Непростая задача

Чугунные секционные радиаторы

Первые разработки батарей из чугуна велись почти 150 лет назад нашим соотечественником. Через несколько лет патент получили американцы и доработали конструкцию. Популярность радиаторы получили после появления центральной системы отопления, а массовое их производство наладилось во времена промышленной революции.

Батареи, которые применялись в СССР и сейчас остались во многих домах, имеют марку МС 140. Значение «140» — мощность, отдаваемая одной секцией. Рабочее и испытательное давление батареи – 9 и 18 атмосфер соответственно. Количество секций – от 4 до 10.

Сегодня чугунные радиаторы снова приобретают популярность, благодаря усовершенствованию их конструкции и дизайна

Достоинств и недостатков у батарей этого типа приблизительно одинаковое количество.

• Длительный срок службы (более 50 лет);
• Доступная цена;
• Устойчивость к механическим повреждениям;
• Устойчивость к коррозии;
• Высокий абразивный износ. Камешки и песок в воде не наносят большого вреда батарее изнутри;
• Эффективность обогрева при максимальном количестве секций.

• Большой вес и громоздкость;
• Возможность разгерметизации стыков;
• Накопление ржавчины внутри при длительной эксплуатации;
• Непрезентабельный внешний вид;
• Сложность при встраивании радиаторов в автономные системы обогрева, невозможность экономии на теплоносителе;
• Затруднения при чистке.

Альтернативное решение

тепловой насос

Еще одним источником обогрева является тепловой насос. Принцип его работы схож с принципом работы обычного холодильника. Компрессор сжимает хладагент, отдавая излишнее тепло в конденсаторе — он обогревает ваш дом. В конденсаторе газообразные фреон переходит в жидкое состояние. После теплообменника он проходит расширительный клапан и при резком падении давления испаряется. При резком испарении — температура теплообменника падает до очень низкой отметки. Так как теплообменник залегает в грунте или на улице, он начинает отбирать тепло окружающей среды. После того как в испарителе хладагент переходит в газообразное состояние, он возвращается в компрессор, и начинается новый цикл.

Если рассматривать данное решение в плане экономичности, то его можно по праву назвать самым лучшим, но с кучей оговорок. По сей день тепловые насосы стоят достаточно дорого. Воздушные тепловые насосы не работают при сильных морозах, а возможность установки геотермального есть далеко не у всех жильцов

Выбрать в качестве основного источника тепла его можно, но важно понимать, что период окупаемости у него достаточно большой

Водяное отопление

Под водяным отоплением принято понимать замкнутую систему, внутри которой циркулирует нагретая в котле вода. Теплоноситель поступает в радиаторы, постепенно отдает свое тепло, после чего самотеком или циркуляционными насосами вновь подается в котел для нагрева жидкости.

Водяная система отопления включает следующие элементы:

• котел;
• радиаторы;
• расширительный бак;
• замкнутый контур трубопровода.

Существует 4 основных элемента водяного отопления

Основной элемент всей системы водяного отопления — газовый, электрический или твердотопливный котел, который отвечает за нагрев воды и других теплоносителей. Такие котлы могут работать от различного топлива, оснащаются управляющей автоматикой, они способны функционировать в автономном режиме, что существенно упрощает проживание в частном доме.

Радиаторы в системе автономного отопления могут быть чугунными, стальными, биметаллическими. Последние благодаря эффективности, надежности и долговечности получили наибольшую популярность на отечественном рынке.

Расширительный бак в системе необходим для нивелирования термического расширения теплоносителя и обеспечения герметичности всей системы. Размеры и материал, из которого изготовлен расширительный бак, выбираются в каждом конкретном случае в индивидуальном порядке в зависимости от разветвленности системы, объема и свойств теплоносителя и ряда других параметров.

Замкнутый контур выполняется из металлических или специальных высокотемпературных пластиковых труб со стальной оплеткой и армированием

Выбору диаметра труб, их качеству и герметичности соединений необходимо уделить должное внимание

Мощность водяной системы обогрева частного дома выбирают в зависимости от площади строения. Для эффективного нагрева помещения площадью 100 квадратных метров будет достаточно агрегата мощностью 10 кВт. При выборе показателя мощности необходимо учитывать также наличие утепления в частном доме, количество окон и ряд других параметров. Рекомендуется выбирать мощность котла с небольшим запасом, что предупредит его работу на максимальных значениях. Это обеспечивает долговечность работы техники и отсутствие серьезных поломок.

Водяное отопление достаточное сложная система

Преимущества водяного отопления:

• длительный срок эксплуатации;
• простота ремонта и обслуживания;
• экономия топлива;
• возможность поддержания одинаковой температуры во всем доме;
• полная бесшумность работы;
• эффективный и быстрый нагрев помещения.

Из недостатков таких систем принято выделять сложность используемого оборудования, его высокую стоимость, необходимость в специальных теплоносителях, которые не замерзают при отрицательных температурах.

В случае использования газовых котлов требуется их своевременное обслуживание и ремонт соответствующими службами. Самостоятельно выполнять обслуживание такой газовой техники проблематично.

Паровое отопление: преимущества и недостатки

Паровое отопление подразумевает следующий механизм: в котле происходит нагрев воды до температуры кипения, а образовавшийся пар поступает в радиаторы. Далее пар конденсируется в жидкость и возвращается обратно в котел.

• высокая скорость нагревания независимо от площади дома;
• отсутствие потерь тепла в теплообменниках;
• экологическая чистота теплоносителя;
• цикличность теплоносителя — пар можно использовать несколько раз;
• минимальная вероятность промерзания конструкции.

Есть и отрицательные аспекты такого отопления:

• нет возможности регулирования температуры внутри дома;
• небольшой срок службы системы из-за высокой температуры теплоносителя;
• высокая вероятность появления коррозии под воздействием паров;
• необходимость установки решетки.

Котел может функционировать на основе газа, твердого, жидкого или комбинированного топлива. Чтобы теплоотдача оборудования была максимально эффективной, необходимо его правильно выбрать. Так для обогрева частного дома площадью 60 – 200 м² необходим агрегат мощностью 25 кВт (если площадь составляет 200-300 м², то мощность котла должна быть не менее 30 кВт).

Система парового отопления может функционировать на различных топливах: газе, дровах, электричестве, угле. Для обогрева дома все чаще используются комбинированные варианты отопления, например: газовое и электрическое.

Грамотно комбинируя топливо, можно сэкономить на обогреве жилья.

Сколько потребуется топлива

Пример 2. Расчет расхода газа для парового отопления. Предположим, площадь частного дома равна 100 м². Соответственно, мощность котла для обогрева составляет 25 кВт.

• 25 кВт*24 часа*30 дней = 18000 кВт/час. Эта цифра не отражает адекватную ситуацию, так как котел не всегда работает на полную мощность. Усредненное значение в этом случае более приемлемо. 18000 /2 = 9000 кВт/час.
• 7 месяцев *9000 кВт/час = 63000 кВт/час — годовой расход топлива.
• Учитывая, что 1 м³ топлива вырабатывает 10 кВт/час энергии, получим: 63000/10 = 6300 м³.
• В денежном эквиваленте: 6300 *4,97 = 31311 рублей в год.

Печи, камины и буржуйки

Несмотря на появление высокотехнологичных и экономичных газовых и твердотопливных котлов, многие владельцы дач и загородных домов, в которых зимой проживают нерегулярно, делают выбор в пользу печного отопления или обустраивают полноценный камин с дополнительным тепловым контуром. Для коттеджей с постоянным проживанием такие варианты будут малоэффективны, а вот на дачах использование печного обогрева станет едва ли не лучшим выбором.

Печку или камин при наличии соответствующего опыта работы можно будет сложить самостоятельно, что существенно сокращает расходы домовладельца. В качестве топлива могут использоваться дрова, уголь, отходы деревообработки и пеллеты. Правильно сложенные печи и камины будут полностью безопасны в эксплуатации, смогут эффективно нагревать помещение, при этом они экономичны, расходуя минимум доступного топлива.

Выбирать, какое лучше сделать отопление в частном доме, необходимо с учетом доступного топлива, а также общей площади строения. Наибольшей популярностью пользуются газовые котлы и водяные системы отопления, которые позволяют существенно сократить затраты на обогрев, при этом такая техника надежна, управляется автоматикой, позволяя решить проблемы с теплом как в небольшом дачном строении, так и в двух-трехэтажном загородном доме.

Однотрубная схема отопления

Как правило, эта схема разводки системы применяется в частных одноэтажных домах и отличается лёгким монтажом, малыми трудозатратами и невысокой стоимостью. Радиаторы подключаются к трубе отопления последовательно. Отвод отработанного теплоносителя не предусмотрен. Такая схема водяного отопления имеет немало недостатков при обогреве частного дома:

• потере тепловой энергии – каждый следующий отопительный прибор будет нагреваться меньше предыдущего;
• невозможности регулировать интенсивность нагрева в одном помещении без аналогичных последствий для остальных. Снижая температуру в одном из радиаторов, произойдёт неизбежное охлаждение всех последующих батарей отопления;
• необходимости дополнительно оборудовать отопительную систему насосом для поддержания в ней рабочего давления.

Имеются технологические приёмы, с помощью них можно частично избавиться от перечисленных проблем. Улучшить работу однотрубной схемы разводки можно с помощью специального оборудования: термостатических клапанов, радиаторных регуляторов, воздухоотводов, балансировочных вентилей. Их применение несколько повысит стоимость монтажа, но зато позволит понижать или понижать температуру в одном из радиаторов без нежелательных изменений температуры в остальных отопительных приборах.

Печное отопление

Проверенный дедовский метод — отапливать загородный дом или дачу с помощью печки. Сейчас такой вариант скорее исключение. Между тем, печное отопление — незаменимая вещь, поскольку:

• надежно и независимо ни от газа, ни от электричества;
• недорого;
• экологично. 

Недостатков чуть больше:

• маленький КПД (однако, если расположить печь в центре дома и провести печную трубу по центру, получится обогревать весь дом);
• долгий нагрев;
• сажа, копоть;
• требуется подбрасывать топливо, следить за углями;
• нужен закуток для хранения дров. 

Если не устраивает печь, можно заменить ее твердотопливным котлом. В такие котлы забрасывают не только дрова, но и уголь, торф, опилки. Плюсы твердотопливных котлов созвучны с плюсами печного отопления. Недостатки, соответственно, такие же. 

Бывалые хозяева загородных домов отмечают, что оптимальный вариант отопления загородного дома, зачастую, складывается из комбинации нескольких способов. Печное отопление или твердотопливный котел прекрасно соседствуют с электроотоплением. Днем задействована печь, а ночью происходит переход на электрическое отопление по льготному тарифу. Обойдется чуть дороже, зато один вариант страхует другой, и различные форс-мажоры не страшны. 

Еще один замечательный вариант — комбинированный котел. Комбинации различные, например, газ + дрова, электричество + дрова. Преимущество в том, что первый вид отопления с легкостью заменяется вторым. Встроенная автоматика самостоятельно контролирует переходы топлива. 

Какое отопление лучше для частного дома

Для каждого владельца частного дома необходимо обеспечить максимально экономичное обслуживание собственного жилья

Особенное внимание уделяется отопительным системам. Они подводятся не только к критериям экономичности, но и к безопасности, практичности, простоте настройки и монтажа

В связи с таким подходом к делу, у собственников недвижимости часто возникает вопрос о том, какое отопление лучше для частного дома. Если есть близко магистраль с газопроводом, или участок уже имеет подключение к газу, то редко кто проводит тщательный анализ и сравнение с альтернативными способами обогрева, ведь пока этот тип топлива можно отнести к недорогим. Однако, стоит задуматься о перспективах, делая сравнение отопления разными видами топлива.

Инфракрасные обогреватели

Есть несколько видов обогревателей, использующих в качестве передачи тепловой энергии излучение (радиацию). Этот способ передачи считается наиболее эффективным для обогрева помещения – вначале нагреваются предметы, стоящие на пути инфракрасного излучения, а затем от них, за счет вторичной конвекции, греется воздух.

Видео описание

Наглядно про инфракрасные обогреватели на видео:

Есть три принципиально разных по устройству типа инфракрасных обогревателей:

• рефлекторы, у которых спираль накаливания заключена в колбе из кварцевого стекла;

• панельные – в керамической монолитной плите «запаян» ТЭН;

• пленочные – с карбоновым напылением на полимерной пленке.

Отопление дома электричеством первого типа тип относится к обогревателям, работающим в коротковолновом диапазоне ИК излучения. 

Недостатки – самый низкий КПД (за счет видимой части излучения), отсутствие точной регулировки температуры и высокая температура корпуса.

Инфракрасная панель настолько безопасна, что ее можно вешать на деревянные стеныИсточник centr-tepla.in.ua

Пленочные обогреватели самые эффективные. Обычно их используют в составе теплого пола, но в принципе их можно монтировать в стены или на потолке. Но именно монтаж в составе напольного покрытия более всего соответствует правильному и равномерному отоплению помещения. Управление работой происходит в автоматическом режиме с помощью пары «датчик температуры-термостат».

Если на полу недостаточно места, то пленочный обогреватель можно монтировать на любой свободной плоскостиИсточник otdelka-expert.ru

Конвекторы

Внешним видом конвекторы очень похожи на панельные керамические обогреватели, но внутри металлического корпуса находится «открытый» ТЭН, заключенный внутри пластинчатого радиатора. Принципиальное отличие в способе обогрева – холодный воздух заходит в корпус через нижний ряд отверстий, соприкасаясь с радиатором, нагревается и выходит через верхний ряд отверстий.

Стильная панель конвектора отлично смотрится в современном интерьереИсточник teplo-vsem.ru

Как и у панельных керамических обогревателей, есть два вида термостатов – механические и электронные. И именно электронное управление работой обеспечивает точность регулировки и возможность работать в нескольких режимах:

• индивидуальный, с ручным управлением, применяют для обогрева отдельного помещения;
• групповой, работа нескольких приборов под управлением одного (общего) термостата, что обеспечивает равномерный обогрев большой площади или одинаковый режим отопления нескольких комнат;
• интеллектуальный, управление с помощью дистанционного пульта, подключение к GSM модулю и управление с помощью стандартных команд с удаленного терминала (мобильная связь, интернет), подключение к роутеру и управление через локальную сеть и/или интернет.

Видео описание

Что лучше выбрать: электрокотел или электроконвектор – наглядно на видео:

Компания NOBO, ведущий европейский производитель конвекторов, производит две совместимых между собой системы «умного» управления работой электрических приборов. В том числе «теплыми полами» (через термостат) и любыми другими бытовыми приборами, которые подключены к сети (через щиток, «разрыв» в цепи или включение/отключение розеток). Для этого они выпускают специальные термостаты, приемники-розетки и релейные приемники скрытого монтажа.

Одна из двух схем управления мультизональной электрической системойИсточник stroydoma74.ru

В качестве итога – как оптимизировать электроотопление

Кроме грамотного подбора нагревательного оборудования, эффективная и оптимальная (с точки зрения затрат) система отопления электричеством возможна лишь при комплексном утеплении дома – начиная от цоколя и заканчивая крышей. В противном случае, затраты на обогрев продуваемого дома будут значительно выше, даже несмотря на высокий КПД самого обогревателя, и отопление дома электричеством дешево вряд ли получится.

Принцип работы автономного отопления

1. Теплоноситель — жидкость, циркулирующая в системе отопления. При помощи установленного котла теплоноситель нагревается. В процессе циркуляции нагретая жидкость поступает в помещение по трубам, обогревая воздух. Как правило, в качестве жидкости используется антифриз — эта жидкость не замерзает при отрицательной температуре воздуха благодаря своему составу, в который входит этиленгликоль.
2. Контур в схеме отопления — замкнутая по кругу система труб. Также сюда входит котёл, насосы, вентили и т. д. в зависимости от выбранной схемы отопления.
3. Прямой ток — элементы движения горячей жидкости по направлению от котла к батарее.
4. Обратный ток — элементы движения отдавшей тепло жидкости по направлению к котлу.
5. Прибор водяного отопления — радиатор, батарея, тёплый пол и т. д. в зависимости от выбора. Необходим для передачи тепла, направляет его для обогрева помещений.

Виды труб различных материалов:

1. Металлические трубы. Не распространены в использовании, имеют недостатки. Со временем покрываются коррозией, в работе недолговечны. Монтируются исключительно на резьбовых соединениях.
2. Медные трубы.Долговечны и надёжны в работе. Выдерживают высокие температуры и давление в трубах. Монтаж выполняется пайкой. Пайка — высокотемпературный припой с содержанием серебра. После установки трубы по желанию можно замаскировать в стену. Медь — дорогостоящий материал, поэтому отопление с участием таких труб может позволить себе не каждый.
3. Полимерные трубы. Делятся на полипропиленовые и полиэтиленовые. Главное достоинство — с установкой сможет справиться даже не обученный человек. Несмотря на дешевизну материала, устойчивы к коррозии, прослужат много лет.
4. Металлопластиковые трубы. Состоят из пластика и алюминия. Монтируются такие трубы резьбовыми соединениями, в некоторых случаях прессовыми соединениями. Недостатки — коэффициент теплового расширения слишком большой. В случае резкой перемены горячей воды на холодную или наоборот трубы могут дать трещину.

Каждому дому своя схема подключения водяного отопления:

Перед тем как покупать оборудование, по схеме следует выбрать необходимую систему отопления, которая подойдёт для того или иного дома.

Разновидности домов.
Схема паровой отопительной системы в частных домах.
Дом — 1 этаж, крутая крыша, присутствует подвал.
Отопительная система — двухтрубная. Вертикальные стояки, желательно нижняя разводка.
Дом — 1 этаж, крутая крыша, подвал отсутствует
Отопительная система — двухтрубная. Котёл устанавливается на первом этаже в специальной для этого комнате, в этом случае разводка должна быть верхней.
Дом — 1 этаж, плоская крыша. Присутствует подвал.
Горизонтальная разводка. В этом случае подвал — идеальное место для установки оборудования. Котёл — работающий на жидком топливе или газу.
Дом — 2 этажа и более

Крутая или плоска крыша — не важно.
Схема отопления — двухтрубная или однотрубная. Вертикальные стояки

Разводка — верхняя или нижняя. Системы с горизонтальным положением проводящих труб использовать нельзя. Можно использовать любой вид отопительных котлов.

Что требуется для монтажа

В частном доме устройство отопления своими руками начинают с составления рабочей схемы всей системы обогрева с точными линейными размерами каждого участка трубопровода и площадью помещений. Данные чертежа необходимы для визуалиализации общей схемы отопления и для расчета необходимого количества труб.

Для того чтобы составить исполнительную схему необязательно быть профессиональным чертежником. Достаточно нарисовать произвольный простой чертеж, выполнить на нем расстановку радиаторов отопления и подсчитать количество труб для объединенного контура.

На основании исходных данных и предварительного подсчета необходимого количества тепловой энергии для обогрева дома, можно начинать подбор материалов для устройства домашней автономной системы.

Выбор теплового источника

Котел – это главный элемент генерации тепловой энергии. Главный критерий выбора теплогенератора зависит от вида топлива, как источника его работы. Мощность котла рассчитывается по нескольким факторам:

1. Объем отапливаемых помещений.
2. Климатические особенности региона.
3. Толщина наружных стен.
4. Наличие теплоизоляции основных конструктивных элементов здания.
5. Наличия подвального и чердачного помещения.

При выборе отопительного котла важно обратить внимание на адаптацию выбранной модели к отечественным условиям и на наличие сертификата соответствия качества

Трубы

Правильно подобранный вид трубы для отопления исключают технические эксплуатационные проблемы, гарантирует высокую степень надежности греющей линии. Совсем недавно для прокладки отопительных трубопроводов применялись стальные металлические трубы. Собрать такую отопительную сеть было трудно, отдельные трубы нужно было сваривать между собой.

В настоящее время трубную разводку лучше всего проводить из следующих материалов:

• полипропиленовые  с внутренним армированием из алюминия или стекловолокна;
• металлопластик;
• сшитый полиэтилен;
• полиэтилен с добавками PE-RT;
• медь.

Из перечисленного перечня самым популярным считаются полипропиленовые трубы, которые отличаются прочностью, гибкостью, устойчивостью к температурным перепадам и коррозии. Этот материал легко смонтировать и подключить к радиаторам отопления.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.