Отопительная система для частного дома посредством радиаторов и котельного оборудования имеет два основных способа подключения: однотрубное и двухтрубное.

Обе схемы имеют свои преимущества и недостатки.

При ее выборе следует учитывать площадь помещения, количество жилых этажей и регион проживания.

Выбор разводки труб зависит от системы подключения: однотрубная и двухтрубная , и способу циркуляции воды в трубах: естественное и принудительное (при помощи циркуляционного насоса).

Однотрубная — основывается на последовательном подключении радиаторов. Горячая вода, нагретая при помощи котла, по одной трубе проходит через все обогревательные секции и заходит обратно в котел. Типы разводки для однотрубной схемы: горизонтальная (при принудительной циркуляции воды) и вертикальная (при естественной или механической циркуляции).

Труба при горизонтальной разводке устанавливается параллельно полу, радиаторы должны располагаться на одном уровне. Жидкость подается снизу, выводится аналогично. Циркуляция воды осуществляется при помощи насоса.

При вертикальной разводке, трубы располагаются перпендикулярно полу (вертикально), нагретая вода подается вверх, а затем по стояку спускается к радиаторам. Вода циркулирует самостоятельно, под воздействием высоких температур.

Двухтрубная система базируется на параллельном присоединении радиаторов к цепи, то есть горячая вода индивидуально поставляется к каждой батарее по одной трубе, а выпуск воды производится по второй. Типы разводки – горизонтальная или вертикальная. Горизонтальная разводка осуществляется по трем схемам: проточная, тупиковая, коллекторная.

Подключение конвекторов к отопительной системе выполняется следующими приемами: нижнее, верхнее, одностороннее и диагональное (перекрестное). От плана установки батареи зависит циркуляция жидкости внутри него.

Для однотрубной и двухтрубной систем вертикальная разводка преимущественно используется для домов, содержащих два и более этажа.

Однотрубная

Принцип действия однотрубной отопительной системы – круговая циркуляция жидкости по одной магистрали. Нагретый теплоноситель выходит из котла и проходит последовательно через каждый подключенный конвектор.

В каждый последующий поступает вода из предыдущего, по мере ее прохождения, часть тепла теряется в результате остывания. Чем дальше батарея от котла, тем ниже ее температура. При выходе из строя одного элемента, нарушается работа всей цепи.

Монтаж осуществляется горизонтальным или вертикальным способом , во втором случае, котел оптимально установить на нижнем уровне, чтобы обеспечить естественную циркуляцию жидкости.

Преимущества однотрубной схемы: легкость монтажа, небольшой затрат расходных материалов, эстетичность (при горизонтальной разводке трубу можно скрыть, например, вмонтировать под пол).

Недостатки:

• Взаимосвязь элементов цепи — выход из строя одного радиатора ведет к нарушению работы всей системы;
• Высокие теплопотери ;
• Невозможность контролировать нагрев отдельных элементов системы;
• Ограниченная площадь обогрева (до 150 м 2).

Тем не менее, для одноэтажного дома с небольшой площадью рациональнее выбирать данный тип отопления.

Двухтрубная

В этой системе жидкость циркулирует по двум выделенным магистралям: подающей (выход теплоносителя из котла) и обратной (к котлу). Две трубы подсоединяются к водяному обогревателю. Монтаж осуществляется вертикальным или горизонтальным методом разводки. Горизонтальная — выполняется тремя схемами: проточным, тупиковым, коллекторным.

При проточной схеме, движение воды происходит последовательно , сначала жидкость выходит из первого конвектора, далее к магистрали присоединяется второй и последующие элементы, затем вода возвращается к котлу. Теплоноситель в подающей и обратной трубах, в этом случае, движется в одном направлении.

Тупиковая разводка характеризуется противоположным направлением воды в трубах, то есть вода выходит из первой батареи и устремляется к котлу в обратном направлении, аналогично из остальных обогревателей.

При лучевой или коллекторной разводке, нагретая жидкость подается к коллектору, от которого отходят трубы к конвекторам. Этот вариант более дорогостоящий, но отличается возможностью точной регулировки напора воды.

Преимущества:

• Параллельное подключение конвекторов , вывод из строя одного элемента не влияет на работу всей цепи;
• Возможность установки терморегуляторов ;
• Минимальные теплопотери ;
• Функционирование системы в помещениях любой площади.

Недостатками такой схемы является более сложная система монтажа, высокий расход материалов.

Варианты подключения

Способы подключения радиатора к трубопроводу:

1. Верхнее . Теплоноситель поступает в обогреватель сверху и выходит аналогичным образом. Данный тип монтажа отличается неравномерным прогревом, так как теплоноситель не прогревает низ прибора, поэтому использование такого способа в домах нерационально.
2. Нижнее. Теплоноситель входит и выходит внизу, отличается небольшой теплопотерей (до 15 %). Преимущество данного способа — возможность смонтировать трубу под пол.
3. Одностороннее или боковое . Подающая и обратная трубы подключаются к одной стороне конвектора (сверху и снизу). При этом обеспечивается хорошая циркуляция, что снижает теплопотери. Такой тип монтажа не подходит для конвекторов с большим количеством секций (более 15), так как в этом случае дальняя часть будет плохо прогреваться.
4. Перекрестное (диагональное). Подающая и обратная трубы подключаются с разных боковых сторон радиатора по диагонали (сверху и снизу). Преимущества: минимальные теплопотери (до 2%) и возможность подключения прибора с большим количеством секций.

Способ подключения радиаторов к трубопроводу влияет на качество прогрева помещения.

Монтаж радиаторов

монтаж радиатора

Радиаторы должны устанавливаться в местах с наибольшим перепадом температуры , то есть возле окон и дверей. Располагать обогреватель под окном необходимо таким образом, чтобы их центры совпадали. Расстояние от прибора до пола должно быть не менее 120 мм, до подоконника – 100 мм, до стены – 20-50 мм.

Монтаж батареи к трубопроводу осуществляется при помощи фитингов (уголок, муфта комбинированная с резьбой) и крана шарового «американка», методом пайки или сварки. На одно из других отверстий устанавливается воздуховыпускник (кран Маевского), оставшееся отверстие закрывается заглушкой.

Перед заполнением системы проводят первый пробный пуск для ее прочистки и проверки на наличие утечек. Воду следует оставить на несколько часов, затем слить. После этого вновь заполнить систему, повысить давление при помощи насоса и выпустить воздух из радиатора до появления воды, затем включить котел и приступать к отоплению помещения.

Распространенные ошибки при монтаже: неправильное размещение конвектора (близкое расположение к полу и стене), несоответствие количества секций обогревателя и типа подключения (боковой тип подключения для батарей с количеством секций более 15) – в этом случаев прогрев помещения будет осуществляться с меньшей теплоотдачей.

Выплескивание жидкости из бачка свидетельствует о ее переизбытке, шумы в циркуляционном насосе о наличии воздуха – данные проблемы устраняется при помощи крана Маевского.

Цена на оборудование

Примерный расчет оборудования для отопительной системы дома, площадью 100 м 2 .

Стоимость работ монтажа мастером обойдется приблизительно в 50.000 – 60.000 рублей.

Итоги и выводы

На выбор схемы подключения радиаторов влияет площадь помещения и количество этажей. Для небольшого одноэтажного дома оптимальным вариантом будет выбор установки однотрубной горизонтальной системы. Для домов, площадью более 150 м 2 с двумя и более этажами предпочтительнее устанавливать двухтрубную вертикальную разводку с диагональным подключением.

Проблема организации системы отопления собственного дома – одна из ключевых при проведении строительства, реконструкции, капитального ремонта и т.п . Даже при покупке готового загородного здания следует этому вопросу уделять самое пристальное внимание. А для этого в обязательном порядке следует иметь представление о существующих типах отопительных систем, об их достоинствах и недостатках, об эксплуатационных особенностях.

Изо всех видов отопления лидером по по пулярности остается водяное – с трубами, переносящими разогретый жидкий теплоноситель от котла к радиаторам, конвекторам или контурам теплого пола. Несмотря на громоздкость такой системы, масштабность работ при создании, реальной альтернативы, если оценивать по совместным критериям «ценовая доступность – эффективность – экономичность», пока нет. Ну а уже среди всех водяных систем наиболее проста в исполнении – однотрубная. Как планируется и монтируется однотрубная система отопления частного дома своими руками – будет рассмотрено в настоящей публикации.

Что отличает однотрубную систему отопления

Главная особенность однотрубной системы отопления, наверное, уже сразу понятна из самого названия.

Циркуляция теплоносителя здесь организована по одной магистральной трубе, которая образует кольцо, начинающееся и заканчивающееся в отопительном котле. К этой трубе последовательно или параллельно подключены все радиаторы отопления.

Отличить внешне однотрубную и двухтрубную систему – совсем несложно, даже просто взглянув на радиатор отопления.

Несмотря на разницу в подключении радиаторов — все это однотрубная система

Несмотря на разнообразие вариантов подключения батарей, представленное на рисунке, все это относится к однотрубной разводке. Варианты «а» и «б» показывает последовательное размещение радиаторов – труба как бы проходит сквозь них. В вариантах «в» и «г» батареи поставлены параллельно трубе. Но в любом случае , и вход и выход из любого радиатора «опираются» на одну общую магистраль.

Для наглядности, чтобы легче было разобраться, приведем схему двухтрубной разводки:

Всегда, при любой схеме врезки батареи, вход в нее идет от магистрали подачи, а выход замыкается на трубу «обратки».

Подробнее о том, что собой представляет , читайте в специальной статье нашего портала.

Даже неискушенному в вопросах создания системы отопления, скорее всего, сразу становится понятен основной недостаток однотрубной схемы. Разогретый в котле теплоноситель, проходя последовательно через расположенные радиаторы, остывает, и в каждой последующей батарее его температура ниже. Особенно заметен будет этот перепад, если сравнить первую точку теплообмена, расположенную ближе всего к котельной, с самой последней в «цепи».

Существуют определенные методы, позволяющие в определенной мере нивелировать этот недостаток – о них будет рассказано ниже.

Достоинства однотрубной системы

Как бы то ни было, однотрубная схема системы отопления пользуется достаточно широкой популярностью, которая обусловлена ее преимуществами:

• Такая разводка требует минимального количества материала – (можно смело говорить примерно о 30 – 40% экономии на трубах).
• Исходя из первого пункта – существенно меньше масштаб проводимых монтажных работ.
• Схема разводки несложна, и потому с задачей самостоятельного монтажа сможет справиться большинство хозяев , имеющих определенные навыки в сантехнических работах.
• Однотрубная система является чрезвычайно надежной – один раз правильно смонтированная и отлаженная, она не будет требовать вмешательства в свою работу долгие годы. При этом не требуется каких-либо сложных регулировочных узлов или оборудования.
• Подобная система – достаточно универсальна, и при желании ее можно смонтировать как в одноэтажном доме, так и на нескольких уровнях, естественно, несколько меняя требуемую оснастку и адаптируя схему подключения.

Одна труба проходит вдоль поверхности пола — она не слишком бросается в глаза и ее несложно задекорировать

• Магистральная труба всегда проходит вдоль пола (за исключением вариантов со стояками, которые будут рассмотрены ниже). Подобное расположение дает возможность без особых затрат задекорировать трубу, например, закрыв ее , после соответствующей термоизоляции, финишным напольным покрытием. Да и, в конце концов, одна низкорасположенная труба не так бросается в глаза, и скрыть ее всегда проще, нежели две.

Недостатки однотрубной схемы отопления

Однотрубные системы отопления активно применялись в промышленном масштабе, при возведении жилых и общественных зданий. Строителей, наверняка , в полной мере устраивали простота монтажа и экономичность в плане расхода материалов, поэтому недостатки системы отходили на второй план. Но вот при частном строительстве «минусы» однотрубной системы и знать, и принимать в расчет придется , так как они достаточно существенные.

• О главном уже упоминалось – в самом упрощенном виде разводки невозможно добиться равенства температур теплоносителя во всех батареях контура.Один из выходов – это постепенно увеличивать количество секций от помещения к помещению по мере удаления от котла, чтобы достичь равной теплоотдачи за счет повышения площади активного теплообмена. Но при этом , понятно, уже сложно будет говорить об экономии на материалах – радиаторы могут стоить куда больше, чем трубы.

Есть и другие способы выравнивания температуры – о них разговор пойдет ниже.

• Если планируется система отопления с естественной циркуляцией, то можно столкнуться с трудностями в плане соблюдения обязательного требуемого уклона труб. При однотрубной системе магистраль расположена вдоль пола, и если помещение достаточно просторное, или периметр зд ания имеет большую протяженность , то справиться с такой задачей порой просто невозможно.

Вывод – однотрубная система с естественной циркуляцией подойдет лишь для компактных в плане зданий. В ином случае – установка циркуляционного насоса станет обязательной. Впрочем, установить насос сейчас с тараются при любой возможности, а многие современные котлы отопления уже имеют встроенный узел обеспечения циркуляции.

• Однотрубная система совершенно исключает врезку в нее , помимо радиаторов отопления, контуров «теплых полов». Если в перспективе хозяева предполагают в каком-либо из помещений организовать водный подогрев пола, то лучше сразу монтировать двухтрубную систему.

Подробнее о – в специальной статье нашего портала:

Схемы разводки однотрубной системы отопления

Общий контур однотрубной системы чаще всего располагается вдоль внешних стен помещений дома и проходит параллельно полу (или с необходимым уклоном). А вот схема включения в этот контур радиаторов отопления может различаться. Рассмотрим возможные варианты – от самых простых к более сложным и эффективным.

Так как принципиальная схема разводки труб и общей оснастки не меняется, то от рисунка к рисунку сохранится общая нумерация узлов, с указанием только вновь появившихся элементов.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как работает в системе отопления

Самые простейшие схемы

А. Самая простая разводка однотрубной системы:

Цифрами на схеме показаны:

1- отопительный котел . От котла вверх уходит главная труба подачи (поз. 2). На схеме представлен вариант однотрубной системы отопления открытого типа , поэтому в самой верхней точке разводки смонтирован расширительный бак (поз. 3).

Цены на разные виды котлов отопления

котлы отопления

Если система работает по принципу естественной циркуляции, то для однотрубной разводки обязателен стартовый участок – так называемый «разгонный коллектор» (поз. 4). Он не допустить застоя теплоносителя в системе и придаст дополнительный импульс циркуляции жидкости по трубам. Высота этого разгонного коллектора над первым радиатором (h 1) – не менее полутора метров.

Сами радиаторы отопления (поз. 5) в простейшей схеме установлены последовательно с нижним подключением входа и выхода с противоположных сторон. Понятно, что при прокладке трубы для обеспечения естественной циркуляции соблюдается уклон (он показан коричневыми стрелками).Мало того, должно быть соблюдено превышение последнего радиатора в цепочке над котлом отопления (h 2). Чем больше эта величина, тем лучше, поэтому котельные нередко размещают в цокольных помещениях или делают искусственное заглубление пола в месте установки прибора. Максимально допустимое значение h 2 – 3 метра.

Чтобы избежать всех этих сложностей, оптимальным решением станет установка насосного узла (поз. 6).Он включает сам насос (поз. 7), байпас (перемычку) и систему кранов (поз. 8) которые позволяют при необходимости проводить переключение с принудительной циркуляции на естественную (например, если в районе постройки перебои с электропитанием не являются редкостью).

Необходимо предусмотреть еще один момент – возможность выпуска воздушных пробок , которые могут скопиться в верхней точке радиаторов. Для этого на батареях размещают воздухоотводчики (поз. 9).

Слева — кран Маевского. Справа — автоматический воздухоотводчик

Они могут представлять собой краны Маевского, которые периодически откручиваются для выхода воздуха. Более дорогой вариант – автоматические воздухоотводчики , которые не требуют вмешательства человека.

Цены на кран Маевского

кран маевского 1/2

Такая схема подключения радиаторов является самой примитивной, так как в ней в максимальной степени сказываются все недостатки однотрубной системы. Последние радиаторы в контуре всегда будут значительно холоднее первых.

Б. В следующей схеме предусмотрено лишь одно улучшение – радиаторы подключены по диагонали (показано фиолетовым стрелками).

Такое прохождение теплоносителя через батарею способствует максимальной отдаче тепловой энергии и более равномерному прогреву всех секций. Но разница температур в первом и последнем радиаторе, очевидно, будет еще выше. Кроме того, такая схема врезки батарей существенно снижает возможности естественной циркуляции теплоносителя, а при длинном общем контуре вообще станет невозможной.Значит, без циркуляционного узла обойтись не удастся.

В. Для такой разводки больше подойдет система открытого или закрытого типа с принудительной циркуляцией. На схеме ниже представлен вариант с герметичным расширительным бачком.

Насос в данном случае врезан непосредственно в магистральную трубу (хотя может сохраниться и ране указанная схема его обвязки). Основное же отличие – это расширительный бак мембранного типа (поз. 10), который обычно устанавливается на «обратке» неподалеку от котла (регламентации здесь нет – выбирается оптимальное с точки зрения компоновки и удобства эксплуатации место). И второй обязательный элемент – «группа безопасности» (поз. 11), состоящая из предохранительного клапана , рассчитанного на определенное значение предельного давления в системе, автоматического воздухоотводчика и прибора визуального контроля – манометра.

Собранная в одном корпусе «группа безопасности»

В дальнейшем, при рассмотрении схем будет показана только закрытая система с принудительной циркуляцией. Это делается лишь для того, чтобы не перегружать рисунки линиями. А в целом же перед владельцем дома выбор остается тот же – закрытый или открытый расширительный бак, а циркуляция естественная, принудительная или комбинированная.

У всех трех приведённых выше схем есть один общий важный недостаток. Он заключается в том, что при выходе из строя и аварийного демонтажа любого из радиаторов система становится временно полностью неработоспособной, так как контур разрывается.

Поэтому, если уже принято решение смонтировать однотрубную систему отопления, то оптимальным выбором станет «ленинградка», которая позволяет уйти от многих характерных недостатков и дает больше возможностей в плане регулировок.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие бывают

Модернизированный вариант однотрубной системы отопления – «ленинградка »

Откуда пошло это устоявшее название, «ленинградка», доподлинно неизвестно. Возможно, именно в Северной столице специалистами НИИ был разработан технический регламент подобной системы отопления. Не исключено, что при начале масштабного жилого строительства в стране какие-то ленинградские строительные организации первыми поставили такую схему «на поток». Как бы то ни было, именно «ленинградка» была рассчитана на массовое строительство, как малоэтажное, так и высотное, и ее конструкция, при экономичности в плане расхода материалов и при несложности монтажа, позволяет достаточно эффективно использовать тепловую энергию в больших по протяжённости контурах отопления.

Главное отличие «ленинградки» — вход и выход на каждом из радиаторов соединены перемычкой – байпасом. Или же другой вариант – от магистральной трубы сделаны отводы ко входу и выходу каждой из батарей.

Цены на байпасы

Принципиальная схема «ленинградки» показана на рисунке:

Базовая схема однотрубной системы — «ленинградки»

Наличие байпаса (поз. 12) позволяет более равномерно распределять тепло по радиаторам, в разной мере удаленным от котла отопления. Даже если через какую-либо батарею ток теплоносителя прервется (например, случился засор или образовалась воздушная пробка), система все равно будет работоспособной.

На представленной схеме показан самый простой вариант «ленинградки», без оснащения какими бы то ни было регулировочными устройствами. Он нередко применялся раньше, и опытные мастера уже знали, какой примерно диаметр байпаса требуется на той или иной батарее для того, чтобы в максимальной степени выровнять температуру во всех точках. Так, совершенно незначительное увеличение количества труб позволяет снизить общее число секций батарей в удаленных от котельной помещениях.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как устроена и как работает

Тот же вариант, но с диагональной врезкой батарей, улучшающей их общую теплоотдачу:

Но и это еще не все. Во-первых, самостоятельно просчитать диаметр перемычки для каждой батареи – очень сложно. А во-вторых, такая схема пока не предусматривает возможности демонтажа любого отдельно взятого радиатора без нарушения замкнутости общего контура. Поэтому лучше всего использовать модернизированную модификацию «ленинградки»:

Модернизированная схема — с кранами и регулировочными вентилями

В этом варианте каждый радиатор с обеих сторон окружен кранами (поз. 13). В любой момент можно «отсечь» батарею от общей трубы – например, когда помещение по каким-либо причинам временно не нуждается в отоплении, или в случае возникновения необходимости демонтажа для ремонта или замены. Работа системы при этом никак не нарушится .

Эти краны, по большому счету, можно использовать и для регулировки нагрева конкретного радиатора, увеличивая или снижая ток теплоносителя.

Но разумнее будет установить здесь шаровые краны, которые рассчитаны преимущественно на работу в двух положениях – «открыто» или «закрыто». А для регулировки будет служить игольчатый балансировочный вентиль, смонтированный на байпасе (поз. 14).

Та же схема – с диагональным подключением:

А вот подобное подключение – на фотографии:

Радиатор подключен к «ленинградке»

• Синие стрелки – запорные шаровые краны на входе и на выходе радиатора.
• Зеленая стрелка – балансировочный вентиль.

Подобная модернизированная система «ленинградки» дает возможность, при необходимости, монтировать систему не единым закольцованным контуром, а с выделенными участками – ответвлениями. Например, так можно организовать разводку в двухэтажном здании, или же в доме, имеющем «крылья» или боковые пристройки.

«Ленинградка» с дополнительным ответвленным контуром

В этом случае от магистральной трубы делается отводка (поз. 16), идущая на дополнительный контур отопления, и врезка в обратную трубу (поз. 17). А на «обратке» дополнительного контура (поз. 15) целесообразно установить еще один игольчатый регулировочный вентиль (поз. 18), с помощью которого можно добиться сбалансированности совместной работы обеих ответвлений.

Для двухэтажного дома возможен и еще один вариант. Если планировка помещений в общих чертах совпадает, то будет рациональным применить систему вертикальных стояков.

19 – межэтажное перекрытие.

20 – труба подачи от котла.

21 – труба «обратки».

22 – стояки, в которые включены радиаторы по схеме «ленинградки» с регулируемым байпасом.

Здесь, правда, есть один интересный момент. Каждый сток сам по себе организован по принципу однотрубной системы (выделено зеленым цветом). Но если рассматривать систему в совокупности, то стояки включены уже в двухтрубную систему – каждый из них подключен параллельно к трубе подачи и к обратке (выделено коричневым). Таким образом, налицо гармоничное сочетание достоинств обеих систем.

Видео: система отопления «ленинградка»

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют

Планирование системы отопления

При проведении предварительного планирования любой системы отопления необходимо учесть немало нюансов, напрямую влияющих на ее эффективность. Очень важно правильно определиться с выбором основных элементов – котла, радиаторов, труб для создания контуров, расширительного бака, циркуляционного насоса. В идеале, подобный расчёт необходимо поручить специалистам. Но знать основы и уметь ориентироваться в таких вопросах – никогда не будет лишним.

Какой потребуется котел ?

Главное требование к котлу: его тепловая мощность должна в полной мере обеспечивать эффективность отопительной системы – поддерживать требуемую температуру во всех обогреваемых помещениях и полностью восполнять неизбежные теплопотери.

В данной публикации не будет останавливаться на разновидностях отопительных котлов. Каждый домовладелец принимает индивидуальное решение – исходя из доступности и стоимости энергоносителей, наличия или отсутствия возможности оборудования котельной, складирования топлива, учитывая свои финансовые возможности по приобретению того или иного оборудования.

Но вот мощность котла – это тот общий параметр, без учета которого создать рациональную и эффективную систему отопления нельзя.

Можно встретить массу рекомендаций по простейшему самостоятельному расчету требуемой мощности. Как правило, рекомендуется исходить из соотношения 100 Вт на 1 м² площади дома. Однако, подобный подход дает лишь приблизительное значение. Согласитесь, что здесь не принимаются во внимание ни разница в климатических условиях региона, ни особенности помещений. Поэтому предлагаем воспользоваться более точной методикой.

Для начала, составьте небольшую таблицу, в которой укажите все помещения своего дома и их параметры. Наверняка , у каждого хозяина есть план здания, и, зная особенностисвоих «владений», на заполнение такой таблицы он потратит совсем немного времени. Пример приведен ниже:

комната	площадь, кв. м	наружная или балконная дверь	наружные стены, количество, куда смотрят	окна, количество и тип	размер окон	требуется для обогрева, кВт
ИТОГО:						18,7 кВт
прихожая	6	1	1, С	-	-	2.01
кухня	11	-	1, В	2, двойной стеклопакет	120×90 см	1.44
гостиная	18	1	2, Ю.З	2, двойной стеклопакет	150×100 см	3.35
спальная	12	-	1, В	1, двойной стеклопакет	120×90 см	1.4
детская	14	-	1, З	1, двойной стеклопакет	120×90 см	1.49
так далее по всем помещениям						…

Теперь, когда данные подготовлены, переходите к калькулятору, размещенному ниже, и просчитайте потребность в тепловой энергии для каждого помещения с занесением в таблицу – это очень просто. Останется затем лишь просуммировать все значения.

Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках

Укажите площадь помещения, м²

100 Вт на кв. м

Количество внешних стен

Одна две три четыре

Внешние стены смотрят на:

Север, Северо-Восток, Восток Юг, Юго-Запад, Запад

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утеплены Средняя степень утепления Внешние стены имеют качественное утепление

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

35 °С и ниже от - 25 °С до - 35 °С до - 20 °С до - 15 °С не ниже - 10 °С

Высота потолка в помещении

До 2,7 м 2,8 ÷ 3,0 м 3,1 ÷ 3,5 м 3,6 ÷ 4,0 м более 4,1 м

"Соседство" по вертикали:

Для второго этажа - сверху холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещение Для второго этажа - сверху утепленные чердак или иное помещение Для второго этажа - сверху отапливаемое помещение Первый этаж с утепленным полом Первый этаж с холодным полом

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклением Окна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетом Окна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Тип и количество радиаторов отопления

Современный широкий ассортимент радиаторов может поставить в тупик неискушенного в этих вопросах человека. Как правильно подойти к проблеме выбора приборов теплообмена и какое количество их потребуется?

Что важно знать о радиаторах отопления?

На на шем портале размещена специальная публикация, полностью посвященная этим вопросам, с освещением всевозможных нюансов. А встроенный в статью калькулятор поможет быстро и точно рассчитать, какое потребуется для каждого помещения.

Трубы для системы отопления

Здесь также возможны варианты - отопление может создаваться на базе металлических, пластиковых или металлопластиковых труб. Каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки.Удобнее всего это представить в табличном виде – так проще будет провести сравнение и сделать нужный выбор.

Иллюстрация	Достоинства труб	Недостатки
Обычные «черные» стальные трубы ВГП
	Высокая прочность к внешним механическим воздействиям	Требуют внешней антикоррозионной защиты
	Способность выдерживать высокие значения давления теплоносителя	По той же причине коррозионной уязвимости – требовательны к чистоте теплоносителя
	сравнительно небольшое линейное термическое расширение	Сложный монтаж –требуется сварка, нарезка резьбы, гибка и т.п.
	Стойкость к высоким температурам	Большая масса, усложняющая и доставку, и монтаж
		Высокая цена по сравнению с полимерными трубами
Трубы из нержавеющей стали
	Сохраняют все положительные качества стальных труб	Стоимость труб и фасонных деталей к ним – очень высока
	Не подвержены коррозии, намного долговечней	Ввиду особенностей металла, обработка и монтаж намного сложнее и дороже, чем у обычных стальных
	Внешне смотрятся значительно эстетичнее.
Медные трубы
	Высочайшая стойкость к перепадам температур (от отрицательных до экстремально высоких, до 500 °С) и давления, к гидроударам	Самые дорогой из всех вариантов – как по самим трубам, так и по комплектующим
	Срок эксплуатации при грамотно проведенном монтаже практически не ограничен
	Оригинальный, эстетичный внешний вид
	Монтаж – существенно проще, чем с любыми стальными трубами
Металлопластиковые трубы
	Эстетичный внешний вид	Боятся промерзания
	Гладкая поверхность внутреннего канала	Срок гарантированной службы невелик – обычно не более 10 ÷ 15 лет
	Стойкость к коррозии, вполне приемлемая термическая стойкость для систем отопления	При невысокой стоимости самих труб – достаточно большая цена на фитинги и иные комплектующие
	Простота монтажа – можно обойтись стандартным домашним набором инструментов	Не исключается вероятность расслоения стенок, особенно при нарушениях технологии монтажа.
	Небольшое линейное термическое расширение
	Возможность изгиба с соблюдением требований предосторожности
Полипропиленовые трубы
	Материал – самый легкий из используемых для систем отопления	Высокий коэффициент линейного расширения
	Срок эксплуатации – достаточно велик: 25 и более лет	Нестойкость к воздействию ультрафиолетовыми лучами
	Гладкая внутренняя поверхность	При температурах свыше 90° может начаться деформация и деструктуризация материала
	Устойчивость к промерзанию	Невозможность придания криволинейных форм – всегда требуется установка дополнительного фигурного элемента
	Монтаж – совершенно несложен, может быть освоен любым хозяином за считанные часы	Нарушения технологии сваривания зачастую приводят к сужению диаметра прохода в местах соединений деталей
	Внешне смотрятся очень эстетично	Для монтажа требуется специальный инструмент - паяльник для ПП
	Стоимость и самих труб, и комплектующих к ним - невысока
Трубы из сшитого полиэтилена РЕХ
	Высокая степень устойчивости к перепадам температур и давления	Стоимость и самих труб, и комплектующих к ним – достаточно высока
	Высокая плотность материала	Для монтажа требуется специальный инструмент профессионального класса
	Пластичность – в процессе монтажа трубе можно придать требуемую конфигурацию	Неустойчивость к ультрафиолету
	Коэффициент линейного расширения - невелик
	При наличии нужных комплектующих и инструмента, монтаж несложен.
	Соединительные узлы отличаются высочайшей надежностью

Итак, для рассматриваемой системы отопления могут подойти любой из представленных видов труб. Однако, следует учесть некоторые нюансы:

• Если планируемая температура в контуре отопления – выше 70 градусов, то лучше отказаться от использования полимерных труб (особенно это касается полипропилена, в меньшей степени – РЕХ ).
• Обвязку твердотопливного котла всегда проводят исключительно металлическими трубами.
• Если решено выполнить разводку по схеме с естественной циркуляцией и открытым расширительным баком, то оптимальным решением будет выбор стальных труб с их открытым расположения.
• Если есть желание убрать контур в стены, то используются нержавейка, полипропилен () или РЕХ. Допустимо применение металлопласта, но исключительно с пресс-фитингами (резьбовые убирать в стены или в пол запрещено). В любом случае , при замуровывании труб следует предусмотреть их изоляцию от химического воздействия цементосодержащих растворов. Кроме того, должна быть учтена возможность линейного расширения при колебаниях температур,и выполнена термоизоляция, для недопущения потерь тепла на ненужный прогрев массива стен или пола.

Относительно диаметров труб рекомендации давать сложно – этот параметр во многом зависит от индивидуальных особенностей самой системы отопления. В этом вопросе наилучшим решение будет обращение к опытному мастеру, который своими руками собрал уже не одну систему и хорошо знает многие нюансы.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как в частном доме организовать

Циркуляционный насос

Как правильно обвязать циркуляционный – было показано выше. А сейчас лучше остановиться на правильном выборе прибора.

Понятно, что насос должен получать электропитание 220 В. Обычно потребление питания таких приборов невелико, и его влияние на общую сумму расходов за электроэнергию несущественно. Поэтому параметр потребляемой мощности в данном случае не является ключевым.

Гораздо более важное значение имеют два других параметра.

• Во-первых , это производительность насоса, то есть его способность переместить за единицу времени нужное количество теплоносителя. Исходными величинами для расчета являются коэффициент т еплоемкости воды, мощность отопительного котла и разница температур на трубе подачи и в обратке на входе в котел .

Для проведения вычислений предлагаем воспользоваться специальным калькулятором:

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

— Мощность котла уже рассчитана выше.

— Разница температур может различаться, в зависимости от используемых приборов теплообмена (радиаторы, конвекторы, теплые полы).

— Теплоемкость воды – это табличная величина, и она уже внесена в программу.

Одним из возможных вариантов, часто применяемых для обогрева загородного дома, особенно в условиях постоянного в нем проживания, является использование водяного отопления. Однако рассматривая монтаж отопления, частный дом, в котором он будет выполнен, можно столкнуться с тем, что потребуется определить, как будет происходить реализация проекта. Для каждого из них характерны свои особенности, которые могут повлиять на ваш выбор.

О водяном отоплении

Принцип работы подобного отопления понятен каждому – в отопительном котле нагревается вода и затем поступает в батареи, проходя через которые отдает тепло окружающему воздуху. Сделать отопление в частном доме, работающее на описанном принципе, достаточно просто, но дело в том, что при этом необходимо учесть ряд дополнительных факторов, начиная от выбора оборудования и заканчивая его расположением и подключением.

Ответ на эти вопросы во многом предопределяет, каким будет обогрев, и как мы проводим отопление в частном доме.

Про циркуляцию теплоносителя

Надо отметить еще такую особенность, присущую водяному отоплению. Циркуляцию горячей воды в системе можно обеспечить несколькими способами:

• естественным или гравитационным;
• принудительным.

Естественная циркуляция основана на том, что холодная вода тяжелее, чем горячая, и поэтому вода с более высокой температурой поднимается вверх. При таком способе циркуляции теплоносителя проведение отопления в частном доме должно учитывать некоторые дополнительные требования, которые понятны при рассмотрении приведенного рисунка:

Это следующие требования:

• диаметр подающей трубы должен быть больше, чем остальных труб;
• необходимо обеспечить уклон при прокладке труб от расширительного бачка до радиатора и от последнего к котлу, вода должна поступать к батареям и котлу самотеком;
• расширительный бачок должен располагаться выше всех остальных элементов системы.

Преимуществом такого подхода является возможность работы обогрева без использования дополнительных устройств (насосов или нагнетателей), в этом случае может работать и тогда, когда нет электроэнергии (обрыв линий электропередач, авария и прочие нарушения электроснабжения, а так же полное его отсутствие). Недостатком надо считать небольшой радиус использования из-за небольшого давления.

При использовании принудительной циркуляции в систему отопления встраивается насос, обеспечивающий необходимое давление и подачу теплоносителя в нужное место. Подобная система является универсальной и может быть применена при любом виде монтажа и в любых зданиях.

Однотрубный монтаж

Подобная схема монтажа отопления частного дома является наименее затратной и наиболее независимой от внешних условий. Что собой представляет подобная схема обогрева, можно понять из приведенного рисунка:

Рассматриваемый монтаж системы отопления частного дома предусматривает прохождение горячей воды через все радиаторы. При этом система может быть выполнена как с вертикальной разводкой, так и с горизонтальной, схема подключения отопления частного дома с обоими типами разводки приведена ниже:

Подобная однотрубная проводка отопления в частном доме называется «Ленинградка» По оценкам специалистов, это один из самых распространенных вариантов водяного отопления. Ее достоинством является меньшая стоимость материалов, необходимых для прокладки отопления в частном доме, и меньшая стоимость монтажных работ. С особенностями системы можно ознакомиться дополнительно с помощью видео

Одним из достоинств подобной системы можно считать ее универсальность, она может работать с естественной циркуляцией воды и с принудительной.

Двухтрубный монтаж

Схема, как выглядит монтаж систем отопления частных домов, приведена на рисунке:

Горячая вода в каждый радиатор поступает независимо (от общей магистрали по отдельной трубе), а затем таким же образом возвращается в общую магистраль для поступления в котел и повторного нагрева.

Подобная система отопления наиболее универсальна и может быть применена в любых частных домах, независимо от этажности и размеров.

К особенностям использования такого варианта монтажа следует отнести повышенные расходы на материалы и комплектующие (трубы, насос, фурнитура и т.д.) а так же значительный объем работ, характерный для случаев, когда проводится такая установка отопления в частном доме.

О других вариантах и возможностях

Приведенные виды монтажа не охватывают всех возможных способов построения разводки водяного отопления. Выше отмечалось, что однотрубная разводка может быть горизонтальной и вертикальной. Такими же способами выполняется и двухтрубная разводка. Кроме того, для любых вариантов монтажа допустимо разное подключение радиаторов:

Стоит отметить, что могут быть использованы и другие варианты монтажа с целью обеспечения большей эффективности работы обогрева в конкретных условиях, но этим должны заниматься специалисты, добиваясь максимальной отдачи от отопления. Приведенные данные охватывают наиболее популярные и чаще всего используемые варианты монтажа.

Как все это реализуется?

Существуют различные подходы к созданию обогрева. Но только отопление, ориентированное на местные доступные ресурсы и топливо, – правильное отопление частного дома.

Учитывая, что любая отопительная система представляет достаточно сложную гидротехническую систему, лучше всего ее проектирование и последующий монтаж доверить профессионалам, фирмам и организациям, занимающимся этим на постоянной основе. В этом случае вы всегда сможете получить консультацию по работе смонтированной системы, а так же обратиться к ним для ее ремонта при повреждении.

Можно выполнить подобную работу самостоятельно, в этом случае затраты на создание и монтаж отопления будут минимальны, но и претензии по некачественной работе предъявлять придется себе.

В собственном доме отопление должно быть рассчитано на использование доступных и дешевых энергоносителей, а также на работу в автономных условиях, например, при отсутствии электроэнергии. Кроме того, надо ответственно отнестись к реализации планов по созданию системы отопления, учитывая, что это достаточно сложная и дорогостоящая процедура.

Работы по обустройству системы отопления в частном доме можно выполнить самостоятельно, если у вас есть первичные навыки работы с инструментом и сам инструмент, а можно заказать у специализированной организации.

Но, в любом случае, разводка отопления в частном доме своими руками начинается с теоретической части. Вам потребуется определиться с тем, какую схему разводки системы отопления вы выбираете, каким образом будет циркулировать в ней теплоноситель и котел, какой марки будет установлен в систему для нагрева теплоносителя.

Сегодня лицо, планирующее такую работу, как разводка труб отопления в частном доме самостоятельно, обустроить систему отопления, имеет возможность выбрать один из четырёх наиболее часто используемых для указанных целей вариантов:

Вариант лучевого способа разводки отопительной системы

Разводка системы отопления в частном доме, выполненная по указанному варианту, обладает следующей особенностью: подающая труба выводится в самую верхнюю точку дома (обычно, на чердак), здесь к каждой трубе подаётся собственный луч.

Получаем своеобразное солнышко с лучами подачи горячего теплоносителя к радиаторам. (Иная аналогия – фонтан).

Коллекторная обогревательная система

Схема разводки труб отопления по указанному варианту классифицируется, как самая эффективная и производительная. Основу составляет собранный на чердаке коллектор, через трубы которого осуществляется распределение теплоносителя. Правильная разводка труб отопления и установленная в коллекторе запорная арматура позволяют, при необходимости, отсечь любой из контуров без прекращения работы всей СО.

Считается самой удобной моделью СО именно данная система. Теплоноситель на радиаторы подаётся через коллектор. В нём же смонтированы элементы управления, что даёт возможность регулировать значение температуры в любом помещении, а также выполнять замену и ремонт вышедшего из строя узла без отключения всей системы отопления.

Существенным минусом считается большой расход материалов при монтаже СО по упомянутой схеме, а также требование об обязательном монтаже шкафа-коллектора.

Схема разводки отопления частного дома, собранная по однотрубному варианту

Этот вариант достаточно прост в реализации, потребует минимальных расходов на приобретение комплектующих и монтажные работы. Всё это делает его сегодня наиболее востребованным вариантом монтажа отопительных систем в частных жилых домах и на иных объектах.

Схема разводки труб отопления в этой версии позволяет теплоносителю последовательно переходить от одного отопительного прибора к другому. Причём в каждом последующем, температура будет ниже, чем в предыдущем. Очень часто до последнего радиатора теплоноситель доходит уже с низкой температурой, которой для отопления явно недостаточно.

Разводка труб отопления в доме по указанной версии практически исключает возможность регулировки системы, т.к. перекрытые батареи не пускают теплоноситель далее. А если возникает потребность отремонтировать какой-либо отопительный прибор в подобных СО сливают весь теплоноситель.

Двухтрубная система отопления дома

Обойдется значительно дороже предыдущей версии, и по срокам потребует большего времени на сборку и регулировку. Однако позволит получить серьёзный выигрыш в качестве отопления, производительности работы системы и её эффективности.

Разводка отопления в частном доме своими руками по указанной схеме прогревает объект гораздо лучше. Здесь в обязательном порядке присутствует две трубы, которые подводятся до каждого радиатора. Правильная разводка труб отопления обеспечивает следующее перемещение теплоносителя. По верхней поступает горячий теплоноситель, а по нижней отводится охлаждённый.

Достоинство схемы: параллельное подключение всех отопительных приборов. Схема разводки отопления частного дома по указанной версии позволяет выполнять ремонт вышедшего из строя элемента без отключения всей СО.

План отопления по способу циркуляции теплоносителя в системе

Во всех функционирующих в настоящее время СО, теплоноситель циркулирует по одному из указанных ниже вариантов.

Естественная циркуляция, иное наименование – гравитационная

Теплоноситель в данном случае перемещается за счёт использования разности в плотности жидкости, имеющей различные температуры. Горячая имеет меньшую плотность, поэтому поднимается в верхнюю часть системы. Холодная более тяжёлая, соответственно она уходит вниз.

Для того чтобы облегчить движение теплоносителя в таких системах трубы монтируют под небольшими углами по горизонтали, чтобы способствовать самотёку.

Основные преимущества такой системы – полная автономность и max простота сборки. Минусы: потребность в большом количестве труб крупных диаметров. Отсутствие возможности установить в таких СО современные модели радиаторов, имеющих небольшие сечения и жёсткое требование по уклону магистрали.

Принудительная циркуляция

В этой версии теплоноситель перемещается работающим циркуляционным насосом. А его излишек, образующийся при нагреве до высоких температур, вытесняется в расширительный бак.

В большинстве вариантов СО баки выполняются закрытыми, что обеспечивает его защиту от испарения. В обязательном порядке закрытые баки используются в системах, где теплоносителем выступает любой из растворов гликолей.

Такие системы обязательно оборудуются манометрами. При монтаже данных систем вам предстоят дополнительные расходы: потребуется купить терморегуляторы, насос, манометр, бачок и т.п.

Преимущества указанного варианта СО, которыми обладает разводка отопления двухэтажного частного дома по указанному варианту: требуется min объём теплоносителя, меньшие потребные диаметры труб, конструктивно реализованные возможности регулировки температуры прогрева радиаторов и т.п.
Минус: зависит от наличия электричества для работы насоса.

Схема отопления по технике разводки и расположения трубопроводов

При выборе данной версии её монтаж лучше поручить профессионалам, так как он достаточно сложен.

По типу монтажа различают:

• Горизонтальная СО. Достаточно удобна тем, что здесь не требуется монтажа стояков для последующего разветвления по имеющимся помещениям.
• Вертикальная СО. Не имеют воздушных пробок и просты в монтаже.

По направлению, в котором движется теплоноситель, выделяют:

• Прямоточные. Теплоноситель движется от котла по СО, к котлу.
• Тупиковые. От источника тепла движутся в противоположном направлении.

Схемы отопления частного дома, разводка труб в которых выполнена по одному из вышеперечисленных вариантов, требует от исполнителя качественно выполненных предварительных расчётов и тщательно подобранного нужного оборудования.

Его, в дальнейшем, потребуется смонтировать строго по расчётной схеме, в противном случае, собранная СО может плохо работать.

Как подобрать оптимальный вариант разводки отопления для частного дома?

При определении требуемого варианта СО необходимо учитывать несколько исходных параметров:

• Общую площадь помещения, которое будет отапливаться указанной системой;
• Количество этажей;
• Мощность отопительного котла, который планируется установить в систему;
• Какую схему циркуляции теплоносителя планируется взять за основу.

Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.

Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.

Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства : технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.

Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.

Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.

Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!

Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.

Начальные положения

Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.

Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.

Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину , а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.

Поконкретнее – в DIN заложена глухая , из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.

Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.

Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.

О двух котлах

На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?

Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.

Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.

О чем нужно помнить!

Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию . Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.

Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.

Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.

Чем греться?

Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.

Воздух

Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.

Первый случай – . Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.

Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.

Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.

Пар

Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен , а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.

Вода и антифриз

На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление : теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.

Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.

СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях , скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.

Чем топить?

Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе . По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.

Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.

Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.

Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.

Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:

P = (ξp)/η (1),

где η – паспортный КПД котла;

ξ – сезонный коэффициент использования мощности котла.

Для Москвы ξ = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.

Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:

e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),

и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:

M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),

ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.

Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.

Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.

Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.

Отопление в доме

Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:

• Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
• Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
• Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
• При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
• Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
• Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
• Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
• Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.

После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.

Зоны комфортности

Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:

1. Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся , (особенно – ), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, и т.п.
2. Спальная зона – кроме , это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
3. Жилая зона – , столовая, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
4. Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
5. Зона временного пользования, или проходная зона – , лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
6. Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.

Планировка

Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:

• На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
• Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
• Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
• Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
• Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
• Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.

Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.

Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.

Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.

Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.

Расчет теплопотерь

Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:

1. Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
2. Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
3. Средняя температура за зиму, сведения – там же.
4. Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.

Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.

При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.

Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.

Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.

Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ΔT берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:

• Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ξ.
• Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
• Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.

С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.

В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.

Ставим батареи

Какие?

В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:

1. Стальные тонкостенные – самые дешевые.
2. Алюминиевые.
3. Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
4. Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.

Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.

Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.

В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.

Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.

Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.

Расчет радиаторов

Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».

Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.

Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.

Где ставить?

Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.

Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.

Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.

Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.

Об экранировании батарей

В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив , см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.

Выбираем систему

Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.

Открытая или закрытая?

Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:

1. Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
2. Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
3. При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
4. Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.

Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:

Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:

• Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
• Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
• 2 – системный манометр.
• 4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
• 7 – радиаторы отопления.
• 15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
• 8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
• 9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
• 11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
• 14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.

Как раздать тепло?

Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.

О лениградке

В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.

Схема СО “Лениградка”

Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.

Видео: система отопления “Ленинградка”

• Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
• Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
• Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.

Одна труба

Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.

Однако распространена мало из-за следующих недостатков:

• Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
• Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
• Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
• Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
• Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.

Две трубы

Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.

Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.

Комби

Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.

Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:

• Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
• Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
• Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.

Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.

Разводка

Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.

О трубах

Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно . Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.

Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.

Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».

Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.

Об уклонах

Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.

Расчет котла

Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:

• Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
• Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
• Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
• Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
• Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
• Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.

Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.

Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.

Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!

Электроотопление

Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.

ВИН

ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.

Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.

Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.

ИК-картины

Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.

Инфракрасные нагреватели – картины

ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.

Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.

Альтернативная энергия

В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно : инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.

(ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.

Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%

Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.

Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.

Напоследок о печах

Печное отопление , безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.