Схема отопления частного дома: от чего зависит эффективность

Виды водяных отопительных схем разводки

Существует несколько типов закрытых отопительных систем, различающихся способом подключения. Разновидности отличаются стоимостью монтажа, эффективностью.

Насос с принудительной схемой отопления

Однотрубные

Теплоноситель выходит из котла по одной трубе, поочередно достигает радиаторы и батареи. Отдает тепловую энергию, возвращается к котлу с обратной стороны. Главный недостаток системы — постепенное снижение температуры в следующей батарее. Систему отопления невозможно перекрыть. В случае поломки придется полностью остановить подачу горячей воды.

Ранее систему называли «ленинградка», использовали в многоквартирных домах. Достоинства — простота монтажа, трубопровод проходит по периметру дома.

Двухтрубные

В более крупных дачных строениях лучше организовать схему отопления из двух труб. Радиаторы подключаются снизу. Особенно эффективной, система становится при подключении циркуляционного насоса.

Снизить скорость остывания теплоносителя в системе можно при помощи монтажа байпасов, кранов на батареи, регулирующих подачу воды.

Двухтрубная разводка

Главное отличие системы отопления — монтаж основной трубы к наиболее дальнему из радиаторов, от которого происходит ветвление к промежуточным батареям. После прохождения отопительной сети, теплоноситель возвращается в котел по обратному трубопроводу, обеспечивая равномерное распределение тепла по зданию.

Лучевая

Метод отличается тем, что трубопровод прокладывается под перекрытием, а не по периметру. Трубы подключаются к радиаторам отдельно. По одной подводится горячий теплоноситель, по второй — удаляется. Можно легко обеспечить отдельный температурный режим в каждой комнате. Для лучевой разводки можно монтировать трубы с меньшим диаметром.

Лучевая разводка

Если наступит аварийная ситуация на участке цепи, можно легко отключить, провести ремонт. Это упрощает замену устаревших, поврежденных модулей.

Главный недостаток лучевой разводки — сложность. Для монтажа придется выполнить подробный чертеж, провести расчет материалов. Нежелательно чтобы трубы были сильно изогнуты. Лучевая сеть лучше работает с принудительной циркуляцией.

Теплый пол

Теплый пол можно сочетать с другими методами, использовать как основной для обогрева дачи. Например, когда в комнатах монтируются батареи, а в коридоре теплый пол. Принцип функционирования заключается в прокладке под полом тонких трубок, соединенных в единую сеть. Для улучшения работы укладываются на отражающий материал, который кладется на теплоизолятор. Сверху серпантина трубок монтируется перекрытие. Комната равномерно обогревается.

Схема разводки лучше работает в комнатах с облицовкой керамической плиткой или натуральным камнем. Использовать можно только при принудительной циркуляции воды.

Достоинства:

1. Тепло распределяется равномерно.
2. Постоянный нормальный микроклимат.
3. Незаметность отопительных элементов.

Изменение способа подключения радиатора

Знакома ли вам ситуация, когда половина батареи имеет высокую температуру, а половина холодная? Чаще всего в этом случае виноват способ подключения. Взгляните как работает прибор при одностороннем подключении радиатора с подачей теплоносителя сверху.

Обратите внимание, насколько хуже работают дальние секции

Теперь взглянем на схему одностороннего подключения с подачей теплоносителя снизу.

Видим тот же самый эффект

А вот двухстороннее подключение с подачей сверху и снизу.

Видим тот же самый эффектВидим тот же самый эффект

Если вы обнаружили у себя одну из представленных выше схем, то вам не повезло. Самым рациональным с точки зрения эффективности работы является диагональное подключение с подачей сверху.

Вся теплообменная площадь радиатора прогревается равномерно, радиатор работает на полную мощность

И как же быть в том случае, когда разводку труб менять не хочется или же невозможно? В этом случае мы можем посоветовать приобрести радиаторы, имеющие в своей конструкции некоторую хитрость. Эта специальная перегородка между первой и второй секцией, меняющая направление движения теплоносителя.

Специальная заглушка превращает нижнее двухстороннее подключение в нужное нам диагональное с верхней подводкойА этот вариант подходит для верхнего двухстороннего подключения

В случае одностороннего подключения показали свою эффективность специальные удлинители потока.

Принцип работы удлинителя потока

Существуют устройства и для оптимизации одностороннего нижнего подключения, но думаем общий принцип вам теперь стал ясен.

Комментарий Сергей Харитонов Ведущий инженер по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха ООО «ГК «Спецстрой» Задать вопрос «Способ подключения является одним из самых эффективных способов повысить теплоотдачу батареи или, если точнее выразиться, заставить радиатор работать так, как он должен. По понятным причинам такие вещи лучше всего предусматривать на этапе проектирования отопительной системы, чтобы не ломать голову потом. Ведь любая переделка потребует отключения стояка, навыков слесаря или денежных затрат, а в некоторых случаях и согласования с ЖЭКом.»

Вывод: эффективно на 100%.

Котел для закрытой системы

Закрытая система функционирует с самым разным топливом и котлами, в этом плане подобные агрегаты универсальны. Прежде че выбирать котел, необходимо провести соответствующие расчеты системы отопления. Мощность котла напрямую зависит от количества квадратных метров, которые придется обогревать. А точнее от теплопотерь дома. Существуют специальные формулы, сама калькуляция не представляет никакой сложности. Есть котлы:

1. Одноконтурные.
2. Двухконтурные.
3. С бойлером.

Рекомендуется помнить: не все угольные котлы рассчитаны на давление выше 1 атм. Особенно самодельные. При переводе на закрытую систему отопления с открытой. Следует это иметь в виду.

Автономный обогрев дома

котел

Понимание принципа функционирования системы позволит смонтировать наиболее удачную модель отопления относительно проекта вашего дома, и получать от нее максимальное количество тепла.

Схему проекта лучше продумать на этапе строительства, чтобы предусмотреть место для стояков и коллекторов. Но если изначально момент упущен, в любом случае проблема решаема.

Работа системы зависит от вида топлива и конструктивных особенностей котла. Используемый ресурс и тип агрегата влияют на долговечность системы, стоимость и сервисное обслуживание, поэтому перед покупкой лучше ознакомиться с их характеристиками.

Котлы, работающие на биотопливе

Если вы намерены сменить газовую систему отопления на альтернативное отопление частного дома, то нет необходимости производить ее организацию с нуля. Очень часто требуется лишь замена котла. Наиболее популярными считаются такие котлы, которые работают на топливе твердого типа или электрические котлы. Не всегда такие котлы выгодны с точки зрения затрат на теплоноситель

Особое внимание нужно уделить таким котлам, которые работают на топливе биологического происхождения. Для работы системы отопления, в центре которой находится биотопливный котел, требуются специальные пеллеты или брикеты

Однако можно использовать и другие материалы, такие как:

• торф гранулированного типа;
• щепа и древесные гранулы;
• гранулы из соломы.

Главным недостатком является тот факт, что такое альтернативное отопление загородного дома может стоить намного дороже, чем газовый котел и, к тому же, достаточно дорогим материалом являются брикеты.

Брикеты из древесины для отопления

Камин может быть отличным альтернативным решением для организации такой системы, как альтернативное отопление дома своими руками. Посредством камина можно обогреть дом с небольшой площадью, но качество отопления будет во многом зависеть от того, насколько правильно был устроен камин.

Посредством насосов геоматермального типа можно нагреть даже большой дом. Для функционирования такие альтернативные способы отопления частного дома используют энергию воды или земли. Такая система может выполнять не только обогревательную функцию, но и работать как кондиционер. Это будет наиболее актуальным в жаркие месяца, когда дом нужно не обогреть, а охладить. Такой тип отопительной системы является экологически чистым и не вредит окружающей среде.

Геотермальное отопление частного дома

Солнечные альтернативные источники отопления загородного дома – коллекторы, представляют собой пластины, устанавливаемые на крыше здания. Они собирают солнечное тепло и посредством теплоносителя передают аккумулированную энергию в котельную. В баке-аккумуляторе установлен теплообменник, в который поступает тепло. После этого процесса происходит нагрев воды, которая может быть использована не только для обогрева дома, но и для различных нужд бытового характера. Современные технологии сделали возможным, чтоб такие альтернативные виды отопления частного дома собирали тепло даже в сырую или пасмурную погоду.

Солнечные коллекторы

Тем не менее, наиболее хороший эффект таких отопительных систем можно получить только в более теплых и южных районах. В северных регионах такие альтернативные системы отопления загородного дома подойдут для организации дополнительной отопительной системы, но никак не основной.

Конечно, это не самый доступный  метод, но с каждым годом его популярность только растет. Альтернативное отопление коттеджа таким способом является наиболее простым с точки зрения такой науки, как физика. Солнечные панели выделяются дорогой ценовой категорией, потому что дорогими являются процессы изготовления фотоэлементов.

Достоинства и недостатки

Централизованная отопительная система обладает как достоинствами, так недостатками.

Среди достоинств выделяют:

• надёжность и качество обслуживания за счёт постоянного контроля работы системы техническими службами;
• сравнительно недорогое топливо;
• экологичное оборудование;
• простота в использовании.

Что касается недостатков, то они таковы:

• перепады давления в отопительной системе;
• зависимость графика работы от сезонов года;
• дорогостоящее оборудование;
• отсутствие возможности самостоятельно регулировать температуру на отопительных приборах;
• колоссальные потери тепла в ходе его транспортировки по трубам и узлам.

Виды отопительных систем и принцип регулировки радиаторов

Ручка с клапаном

Чтобы правильно провести регулировку температуры радиаторов, нужно знать общее устройство системы отопления и разводку труб теплоносителя.

В случае индивидуального отопления, регулировка проходит легче, когда:

1. Система запитана от мощного котла.
2. Каждая батарея обустроена трехходовым краном.
3. Смонтирована принудительная прокачка теплоносителя.

На этапе монтажных работ индивидуального отопления необходимо учесть минимальное количество изгибов в системе. Это нужно для того, чтобы уменьшить потери тепла и не снизить давление теплоносителя, подаваемого на радиаторы.

Для равномерного прогрева и рационального использования тепла, на каждой батарее монтируется вентиль. С ним можно уменьшить подачу воды или отключить ее от общей системы отопления в неиспользуемом помещении.

• В системе центрального отопления многоэтажных домов, обустроенных подачей теплоносителя по трубопроводу сверху вниз вертикально, отрегулировать радиаторы невозможно. При таком раскладе верхние этажи открывают окна из-за жары, а в помещениях нижних этажей холодно, так как там батареи еле теплые.
• Более совершенная однотрубная сеть. Здесь теплоноситель подается на каждую батарею с последующим возвращением его на центральный стояк. Поэтому заметной разницы температур в квартирах верхних и нижних этажей этих домов нет. При этом подающая труба каждого радиатора обустраивается регулирующим клапаном.
• Двухтрубная система, где монтируются два стояка, обеспечивает подачу теплоносителя на радиатор отопления и обратно. Для увеличения или уменьшения потока теплоносителя каждая батарея обустраивается отдельным клапаном с терморегулятором ручного или автоматического управления.

Двухтрубная схема

Такой вид схемы более продуманный и совершенный. Основной ее особенностью является то, что труб две, а не одна. Из этой пары одна труба является подающей, а вторая – обратной. К ним параллельно подключаются батареи. Прокладывая отопление по такой схеме, необходимо подключить радиатор к обеим трубам и оснастить их отсекающими задвижками.

В данной схеме теплоноситель продвигается по подающей трубе к каждому из радиаторов. Температура при этом одинакова везде. Затем жидкость идет по обратным трубам, что помогает обеспечить равномерный прогрев всего дома.

У такой схемы много положительных моментов. Прежде всего, это тот факт, что приборы не зависят друг от друга и равномерно нагревают все помещение. Кроме того, используя терморегуляторы, установленные на каждый из радиаторов, можно регулировать теплоотдачу любого из них. Недостатков как таковых у подобной схемы нет, можно отметить только большой расход материалов.

Регулировка батарей отопления Система отопления

На данной вкладке мы постараемся помочь подобрать для дачи правильные части системы.

Система отопления включает, провода или трубы, автоматические развоздушиватели, фиттинги, радиаторы, циркуляционные насосы, расширительный бачок терморегуляторы котел отопления, механизм управления тепла, крепежную систему. Любой узел однозначно важен.

Поэтому соответствие перечисленных частей конструкции необходимо планировать правильно. Сборка обогревания коттеджа включает разные устройства.

Регулировка батарей отопления

Регулировка температуры в батареях ранее казалась чем-то из области фантастики.

Для того, что бы снизить излишнюю температуру в квартирах просто открывалась форточка, а для того, что бы тепло не улетучивалось из прохладного помещения, окна и все щели заклеивали и наглухо забивали.

Так продолжалось до весны, и только после окончания отопительного сезона внешний вид квартиры приобретал хоть немного пристойный вид.

Сегодня технологии шагнули далеко и мы уже не беспокоимся по поводу того, как регулировать батареи отопления. Появились новые, более действенные и прогрессивные методы регулирования температурного режима в помещении, и более подробно о них мы расскажем далее.

Обыкновенные краны, которые монтируются в батареи, а так же специальные вентили могут помочь частично решить проблему. Перекрывая доступ потока горячей воды к системе, или снижая его, вы запросто изменяете температуру в своем доме.

Еще более простой и надежной системой является использование особых автоматических головок. Их монтируют под клапаном, и с их помощью (а именно, с помощью термодатчика), можно регулировать температуру в системе.

Как это работает? Головка наполняется составом, который очень чувствителен к изменениям температурного режима, по этому клапан сможет сам среагировать на чрезмерное повышение температуры, и сможет вовремя закрыться, не допустив перегрева батарей.

Вам хочется более современного и инновационного решения, которое подскажет вам, как регулировать температуру батареи отопления, и даже практически не участвовать в данном процессе? Тогда обратите внимание на такие два способа:

• Вариант первый предусматривает монтирование в комнате одного радиатора, который закрывается специальным экраном, а температура в системе регулируются с помощью приспособлений под названием термостат и сервопривод.
• Далее рассмотрим способ регулирования температурного режима в доме с несколькими радиаторами. Особенности такой системы заключаются в том, что у вас будет не одна, а несколько зон для регулирования температуры. Так же вы не сможете сделать вход клапанов регулировки в горизонтальный трубопровод, и вам придется оборудовать специальную нишу для обслуживания, к которая будет включать специальный подающий трубопровод с монтированными отсечными кранами, а так же «обратку» с клапанами для сервопривода.

Отметим, что существует два основных метода регулировки, преимущества которых очевидны:

• Возможность регулирования уровня температуры воды, поступающей в систему, особым автоматическим агрегатом, который основывает свою работу на показателях вмонтированных в систему датчиков;
• Монтирование в систему устройства, которое будет производить контроль, и регулировать температуру не во всей системе, а в каждой отдельно взятой батарее. Чаще всего для этого используют фабричные регуляторы, которые монтируются на самих батареях.

Взвесив все особенности вашего помещения, выберите тот метод, который вам подходит лучше всего.

Каким может быть отопление в доме?

Отопительные системы домов частного и загородного типа могут быть трех видов:

1. Электрические, известные своей легкостью установки и низким уровнем финансовых вложений на первоначальном этапе. Однако уже в процессе функционирования такой метод обогрева становится более дорогим, требующим высоких мощностей от поставщиков электрической энергии.
2. Воздушные системы на базе использования громоздкого оборудования позволят Вам в самые короткие сроки поднять температуру воздуха в помещениях до заданного уровня. Способ отличается низким экологическим показателем и способностью обогревать разные территории с различной эффективностью.
3. Водяной способ, который по-праву можно отнести к наиболее продуктивной и экономически выгодной возможности обогрева домов. Среди остальных его достоинств – практичность и высокая скорость прогрева, удобство расположения, абсолютно безопасная и бесперебойная эксплуатация, экономия топливного сырья до 20% по сравнению с печным отоплением. Действие водяной системы базируется на естественной циркуляции рабочего теплоносителя.

Сравнение затрат различных отопительных систем

Зачастую выбор определенной системы отопления основывается на стартовой стоимости оборудования и его последующего монтажа. Опираясь на этот показатель, получаем следующие данные:

• Электричество. Первоначальные вложения до 20000 рублей.

• Твердое топливо. Покупка оборудования потребует от 15 до 25 тысяч рублей.

• Котлы на жидком топливе. Установка обойдется в 40-50 тысяч.

• Газовое отопление с собственным хранилищем. Цена 100-120 тысяч рублей.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• Централизованная газовая магистраль. За счет высокой стоимости проведения коммуникации и подключения стоимость превышает 300000 рублей.

Горячее водоснабжение в системах отопления

ГВС в многоэтажных домах обычно является централизованным, при этом вода нагревается в котельных. Подключают горячее водоснабжение от контуров отопления, причем и от однотрубных, и от двухтрубных. Температура в кране с горячей водой по утрам бывает теплой или холодной, что зависит от количества магистральных труб. Если имеется однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома высотой в 5 этажей, то при открытии горячего крана сначала в течение полминуты из него пойдет холодная вода.

Причина кроется в том, что ночью редко кто из жильцов включает кран с горячим водоснабжением, и теплоноситель в трубах остывает. В результате наблюдается перерасход ненужной остывшей воды, поскольку она сливается напрямую в канализацию.

В отличие от однотрубной системы в двухтрубном варианте циркуляция горячей воды происходит непрерывно, поэтому вышеописанной проблемы с ГВС там не возникает. Правда, в некоторых домах через систему горячего водоснабжения закольцовывают стояк с трубами – полотенцесушителями, которые даже в летнюю жару горячие.

В летний период испытаниям подвергается вся система, обеспечивающая центральное отопление в многоквартирном доме. Коммунальные службы проводят текущие и капитальные ремонтные работы на теплотрассе, отключая при этом на ней отдельные участки. Накануне предстоящего отопительного сезона отремонтированная тепловая магистраль повторно подвергается испытаниям (подробнее: «Правила подготовки к отопительному сезону жилого дома «).

Особенности подачи тепла в многоквартирном доме, детали на видео:

Как образуется давление в системе отопления частного дома

Существует три единицы измерения давления:

1. Атмосфера
2. Бар
3. Мегапаскаль

Пока в систему не залита вода либо другой энергоноситель, давление в ней соответствует обычному атмосферному. А поскольку 1 Бар содержит в себе 0,9869 атмосферы (то есть почти целую атмосферу), считается, что давление в незаполненной сети = 1 Бар.

Как только в систему попадает теплоноситель, этот показатель меняется.

Общее давление внутри теплосети, которое учитывают датчики (манометры), состоит из суммы 2 видов давления:

1. Гидростатического. Создаёт вода в трубах и существует, даже когда котёл не работает. Статическое равняется давлению столба жидкости в теплосети и соотносится с высотой отопительного контура. Высота контура = разнице между самой высшей его точкой и низшей. В открытой системе в самой высокой точке находится расширительный резервуар. От уровня воды в нём начинают измерять высоту контура. Считается, что столб воды высотой в 10 м даёт 1 атмосферу и равняется 1 бару, или 0,1 Мегапаскалю.
2. Динамического. В закрытой сети его создают: насос (который заставляет циркулировать воду) и конвекция (расширение объёма воды при нагревании и сужение при её остывании). Показатели этого вида давления меняются в точках объединения труб с разным диаметром, в местах с запорными клапанами и т. д.

Общее давление влияет на:

• Скорость водяного потока и скорость теплообмена между участками системы.
• Уровень теплопотери.
• Коэффициент полезного действия сети. Давление растёт — КПД повышается, а сопротивление контура снижается.

От параметров давления зависит эффективность работы контура в здании.

Его стабильность с оптимальным показателем в системе сокращает потери тепла и гарантирует доставку энергоносителя в отдалённые уголки дома практически с той же температурой, которую он получил при нагреве в котле.

Конструктивные особенности схемы отопления

В цепи отопления за элеваторным узлом находятся разные задвижки. Их роль нельзя недооценивать, поскольку они дают возможность регулировать отопление в отдельных подъездах или в целом доме. Чаще всего регулировка задвижек осуществляется вручную сотрудниками теплоснабжающей компании, если возникает такая необходимость.

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых счетчиков на батареи и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: «Погодозависимая автоматика систем отопления — об автоматике и контроллерах для котлов на примерах «). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам.

Теоретическая подковка – как работает самотек

Естественная циркуляция воды в системах отопления функционирует благодаря гравитации. Как это происходит:

1. Берем открытый сосуд, наполняем водой и начинаем подогревать. Самый примитивный вариант – кастрюля на газовой плите.
2. Температура нижнего слоя жидкости растет, плотность уменьшается. Вода становится легче.
3. Под воздействием притяжения верхний более тяжелый слой опускается на дно, вытесняя менее плотную горячую воду. Начинается естественная циркуляция жидкости, называемая конвекцией.

Пример: если нагревать 1 м³ воды от 50 до 70 градусов, он станет легче на 10.26 кг (ниже смотрим таблицу плотностей при различных температурах). Если продолжить нагрев до 90 °С, то куб жидкости потеряет уже 12.47 кг, хотя дельта температур осталась прежней – 20 °C. Вывод: чем ближе вода к точке кипения, тем активнее происходит циркуляция.

Аналогичным образом теплоноситель циркулирует самотеком по домашней сети теплоснабжения. Подогреваемая котлом вода теряет вес и выталкивается кверху остывшим теплоносителем, вернувшимся из радиаторов. Скорость течения при перепаде температур 20–25 °C составляет всего 0.1…0.25 м/с против 0.7…1 м/с в современных насосных системах.

Малая скорость движения жидкости по магистралям и приборам отопления вызывает такие последствия:

1. Батареи успевают отдать больше тепла, а теплоноситель – остыть на 20–30 °C. В обычной отопительной сети с насосом и мембранным расширительным баком температура падает на 10–15 градусов.
2. Соответственно, котел должен производить больше тепловой энергии после запуска горелки. Держать генератор на температуре 40 °C бессмысленно – течение замедлится до предела, батареи станут холодными.
3. Чтобы доставить до радиаторов потребное количество тепла, надо увеличить проходное сечение труб.
4. Фитинги и арматура с высоким гидравлическим сопротивлением способны ухудшить либо вовсе остановить самотек. Сюда относятся обратные и трехходовые клапаны, резкие повороты на 90° и сужения труб.
5. Шероховатость внутренних стенок трубопроводов не играет большой роли (в разумных пределах). Маленькая скорость жидкости – невысокое сопротивление от трения.
6. Котел на твердом топливе + самотечная система отопления может спокойно работать без теплоаккумулятора и смесительного узла. Благодаря медленному течению воды конденсат в топливнике не образуется.

Как видите, в конвекционном движении теплоносителя присутствуют положительные и отрицательные моменты. Первые следует использовать, вторые – минимизировать.

Как вам статья?