Схема комбинированной системы отопления частного дома

Открытая и замкнутая система

К открытой системе отопления частного дома относится способ естественной циркуляции воды в радиаторах и трубах. Работает за счёт разницы температуры (закон термодинамики). Считается самой простой, энергонезависимой разработкой. Обязательно наличие расширительного бачка и использования только воды. Вся схема требует наличия котлового оборудования, расширительного бачка, трубных элементов, метизов и радиаторных батарей. Плюсом считается дешевизна, использование котлов на всех видах топлива, простое обслуживание.

В закрытой системе все элементы установлены герметично, полностью отсутствует испарения теплоносителя в отличие от открытой схемы. Полный разгон теплоносителя осуществляется с использованием насоса. Такой способ называется принудительной циркуляцией. В конструкции используются все элементы, описанные выше плюс циркуляционный насос. Добавочным элементом считается клапан сброса давления в расширительном бачке. Благодаря этому происходит деаэрация теплоносителей в системах.

Однотрубная система отопления

Однотрубная отопительная система менее затратная, чем двухтрубная, поэтому используют ее чаще. Однотрубная система отопления представляет собой разводку магистрали, при которой все приборы отопления подключены последовательно. В качестве теплоносителя может выступать вода либо антифриз.

При такой схеме теплоноситель попадает в радиаторы поочередно. При этом в каждом последующем радиаторе температура теплоносителя становится ниже, а значит, радиатор, который расположен в цепи последним, будет иметь самую низкую температуру.

Однотрубную систему отопления оптимизируют с помощью специальных технологий и различных вспомогательных устройств – балансировочные вентили, шаровые краны или термостатические клапаны. Таким образом, если перекрывается подача теплоносителя на один из радиаторов в системе, остальные радиаторы продолжают функционировать в обычном режиме.

Для того чтобы иметь возможность проводить ремонт или замену батарей отопления, не отключая подачу тепла во всем доме, при монтаже системы требуется установка кранов на подключение каждого радиатора, и краны на байпасе.

Автономное отопление частных домов может быть смонтировано по следующим типам:

1. Вертикальная система с принудительной, естественной либо комбинированной циркуляцией.
2. Горизонтальная система с принудительной циркуляцией.

Горизонтальная система отопления (однотрубная)

На фото можно увидеть подробную схему однотрубной системы отопления, которая является оптимальным вариантом для небольшого частного дома.

Схема разводки горизонтальной системы

При таком способе монтажа трубы могут быть вмонтированы в пол либо находится под ним. В любом случае трубопровод должен быть покрыт теплоизоляционным слоем. Монтируют такую систему с небольшим уклоном по направлению хода движения теплоносителя. Для удаления из системы воздуха используются специальные краны (краны Маевского).

Радиаторы обязательно должны быть на одном уровне. Если в доме два и более этажа, регулировка осуществляется при помощи кранов, которые устанавливаются перед первой батареей на каждом этаже.

Вертикальная система отопления (однотрубная)

Использование данной системы позволяет обходиться без циркуляционного насоса. Теплоноситель подается путем естественной циркуляции. Таким образом, основным плюсом данного типа отопительной системы является его независимость от электричества.

Есть и недостатки: необходимость монтажа под уклоном и обязательное использование труб большого диаметра. Эти недостатки легко исправить при помощи циркуляционного насоса. Сделать это можно и своими руками, видео даст четкое представление о том, как именно следует проводить работы.

Обзор схем и составных элементов системы отопления

На первом этапе необходимо выбрать принцип работы системы отопления. Еще 20-25 лет назад альтернативы практически не было – делали гравитационную открытую систему. Поэтому вопрос как правильно смонтировать отопление сводился к выбору диаметра стальных труб и их правильному уклону. Но появление на рынке основных элементов закрытой системы значительно расширило возможности выбора схемы.

Гравитационная система отопления

Схема гравитационного отопления

Главным источником нагрева воды для нее служит твердотопливный котел (возможна работа на дизеле или отработанном масле). Установка газовых моделей невозможна, так как их нормальное функционирование подразумевает повышенное давление в трубах. Самостоятельное монтирование системы отопления с газовым котлом возможно. Но в этом случае используется корпус твердотопливного, в который монтируется специальная газовая горелка.

До того как правильно смонтировать отопление в частном доме, нужно выбрать его основные компоненты. Помимо котла обязательными являются такие элементы:

• Трубы. Для этого типа отопления можно использовать пластиковые модели (полипропилен, металлопластик) или стальные. Диаметр лучше всего выбрать большой – от 40 мм. Таким образом можно снизить общее гидравлическое сопротивление;
• Расширительный бак. Необходим для стабилизации системы в случае перегрева теплоносителя;
• Запорная арматура. Ее монтаж является обязательным, так как во время проведения ремонтных или профилактических работ понадобится перекрыть поток теплоносителя на определенном участке системы;
• Подпиточный узел. Потребуется для добавления теплоносителя. В целях оптимизации его нередко включают в конструкцию расширительного бака.

Комплектация радиатора для однотрубной системы отопления

Гравитационная система в большинстве случаев делается однотрубной (ленинградка). Для того чтобы правильно смонтировать радиатор отопления, необходимо на каждый из них установить байпас. Это тоже нужно учесть при покупке комплектующих и составлении общей схемы монтажа.

Кроме этих компонентов необходим монтаж манометров. Если этот прибор не предусмотрен в конструкции котла – следует установить его на выходном патрубке.

Для монтирования радиатора отопления обязательно предусматривают наличие в нем крана Маевского. Он необходим для устранения воздушных пробок в системе.

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией

Закрытая схема отопления с твердотопливным котлом

Намного сложнее смонтировать систему отопления с принудительной циркуляцией. Разница заключается в создании повышенного давления в магистрали. Это способствует увеличению протяженности трубопроводов и оптимальному температурному режиму работы всей системы.

Комплектацию этой схемы лучше всего рассмотреть на примере обвязки твердотопливного котла. Так как у большинства газовых моделей подавляющая часть компонентов входит в состав конструкции (циркуляционный насос, расширительный бак и т.д.). Поэтому, для того чтобы самому смонтировать систему отопления, помимо котла система в обязательном порядке должна содержать:

• Циркуляционный насос. Он создаст необходимый уровень напора теплоносителя;
• Закрытый расширительный бак. Служит компенсатором при повышении давления в системе выше критического;
• Группа безопасности. Отчасти дублирует функции расширительного бака. Если показатели давления будут слишком большими, то воздухоотводчик и сливной клапан снизят его, удалив излишки воздуха и теплоносителя из системы;
• Запорная арматура ;
• Узел подпитки .

Как самому смонтировать систему отопления закрытого типа, а главное – какую схему разводки труб выбрать? Специалисты рекомендуют устанавливать двухтрубную, так как радиаторы в таком случае будут подключаться параллельно, что обеспечит равномерное распределение температуры по всей системе.

Монтировать систему отопления принудительного типа намного проще, чем с естественной циркуляцией. К тому же первая является единственным вариантом для домов со средней и большой площадью.

Обогрев стен и полов

По утверждениям мастеров, чем большую площадь имеет отопительный прибор и меньшую температуру, тем более подходящие для проживания условия создаются.

На сегодняшний день все более популярными становятся тёплые стены. Они очень схожи по принципу работы и конструкции с теплым полом. Все устройства монтируются в конструкцию стены. Благодаря такой методике комбинированного отопления, в помещении не отапливаются только проёмы окон и дверей. Обычно на стены крепятся ИК излучатели. Именно они дают равномерное распределение тепла по помещению, так как обогревают предметы, не отапливая воздух. Если же на стенах монтируется водяное отопление, то подключение производится также как и теплый пол, по отдельным контурам.

Монтаж теплых стен

Коллекторное оборудование снабжается насосом и по мере необходимости можно подключить смешивающие системы. Температура жидкости не должна превышать 60 градусов. Стены с водяным отоплением также используется в качестве кондиционера. Для этого всего лишь нужно заменить горячую воду в системе на холодную. Преимущественно таким приемом пользуются в странах с теплым климатом.

Ошибки и проблемные моменты

Чтобы сэкономить, многие упрощают конструкцию, исключая важные элементы. Но этого делать не следует, по следующим причинам:

1. При закрытых батареях и функционирующем тёплом полу, насосы котла и ТП будут мешать работе друг друга.
2. При функционировании радиаторов и пола с обогревом, насос пола может понижать давление, тем самым уменьшать циркуляцию воду в батареях.
3. Даже при остановке котельного оборудования, насос ТП осуществляет движение жидкости через котёл и радиаторы, что нецелесообразно. И если с ненужным перемещением теплоносителя в батареях можно справиться, установив обратный клапан, то остановить движение водяных потоков в котле не удастся.
4. Отсутствие защитного термостата может спровоцировать выход из строя смесительного узла, чрезмерно горячая вода попадёт в трубы пола, и есть риск повреждения стяжки.
5. При отсутствии перепускного крана, если закрываются петли пола, циркуляция жидкости в них прекращается. При этом если забыли выключить насос, то он работает на закрытую задвижку и нагревается, что приводит к быстрому выходу из строя.

Можно не устанавливать перепропускной клапан, если:

• один контур пола будет постоянно открыт;
• насос имеет частотное регулирование;
• автоматика ТП может управлять циркуляцией, и если надо, отключать оборудование.

Решили обогревать частный дом с использованием системы отопления комбинированного типа — тёплый пол и радиаторы, следует ознакомиться со всеми схемами, их плюсами и минусами. Только потом, нужно переходить к выбору модели, в соответствии с вашими требованиями, финансовыми возможностями и характеристиками помещения.

Видео инструкции

Батареи и трубы – медь, пропилен или металлопластик?

Чтобы провести систему отопления по дому нам понадобятся трубы и радиаторы. Последние можно выбирать, даже исходя из эстетических предпочтений. В частном доме нет большого напора в системе, следовательно, отсутствуют и ограничения по прочностным характеристикам радиаторов. Однако требования к теплогенерирующей способности батарей все равно остаются. Поэтому при подборе радиаторов будет правильно ориентироваться не только на внешний вид, но и на теплоотдачу. Ведь мощность нагревательного элемента должна соответствовать площади или объему комнаты. Например, в помещении на 15 квадратов должна стоять батарея (или несколько радиаторов) мощностью 1,5 кВт.

С трубами получается более сложная ситуация

Тут нужно брать во внимание не только эстетическую составляющую, но и возможность выполнить монтаж сети своими силами при минимальных знаниях и усилиях со стороны доморощенного слесаря. Поэтому в качестве кандидатов на роль идеальной арматуры для разводки мы можем рассматривать только три варианта:

• Медные трубы – они используются при обустройстве и домашних, и промышленных систем отопления, но стоят очень дорого. Кроме того, такая арматура соединяется с помощью пайки, а эта операция знакома далеко не всем.
• Полипропиленовые трубы – они стоят дешево, но для их монтажа нужен особый сварочный аппарат. Впрочем, такой аппарат может освоить даже ребенок.
• Металлопластиковые трубы – такую систему можно собрать с помощью гаечного ключа. Кроме того, металлопластик обходится не дороже полипропиленовых труб и позволяет экономить на угловых фитингах.

Отопление частного дома полипропиленовыми трубами

В итоге самодельное отопление лучше собирать на базе металлопластиковой арматуры, поскольку она не требует от исполнителя умения обращаться со сварочным аппаратом или паяльником. В свою очередь, цанговые фитинги металлопластикового трубопровода можно монтировать даже руками, помогая себе гаечными ключам только на 3-4 последних оборотах. Относительно габаритов арматуры, а точнее проходного диаметра, у опытных специалистов по обустройству систем обогрева сложилось следующее мнение: для системы с насосом можно выбрать трубу ½ дюйма – такого пропускного диаметра хватит для домашней системы с избытком.

Ну а если напорное оборудование не будет использоваться (вода пойдет по трубам самотеком, побуждаемая гравитационной и тепловой конвекцией), то для такой системы будет достаточно трубы на 1¼  или 1½ дюйма. Покупать арматуру большего диаметра при таких обстоятельствах не нужно. А какую разводку выбрать – напорную или безнапорную, об этом мы поговорим ниже по тексту, заодно обсудив и оптимальные схемы подключения батарей к котлу.

Система трубопроводов

Для переноса тепла к помещениям дома используется система трубопроводов. Конструкция системы и её вид определяется на стадии проектирования. Система отопления может быть с естественной циркуляцией воды в трубах или с искусственной (насосной).

В системе с естественной циркуляцией движение воды в трубах происходит за счёт разницы плотностей воды в подающем трубопроводе и воды остывшей после прохождения отопительных приборов. Для такой системы необходим перепад высот между верхним уровнем системы и котлом. Для уменьшения потерь давления в системе отопления с естественной циркуляцией диаметры трубопроводов приходится делать достаточно большими. С естественной циркуляцией воды в трубах могут работать только небольшие системы отопления (например, в частном доме). Более надёжна и универсальна система с насосной циркуляцией. В ней напор давления, обеспечивающий движение воды в закрытом контуре, создаётся при помощи электрического циркуляционного насоса. 

Трубопроводы системы отопления можно прокладывать в помещениях открытым способом или «спрятать» трубы, например, в стяжке . Существуют различные виды труб для использования в отоплении: металлические, металлопластиковые, пластиковые. 

• Стальные трубы способны выдерживать высокое давление и эксплуатироваться при высоких температурах (даже при перегретой воде). Цена стальных труб ниже, чем у металлопластиковых, пластиковых и медных. К недостаткам можно отнести большую удельную массу, возможность коррозии, трудоёмкость при монтаже, необходимость окраски при открытой прокладке.

• Металлопластиковые трубы (PEX-AL-РЕХ) используются как в системе с отопительными приборами, так и для водяного тёплого пола. Благодаря более гладкой поверхности по сравнению со стальными трубами, данный вид труб имеет низкое гидравлическое сопротивление,  т. е. потери давления при проходе теплоносителя по ним меньше, чем у стальных труб. Меньшие потери давления дают возможность использование циркуляционных насосов меньшей мощности. Металлопластиковые трубы можно без особых усилий изгибать руками, при этом они сохраняют свою новую форму. Стоимость таких  труб выше стоимости стальных и полиэтиленовых (PEX) труб.

• Максимальная температура при применении полиэтиленовых (РЕХ) труб обычно ниже, чем у металлопластиковых, поэтому их обычно применяют в системе водяного тёплого пола, в которой температура воды не превышает 40-50оС. РЕХ трубы предназначены обычно для скрытой прокладки, т.к. существуют требования по исключению воздействия на них солнечных лучей в процессе эксплуатации. Трубы можно гнуть руками, при этом они не столь пластичны как металлопластиковые и через небольшое время вновь принимают первоначальную форму.

• Медные трубы также, как металлопластиковые и полиэтиленовые, не подвержены коррозии и имеют низкое гидравлическое сопротивление. Медные трубы можно использовать как в системе отопления с отопительными приборами, так и в системе «теплый пол». Недостатком их можно считать высокую стоимость — выше, чем у любого из рассматриваемых видов труб.

Отопительные батареи с боковым подключением

При подключении батарей отопления в частном доме сбоку существует несколько больше вариантов: в данном случае подающий и отводящий трубопроводы могут быть подключены в два патрубка, поэтому вариантов будет целых четыре.

При таком виде подключения радиаторов отопления в частном доме, как диагональное, можно добиться максимальной эффективности обогрева. Такое подключение считается эталонным, оно применяется изготовителями своей продукции для испытаний. Другие типы подключения являются не такими эффективными. Происходит это по причине того, что в случае диагонального подключения теплоноситель подают на верхний вход с одной стороны, после чего он, минуя весь радиатор, выходит с другой стороны снизу.

При использовании одностороннего подключения радиаторов отопления в частном доме трубопроводы в них врезают с одной стороны – входная труба проходит сверху, а обратка находится снизу. Иногда такой вариант подключения является более удобным, например, если стояк проходит сбоку батареи. Это можно часто встретить в квартирах.

Подвод теплоносителя снизу применяется не так часто, потому что такой подход является менее удобным с точки зрения расположения труб. Данный вариант подсоединения радиатора имеет практически такую же эффективность – несколько ниже, всего на 2 %. Но это возможно лишь в случае наличия в радиаторах не более 10 секций. Если батарея будет иметь большую длину, то ее отдаленный край не сможет хорошо прогреваться или вообще будет холодным. Панельные радиаторы лишены этого недостатка, так как они оснащены трубками, удлинителями потока – они доставляют теплоноситель за центр радиатора. Такие приспособления могут быть установлены в радиаторы из алюминия или биметалла для повышения теплоотдачи.

Определяясь, как лучше подключить радиаторы отопления, можно использовать нижнее, или седельное подключение. Среди всего перечня подключений, седельное считается самым неэффективным. Потери могут достигать 12-14 %. Однако оно является самым незаметным, так как в этом случае трубы укладываются по полу или под ним, поэтому его по праву можно назвать самым эстетичным. Чтобы теплопотери никак не влияли на температуру в помещении, можно приобрести радиаторы помощнее.

Такой метод подключения нежелательно использовать в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Но если установлен насос, то функционировать такая схема будет довольно неплохо. Иногда достигают такой же эффективности, как при использовании бокового подключения. Объясняется это тем, что во время движения теплоносителя с определенной скоростью, появляются вихревые потоки, вся поверхность прогревается, улучшая теплоотдачу. Такие явления еще не до конца изучены, поэтому определить, как поведет себя теплоноситель в тех или иных случаях, на данный момент не представляется возможным. 

Схемы подключения

Стандартная схема обвязки

Что нужно?Для ее реализации применяются гидрострелка с коллектором, двухходовые и трехходовые клапаны для монтажа циркуляционных и смесительных узлов раздельных контуров (насосные группы), распределительные гребенки «теплого пола» и др.

Даная схема позволяет сделать не 2, а любое необходимое количество контуров (несколько контуров радиаторного отопления и несколько теплого пола).

Принцип работы

• Нагретый теплоноситель движется по трубопроводу к гидравлическому разделителю, который уравновешивает температурные показатели жидкости в контурах.
• Далее вода поступает в циркуляционный узел радиаторного контура и смесительный узел водяного пола, где термоголовка определяет температуру жидкости.
• Если температурный показатель воды на подаче в контуре гидропола превышает допустимый, происходит открытие балансировочного крана в коллекторе и смешение горячей и холодной воды то необходимого градуса.
• Распределив тепловую энергию по отопительным контурам, теплоноситель возвращается в котел.

Упрощённая схема подключения с трехходовым клапаном

Что нужно?Переливной клапан для балансировки давления в контуре радиаторного отопления, трехходовой клапан с термостатом и перепускной клапан в контуре теплого пола, коллекторы и циркуляционный насос.

Принцип работы

• Радиаторы и система водяного теплого пола подключаются последовательно, теплоноситель от котла поступает в радиаторы.
• Отдав часть тепла, вода следует дальше по контуру к трехходовому клапану, где термоголовка определяет температуру жидкости.
• Далее теплоноситель переходит в коллектор, где разбавляется холодной водой до нужной температуры.

Такой тип подключения имеет свои недостатки: невозможно контролировать подачу остывшей жидкости из обратки в отопительную магистраль. Подходит больше для монтажа в одноэтажном доме небольшой площади.

С 2-хходовым клапаном

Что нужно?Переливной клапан для балансировки давления в контуре радиаторного отопления; смесительный узел теплого пола с двухходовым клапанам, циркуляционным насосом и термостатом, а также коллектор, перепускной клапан и балансировочный вентиль в контуре водяного пола.

Принцип работы такой схемы практически ничем не отличается от аналогичного с трехходовым клапаном. Вода в системе подмеса движется по кругу для смешения горячей и остывшей жидкости до нужной температуры, при этом балансировочный кран (7) регулирует поток жидкости.

Такая схема подходит для частных домов больших по площади, но не более 200 м2.

Схема со вторичным кольцом

Что нужно?Отопительный котел со встроенным циркуляционным насосом, перепускной клапан в радиаторном контуре, циркуляционный насос и два трехходовых клапана в участке соединения колец, которые уменьшают гидравлическое сопротивление и выполняют функцию гидравлического разделителя. В такой системе обязательно устанавливают краны Маевского на радиаторы отопления и коллекторы для предотвращения воздушных пробок, а также сетчатые фильтры воды для устранения засоров.

Принцип работы

Нагретый теплоноситель движется к радиаторам отопления, где отдает часть тепловой энергии.

Установленный переливной клапан на участке радиаторного отопления настраивается таким образом, что жидкость в трубопроводе будет двигаться через отопительные батареи, пока они не будут перекрыты. В случае закрытия одного или всех радиаторов избыток жидкости поступает в перепускной клапан.

• Далее жидкость движется к трехходовому затвору, где термостат определяет температуру воды.
• Циркуляционный насос тп приводит в движение теплоноситель и направляет его к коллектору, где происходит распределение жидкости по контурам теплого пола.

Эффективность работы данной схемы полностью зависит от грамотного расчета гидравлических показателей системы.

Расчет системы отопления

Как и все тепловые расчеты, этот при доскональном исполнении довольно сложен. Но мы приведем очень простую методику, позволяющую определить необходимые параметры с достаточно высокой точностью.

Видео

Исходными данными для расчета являются следующие параметры:

1. Площадь отапливаемых помещений. Следует использовать только данные по комнатам, в которых устанавливается отопление, то есть одной или двумя стенами дома контактирующими с улицей.
2. Климатическая мощность. Этот параметр учитывает место расположения частного дома. Так, для южных районов он составляет 0,8-0,95, для центральных регионов – 1,3-1,6, а для северных – 1,6-2,2.

Расчет для помещения площадью 130 метров в квадрате выглядит следующим образом:

Расчет в обязательном порядке включает в себя вычисление количества секций радиаторов. Для этого используются следующие данные:

1. Площадь – учитываются только комнаты, в которых устанавливаются батареи.
2. Число 100 определяется из требования СНиП к мощности одной секции на квадратный метр площади.
3. Площадь составляет 30 метров квадратных.
4. Мощность одной секции батареи составляет 180 Вт.

Расчет системы отопления по указанной методике вполне достоверен и годится для практического применения.

Монтаж газовой отопительной системы для дома

Для воплощения схемы отопительной системы в жизнь существует определённая последовательность мероприятий .

Подготавливается и утверждается проектная документация. Данные работы лучше доверить профессионалам.
Приобретаются все комплектующие элементы и расходные материалы

При этом важно учитывать, что чрезмерная экономия в данном вопросе ни к чему хорошему не приведёт. Некачественное газовое оборудование будет постоянно требовать регулярных ремонтов и технического обслуживания

Выполняется врезка в центральную газовую магистраль. Устанавливается и подключается котёл и сопутствующее оборудование. Производится заполнение отопительной системы теплоносителем. Выполняется первый пуск газового отопления частного дома.

Организация в частном доме газового отопления позволит его владельцу избавиться от множества проблем сопутствующих твердотопливному оборудованию или котлам, работающим, на жидком топливе.

Заключение

Несомненно, комбинированное отопление является прекрасным изобретением для тех, у кого есть проблемы с одним из источников тепла. Но в данном случае всегда будет уместным вопрос, а нужно ли это именно вам? Если вам требуется постоянно поддерживать температуру в водяном контуре, то здесь нужно будет вмешательство электричества, так как только вследствие бесперебойной подачи энергоносителя такой режим сможет быть обеспечен.

Однако если нет необходимости оборудовать комбинированное отопление загородного дома или частного, то проще будет установить монотопливный традиционный котел, который будет работать, к примеру, только на газу или только на твердом топливе. Это будет дешевле, да и ресурсы не будут пропадать зря.