Система отопления частного дома

Система отопления – обязательный вид инженерных коммуникаций для любого частного дома. Она обеспечивает поддержание нормативной температуры воздуха в помещениях и является фундаментом комфортного проживания. Системы отопления частных домов в большинстве случаев сооружаются по схемам водяного обогрева. В материале этой статьи мы рассмотрим устройство комплекса отопления частного дома, существующие схемы, материалы и оборудование, входящие в его состав.

Принцип работы системы водяного отопления

Работа системы водяного отопления основана на использовании теплофизических свойств воды, являющейся главным видом теплоносителя. Вода имеет большую теплоемкость, нейтральна, обладает свойствами текучести и несжимаемости. В системах с периодическим режимом работы и возможностью замерзания в качестве теплоносителя могут использоваться специализированные незамерзающие жидкости.

Нагрев воды производится в котле – базовом элементе любой автономной системы отопления. Из котла теплоноситель по трубопроводам перемещается в приборы отопления – радиаторы, конвекторы, регистры, комплексы теплых полов. Здесь вода отдает тепло материалу отопительного прибора – тот, в свою очередь, нагревает воздух отапливаемого излучения посредством конвекции и теплового излучения.

Далее вода из приборов отопления возвращается по трубопроводам в котел, где вновь нагревается. Такая циркуляция теплоносителя осуществляется по замкнутому циклу в постоянном режиме.

Схемы водяного отопления частного дома

Существует несколько видов схем водяного отопления. Они делятся на следующие группы:

1. Схемы системы в зависимости от способа циркуляции теплоносителя;
2. Схемы прокладки трубопроводов и подключения к ним приборов отопления;
3. Схемы обвязки приборов отопления.

По способу циркуляции теплоносителя системы отопления частных домов бывают 3-х типов:

• С естественной (гравитационной) циркуляцией воды – открытая;
• С принудительным движением теплоносителя – закрытая;
• Комбинированная – открытая с установкой насоса небольшой мощности.

В открытой системе движение теплоносителя осуществляется за счет разницы плотностей холодной и горячей воды. Вода нагревается в котле, плотность ее уменьшается и она стремится вверх, ее место занимает порция холодной воды – такое движение осуществляется в постоянном режиме.

Комплекс с естественной циркуляцией имеет особое устройство – трубы здесь должны иметь диаметр не менее 40 мм и прокладываться со строгим соблюдением уклона не менее 2⁰ в сторону движения теплоносителя. Котел помещается в нижней точке системы и оборудуется разгонным вертикальным коллектором увеличенного диаметра высотой не менее 2 метров, в верхней его точке устанавливается открытый расширительный бак.

Системы отопления гравитационного типа сооружаются довольно редко. Они могут быть энергонезависимы, но имеют ограничение по величине отапливаемой площади в 60 – 70 м². Довольно часто открытая схема модернизируется – в нее устанавливают циркуляционный насос. Качество циркуляции при этом значительно улучшается и повышается эффективность работы системы, поднимается температура на удаленных участках системы. Подробнее об установке циркуляционного насоса в гравитационную систему можно прочитать здесь.

Самым распространенным видом системы водяного отопления является закрытая схема. Здесь теплоноситель по системе перемещается с помощью циркуляционного насоса, диаметр трубопроводов варьируется от 15 до 32 мм. Схема работает под избыточным давлением (до 3,0 кгс/см²), оснащается расширительным баком мембранного типа (закрытым). Такая конфигурация системы отопления позволяет отапливать значительные площади, включать в схему оборудование ГВС и комплексы теплых водяных полов.

Закрытые системы отопления по способу прокладки трубопроводов и подключения к ним отопительных приборов делятся на 3 вида:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторная (лучевая).

В однотрубной схеме радиаторы подключаются последовательно, температура на каждом последующем радиаторы ниже, чем на предыдущем в ряду. Этот недостаток частично устраняется монтажом на каждой батарее байпаса (перемычки) – по ней часть теплоносителя проходит помимо радиатора и поступает в следующий. Это решение несколько уменьшает разницу температур между приборами.

Двухтрубная система пользуется большей популярностью. Здесь радиаторы подключаются параллельно к двум трубопроводам – прямому и обратному. Это позволяет с легкостью управлять температурой каждого отдельного прибора отопления.

Коллекторно-лучевая схема является частным случаем двухтрубной – здесь каждый радиатор подключается отдельными подводками к распределительным коллекторам. При монтаже такой схемы увеличивается расход трубы, но достигается возможность управления температурой радиаторов из одного места – с коллекторного узла.

Довольно часто однотрубные, двухтрубные и коллекторные схемы комбинируют между собой.

Подключение радиаторов к трубопроводам системы отопления производится по следующим схемам:

1. Диагональная;
2. Боковая (с байпасом или без него, в однотрубной схеме);
3. Нижняя разносторонняя;
4. Верхняя;
5. Нижняя специализированная (к наружным или внутренним резьбам);
6. Универсальная – радиатор имеет боковые отверстия и оснащен нижними резьбами – можно выбрать любую схему обвязки.

Схемы обвязки имеют разную эффективность в плане реализации теплового потенциала радиатора. Подробнее об этом можно прочитать в отдельной статье.

Состав системы отопления, материалы и оборудование

В состав системы водяного отопления частного дома входят следующие элементы:

1. Котел;
2. Приборы отопления;
3. Трубопроводы, фитинги;
4. Запорно-регулирующая арматура;
5. Расширительный бак (открытый или закрытый, в зависимости от выбранной схемы);
6. Циркуляционный насос (в закрытых и комбинированных схемах);
7. Воздухоотводчики отопительных приборов и системы;
8. Предохранительный сбросной клапан (в закрытой системе).

Котел является базовым элементом любой схемы. Выбор котлоагрегата производится обычно по типу используемого топлива и ряду других второстепенных критериев. Подробно о котлах отопления для частного дома можно прочитать здесь.

Приборы отопления являются не менее важным компонентом системы – они служат непосредственно для нагрева воздуха. Наиболее популярными отопительными устройствами являются радиаторы (чугунные, алюминиевые, биметаллические и стальные), несколько реже используются конвекторы и регистры. В случае сооружения комплекса теплых полов поверхностью нагрева является сам пол (или стена в случае монтажа теплых стен).

Трубопроводы служат артериями комплекса – по ним перемещается теплоноситель. Трубы для отопления изготавливают из следующих материалов:

1. Углеродистая сталь;
2. Нержавеющая сталь;
3. Медь;
4. Полипропилен;
5. Металлопластик;
6. Сшитый полиэтилен.

Наибольшей популярностью сейчас пользуются полимерные (пластиковые) трубы. Они не подвержены коррозии, не имеют внутренней шероховатости, обладают длительным сроком службы, намного проще в сборке, чем металлические трубопроводы. Прокладку трубопроводов выполняют 2-мя способами – открытым и скрытым (в штробе). При скрытой прокладке рекомендуется монтировать трубы таким образом, чтобы в строительных конструкциях отсутствовали скрытые соединения.

Запорная и регулирующая арматура предназначена для отключения оборудования и отдельных участков для профилактики или ремонта, а также для регулирования расхода теплоносителя – и соответственно температуры. Чаще всего в системах отопления водяного типа используются следующие виды арматуры:

1. Шаровые краны;
2. Ручные вентили;
3. Термостатические клапаны – для организации автоматической регулировки.

Остальные устройства – циркуляционные насосы, расширительные баки – подбираются расчетным путем по исходным данным – параметрам системы (объему и гидравлическому сопротивлению).

Кроме основных элементов в системах отопления часто устанавливаются дополнительные устройства – теплоаккумуляторы, гидравлические разделители (гидрострелки). Они предназначены для повышения общей эффективности комплекса и для качественного управления потребителями тепла с различными рабочими параметрами (прежде всего температурой). Довольно часто к системам водяного отопления подключаются вторичные потребители – бойлеры косвенного нагрева ГВС, калориферы приточной вентиляции, теплообменники бассейнов и так далее.

Водяные системы применяются чаще всего для отопления частных домов. Они отличаются надежностью, маневренностью, простотой управления, сборку комплекса можно провести самостоятельно (при наличии первичных навыков и инструмента).