка», хотя это название чаще встречается в описании технологического процесса нагрева воды на промышленных предприятиях и котельных. Распределительный коллектор по своим габаритам занимает немало места и для его маскировки в частных домах используют небольшой шкаф или встроенную нишу с дверцей.

Схема «Ленинградка»

В частных домах небольшой площади чаще всего применяется однотрубная схема прокладки трубопровода. Данная модель отличается простотой монтажа и требует меньших затрат по сравнению с другими схемами прокладки трубопроводов.

Однако в случае поломки одного из радиаторов приходится останавливать работу обогревательной линии, сливать воду со всего крыла магистрали и лишь после этого устранять поломку.

Чтобы нивелировать этот недостаток и не оставлять в зимнюю стужу дом без обогрева, применяется однотрубная монтажная схема под названием «Ленинградка». В этом случае предусматривается установка отопительных радиаторов разной мощности и применение обводных байпасов. Трубная обводка параллельно соединяет входные и выходные отверстия радиаторов и в случае выхода из строя одного из отопительных элементов, его легко отключить и заменить.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя

Водяная система отопления частного дома работает в цикличном режиме по доставке горячей воды к радиатору отопления и перемещению остывшего теплоносителя обратно в котел для последующего нагрева. В современных условиях для частных домов практикуется устройство принудительной схемы циркуляции теплоносителя.

Главные достоинства данной схемы:

Главный недостаток

  • Зависимость системы от электричества.

В идеале домашняя греющая сеть должна выполняться двумя контурами для обогрева жилых помещений и обеспечения потребностей в горячей воде.

Запуск электрического котла отопления: наполнение системы тепллоносителем, удаление воздуха и другие мероприятия

В нашей огромной стране не везде проведены газовые сети. Из соображений безопасности, доступности или экологичности люди выбирают отопительные системы, которые работают от электричества. Простота обслуживания и безопасность эксплуатации делают применение электрических котлов отопления всё более востребованным.

Подготовительный этап при запуске котла

Для правильной и эффективной работы всей системы отопления следует грамотно осуществить разводку всех её компонентов. В зависимости от выбранной схемы — самотёчная или принудительная, устанавливаются радиаторы теплоотдачи, расширительные бочки, патрубки, трубы, насосы и прочие технологически необходимые элементы.

При прохождении данного этапа сбора отопления, следует обратить внимание на подключение котла к электрической сети.

На основании максимальной мощности потребления электроэнергии данными устройствами, проектируется подводка к сети. Подключение котла должно быть проведено правильно, в целях избежания несчастных случаев.

Как и любые электрические приборы, электрокотёл тоже следует грамотно заземлить.

Наполнение системы теплоносителем

Наполнители отопления могут иметь различные характеристики. Самый простой пример теплоносителя — это вода. Считается самым экономичным вариантом, при этом она обладает замечательным коэффициентом теплообмена. Минусом воды является возможность её замерзания.

Прекрасной альтернативой воде, как наполнителю считаются жидкости с пониженной точкой кристаллизации и замерзания жидкости. Простым примером является автомобильный антифриз, с температурой замерзания до минус 30 градусов Цельсия. Ниже этих температур антифриз использовать не рекомендуется.

В условиях Крайнего Севера роль теплообменного наполнителя выполняет масло из нефтепродуктов, с границами загустения минус 55–60 градусов по Цельсию. Какую жидкость использовать в котле выбор индивидуальный. Заливать её стоит через специальные технические отверстия отопительной системы и поддерживать необходимый уровень в процессе эксплуатации.

Запуск электрического котла отопления: наполнение системы тепллоносителем, удаление воздуха и другие мероприятия

Удаление воздуха в системе отопления

После наполнения отопительной системы жидкостью, следует с особой тщательностью проверить наличие воздушных пробок, которые впоследствии воспрепятствуют циркуляции жидкости по всем элементам в целом.

Заполнять систему теплоносителем, следует открыв предварительно кран Маевского, а также краник находящийся в самой верхней точке всей разводки. Сделав всё это, можно исключить появление воздушных пробок.

Осмотрев визуально все элементы отопления на наличие протекания, рекомендуется обязательно исправить дефекты.

Первый запуск электрического котла

Котёл и вся система заполнена жидкостью, проверены и исправлены все дефекты. Специалистом по электрической части проверено подключение к сети — теперь можно первый раз запустить котёл. Дело  это ответственное, но и приятное, ведь иметь собственную, автономную систему отопления не только удобно, но и целесообразно. Независимость от центрального отопления делает быт комфортным.

Настройка системы отопления после пуска котла

После завершения пусконаладочных работ, требуется минимальное вмешательство со стороны владельца.

Изначально регулятором температуры настраивается оптимальный режим, в дальнейшем, в зависимости от обстоятельств, возможно изменение температуры.

От пользователя требуется соблюдение уровня жидкости и контроль бесперебойного снабжения энергией. Подобные устройства имеют довольно внушительный срок эксплуатации, при небольших вложениях.