Как сделать отопление в частном доме

Рекомендации по выбору и подключения радиаторов

За обогрев внутренних помещений в системе автономного отопления «отвечают» радиаторы отопления. Существует несколько типов отопительных батарей.

Для монтажа отопительной системы необходимо подобрать водяные радиаторы из следующих материалов:

• Сталь. Главным преимуществом является демократичная доступная цена. Недостаток — подверженность коррозии.
• Алюминий. Материал характеризуется высокой устойчивостью к коррозии, но весьма чувствителен к перепадам давления. Хотя в индивидуальном отоплении рабочее давление всегда стабильно и легко регулируется.
•  Биметалл. Комбинированный материал сочетает лучшие технические показатели алюминия и стали.
• Чугун. Это материал относится к «вечной» классике, с большим сроком службы. Из-за своего тяжелого веса монтировать радиаторы приходится на специальных мощных кронштейнах.

Самотёчные и принудительные

Самотёчный вид обогрева тот же способ естественного метода циркуляции воды в системе. Данная конструкция не зависит от наличия электричества, что делает его доступным в местах с перебоями энергоподачи. Минусом можно назвать использование только воды и морально устаревший вариант самой концепции.

Принудительные схемы предусматривают применение средств нагнетания теплоносителей. Сюда входят циркуляционный насос с небольшим количеством труб в отличие от самотёчного способа. Он наиболее популярен и имеет огромное количество конструктивных решений, предусматривающих установку в любых условиях с соблюдением установленных режимов температуры. Про это было уже описано выше.

Дизельное отопление

Отопительные котлы работают на мазуте и дизельном топливе, поэтому у них очень хорошая продолжительность автономной работы. Какое количество времени проработает данная система отопления, зависит только от объема емкости, которая используется для хранения топлива. Оборудование размещают в котельной, в ней оборудуют вентиляцией и дымоотводом. Прежде чем вы решите для себя использовать данный вид отопления ознакомьтесь и с его минусами.

• Качество топлива
• Высокая стоимость дизельного топлива
• Периодическое пополнение и перекачка топлива в емкость
• Обслуживание

Если планируете подключить ваш дом к магистральному газу, то жидко топливный котел — это то, что вам нужно, т.к. можно легко заменить жидко топливную горелку на газовую.

Подбор котла для автономного отопления по мощности

В паспортных данных на котел обязательно указывается его номинальная мощность, иногда производитель приводит площадь помещений в квадратных метрах, которую может отопить данный котел. Для усредненных вычислений принимают расход 1 кВт тепловой мощности агрегата на обогрев 10 квадратных метров жилого помещения при высоте потолков 2,5 — 2,7 м. Если высота больше, вводят поправочный коэффициент, к примеру, мощность умножают на 1,23 при расстоянии от пола до потолка 3,2 м.

Также при расчетах учитывают климатическую зону, в которой находится дом, она включается в формулы в виде поправочного коэффициента и лежит в диапазоне от 0,7 для южных районов до 2 при расположении жилья в северных областях. Если применяют для нагревания воды котел двухконтурный, его расчетную мощность увеличивают на 20 — 25%.

Для определения мощности теплового генератора иногда используют СНиП 2.04.07-86, согласно которому для малоэтажных домов, если наружная средняя температура составляет -25 °С, теплопотребление считают по норме 173 — 177 Вт/м2, а в квартирах многоэтажек норматив принимают равным 97 — 101 Вт/м2.

Подводя итог, следует отметить, что для приблизительных ускоренных расчетов с учетом различных факторов (горячее водоснабжение, высокие потолки, холодный климат) котел обычно выбирают со средней мощностью, которая должна составлять около 1,5 кВт на 10 м2 помещения.

Рис. 16 Пример расчета тепловой мощности

Какую систему выбрать?

Проектирование отопления частного дома осуществляется с учетом энергоносителя, которым будет производиться обогрев помещения. Существует несколько наиболее распространенных систем, при помощи которых во все внутренние помещения здания поступает тепло:

Под «открытым огнем» подразумевается каминный очаг или печь. Оба эти источника тепла малоэффективны в вопросе полноценного домашнего отопления, так как распространяют горячий воздух неравномерно. Они чаще всего включены в проект отопления в качестве декоративных элементов. На других системах остановимся более подробно.

Проект отопления на основе наиболее распространенной водяной системы являет собой планирование замкнутого контура, по которому беспрерывно осуществляется циркуляция горячей воды. В этом случае функцию нагревателя выполняет котел, от которого по комнатам разводятся трубы и примыкают к радиаторам, отдающим основное количество тепла.

Осуществив теплоотдачу, вода перетекает обратно в котел, где снова нагревается и повторяет технологический цикл. Нагревателем для водяного типа отопления служат котлы, работающие на любом топливе. Водяная система обогрева делится на два типа: естественную и принудительную.

Естественная циркуляция

В первом случае теплоноситель циркулирует по трубам и радиаторам без воздействия дополнительной силы. Такой эффект достигается определенным способом монтажа элементов тепломагистрали.

Проектирование отопления при естественной циркуляции воды предусматривает необходимый угол наклона труб, дающий возможность протекать процессу под воздействием гравитации.

Горячая вода легче холодной, поэтому она проходит в высшей точке стояка. Отдав по пути свое тепло радиаторам, остывший теплоноситель вытесняется горячим и опускается в нижнюю точку системы (в котел), где снова нагревается.

Принудительная циркуляция

Принудительное перемещение воды по системе достигается работой циркуляционного насоса, интегрированного в отопительный котел. В отличие от естественной циркуляции принудительная нуждается в источнике электричества, от которого питается насос.

Естественная и принудительная система циркуляции воды может использоваться при однотрубной, двухтрубной и коллекторной разводке. В первом случае проектирование систем отопления предусматривает монтаж одной трубы, которая выполняет функцию подачи и отвода воды одновременно.

При такой схеме температура дальнего от котла радиатора будет ниже, нежели ближнего. К тому же при выходе из строя одной батареи, остальные также перестанут функционировать, так как они не могут отключаться по отдельности.

Двухтрубная разводка дает возможность равномерного прогрева батарей благодаря тому, что подающая труба параллельно подключена к каждой из них. Вторая труба отводит остывший теплоноситель обратно в котел. При условии установки крана на каждом радиаторе их можно отключать по отдельности.

Коллекторная разводка наиболее удобна, так как после ее монтажа можно регулировать температуру теплоносителя в каждой отдельной комнате. Для данного способа обогрева помещения потребуется установка коллекторного шкафа.

Такую систему можно вмонтировать исключительно на этапе возведения постройки. Она не подходит для готового частного дома. Это объясняется необходимостью встройки металлических, пластиковых или текстильных воздуховодов, через которые выдувается горячий воздух, нагретый теплогенератором.

В помещение теплый поток поступает из-под потолка и вытесняет холодный воздух, который, в свою очередь, по воздуховодам возвращается к теплогенератору.

Проектирование отопления по методу воздушного обогрева позволяет монтировать систему для внешнего забора чистого воздуха, который подмешивается к потоку. Циркуляция может достигаться гравитационным или принудительным способом.

Естественный воздухообмен происходит за счет разницы температур, а принудительный осуществляется при помощи специального вентиляционного оборудования. Теплогенератор может сжигать дизельное топливо, природный газ (магистральный или баллонный) и керосин. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

Отопление дома электричеством. Самый экономный способ для вас

Все пояснения об экономии будут рассмотрены на примере двухэтажного дома, который имеет площадь в 100 м2.

1. Расчёт кубатуры помещения. Имея 100 квадратов их нужно умножить на высоту потолка, к примеру, 2.7 метра, получается 270 м3. У этого здания утеплённость средней степени, значит, необходимо накинуть ещё 10 процентов к мощности. Собрав параметры в кучу, получается следующий результат (270/20)+10%=15 кВт
2. Закупка оборудования. Трубы, краны, фитинги, радиаторы и прочая ерунда обойдётся примерно в 30000 рублей. Что касается котла, то предполагая, что в доме нет 380В, рекомендуется приобрести два электродных котла, мощностью по 7 кВт каждый. Стоимость одного в среднем 15000 рублей.

   Электродный котёл

3. Управление всей системой. Придётся купить электронный контроллер, с полным фаршем. Планировка расписания работы котлов на неделю вперёд, регулировка температуры котла в зависимости от погоды на улице и много других нужных функций. Стоимость сего чуда техники около 10000 рублей.

   Система управления

4. Затраты на монтаж. В зависимости от региона проживания стоимость меняется, но в среднем это 30 процентов от стоимости всей системы.
5. Дополнительное, но не обязательное электроснабжение. Солнечные батареи, мощность которых 3 кВт, обойдутся вам в 80000 рублей.

   Солнечные панели на крыше дома

Что получилось в итоге? Общая сумма затрат без солнечных батарей 70000 рублей. Потребляемая мощность 14 кВт/час, за сутки работы двух котлов при уличной температуре -10, потребление будет около 90 кВт/сутки. Стоимость киловатта света рублей, значит, 90××30=14526 рублей в месяц. Если считать с установленными солнечными батареями, то сумма расходов станет 11500 рублей.

Это один из сотни вариантов обустройства жилья отоплением, что выбрать решать вам.

Примечание! Чтобы понять, как обогреть дом электричеством экономно, нужно знать некоторые хитрости. Одной из них является установка трёхтарифного счётчика.

Газ электричество или дрова

В качестве энергоносителя для отопления дома сегодня многие предпочитают электричество. Данный способ отопления имеет целый ряд преимуществ, которые делают его современным, удобным, эффективным и экономичным.

Мнение застройщиков и владельцев загородных и частных домов сводится к тому, что электрическое отопление наиболее выгодно, так как не требует множества согласовательных документов. Да и больших финансовых затрат при монтаже данной системы отопления не понадобится. Среднерыночная цена электрического отопительного котла для отапливаемой площади 100-150 кв.м. составляет 35-36 тыс. рублей. Если площадь дома меньше, то и затраты на покупку котла будут ниже. Вместе с тем выбор электрических систем отопления настолько широк, что каждый владелец дома может выбрать то, что отвечает его требованиям по простоте монтажа и доступной цене. К другим преимуществам можно отнести:

• оборудование системы электроотопления не требует затрат времени и денег на получение проекта, технических условий и акта ввода в эксплуатацию, как например, с газовым оборудованием;
• нет необходимости в землеройных работах и прокладке труб;
• электрическое отопление обладает высоким уровнем безопасности и экологичности (электрические котлы в отличие от газовых никогда не взрываются, не образуют опасных продуктов горения (угарный газ);
• электрические приборы для отопления полностью автоматизированы, просты и надежны в эксплуатации.

Кроме электрокотлов, можно использовать альтернативное электрическое оборудование, например, электроконвекторы для локального отопления каждой комнаты в отдельности, тепловые завесы, теплый пол, что позволит без высоких финансовых затрат поддерживать в доме комфортный температурный режим.

Вместе с преимуществами электрическая система отопления имеет и недостатки. Их немного, но они все же есть. Прежде всего, к недостаткам относятся:

1. Необходимость в стабильном напряжении. Если напряжение постоянно скачет, часто случаются перебои с подачей электроэнергии, то оборудовать дом электрической системой отопления нецелесообразно.
2. Высокое потребление электроэнергии. Особенно в осенне-зимний период. Для обогрева дома площадью 150 кв.м. потребуется 15 кВт в день, не считая другие электроприборы.
3. Высокая стоимость электроэнергии.

Сравним для наглядности электричество с другими энергоносителями – твердым топливом (дрова) и газом.

Газовое отопление при любой площади дома в разы дешевле твердого топлива и электричества. Однако не во всех регионах, а тем более небольших сёлах и деревнях, имеется возможность присоединиться к магистральному газопроводу. Но если такая возможность и есть, то не всегда оборудование дома газовым отоплением может принести экономию. Если оценивать каждый энергоноситель с точки зрения общих расходов, включая покупку оборудования, монтаж и эксплуатацию, то электричество окажется намного экономичнее.

Электрическое отопление

Хорошо знакомая всем система отопления с применением электроприборов, в которых тепло выделяет ток, проходящий по проводнику. Часто электрическая система используется в качестве вспомогательной, но при отсутствии газа в доме может быть и основной.

Плюсы

• Экологическая чистота.
• Легкий монтаж.
• Отопительные приборы можно свободно переставлять в любую комнату с электропроводкой.

Минусы

• Необходимость оплачивать потребленную электроэнергию, расход которой будет большим.
• При отключении электроснабжения отопительная система не работает.
• При работе электроприборов сгорает кислород, поэтому помещения нужно проветривать как можно чаще.

На дачах и в небольших домах электрическое отопление используется нередко, но для обогрева большого дома потребуется большой расход электроэнергии. Если вы решили выбрать именно эту систему как самую простую и не требующую специальных знаний для самостоятельного монтажа, позаботьтесь о качественной теплоизоляции дома.

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

• при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
• жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
• нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

Тепловые насосы

Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.

Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:

• Воздух-воздух
• Воздух-вода
• Вода-вода
• Грунт-вода

Воздух-воздух

Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.

КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.

Воздух-вода

«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.

Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.

Грунт-вода

Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.

В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.

Недостаток очевиден: сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.

Вода-вода

Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:

• Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
• Можно обойтись 1-2 погружными насосами

Котлы, работающие на биологическом топливе

Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:

1. Биогаз
2. Гранулы из соломы
3. Гранулы торфа
4. Щепа и т. д.

Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.

Основные достоинства

Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:

• Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
• Высокий КПД

Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.

Подводим итоги

Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.

Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть

Виды тепло- и энергоносителей для систем отопления в частном доме

Отпление в частном доме по типу используемого энергоносителя может быть:

• Электрическим.
• Газовым.

По типу теплоносителя:

• Водяным.
• Воздушным.

Каждую из систем отопления подробно разберем в следующих разделах.

Классификация и особенности водяного отопления с газовыми или электрическими котлами

Изложенная ниже классификация соответствует одновременно всем видам котлов, в качестве теплоносителя для которых применяется жидкость. Это могут быть газовые, электрические, твердотопливные и пр. генераторы теплоты. Система отопления частного дома может обладать двумя видами циркуляции:

1. Естественной (природной). Она возникает вследствие разницы температур и плотности теплоносителя в подающем трубопроводе и обратном. Горячие массы воды стремятся вверх, в то время как холодные – вниз. Нужно сказать, что такой метод циркуляции в наше время не имеет должной популярности. Объясняется это его недостатками, такими как медленный разогрев теплоносителя, а также требовательность к уклонам трубопроводов. Если на каком-либо участке будет малейший контруклон, то циркуляция рабочей среды будет невозможна. В таком случае подключение новых приборов отопления (например, при достройке помещений) практически исключена, так как будет нарушаться гидравлический баланс. Особых проблем доставляет пользователям естественных систем циркуляции воздух, который скапливается в трубопроводах и нарушает циркуляцию.
2. Принудительной. Предполагает использование насосного оборудования. Этот вид считается современным, так как использование циркуляционного насоса решает все возможные проблемы, которые присущи предыдущему виду. Монтаж отопления в частном доме возможен даже своими руками, потому что не нужно соблюдать уклоны трубопроводов.

Система отопления может быть открытой и закрытой. В первом случае используется открытый расширительный бак, во втором – закрытый. Открытый тип является пережитком прошлого и применялся при использовании естественной циркуляции. Открытые расширительные баки плохи тем, что они позволяют теплоносителю контактировать с окружающей средой.

Не все материалы это приветствуют, потому что это приводит к коррозионным процессам.

Что касается схемы расположения трубопроводов, то здесь все довольно просто. Вы можете выбрать для своего частного дома схему:

• Однотрубную. В таком случае отопительные приборы подключены последовательно один за другим. Такая схема великолепно подойдет для одноэтажного дома.
• Двухтрубную. Характеризуется наличием двух магистралей – подающей и обратной. Подключение каждого радиатора в ней индивидуально. Есть варианты, при которых оба трубопровода располагаются наверху, внизу, либо подающий наверху, а обратный – внизу. Двухтрубная схема отопления частного дома – идеальный вариант для построек с двумя и более этажами.

Если уже вспомнили про приборы отопления, то у вас есть широкий выбор. Ориентироваться необходимо на располагаемый бюджет, а также характеристики системы. Вы можете приобрести радиаторы следующих типов:

• Чугунные. Это старая добрая классика, которая нам известна еще со времен советского союза. Яркими ее представителями являются чугунные секционные радиаторы МС140. Они характеризуются низкой стоимостью, неприхотливостью к качеству теплоносителя, а также долговечностью. Но к недостаткам относится их низкая инерционность, которая не позволяет качественно выполнять регулировку температуры в помещении.
• Алюминиевые. Обладают высокой ценой и великолепной тепловой отдачей. Не рекомендуется их использование с металлическими трубопроводами, потому что это может привести к окислительным реакциям и уменьшению срока их эксплуатации.
• Стальные. На втором месте в ценовой категории после чугунных. Их существует большое множество: панельные (штампованные), трубчатые и секционные. Категорически не допускается их использование в открытых системах отопления, так как они быстро поддаются коррозии.
• Биметаллические. Являются золотой серединой по соотношению цены и качества. Исходя из названия, можно догадаться, что они выпускаются из двух видов металлов, для этого используется сталь и алюминий. Из стали создается внутренний сердечник, который находится в алюминиевом кожухе. Такой симбиоз позволяет их использовать в системах с большим давлением и добиваться высокой теплоотдачи. Также биметаллические радиаторы не боятся гидравлических ударов.

Подключение электрического котла