Как организовать систему отопления в доме

Если вы проживаете в том регионе, где в зимний период времени температура на градуснике всегда ниже ноля, тогда вопрос отопления дома становится крайне важным, особенно для владельцев частных домов. Создавая системы отопления дома, как правило, применяют одну из основных схем отопления. Поэтому рассмотрим стоимость, устройство, а также достоинства и недостатки каждой из них.


Самым старым средством обогрева дома, которое известно еще с давних времен, считается русская печь, но в данном случае ее минусом является всегда холодный пол, ведь весь теплый воздух поднимается всегда вверх. Пришедшие также из старины, камины во многом успели измениться, но, как правило, они являют собой лишь дополнение к обогреву комнаты. Самой популярной в настоящее время является система водяного отопления, которая основана на циркуляции нагретой воды от котла по трубам.

Системы отопления домов

Начиная с этого со следующего абзаца, мы начнём подробно рассматривать системы отопления дома. Сегодня, существуют котлы с нагревом от разного топлива. Реже всего встречается воздушное отопление. Новым видом отопления домов является электрическое, при котором нагрев помещений происходит без теплоносителя, а тепловая энергия получается от электрической.

Водяное отопление

Данная система обогрева является самой простой и надежной. При таком отоплении котел нагревает воду, которая после нагрева проходит по трубам всех батарей дома или квартиры, таким образом, отдавая свое тепло, и опять возвращается в котел для нагрева.



Благодаря специальному насосу происходит циркуляция воды.

Систему водяного отопления можно еще назвать замкнутой цепочкой, которая состоит из

• генератора тепла, то есть котла,
• трубопровод;
• батарей.

По такой системе беспрерывно циркулирует антифриз или вода. Для разогрева генератора понадобится каменный уголь, природный газ, дрова, керосин и т. п., также в данном случае могут послужить источником работы котла:

• альтернативная электроэнергия,
• централизованное электроснабжение,
• ветряные и солнечные преобразователи
• или мини-гидростанции.

Обязательно в систему водяного отопления кроме батарей, труб и котла входят приборы для регулировки системы:

• расширительный бачок (туда попадают излишки антифриза или воды, которые возникают при нагреве),
• насос для циркуляции воды,
• запорный, манометр,
• терморегуляторы,
• предохранительные клапаны и воздухоотводчик.

Устройство системы и принцип ее работы

Мощность котла играет большую роль в работе водяной системы отопления, а зависит она от площади, которую необходимо обогреть:



Если площадь квартиры или дома от 30 до 1000 кв. метров, тогда можно установить электрический котел, мощность которого от 3 до 105 кВт. Но стоит помнить, что применение электрических котлов обладает некими ограничениями, которые могут иметь разные причины: высокая стоимость электрической энергии с учетом расхода 1 кВт на 10 кв. метров, недостаточная мощность электроэнергии, которая подведена к дому, возможные перебои электроснабжения.

Трубы для водяного отопления

Для системы водяного отопления чаще всего применяют трубы из таких материалов:

• стальные,
• нержавеющие,
• стальные оцинкованные.

При монтаже таких труб, их необходимо сварить. Стальные трубы обладают существенным недостатком: низкой стойкостью над коррозией.

1. Нержавеющие оцинкованные трубы такого недостатка не имеют, но для их монтажа желательно воспользоваться резьбовым соединением. Собирая трубопровод из металлических труб лучше обратиться к квалифицированному мастеру. Сегодня при строительстве загородных современных домов такие трубы практически не используют;
2. Медные. Такие трубы считаются надежными, а также способны вынести даже очень высокую температуру воды и высокое давление. Их соединяют способом пайки под высокой температурой, что осуществляется серебросодержащим припоем. Такие медные трубы можно просто замаскировать в стенах заделкой. Установка медного трубопровода также требует работы специалиста. Данный вариант самый дорогой из всех существующих, поэтому он применяется, чаще всего, в эксклюзивном или индидуальном строительстве;
3. Полимерные трубы (полиэтиленовые, металлопластиковые, полипропиленовые трубы, армированные алюминием). Удобные при монтаже и не требующие особых навыков сборщика, именно полимерные трубы. Металлопластиковый вариант, когда алюминиевые трубы с обеих сторон покрывают пластиком, прочный и стойкий к коррозии. Кроме того они не позволяют осадку откладываться внутри трубопровода. Металлопластиковые трубы устанавливают при помощь резьбовых или прессовых соединений. В данном случае не требуется применение сварки, а это снижает стоимость работ по монтажу. Если длительное время по таким трубам шла только горячая вода, а потом резко пошла холодная, тогда материал трубы может потрескаться, что даст течь. Именно поэтому временная остановка работы котла зимой может привести к повреждению труб, что уже не подлежит восстановлению. Также причиной течи может быть сгибание труб под острым углом, ведь слой алюминия может запросто переломиться.

Именно из-за всех таких нюансов выбирая материал для труб водяного отопления необходимо проконсультироваться со специалистом, который учтет возможность аварийного или альтернативного отопления вашего дома и ваши материальные возможности. Специалисты говорят, что самым надежным трубопроводом, который прослужит не одно поколение, является медный.

Система водяного отопления

Сегодня бывает только три варианта разводки труб:

1. одно-,
2. двухтрубная,
3. а также коллекторная.

Оптимальным вариантом для частных домов является двухтрубная система разводки.

Система водяного отопления может быть одно- и двухконтурной. Одноконтурная, как правило, предназначена для отопления комнат, а двухконтурная – для отопления комнат, а также для нагрева воды.

Чаще всего устанавливаются две одноконтурные системы отопления, одна из которых служит для нагрева воды, а другая – для отопления помещений. В таком случае есть возможность летом пользоваться только одной системой, а это существенная экономия, ведь для нагрева воды для бытовых нужд будет затрачиваться всего 25% мощности котла.

Однотрубная разводка

Нагретая в котле вода поступает от одной батареи в следующую. В данной цепочке самая последняя батарея будет самой холодной. Такую систему часто применяют в домах, где много комнат.

(Управлять подобной системой отопления вовсе нелегко, и без специальных приемов перекрыть доступ тепла в одну из батарей нельзя, поскольку при этом перекрывается доступ нагретой воды ко всем остальным батареям).

Намного легче регулировать температуру в комнатах, если система отопления установлена двухтрубной разводкой. В данном случае к каждому прибору для отопления подводят по две трубы: одна с холодной, а другая с горячей водой.

Также трубы можно разводить звездообразным методом:



вода подходит к батареям с нагретой водой, а уходит обратно в котел с холодной водой. В данном варианте температура всех батарей полностью одинаковая.

При распределении системы по типу «шлейф»



более теплыми будут те батареи, которые находятся ближе к котлу – производителю тепла.

Также существует коллекторная разводка, которую еще называют лучевой. При такой разводке к каждому прибору отопления от коллектора подводят по две трубы – прямую и обратную. (В водяной отопительной системе *коллектор – это агрегат, который собирает воду).



Коллекторные или лучевые системы достаточно универсальны, поскольку они позволяют создавать систему отопления со скрытым трубопроводом. Монтаж такой системы водяного отопления можно осуществлять без особых навыков. Такая схема разводки позволяет в дальнейшем регулировать систему и установку электромоторов, которые поддерживают в каждой комнате определенную заданную температуру.

Достоинством подобной системы считается легкость при монтаже, простая регулировка температуры в каждой из комнат, возможность заменять поврежденные участки труб, не разрушая при этом пол. Если данная система устанавливается в доме, тогда на каждом его этаже необходимо расположить коллекторы, из которых к батареям будут идти трубы, которые отдельно подключены к каждой батареи. В шкафах, где находятся коллекторы, также располагается запорная арматура. К недостаткам такого варианта разводки водяного отопления можно отнести большие затраты труб и необходимость на каждом этаже устанавливать шкаф для коллектора.

Стоимость труб зависит от того, какую схему разводки отопления выбрал владелец дома или квартиры. Более низкой стоимостью может похвастаться однотрубная схема разводки.

Стоимость водяной системы отопления

В основном, считается, что для отопления помещения, площадь которого 10 кв. метров необходимо 1 кВт отопительной мощности котла, но есть и некоторые поправочные коэффициенты:

• От двух окон, которые выходят на восток и юг – 1,2;
• От двух окон, которые выходя на север – 1,3;
• Одно окно, которое выходит на запад или север – 1,1.

Исходя из метража всего дома, понадобится котел, мощность которого 25 кВт (к примеру, он будет работать на газе) или котел двухтрубный, который будет нагревать воду для бытовых нужд, мощность которого 28 кВт. Такой котел обойдется, в среднем, в 800 долл. США. Также можно приобрести электрический котел, который подойдет для такой площади дома, и будет стоить от 800 до 850 долл. США.

Теперь выбираем оборудование, итак: батареи берем стальные (на первом этаже 8 батарей, с расчета по 2 батареи под каждое окно, мощность которых 1645 Вт, а размер 500х800; на втором этаже 4 батареи, с расчета по 1 батареи под каждое окно, мощность которых 2353 Вт, а размер 600х1000), трубы из полипропилена (понадобится примерно 200 метров), уголки, кронштейны, краны, а также другие нужные приборы. Сюда стоит подсчитать также проект такой системы отопления и ее монтаж. Все это составит приблизительно 11 000 долл. США.

Если же владельцу дома также необходим подвод для газа, чтобы установить газовый котел, тогда тут также нужен отдельный проект, стоимость которого где-то 400 долл. США. После этого нужно будет провести газопровод, что обойдется в 1 500 долл. США. Если выбрать электрический котел, тогда расходы уменьшаются из-за того, что не понадобится отдельная проводка. В таком случае также не нужны котельная и дымоход.

Воздушное отопление

Такая система отопления, как воздушная бывает системой принудительной гравитации, а также гравитационной системой.

При второй – воздух движется из-за естественной циркуляции за счет давления разных температур. В данном случае возникает разная плотность воздуха, который приводит его в естественное движение по устроенной системе воздушного отопления.

Нагретый воздух выходит постепенно под воздуховодам и оказывается под потолком, он занимает большой объем и таким образом вытесняет холодный воздух вниз, который находится возле дверей или окон, создавая естественную циркуляцию воздуха в помещении, которое отапливается.

Недостатком гравитационной системы воздушного отопления является то, что в верхней части комнат возникает перегрев, за счет поступления холодного воздуха из открытых дверей или окон. Но достоинством подобной системы считается независимость в работе от электричества.

Для системы принудительной вентиляции нужно использовать вентилятор, который имеет электропривод и повышает давление воздуха, распределяя его по всем помещениям. В таком случае воздух является носителем тепла, который нагревается при помощи теплогенератора, главными элементами которого считаются теплообменник и горелка.

Воздух, который подается вентилятором обдувает уже нагретый теплообменник, до температуры от 45 до 60 градусов, а потом подается во все комнаты дома по воздуховодам. Через решетки или по обратным воздуховодам более холодный воздух опять возвращается к теплогенератору.

Скорость движения воздуха в такой системе отопления выше, но минусом такой системы считается шум в распределительных решетках и воздуховодах.

Такая система отопления, как воздушная позволяет владельцу дома обойтись без радиаторов, котлов, трубопровода, а также других отопительных приборов. Теплогенераторы такой системы способны работать от горелки на различном топливе.

Помещения обогреваются за счет того, что туда подается нагретый воздух. Система постоянно работает на автомате. Главным элементом системы воздушного отопления является теплогенератор, который может быть мобильным или стационарным.

В камере сгорания сгорает жидкое топливо, например, газ, керосин или дизель, который подается из горелки. Дизельные и газовые горелки являются взаимозаменяемыми, поскольку имеют стандартное подключение и размеры. Для работы теплогенератора от дизельной горелки понадобятся также фильтры, бак и топливопроводы жидкого топлива. Газовые бытовые теплогенераторы способны работать за счет природного газа, поступающего по магистральным трубам и на сжиженном баллонном пропан-бутане.

Отопление дома, где проживают люди, площадь которого 100 кв. метров в месяц потребует шесть пятидесятикилограммовых баллонов пропан-бутана в случае, если дом отапливается 1 месяц и температура в нем всегда 24 градуса. Специальный обогрев не требуется пропановым резервуарам или газгольдерам, которые имеют размер от 2500 до 500 л. И закапываются в землю.

Ниже камеры сгорания теплогенератора находится вентилятор, в который поступает воздух из комнат, направляющийся далее в теплообменник. После этого нагретый воздух направляется в комнаты, а продукт сгорания уходит через дымоход. Нагнетаемый и нагретый до 60 градусов, воздух движется по всем помещениям, создавая равномерный обогрев в каждом из них. По решетке или обратному воздуховоду воздух опять возвращается в теплогенератор. Выхлопные газы также выходят через дымоход. Чтобы хорошо прогреть дом понадобится расход воздуха 1000-3800 м3/час, если давление будет 150 Па.

Если площадь помещений большая, тогда это может привести к потере тепла, поэтому стоит устанавливать не один теплогенератор, а несколько теплогенераторов, но без воздуховодов. Один воздуховод может иметь максимальную длину до 30 м, а ответвлений – до 15 м.

Воздуховоды

Воздуховоды отличаются друг от друга

•  по своей форме.

Они бывают прямоугольные и круглые.

1. Прямоугольные воздуховоды похожи на коробы, размеры которых могут быть от 100х150 мм до 3200х4000 мм. Такие воздуховоды имеют преимущества над круглыми, когда монтаж происходит в сложных условиях или нужна большая площадь поперечного сечения, они лучше вписываются в интерьер и экономят пространство помещений. Именно поэтому их часто устанавливают в домах. Крепят такие воздуховоды шпильками и профилем.
2. Круглые воздуховоды обладают круглым сечением, внутренний диаметр которых 100-200 мм.Они прочные, а также способны создавать малое аэродинамическое сопротивление. Их крепят хомутом необходимого диаметра и шпильками.

И прямоугольные и круглые воздуховоды крепятся к потолку с помощью забивных анкеров.

• - по своей жесткости: гибкие и жесткие.

1. Жесткие воздуховоды изготавливают из нержавеющей или оцинкованной стали. Их применяют в помещениях любой сложности и планировки.
2. Полугибкие и гибкие воздуховоды с круглым сечением изготавливают из термопластика на спиральном стальном каркасе. Они просты при монтаже, но увеличивают аэродинамическое сопротивление.

• по материалу изготовления бывают металлические и неметаллические.

Металлические:

• дымоходы производят из черной стали (от 1,0 до 2,0 мм) с грунтовкой поверхности;
• из алюминиевого сплава: могут выдержать очень высокие температуры воздуха и не поддаются воздействию коррозии. Часто такие трубы устанавливают на кухнях частных домов;
• воздуховоды из меди предназначены для влажных помещений: ванные, санузлы, кухни, бассейны. Медь в данном случае самый дорогой металл;
• из нержавеющей или оцинкованной стали воздуховоды производятся толщиной от 0,5 до 1,0 мм. Такой вариант отличается своей дешевизной, обладает антикоррозийными свойствами, высокой огнестойкостью и долговечностью в эксплуатации.

Неметаллические:

• воздуховоды из пластика имеют значительно меньшую стоимость нежели металлические, они изготавливаются из винипласта, полиэтилена и так далее. Также они легкие и простые в монтаже, не подвержены коррозии, имеют антистатичные свойства. Но минусом тут является низкая стойкость к огню. Такие воздуховоды крепят пластиковыми или металлическими монтажными скобами;
• воздуховоды из текстиля. Они изготавливаются из полиамида, а для подачи воздуха применяют ткани из полиэфира, который также фильтруют воздух. Чтобы обеспечить огнестойкость, используют стекловолокно. Такие трубы удобные в монтаже, экономичны и легкие. Но текстильные воздуховоды способны только осуществлять приток воздуха.

Воздуховоды, которые проходят через холодные помещения нужно утеплять. Если владелец дома планирует спрятать их под перекрытием, тогда, прежде всего, их стоит поместить в металлические каркасы, а потом изолировать. Чтобы сделать воздух чистым и свежим, к системе понадобится присоединить фильтры, освежители и увлажнители воздуха. На выходящие воздуховоды в помещение крепятся распределители и воздухозаборные приборы.

Стоимость воздушной системы отопления

Пример: частный дом, имеющий 2 этажа, утепленный чердак и подвал. Общая площадь составляет 300 кв. метров. Воздуховоды и нужные устройства обойдутся где-то в 8 000 долл. США, а расходные материалы – 550 долл. США. Разводка и трубы воздуховодов составят стоимость 10 – 15 долл. США, проект – 700 долл. США, а работы по монтажу и пусконаладочные работы обойдутся в 2 300 долл. США.

Исходя из этого, воздушное отопление обойдется почти в 11 000 долл. США. Многие фирмы устанавливают такое отопление под ключ за 26-36 долл. За 1 кв. метр. Если сравнить расчеты воздушного и водяного отопления, тогда видно, что минимальный расчет воздушного отопления будет ниже чем водяного. Благодаря тому, что воздушная система является автоматической, она также может включаться только несколько раз на сутки, чтобы поддерживать приятную температуру в комнатах. Потребление топлива потребует на 40% ниже затрат, нежели потребление воды при водяном отоплении.

Недостатками воздушного отопления являются: сложность в модификации, грамотный расчет, трудная работа по разводке, установить можно только при новом строительстве, необходимость в увлажнении воздуха в комнатах.

Система электрического отопления

Среди вариантов электрического отопления для частных домов есть: потолочные длинноволновые инфракрасные обогреватели, электроконвекторы, пленочные и кабельные системы для обогрева потолка и пола. Итак, рассмотрим, как применяются электроконвекторы. Они считаются популярными в загородных малоэтажных строениях, особенно там, где не проведен газ.

Принцип работы электроконвектора

Работа данной системы основана на циркуляции воздуха, из-за чего тот отдает больше, чем 80% тепла в помещения. Надежность, а также отличная влагозащищенность конвекторов позволяет многим устанавливать их в детских комнатах или в ванной, ведь температура на поверхности будет не больше 60 градусов. Бывают такие варианты электроконвекторов, которые не сушат воздух и не сжигают в помещении кислород.

Нагрев воздуха осуществляется нагревательным прибором, который состоит из токопроводящих компонентов. После того, как воздух нагрелся, он увеличивается в объеме и через жалюзи решетки поднимается вверх.


Комфорт обеспечивает электронная система, поддерживая нормальную температуру в комнатах. Есть модели, которые имеют термостаты. Они служат для того, чтобы экономить электроэнергию.

Датчик температуры фиксирует нормальную температуру комнаты и подает сигнал термостату, который либо включает, либо выключает элемент нагрева. Если есть термостат, тогда можно настроить подходящий режим работы и отключать отопление только, когда жители дома будут долго отсутствовать.

На встроенный термостат также влияет температура корпуса конвектора, именно поэтому данные иногда могут быть неточными. Если термостат выносной, тогда его регулятор учитывает температуру там, где его установили. Такое оборудование крепится к стене высотой на 1 – 1,5 м над полом.

Электроконвекторы также можно поделить на две группы по их размерам: высокие (до 45 см), а также плинтусные (до 20 см). Высокие конвекторы устанавливают на полу или прикрепляют с помощью рамы на стене. Плинтусные электроконвекторы являются более удобными и их можно установить под окнами.

Мощность таких устройств от 0,5 до 3,0 кВт (шаг между мощностями 250 Вт). Размеры конвекторов могут быть разными, например, при толщине 80 мм, длина – 2,5 м. Для эффективной работы стоит устанавливать конвектор на высоте до 1 м. или под окнами. Чтобы обеспечить нормальную циркуляцию потока воздуха необходимо оставить электроконвектор открытым (то есть не заслоняя его предметами) на расстоянии до 10 см.

По затратам в эксплуатации, такой вид отопления считается безопасным и надежным и проигрывает он только газовой системе. Необходимости заземлять проводку, в данном случае, нет, ведь все приборы нечувствительны к перепаду электрического напряжения. Для того чтобы оборудование работало, напряжение в электросети должно составлять 220 В.

Количество необходимых электроконвекторов

Мощность, а также количество конвекторов определяют исходя из площади помещений, которые будут отапливаться.

За основу всех расчетов принимается мощность для обогрева 1 куб.метра помещения. Итак: 20 Вт нужно на 1 куб. м, если помещение хорошо утеплено; 30 Вт нужно на 1 куб. м если помещение имеет утепленные стены и пол, а окна застеклены стеклопакетами; 40 Вт нужно на 1 куб. м, если помещение находится в слабо изолированном здании; 50 Вт нужно на 1 куб. м, если помещения находятся в плохо изолированном доме.

Пример: для полного отопления дома, площадь которого 100 кв. метров, а высота этажа – 3 метра, если дом слабо изолированный, понадобится 40 Вт на 1 куб. м, что составит 12 000 Вт на весь дом. Для такого обогрева понадобится установить 4 конвектора, мощность которых по 2,5 кВт, а 1 конвектор – 2,0 кВт. В зависимости от фирмы производителя, стоимость такого электроконвектора может колебаться в рамках 100 – 250 долл. США. Для данного случая, чтобы купить нужное количество конвекторов понадобится сумма 1250 долл. США.
К преимуществам такой системы можно отнести то, что затраты на оборудование, профилактику и обслуживание существенно невысокие.

Недостатком электроконвекторов является то, что такое оборудование обогревает комнаты неравномерно по всей высоте. В данном случае теплый воздух поднимается вверх, а холодный воздух скапливается вдоль пола. Также минус такой системы отопления заключается в том, что он зависит от электричества, поэтому в случае отключения электроэнергии, он перестанет работать. Также потоки электричества, которые циркулируют по проводке, способны собирать пыль. Но сегодня некоторые производители создали модели, которые собирают намного меньше пыли.

Как остановится на одном варианте отопления?

Согласно опыту специалистов, которые имели дело с установкой систем отопления, самым правильным вариантом отопления для определенного дома считается тот вид, который самый доступный по возможностям хозяина. В каждой системе отоплении, которые были описаны выше, есть свои преимущества и недостатки, поэтому прежде чем остановится на одном стоит посоветоваться с профессионалом.

Естественно, если к дому проведен газ, тогда стоит выбрать водяную систему отопления на газовом котле. На сегодняшнее время, газ считается самым дешевым источником энергии. Но в зимний период времени бывают резкие скачки давления газа аж до 120 мм вод. ст., когда норма для котла – 180 вод. ст. В свою очередь это может привести к тому, что отопление отключится.

Для отопления дома также можно воспользоваться системой с электроконвекторами. Но система электрического отопления будет оптимальным вариантом, если есть подвод к электроэнергии с достаточной мощностью. Однако в таком случае отопление дома будет постоянно зависеть от наличия электричества, а если его выключат, тогда в доме будет холодно.

Владельцам частных домов, которые далеко от цивилизации, придется подумать над тем, чтобы создать независимую систему отопления. К примеру, установить в своем доме печь или камины, которые обогревают помещение за счет твердого топлива. Основной опасностью таких вариантов считается попадание в комнаты большего количество углекислого газа, поэтому необходимы будут хорошие печники. Альтернативой печи считается котел на угле или дровах, отапливающий помещения по системе водяного отопления. Такие котлы дополнительно снабжают датчиками, которые регулируют нормальную температуру в помещении без электричества. Также можно установить котлы на жидком топливе, но продукты сгорания жидкого топлива вредят организму человека и такое отопление будет дороже, чем предыдущий вариант.

Чтобы удостовериться в том, что в доме всегда будет тепло и комфортно, необходимо заранее позаботиться о том, чтобы была возможность пользоваться разными источниками тепла. Например, можно установить камин на дровах или купить котел, который способен работать на разном топливе. Такие модели производят многие европейские фирмы, но их стоимость существенно больше стоимости простых котлов.