Cхема отопления частного дома с естественной циркуляцией

Система водяного отопления с естественной циркуляцией в удаленном от города частном или дачном доме – решение, востребованное в местности с нестабильным электроснабжением. Кроме того, гидравлическая система не требует финансовых вложений в электрооборудование, без которого не обойтись при обустройстве радиаторного обогрева с подачей теплоносителя насосом.

Что такое «воздушное отопление»?

В России этим термином принято именовать канальные системы обработки воздуха. Воздух нагревается (различными устройствами при помощи газа, электричества, воды и т.д.) и распределяется по помещениям дома через каналы воздуховодов прямого (подача) и обратного (возврат) потока. Оборудование подбирается исходя из целесообразности по используемому топливу (наиболее экономичный вид – газовые воздухонагреватели, или газовые теплогенераторы), мощность оборудования рассчитывается на основе инженерного расчета, учитывающего тепловые потери помещений для обогрева конкретного дома и общую отапливаемую площадь.

Теплотехнический расчет системы отопления 2-х этажного частного дома

Теплотехнический расчет определяет рабочие параметры системы отопления — общую величину потерь тепла в здании, мощность оборудования, количество отопительных приборов и т.д.

Мощность теплогенератора рассчитывают по сумме теплопотерь дома, которая учитывает:

  • площадь отапливаемых помещений;
  • климатические условия местности;
  • наличие и состояние, в котором находится термоизоляция помещений;
  • материал и толщину наружных (несущих) стен, полов и перекрытий;
  • конструкцию кровли, наличие технического этажа;
  • герметичность и размер окон, уличных (балконных) дверей.

Основные схемы для систем отопления домов

Система отопления частного дома

Притом, что системы отопления различаются по виду используемого источника энергии, они имеют всего лишь две основные схемы. Определиться с выбором схемы отопления помогут правильные замеры дома и прилегающей территории. Размер строения – главный показатель, определяющий выбор схемы. Рассмотрим эти схемы:

Основные схемы для систем отопления домов
  • Схема, использующая самотёк теплоносителя;
  • Схема, работающая с принудительной циркуляцией теплоносителя.

В чём же принципиальные различия этих схем — постараемся разобраться. Сразу следует заметить, что обе схемы отопления могут иметь однотрубное и двухтрубное исполнение. Относительно самотёчных систем можно сказать, что они имеют целый ряд недостатков, а поэтому используются они, гораздо реже, чем системы отопления, имеющие принудительную циркуляцию. Вот эти недостатки:

  • Большая стоимость системы. Учитывая тот факт, что линия подачи находится далеко от линии возврата остывшей воды, и всё происходит под действием силы тяжести теплоносителя, необходимо устройство трубопровода, имеющего достаточную протяжённость.
  • Сложность монтажа, связанная с необходимостью строгого соблюдения величин угла уклона для обеспечения естественного тока теплоносителя в обоих направлениях.
  • Не эстетичный внешний вид системы, связанный с тем, что не всегда можно использовать современные материалы, так как температура воды в системе может достигать достаточно высоких температур, вплоть до температуры кипения.
  • Сложность регулирования температуры отдельных отопительных приборов.
  • Низкий КПД за счёт больших потерь, возникающих из-за большой протяжённости системы.
  • Большой объём используемого теплоносителя.
Основные схемы для систем отопления домов

Различия между двумя системами

Для нормального функционирования открытой отопительной системы расширительный бак устанавливают в наиболее высокой ее точке. Он может располагаться либо под потолком верхнего этажа, либо на чердаке или мансарде. При этом возникает необходимость в дополнительном монтаже труб, соединяющих котел с баком.

Закрытая система отопления частного дома не предусматривает подобных требований. Мембранный бак, в этом случае, устанавливают в любом доступном месте. Чаще всего его располагают в непосредственной близости от котла.

Читайте также:  Какую разводку труб отопления выбрать – виды и особенности вариантов

Открытая система отопления

Различия между двумя системами

Отсутствие контакта теплоносителя с воздухом в закрытой системе уменьшает окисление внутренних поверхностей радиаторов и труб, что положительным образом влияет на продолжительность их срока эксплуатации. А наличие принудительной циркуляции за счет насосного оборудования позволяет более равномерно обогревать все помещения в доме и эффективно поддерживать необходимый температурный режим.

Но в условиях частых отключений электроэнергии система отопления закрытого типа работать не сможет, так как насос требует постоянной «подпитки». Хотя в данной ситуации можно запастись ИБП, иными словами источником бесперебойного питания, который сможет в течение определенного времени поддерживать движение теплоносителя.

В случае открытой отопительной схемы насос отсутствует. В этом случае происходит циркуляция теплоносителя естественным способом за счет разницы плотности воды в горячем и холодном состоянии. Подогретая жидкость попросту выталкивается в отопительную систему охлажденным теплоносителем, который нагревается и также продвигается дальше. В этом и состоит отличие открытой от закрытой системы отопления, а также ее минус, состоящий в отсутствии точного регулирования, что приводит к перерасходу топливных ресурсов.

Функционирование самотечной системы

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией обладает рядом достоинств:

  • нет потребности в покупке дорогостоящего оснащения;
  • энергонезависимость (подбирается соответствующий котельный агрегат);
  • монтаж легко осуществить собственными руками;
  • нетребовательность в обслуживании.

Циркуляция в такой системе обеспечивается за счет того, что плотность жидкости в результате нагревания уменьшается (она становится легче), а в ходе остывания плотность возвращается к первоначальной.

В самотечной конструкции практически отсутствует давление – расчеты показывают, что на 10 метров напора водяного столба давление составляет 1 атмосферу. Таким образом, гидростатическое давление в отопительной системе одноэтажного сооружения составит 0,5-0,7 атм., а в трубопроводе двухэтажного дома – не превысит 1 атм.

Функционирование самотечной системы

Гравитационная циркуляция происходит благодаря расширению и уменьшению плотности нагреваемого теплоносителя – он поднимается по вертикальному разгонному участку и с верхней точки перемещается вниз по трубопроводу, смонтированному с уклоном и проходящему через последовательно подключенные приборы отопления, на пути обратно к котлу.

К трубопроводу с самотечным перемещением воды подсоединяется расширительный бак – резервуар для «излишков» теплоносителя, который образуется за счет теплового расширения жидкости. Буферная емкость (мембранная или открытая) монтируется в верхней точке контура на подающую трубу.

Отопительная самотечная система способна функционировать в комплексе:

  • С водонагревателем косвенного нагрева. Если бойлер установить в верхней части системы ниже расширительного бака, нагрев воды для ГВС будет осуществляться без использования электрооборудования. При невозможности такого монтажа бойлер комплектуется насосом и ставится обратный клапан, который предотвратит рециркуляцию теплоносителя.
  • С теплым полом. На проложенный в полу контур устанавливается циркуляционный насос. При временном отключении электроснабжения комната продолжит обогреваться настенным радиатором.

Принцип работы одноконтурной системы

Схема одноконтурного отопления, устанавливаемого в частном доме, состоит из таких компонентов:

  • котел;
  • радиаторы;
  • трубы;
  • расширительный бачок.

По факту система представляет собой последовательное подсоединение всего вышеупомянутого оборудования. Центральным узлом является котел. Он подогревает воду, которая уже потом поступает по трубам в радиаторы. Проходя все элементы, теплоноситель остывает. Завершается цикл, когда жидкость опять попадает в котел.

Во время проектирования важно помнить, что первый радиатор получит максимальный обогрев. При этом вода, попадая в следующий, будет остывать. В среднем, в последней батарее температура теплоносителя колеблется от 40 до 50 градусов, что не позволяет полноценно прогреть одну комнату.

С этим можно бороться двумя способами:

  • повысить теплоотдачу последних радиаторов, увеличив теплоемкость;
  • поставить больше температуру нагрева на самом котле.

Важно! Эти способы хоть и кажутся простым решением, тем не менее ведут к увеличению операционных расходов и стоимости в целом.

Также нужного эффекта можно добиться благодаря установке циркуляционного насоса, увеличивающего скорость движения воды. Подобные компоненты питаются от электричества. Они хоть и кажутся отличным решением, при этом в местах, где нередко происходят отключения тока, не являются хорошим вариантом.

Еще один прекрасный выход – разгонный коллектор, который представляет собой высокую прямую трубу. Теплоноситель, выходя из него, разгоняется, что позволяет быстрее преодолевать батареи. При этом высота этого компонента по отношению к верхней точке первого радиатора должна превышать 2,2 метра. В противном случае его установка бессмысленна. Поэтому таким образом лучше обустраивать отопительную систему в двухэтажном доме. Чем выше будет труба – тем эффективнее окажется работа.

На коллектор сверху устанавливается расширительный бачок, с помощью которого осуществляется контроль теплоносителя. При нагреве жидкость увеличивается в объеме. И лишняя как раз попадает в этот бак. После остывания системы – возвращается в нее.

Специфика системы состоит в том, что в ней нет обратки – ей выступает вторая половина всей конструкции. Именно это и является основным отличием многоконтурной системы отопления от одноконтурной в частном доме.

Схема отопления загородного дома

Системы водяного отопления загородного дома, в зависимости от особенностей конструкции, можно разделить на несколько типов:

Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
  • однотрубные и двухтрубные (зависит от типа присоединения нагревательного устройства);
  • с попутным движением воды и тупиковой схемой (зависит от типа прокладывания магистрали);
  • с нижней и верхней подводкой (зависит от места прохождения стояка с горячей водой);
  • с горизонтальными и вертикальными стояками.
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома

На видео вы можете посмотреть примеры различных систем отопления в частных домах

Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома
Схема отопления загородного дома

Преимущества и недостатки однотрубной системы

Подытожим все, о чем говорилось выше, и определимся с плюсами и минусами описанной схемы. К ее достоинствам можно отнести:

Простой вариант подключения

  • Низкую себестоимость установки за счет простоты монтажных работ и меньшего количества необходимых материалов.
  • Эстетичный внешний вид, потому что по комнатам проходит всего лишь одна труба, проложенная по полу или утопленная внутри полового основания.

Недостатки системы:

  • Чтобы получить равномерное распределение тепловой энергии по всем радиаторам отопления, в последние приходится устанавливать дополнительные секции, а это увеличивает стоимость системы в целом.
  • Использование металлических труб ведет к сложностям демонтажа радиаторов.
  • Чтобы схема работала эффективно, необходимо повышенное давление теплоносителя. А его можно создать только установкой в трубопровод циркуляционного насоса.

Схема разводки отопления загородного дома с использованием газового котла

Схема газового отопления в частном доме может быть одно, двухтрубной или лучевой, с использованием коллектора. Каждый из предложенных вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Одно и двухтрубная схема подачи теплоносителя в радиаторы

Однотрубная схема подключения (ленинградка). Подача горячего и возврат холодного теплоносителя осуществляется по одной трубе, к которой последовательно подключены все радиаторы.

Преимущества

Недостатки

Сокращение затрат на приобретение труб

Нельзя использовать для обогрева значительных площадей, так как количество подключаемых радиаторов ограничено

Быстрый монтаж

Радиаторы отопления в системе нагреваются неравномерно – первые очень сильно, последние очень слабо

Минимальное количество стыков, что снижает риск протечек

Для выравнивания возможности нагрева в помещениях к радиаторным батареям подсоединенным последними, подключают дополнительные секции, это полностью нивелирует экономическую выгоду

Отключение одного или нескольких радиаторов отопления, подключённых первыми, изменит температурный режим остальных элементов нагрева

Двухтрубная система отопления. По одной трубе от газового котла подается горячий теплоноситель, а по другой происходит возврат охлаждённого.

Читайте также:  Как правильно рассчитать мощность газового котла

Преимущества

Недостатки

Во все радиаторы отопления поступает теплоноситель одинаковой температуры

В два раза увеличивается метраж труб

Отключение радиаторов не влияет на температуру основной системы

Несколько возрастает сложность монтажа

Количество подключаемых радиаторов значительно больше, чем у однотрубной системы и зависит от пропускной способности трубопровода

В свою очередь, двухтрубная схема отопления может быть тупиковой, когда теплоноситель с обраткой движутся в разные стороны или попутной – схема «Тихельмана». Последняя, осуществляет нагрев радиаторов более равномерно.

Разновидности двухтрубной подачи теплоносителя

Следующим по важности моментом является способ циркуляции теплоносителя в системе.

Естественная циркуляция. Характеризуется небольшим давлением теплоносителя в трубопроводе. Система в обязательном порядке должна иметь коллектор разгона. Это ёмкость, находящаяся в верхней точке системы отопления, в которую подается горячий теплоноситель. Такой способ используется в вертикальной разводке. Называется – гравитационной циркуляцией.

Принудительная циркуляция. Система отопления является герметично закрытой, а движение теплоносителя обеспечивается специальным циркуляционным насосом, врезанным в систему отопления. Разводка труб имеет горизонтальную схему, что значительно улучшает эстетические характеристики помещения.

Для обеспечения естественного колебания объемов теплоносителя из-за температурного расширения жидкости в системе безопасности газового котла предусмотрен мембранный расширительный бачок.

Принципы расчета

Пример расчетной схемы

Разрабатывая проект двухтрубной отопительной системы важно выполнить гидравлический расчет с целью определить:

  • какой объем жидкости и с какой скоростью проходит через каждый узел
  • как изменение режима работы каждого из устройств влияет на функциональные параметры системы в целом
  • какие рабочие характеристики компонентов будут оптимальными по соотношению надежности и цены
  • как правильно распределить тепловую энергию по зонам отопления и гарантировать стабильную работу системы

Принципы расчета

Гидравлический расчет базируется на данных теплового расчета дома, поскольку требуется рассчитать норму восполнения теплопотерь для каждого помещения и подобрать приборы отопления подходящей мощности. Также учитываются потери напора и давления из-за гидродинамического сопротивления при перемещении теплоносителя.

Для частного дома расчет отопительной системы можно выполнить самостоятельно, используя специализированные программы или таблицы и формулы. Но если есть цель сделать автономное теплоснабжение максимально эффективным и экономичным, требуется помощь профессионалов.

Разводка трубопровода в многоэтажном доме

Как правило, в многоэтажных домах используется однотрубная схема разводки с верхним или нижним розливом. Расположение прямой и обратной трубы может варьироваться в зависимости от множества факторов, включая даже регион, где расположено здание. Например, схема отопления в пятиэтажном доме будет конструктивно отличаться от отопления в трехэтажных зданиях.

При проектировании отопительной системы учитываются все эти факторы, и создается наиболее удачная схема, позволяющая довести все параметры до максимума. Проект может предполагать различные варианты розлива теплоносителя: снизу вверх или наоборот. В отдельных домах устанавливаются универсальные стояки, которые обеспечивают поочередность движения теплоносителя.

Разводка трубопровода в многоэтажном доме

Рекомендации по выбору и подключения радиаторов

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

Рекомендации по выбору и подключения радиаторов

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

Рекомендации по выбору и подключения радиаторов
  • 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.
Рекомендации по выбору и подключения радиаторов