Отопление частного дома своими руками: виды систем и схемы

Известно большое количество систем отопления. Однако не все они подходят для установки в небольшом частном доме.

К тому же подходящая система должна соответствовать проекту здания не только по конструкции, но и по своим параметрам.

По этой причине обогрев дома рассчитывают еще на стадии разработки проекта, а материалы и агрегаты для него учитываются в смете строительства.

Схемы систем отопления частного дома своими руками

Выбирая подходящую систему обогрева, учитывают множество факторов. Среди них самыми важными являются тип здания, функции помещений, теплоизоляция стен, мощность оборудования и стоимость работ, а также доступность и стоимость энергоносителей.

Обычно в частных домах устанавливают водяные системы. В зависимости от размеров и планировки здания применяют естественную или принудительную циркуляцию, одно- или двухтрубную схему.

Источником тепла для обогрева частных домов служат газ, уголь, дрова, электроэнергия, а иногда и возобновляемые природные ресурсы.

Циркуляция и ее типы

По движущей силе различают два типа циркуляции теплоносителя:

1. Естественный.
2. Принудительный.

В агрегатах первого типа теплоноситель движется за счет энергии топлива: при нагревании жидкость расширяется и вытесняется из котла в расширительный бак, а из него в радиаторы стекает под действием силы тяжести.

Такая система проста и независима от подачи электроэнергии. Однако она подходит только для отопительных агрегатов небольшой мощности. Одноэтажный частный домик на 3–4 комнаты — ее сфера применения.

Второй тип циркуляции обеспечивает внешняя сила. Обычно это насос с электроприводом, перекачивающий теплоноситель. По размерам и мощности такие агрегаты ограничений не имеют, но они потребляют электроэнергию, поэтому придется позаботиться о бесперебойной ее подаче.

Различается циркуляция теплоносителя в агрегате и по способу подключения радиаторов к котлу:

• последовательно (однотрубный);
• параллельно (двухтрубный).

Зависимость схемы подачи от типа здания

Большинство загородных и сельских домов состоят из одного этажа и накрыты двускатной крышей. Для таких зданий подходящим вариантом будет вертикальная подача теплоносителя в каждую комнату. При этом мансарду под крышей также можно отапливать.

Для двух- и трехэтажного дома схема подачи иная. В этом случае более подходящей будет двухтрубная схема. При этом прямая и обратная трубы располагаются вертикально, а разводка по этажам монтируется горизонтально. Котел устанавливается в подвале.

Теплоносители и нагревательные приборы

По теплоносителю система обогрева может быть:

1. Паровой.
2. Водяной.
3. Воздушной.
4. Электрической.
5. Комбинированной.

Из них паровое отопление почти уже не применяется.

Нагревательные приборы в этих агрегатах бывают:

• излучающие (отдающие не менее 50% тепла излучением);
• конвективные (75% тепла и более передают конвекцией);
• конвективно-излучающие (передают 50–75% тепла конвекцией, остальное — излучением).

Различают также приборы с естественной и принудительной конвекцией (с вентилятором). Вторые прогревают воздух в комнате более равномерно.

Отопление воздухом

Этот способ обогрева исключает промежуточный теплоноситель. Воздух нагревается непосредственно от отопительного устройства, а затем доставляется в комнаты по воздуховодам.

Обычно такое отопление монтируется в небольших частных домиках, но можно спроектировать установку и для многоэтажного дома. Как правило, воздушное отопление проектируют вместе с домом.

Во время капитального ремонта здания тоже можно ее смонтировать. При этом объем работ возрастает, т. к. приходится прятать громоздкие воздуховоды в стенах, под полом и за подвесными потолками.

В качестве источника тепла используют газовый или твердотопливный котел. Специальные газовые котлы с термостатами позволяют автоматизировать воздушную систему. Кроме отопления она может выполнять функцию вентиляции.

В домах, которые строят по канадской технологии, устанавливают воздушные системы отопления с функциями вентиляции и кондиционирования воздуха. Зимой они обогревают жилище, а летом — охлаждают.

Монтаж канадской воздушной системы обходится недешево. Однако ее преимущества стоят потраченных денег: жилище прогревается быстро, жидкого теплоносителя нет и проблем с ним тоже, вентиляция и кондиционирование входят в список удобств.

Среди недостатков упрощенного воздушного обогрева указывают сухость воздуха. Однако ее можно устранить с помощью увлажнителя, установленного в воздуховоде.

Водяное отопление

Такую систему в частном доме или квартире монтируют чаще всего. Это агрегат, состоящий из котла, радиаторов и соединяющих их в определенном порядке труб.

Теплоносителем служит вода или раствор этиленгликоля. Насос прокачивает воду через котел, где она нагревается, а затем подает в радиаторы, где вода отдает тепло.

Температура в комнатах поддерживается автоматически или с помощью термостатических головок на радиаторах. Монтаж оборудования обходится недорого, систему можно установить и после постройки дома.

Существенный недостаток водяного отопления — замерзание воды и разрушение радиаторов при длительной остановке оборудования. По этой причине в воду добавляют незамерзающий этиленгликоль.

Источниками тепла служат котлы для газа, твердого или жидкого топлива, а также электрические.

Отопление электричеством

Это простейшая система, которая устанавливается за несколько часов. Для обогрева небольших комнат частного дома с хорошей теплоизоляцией площадью до 100 м² вообще ничего монтировать не надо.

Достаточно подключить к розеткам маломощные тепловентиляторы или электрокамины. Большой дом отапливать электричеством слишком накладно, поэтому в нем электрообогрев используют только временно.

Новейшие способы отопления

В последнее время всё чаще используют для обогрева такие устройства:

1. Теплый пол.
2. Тепловой насос.
3. Гелиоустановка.

Теплый пол

Теплым полом называют тепловыделяющие элементы, которые монтируются под полом на бетонной стяжке и подключаются к источнику тепла или к электросети. Теплые полы бывают:

1. Электрические.
2. Водяные.
3. Электроводяные.

Электрический и электроводяной теплый пол легко установить и отремонтировать самостоятельно. Он нагревает воздух под полом, от которого прогревается весь воздух в комнате. Все такие системы автоматизированы и требуют меньше энергии, чем любые другие.

Тепловой насос

Это агрегат, работающий по принципу холодильника, но в отличие от холодильника он перекачивает тепло от земли или воды в дом. Устанавливают тепловые насосы иностранные фирмы, поэтому стоят они дорого.

Однако эксплуатация тепловых насосов обходится дешево, т. к. агрегат не генерирует тепло, а только его транспортирует.

Гелиоустановка

Эти системы называют также солнечными коллекторами. Они улавливают солнечный свет и преобразуют его в тепло. Панели этих агрегатов устанавливают на южном скате крыши.

Внутри панели солнечный свет отражается от зеркал и фокусируется на трубках с теплоносителем (тосол или масло). Нагретый теплоноситель перекачивается в теплообменник (бойлер) и отдает там тепло другому теплоносителю, который циркулирует по радиаторам отопительной системы.

Ночью обогрев обеспечивается за счет тепловой инерции теплоносителя. Агрегат расходует мало электроэнергии, но его эффективность зависит от высоты солнца над горизонтом и облачности.

Расчет системы водяного отопления

В этот расчет входит определение необходимой мощности котла и числа секций батарей.

Котел

Определим тепловую мощность котла, необходимую для отопления дома площадью 150 м². Формула расчета:

где S — площадь дома, Q_У – удельная мощность на 10 м². Удельная мощность зависит от местности (в средней полосе РФ на равна 1,5). По нормативу на каждые 100 м² нужно 10 кВт мощности. Подставляем в формулу: Q_T = (150 · 1,5) / 10 = 22,5 кВт.

Число секций батарей

Для правильного распределения тепловой мощности по комнатам требуется рассчитать число батарейных секций. Исходная величина — теплоотдача секции. Она указывается в технической документации батареи.

Примем, что теплоотдача секции равна 150 Вт. Если разделить это число на 100 Вт/м² (10 кВт/100 м² по вышеуказанному нормативу), получается площадь, которую может обогреть эта секция. В данном случае получаем 150 Вт / 100 Вт/м² = 1,5 м².

Поскольку площадь дома равна 150 м², то число секций N = 150 м² / 1,5 м² = 100 секций. Секции будут распределяться в комнатах в зависимости от площади каждой из них (1 секция на 1,5 м²).

Мощность теплого пола

Расчет для электрических и электроводяных полов прост и опирается на такие нормативы:

• комната или кухня — 0,12–0,14 кВт/м²;
• балкон с остеклением — 0,13–0,17 кВт/м²;
• ванная комната — 0,15 кВт/м².

Если помещения находятся на первом этаже, мощность увеличивают на 20%.

Для водяных теплых полов рассчитывают длину укладываемых труб по формуле:

где L — длина трубы, S — площадь комнаты, а — расстояние между трубами (шаг), L_Т — длина труб подачи, L_РТ — длина проходных труб.

Расчет для воздушной системы

При таких расчетах учитывают категорию дома, в котором монтируется установка воздушного отопления. Расход воздуха определяют так:

V_B = 3,6 · Q / [C · (t_ТН — t_ПОМ)].

где Q — тепловая мощность (поток), C — теплоемкость воздуха, t_ТН — температура потока воздуха, t_B – температура воздуха в комнате.

Температура потока воздуха вычисляется таким образом:

где t_HB — температура наружного воздуха, t — разница температур воздуха до и после нагревателя, P — давление потока.

Схему принудительной двухтрубной системы отопления частного дома своими руками посмотрите на видео: