Устройство отопления в частном доме: как работает, чертежи

Типовые схемы систем отопления и способы подключения радиаторов

Системами отопления являются искусственно созданные инженерные сети различных сооружений, основными функциями которых является обогрев зданий в зимнее и переходное время года, компенсация всех теплопотерь строительных конструкций, а также поддержание параметров воздуха на комфортном уровне.

Разновидности разводки отопления

В зависимости от способа подвода теплоносителя к радиаторам распространение получили следующие схемы систем обогрева зданий и сооружений:

Данные способы отопления принципиально различаются друг от друга, и каждый обладает как положительными свойствами, так и отрицательными.

Однотрубная схема отопительных систем

Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.

В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.

Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.

Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.

Отопление по однотрубной схеме в частном доме.

В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.

Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.

Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

  • Боковое (стандартное) подключение;
  • Диагональное подключение;
  • Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Принцип работы системы отопления

Знать принцип работы системы отопления, как работают системы водяного отопления, нужно для того, чтобы уметь находить неполадки в ней, или, вообще, избежать ошибок уже на этапе проектирования и монтажа.

Ну, и поскольку данный сайт посвящён конкретно водяным система отопления, то и рассматривать принцип работы будем только водяных систем.

Состав системы водяного отопления

Водяные системы называют ещё жидкостными, а ещё – гидравлическими, потому что тепло здесь передаётся от отопительного котла к отопительным приборам (радиаторам, конвекторам, тёплым полам) посредством циркулирующей по трубопроводу нагретой жидкости (теплоносителя). То есть, водяная система отопления – это замкнутая цепочка, состоящая из соединённых между собой труб, отопительного котла, отопительных приборов, заполненных жидкостью. В систему отопления входят и другие составляющие: краны, гайки, расширительный бак, манометр, блок безопасностии, но об этом речь ещё впереди, а пока будем рассматривать лишь основные элементы.

Схема системы отопления: основные приборы системы отопления (котёл, радиаторы, трубопровод).

Принцип работы системы отопления

Работает система отопления так.

Нагретый в котле теплоноситель движется по системе, постепенно отдавая тепло трубам и отопительным приборам, и далее – нагреваемому помещению.

Поскольку трубы, котёл и радиаторы образуют замкнутую систему, то теплоноситель постоянно движется по кругу.

Виды систем отопления

Cистемs отопления можно разделить по способу циркуляции теплоносителя на две большие группы:

  • с естественной циркуляцией (конвективная система);
  • с принудительной циркуляцией (от насоса).

Рассмотрим, как работает каждая система.

Система отопления с естественной циркуляцией

Это самая простая (в смысле состава, но не монтажа!) система отопления:

Схема системы отопления с естественной циркуляцией.

Теплоноситель нагревается в котле. Т. к. плотность воды при нагревании уменьшается, то она движется вверх по вертикальной трубе – подающему стояку. Вверху находится расширительный бак, куда вытесняется вода, увеличивая свой объём при нагреве. Затем вода растекается сверху вниз по нисходящим трубам (которые почему-то называются горизонтальными стояками (?), хотя стоять можно вроде бы только вертикально, ну да ладно) – обратным стоякам, и далее к отопительным приборам (радиаторам). Плотность остывшей воды больше, поэтому она из радиаторов стекает вниз, в “обратку”, по которой возвращается в котёл.

Диаметр вертикальных стояков должен быть достаточно большим, чтобы в системе возникла побудительная сила к циркуляции теплоносителя.

Важно! В системах отопления с естественной циркуляцией обязательно нужно учитывать уклоны!

Во-первых, уклон от главного стояка в сторону отопительных приборов. Во-вторых, в «обратке» уклон должен быть в сторону котла. Если такие уклоны не будут соблюдены, система работать не будет.

Система отопления с принудительной циркуляцией

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией.

Теплоноситель в такой системе движется благодаря действию циркуляционного насоса 5 (см. рис. выше). Насосы для систем отопления выпускаются разных мощностей. О том, как выбрать мощность насоса для конкретной системы отопления, рассказывается в отдельной статье.

Как видно на схеме, теплоноситель нагревается в котле; по подающему трубопроводу под действим циркуляционного насоса теплоноситель движется к приборам отопления. На схеме на каждом радиаторе также показаны вентили, за счёт которых можно регулировать температуру каждого радиатора. Вентили могут быть ручные либо автоматические, но об этом подробно рассказано в других материалах сайта.

На радиаторах стоят специальные краны Маевского для удаления воздуха из системы. И по обратному трубопроводу (“обратке”) охлаждённый теплоноситель возвращается в котёл.

Закономерный вопрос: какую систему выбрать для своего дома, с принудительной циркуляцией или с естественной? Для этого рассмотрим преимущества и недостатки каждой системы.

Достоинства и недостатки разных видов систем отопления

Рассмотрим плюсы и минусы систем с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя.

Достоинства системы с принудительной циркуляцией:

  • возможность автоматического управления тепловым потоком от радиаторов: можно задать температуру отдельно для каждой комнаты, и заданный температурный режим будет автоматически поддерживаться;
  • такая система более экономична в плане потребления топлива – как раз из-за возможности автоматического регулирования;
  • можно применять пластиковые трубы вместо стальных, что уменьшит стоимость материалов и монтажных работ;
  • дизайн помещения не портится видом трубопровода, т. к. пластиковые трубы зачастую даже скрывают в стенах.
Читайте также:  Устройство элеватора теплового узла: как работает, чертежи

Недостатки системы с принудительной циркуляцией:

  • зависимость работы системы отопления от электропитания, т. к. циркуляционный насос работает от электросети.

Преимущества системы с естественной циркуляцией:

  • система не привязана к источнику электроэнергии, так как в ней отсутствует циркуляционный насос.

Недостатки системы с естественной циркуляцией:

  • невозможно автоматическая регулировка теплового режима отопительных приборов;
  • как правило, перерасход топлива;
  • использование труб большого диаметра (чтобы сопротивления потоку теплоносителя были как моно меньше) и только стальных, что обойдётся дороже: и стоимость самих труб больше и при недостаточной квалификации такую систему не собрать самостоятельно;
  • смотрятся толстые трубы в интерьере помещения не очень эстетично;
  • в системе с естественной циркуляцией невозможно использовать бойлер косвенного нагрева;
  • нельзя такую систему использовать с водяными теплыми полами.

Вот теперь, пользуясь полученной информацией, вы можете решить, по какому принципу будет работать ваша система отопления. После чего можно переходить к проектированию.

Примеры устройства систем отопления частного дома

Автономное отопление жилья всегда считалось более экономичным по сравнению с централизованным. Немаловажное преимущество заключается и в том, что независимая система отопления частного дома позволяет его владельцам чувствовать себя полноправными хозяевами. Ведь можно без проблем начать отопительный сезон и закончить его самостоятельно, установить желаемый уровень температуры в любой комнате, а также определить наиболее приемлемый уровень финансовых затрат на поддержание необходимого теплового режима.

Частный дом можно отапливать разными способами. От ставшего экзотичным печного или каминного отопления до высокотехнологичных пленочных электронагревателей. Выбор подходящего варианта зависит от множества факторов, но, в первую очередь, от удобства эксплуатации и доступности ресурсов. Сегодня самым распространенным способом является создание системы водяного отопления.

Схемы водяного отопления

Система водяного отопления включает в себя нагреватель, он же котел, собственно отопительные приборы, отдающие тепло воздуху внутри помещений, и систему трубопроводов, связывающих воедино все элементы схемы.

Котлы

Котлы различаются по мощности, виду топлива и способу установки. Бытовые отопительные котлы могут использовать такие виды топлива, как природный газ, сжиженный газ, жидкое топливо (мазут), дизельное топливо, твердое топливо (дрова), уголь или современное топливо — пеллеты. Также широко распространены электрические котлы, которые могут быть нагревательными, или электродными. Также существуют комбинированные котлы, которые в состоянии комбинировать различные виды топлива.

Большинство котлов имеет напольную конструкцию, но существуют разновидности, в частности, газовые котлы мощностью до 25 кВт в настенном исполнении. Электрические электродные котлы вообще не требуют отдельного места для установки и монтируются прямо в системе трубопроводов. Многие современные модели имеют отдельный нагревательный контур для горячего водоснабжения, их также можно собрать в каскад для обогрева помещений большой площади.

В любом случае, для отопления частного дома предпочтение следует отдать моделям котлов, позволяющим в большой степени автоматизировать работу системы и максимально упростить ее эксплуатацию. Большое значение имеет также энергонезависимость системы отопления частного дома, то есть надежная работа котла и всей системы при отсутствии электроэнергии. В полной мере этому условию отвечает применение газовых котлов, а также схемы, в которой не используются электрические насосы.

Отопительные приборы

Отопительные приборы для системы отопления частных домов можно разбить на две основные группы — регистры и радиаторы. Схема работы простая. В обеих группах теплоноситель, перемещаясь по каналам внутри отопительного прибора, отдает свое тепло окружающему воздуху. Выбор группы отопительных приборов зависит от этажности частного дома. Если помещения в доме расположены в двух и более уровнях, то предпочтение следует отдать эстетичным и компактным отопительным радиаторам.

Применение радиаторов в системах отопления частных домов удобнее еще и с точки зрения расстановки мебели в помещениях. Они размещаются под оконными проемами, и трубы их подключения могут быть скрыты в полу или стенах здания. Теплоотдача регулируется количеством секций, которое определяется площадью и назначением отапливаемого помещения.

Тип радиатора определяется характеристиками системы отопления, такими, как температура теплоносителя, скорость потока и давление в системе. В зависимости от этих показателей выбираются чугунные батареи или алюминиевые ребристые радиаторы. Чугунные отдают тепло за счет своей большой теплоемкости и инфракрасного излучения, а алюминиевые ребристые — за счет восходящих конвективных потоков воздуха в каналах между ребрами радиатора.

В общем случае при высокой температуре теплоносителя на уровне 90-95°С и низкой скорости теплоносителя лучше отдает тепло массивная чугунная батарея, а при температурах 65-80°С и применении насоса в системе отопления большей эффективностью будет обладать ребристый алюминиевый радиатор.

Радиатор из алюминия.

Кроме того, отопительные системы частных домов зачастую дополняют устройством теплых полов. При температуре воды в трубах в пределах 40°С теплый пол позволяет получить максимально комфортный микроклимат в жилых помещениях. Устройство водяных теплых полов требует обязательной установки электрического насоса.

Система трубопроводов

Котел и отопительные приборы соединяются между собой трубопроводом, устройство которого также зависит от этажности здания, длины его периметра и расположения отопительных приборов.

Материал труб в схеме отопления выбирается, исходя из условий удобства монтажа, их ремонтопригодности, долговечности самих труб и фитингов. В современных системах отопления на смену громоздким видам стальных, нержавеющих и оцинкованных труб пришли металлопластиковые и полипропиленовые трубы. В сочетании с чугунными батареями отопления также широко используются медные трубы.

План схема системы отопления.

Для монтажа полипропиленовых труб и фитингов также необходим специальный инструмент и оснастка. Соединение таких труб осуществляется с помощью электронагревательного прибора — паяльника, каждый стык потребует от двух до семи минут времени. Полипропиленовые трубы не изгибают, применяют угловые фитинги. Кроме того, для этих труб обязательно устройство линейных компенсаторов расширения.

Использование стальных или медных труб в трубопроводах требует проведения сварочных работ или пайки соединений, а согнуть такие трубы можно только с помощью специального приспособления — трубогиба.

С точки зрения простоты монтажа выигрывают металлопластиковые трубы, которые соединяются фитингами. Для сборки систем отопления частных домов в большинстве случаев потребуется только гаечный ключ. Существующие виды фитингов позволят собрать систему любой сложности. Любой поврежденный участок может быть заменен всего за несколько минут.

Однотрубная схема

При однотрубной схеме соединения отопительных приборов все регистры, батареи или радиаторы соединяются последовательно. Перед первым по порядку отопительным прибором устанавливается коллектор разгона теплоносителя с перепадом высоты не менее 2,2 м, который позволяет запустить и эксплуатировать систему без применения электрического насоса, исключительно под действием силы тяжести.

Эта простая схема предполагает устройство подающего трубопровода с постоянным углом возвышения от нижней точки коллектора разгона до верхней точки последнего по счету радиатора отопления. При большом периметре частного дома бывает целесообразно устроить не одно, а два и более кольца трубопроводов. Если не предполагается использовать электрический насос в контуре трубопровода, то для обеспечения движения теплоносителя котел должен нагревать воду до температуры 90-95°С.

Достоинством такой схемы в системах отопления частных домов является их энергонезависимость и небольшой расход труб, но есть и недостатки. В каждом из радиаторов теплоноситель остывает, и в последних по счету батареях необходимо увеличивать число секций. Кроме того, регулирование температуры в одном из радиаторов одновременно снижает температуру всего контура.

Двухтрубная схема

При двухтрубной схеме системы отопления частного дома линия подачи теплоносителя от котла производится во все радиаторы через коллектор или стояк с одинаковой температурой. Отвод воды от нижних точек отопительных приборов к котлу осуществляется через параллельный коллектор. Схема предполагает больший расход труб для устройства стояков, но дает большую свободу в регулировании теплоотдачи каждого из радиаторов в отдельности.

При такой схеме также нетрудно добиться естественной циркуляции теплоносителя за счет действия силы тяжести. Для большей эффективности в схему может включаться электрический насос, который позволит снизить температуру воды и подключать к коллекторам трубопроводы системы теплых полов.

Оптимальная разводка отопления в частном доме: сравнение всех типовых схем

При решении задачи обогрева жилья существует множество комбинаций построения системы подачи и отвода теплоносителя. Каждая разводка отопления в частном доме может быть классифицирована по нескольким признакам.

Мы предлагаем разобраться в нюансах обустройства и работы возможных вариантов. Понимание принципов проектирования, плюсов и минусов каждого типа разводки, поможет спланировать геометрию системы и ее устройство с учетом индивидуальных особенностей помещения.

Моделирование оптимальной геометрии контура

Для одного частного дома может быть спроектировано несколько замкнутых водяных контуров, которые будут обогревать разные помещения. Они могут существенно отличаться друг от друга по типу разводки.

При проектировании, в первую очередь, исходят из работоспособности системы, а также оптимальной геометрии с позиции минимизации затрат, простоты монтажа и возможности вписать элементы отопления в дизайн помещений.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Нагрев теплоносителя для отопления дома происходит в одном или нескольких устройствах, расположенных внутри помещения. Это могут печи, камины, а также газовые, электрические или твердотопливные котлы.

Давление воды в контуре обеспечивают или за счет использования циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии системы, позволяющей создать условия для естественной циркуляции.

Также источником горячей воды может быть централизованная система отопления для нескольких домов. В случае слабого напора возможно подключение циркуляционных насосов для создания дополнительного давления и увеличения скорости перемещения жидкости по трубам.

При выборе варианта с естественной циркуляцией теплоносителя или небольшого давления в трубах при централизованном отоплении необходимо внимательно отнестись к возможности максимального использования физических законов, позволяющих начинать и поддерживать движение жидкости.

Обязательным элементом разводки в этом случае является коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой горячая вода поднимается вверх, затем распределяется по приборам отопления и, потеряв начальную температуру, стекает вниз.

По причине разной плотности возникает перепад гидростатического давления горячего и холодного столба жидкости, который является движущей силой для циркуляции воды.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Подвод горячей воды к радиаторам может быть осуществлен разными способами. Разводку условно делят на вертикальную и горизонтальную, по положению труб (стояков), подающих воду непосредственно к радиаторам отопления.

Вертикальные схемы с верхней подачей горячей воды максимально используют разницу гидростатического давления между теплым и холодным сегментами контура, поэтому их практически всегда применяют при естественной циркуляции, а также при низком давлении в системе.

Кроме того, такие схемы работоспособны при аварийном отключении насоса, которое может наступить по причине его поломки или отсутствия электроэнергии.

Разводку с нижней подачей практически не применяют при отоплении с естественной циркуляцией. В случае наличия хорошего давления в системе ее использование оправдано, так как у такой схемы существует два значительных плюса, относительно альтернативного варианта.

  • меньшая суммарная длина используемых труб;
  • отсутствует необходимость проведения трубы по чердаку или технологическим нишам под потолком второго этажа.

Горизонтальную схему разводки отопления используют для одноэтажных частных домов. Если здание имеет два или более этажа, то ее часто используют в случае, когда с позиции дизайна вертикальные стояки нежелательны.

Горизонтальные трубы, подающие и отводящие воду можно органично вписать в интерьер помещений, а также спрятать под пол или в ниши, расположенные на уровне пола.

Выбор одно- или двухтрубного варианта

Подвод горячей воды и отвод охлажденной для системы отопления частного дома можно производить с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть положительные и отрицательные стороны, а также особенности использования в зависимости от типа разводки.

Читайте также:  Устройство печи в деревянном доме схема: как работает, чертежи

Использование однотрубной схемы подключения

Схему водяного отопления частного дома с использованием одной трубы для подачи горячей и отвода остывшей воды называют однотрубной. Главное преимущество такой системы заключается в минимизации длины труб.

Основные плюсы варианта:

  • наименьшие затраты на приобретение элементов отопительной системы;
  • наиболее простой и быстрый монтаж;
  • наименьший риск аварии.

Основным минусом однотрубного отопления является постепенное уменьшение температуры воды, которая проходит последовательно через все радиаторы в контуре.

Поэтому приходится использовать несколько большую площадь поверхности последних радиаторов (большее число колен), что часто нивелирует ценовую выгоду от минимизации длины труб.

Кроме того, в связи с этим недостатком, существуют ограничения для одного контура на количество подключаемых радиаторов. Если их будет слишком много, то последние по ходу движения теплоносителя практически не будут излучать тепло.

Кроме того, возникает проблема при расчете теплоотдачи. Здесь необходимо учитывать, что отключение первых радиаторов от системы отопления ведет к увеличению температуры входящей воды для последующих устройств.

Применять однотрубные схемы с вертикальной нижней разводкой бессмысленно, так как длина труб будет такой же, как и двухтрубного варианта, что нивелирует все плюсы, но оставляет минусы.

Подключение отопительного прибора, как правило, производят через байпас, чтобы иметь возможность отключить любой из них без остановки циркуляции воды по контуру.

Для экономии на кранах можно не делать обход воды через отводок, но тогда придется останавливать работу этой части системы и сливать воду при необходимости замены или ремонта радиатора.

Самым экономным вариантом является использование одной стальной трубы диаметра 1,5-2 дюйма без радиаторов отопления. Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды.

Подробно о расчете однотрубной системе отопления читайте в этой статье.

Применение двухтрубного варианта отопления

Схему отопительного контура, когда одну трубу используют для подачи горячей воды к отопительным приборам, а вторую – для возврата охлажденной называют двухтрубной.

Ее основные преимущества:

  • температура подаваемой ко всем радиаторам воды одинаковая;
  • отключение одного или нескольких радиаторов не влияет на температуру подаваемой воды к остальным отопительным приборам;
  • ограничения по количеству радиаторов для одного отопительного контура зависит только от пропускного объема труб.

Основным минусом такой разводки является некоторое увеличение метража труб.

Это ведет к некоторым к дополнительным недосаткам:

  • возрастают затраты на приобретение и монтаж элементов системы отопления;
  • усложняется интеграции в интерьер частного дома.

Количество фитингов и кранов при двухтрубной системе почти такое же, как и при однотрубной.

В зависимости от относительного движения горячей и охлажденной воды схемы двухтрубной разводки подразделяют на два типа:

Попутная схема. Оба потока двигаются в одном направлении и, таким образом, длина цикла оборота теплоносителя для каждого радиатора одинакова. В этом случае происходит равный по скорости их нагрев при запуске системы отопления.

Тупиковый вариант. Направление движения горячей и охлажденной воды встречное. Нагрев ближних к котлу радиаторов происходит быстрее.

Чем меньше скорость воды, тем более заметен этот эффект, поэтому при естественной циркуляции прогрев одних помещений будет происходить значительно медленнее, чем других.

Типовые схемы разводки отопления в частном доме: полная классификация вариантов устройства

Проживание в своем доме на земле дает ряд преимуществ, среди которых возможность устройства системы отопления, эксплуатируемой в автономном режиме. Грамотно подобранная и смонтированная разводка отопления в частном доме позволяет организовать быстрый, равномерный обогрев всех комнат. Контроль расхода топлива, рассчитываемого в соответствии с погодными условиями, обеспечивает снижение затрат на отопление.

На практике используется несколько проверенных схем отопления, отличающихся по типу циркуляции теплоносителя (чаще всего воды), а также по способу разводки магистральных труб. В большинстве жилых объектов осуществляют монтаж однотрубной, двухтрубной, лучевой или «ленинградской» системы отопления. Каждая схема разводки отопления частного дома имеет свои особенности, на которые обращают внимание при проектировании инженерных коммуникаций.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Движение жидкости по замкнутому контуру (контурам) может происходить в естественном или принудительном режиме. Вода, нагретая отопительным котлом, устремляется к батареям. Эту часть контура отопления называют прямым ходом (током). Попав в батареи, теплоноситель остывает, и направляется обратно в котел для нагрева. Этот промежуток замкнутого маршрута называют обратным ходом (током). Для ускорения циркуляции теплоносителя по контуру применяют специальные циркуляционные насосы, врезаемые в трубопровод на «обратке». Выпускаются модели отопительных котлов, в конструкции которых предусмотрено наличие подобного насоса.

Естественная циркуляция теплоносителя

При естественной циркуляции движение воды в системе идет «самотеком». Это возможно за счет физического эффекта, проявляющегося при изменении плотности воды. Горячая вода имеет меньший показатель плотности. Жидкость, идущая по обратному ходу, имеет большую плотность, а потому легко вытесняет уже нагревшуюся в котле воду. Горячий теплоноситель устремляется вверх по стояку, а далее распределяется по горизонтальным магистралям, проведенным под небольшим уклоном, составляющим не более 3-5 градусов. Наличие уклона и позволяет двигаться жидкости по трубам самотеком.

Схема отопления, основанная на естественной циркуляции теплоносителя, является самой простой, а потому ее легко реализовать на практике. К тому же в этом случае не требуется наличие других коммуникаций. Однако подходит этот вариант лишь для частных домов небольшой площади, так как длина контура ограничена 30 метрами. К недостаткам можно отнести и необходимость монтажа труб большего диаметра, а также низкое давление в системе.

Схема автономной системы отопления дома с естественной циркуляцией воды (теплоносителя). Трубопровод прокладывается под уклоном, составляющим не более 5 градусов

Принудительная циркуляция теплоносителя

В автономных отопительных системах с принудительной циркуляцией воды (теплоносителя) по замкнутому контуру присутствует в обязательном порядке циркуляционный насос, который обеспечивает ускоренный ток нагретой воды к батареям, а остывшей – к нагревательному прибору. Движение воды возможно из-за разности давлений, возникающей между прямым и обратным током теплоносителя.

При монтаже данной системы не требуется соблюдать уклон магистрали трубопровода. В этом заключается преимущество, а вот существенный недостаток кроется в энергозависимости такой отопительной системы. Поэтому на случай отключения электричества в частном доме должен быть генератор (мини-электростанция), который обеспечит функционирование системы отопления в экстремальной ситуации.

Схема организации системы отопления дома, в которой циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом, врезаемым в трубопровод обратного тока

Схему с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя можно использовать при монтаже отопления в доме любой площади. При этом выбирается насос подходящей мощности и обеспечивается его бесперебойное электропитание.

Схема однотрубной разводки

В отопительной системе данного типа нагретый теплоноситель последовательно протекает по всем радиаторам, отдавая при этом приборам часть тепловой энергии. Эту схему предпочитают выбирать в том случае, если для устройства системы обогрева помещения выделен небольшой бюджет. Ведь для прокладки однотрубной системы понадобится минимальное количество труб, а также сопутствующих расходных материалов.

Нельзя не указать и на ряд недостатков, характерных для однотрубной системы отопления с верхней разводкой, а именно:

  • отсутствие возможности осуществления раздельного регулирования уровнем теплоотдачи для каждого отдельного радиатора;
  • снижение количества отдаваемого батареями в помещение тепла по мере их удаления от отопительного котла.

«Ленинградская» схема отопления разработана с целью решения проблемы независимой регулировки уровня теплоотдачи каждой отдельной батареи. В однотрубной системе вода идет через все установленные радиаторы последовательно. Установка запорных кранов на каждую батарею и монтаж байпаса (обходной трубы) позволяет обеспечить циркуляцию теплоносителя при отсекании какого-то отопительного прибора.

Однотрубная разводка системы отопления «Ленинградка» позволяет обеспечить отключение отдельных радиаторов с помощью запорных кранов, при этом движение теплоносителя продолжается по обходной трубе

Варианты устройства двухтрубной системы

Основным отличием двухтрубной схемы обогрева частного дома является подключение каждой батареи к магистрали как прямого, так и обратного тока, что увеличивает в два раза расход труб. Зато у владельца дома появляется возможность регулирования уровнем теплоотдачи каждого отдельно взятого отопительного прибора. В итоге можно обеспечить разный температурный микроклимат в комнатах.

При монтаже вертикальной двухтрубной отопительной системы применима нижняя, а также верхняя, схема разводки отопления от котла. Теперь поподробнее о каждой из них.

Вертикальная система с нижней разводкой

Устраивают ее следующим образом:

  • От нагревательного котла пускают по полу нижнего этажа дома или по подвалу подающий магистральный трубопровод.
  • Далее от магистральной трубы пускают вверх стояки, которые обеспечивают попадание теплоносителя в батареи.
  • От каждой батареи отходит труба обратного тока, которая отводит остывший теплоноситель обратно в котел.

При проектировании нижней разводки автономной системы отопления учитывают необходимость постоянного выведения воздуха из трубопровода. Выполняется это требование с помощью монтажа воздушной трубы, а также установки расширительного бака, использования кранов Маевского на всех радиаторах, находящихся на верхнем этаже дома.

Схема двухтрубной автономной системы водяного отопления дома с нижней разводкой. Теплоноситель поднимется вверх по вертикальным стоякам из центральной трубы

Вертикальная система с верхней разводкой

В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.

Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают расширительный бак. Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

Схема двухтрубной автономной системы отопления дома с верхней разводкой. Теплоноситель двигается вверх по центральному стояку, а затем опускается вниз, проходя по всем установленным радиаторам

Горизонтальная система отопления – три основных типа

Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:

  • Тупиковая схема (А). Преимущество состоит в небольшом расходе труб. Недостаток кроется в большой длине циркуляционного контура самого дальнего от котла радиатора. Это затрудняет в значительной степени регулировку системы.
  • Схема с попутным продвижением воды (Б). Из-за равной длины всех циркуляционных контуров проще отрегулировать систему. При реализации потребуется большое количество труб, которые увеличивают стоимость работ, а также портят своим видом интерьер дома.
  • Схема с коллекторным (лучевым) распределением (В). Так как каждый радиатор подключается отдельно к центральному коллектору, то обеспечить равномерный всех помещений очень легко. На практике монтаж отопления по данной схеме наиболее затратный из-за большого расхода материалов. Трубы прячут в бетонную стяжку, что в разы повышает привлекательность интерьера. Лучевая (коллекторная) схема разводки отопления по полу приобретает все большую популярность среди индивидуальных застройщиков.

Вот так это выглядит:

Три схемы устройства горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления, которые чаще всего используются при строительстве малоэтажных домов и частных коттеджей

Какая схема разводки отопительных контуров лучше

Однозначно сказать о превосходстве какой-то одной схемы разводки над другими нельзя – всё зависит от количества этажей, наличия подвальных помещений и конструкции кровли. Один из самых распространённых случаев – это одноэтажный дом с крутой вальмовой или двухскатной крышей. Вне зависимости от того, есть ли под зданием подвал, лучшим вариантом считается обустройство отопления по двухтрубной схеме с вертикальными стояками. При этом разводка может быть как нижней, так и верхней. Последнюю предпочтительнее использовать, если котёл монтируется на первом этаже, что характерно для зданий, в которых нет подвала.

Читайте также:  Устройство настенного газового котла: как работает, чертежи

Теперь рассмотрим предыдущий пример дома, однако заменим крутую крышу плоской. Разводку лучше всего выполнять горизонтальным способом, размещая котёл в подвале. К слову, статистика показывает, что для одноэтажных зданий плоская кровля используется сравнительно редко, при этом они практически все оборудуются подвальными помещениями.

Для двухэтажных и многоэтажных зданий допускаются как однотрубные, так и двухтрубные отопительные контуры с вертикальными стояками. При этом можно использовать верхнюю или нижнюю разводку. Не допускается лишь горизонтальный монтаж подводящих веток. В общем, практически любой вариант, независимо от типа и конструкции кровли.

При выборе типовой схемы разводки необходимо учесть множество факторов, начиная от площади дома, и заканчивая, материалами, использованными при его строительстве. Лучше подобные вопросы решать со специалистами, чтобы исключить вероятность ошибки. Ведь речь идет об обогреве дома, главном условии комфортного проживания в частном жилье.

Отопление в частном доме – схемы и процесс создания

Если нужно создать или модернизировать отопление в частном доме, то лучше сперва потратить час-другой на изучение вопроса, подборку мнений специалистов, и в частности, на прочтение данного материала, — рассмотреть наиболее распространенные ситуации и проверенные временем решения.

Знание вопроса – ключ к успеху. Даже если отопление в доме самостоятельно делаться не будет, то тогда с пришлыми монтажниками, хозяину лучше разговаривать на их языке. Проще будет проконтролировать правильность и бюджет процесса, самостоятельно можно будет закупить материалы, — значит значительно сэкономить. Поэтому изучить, как делается система отопления, – выгодно.

Как работает отопление

Для обычного жилого дома в подавляющем большинстве случаев применяется водяная система с принудительной циркуляцией жидкости. Теплоноситель движется по трубам под воздействием насоса, нагревает радиаторы, от которых греется воздух. Энергия генерируется в котле.

Все, что этому не соответствует, называется, как «редкость», а специалисты еще называют «дикость», — настолько оно будет уступать по потребительским качествам для жильцов дома обычной площади 70 – 500 м кв.

Из чего состоит

В отоплении всегда применяется ряд узлов и агрегатов, о которых стоит узнать поподробнее.

  • Котел – теплогенератор, сжигающий топливо, нагревающий воду (теплоноситель).
  • Циркуляционный насос – может не только устанавливаться отдельно, но и находится в составе автоматизированного котла, как и некоторые другие элементы. Гоняет теплоноситель по трубам.
  • Трубы – применяются современные пластиковые, металлопластиковые изделия, подбираются по диаметру.
  • Радиаторы – передают энергию воздуху.
  • Расширительный бак – обязательный элемент, поддерживает стабильное давление при тепловом расширении воды. Предохраняет систему от аварии.
  • Группа безопасности — может быть в составе котла или отдельно, включает предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр. Обязательно устанавливается в любой замкнутой системе.
  • Фильтр очистки – небольшой обязательный элемент.

Это минимум обычной системы. Если это грамотно смонтировать, для чего применяются фитинги и краны, то отопление начнет обогревать дом.

Дополнительные элементы системы

  • Краны шаровые – два режима работы «открыл-закрыл».
  • Вентили балансировочные – похожие на обычные краны — тонкая настройка системы.
  • Клапаны дух-трех-ходовые – автоматические регуляторы потока.
  • Термоголовки – устройства, управляющие клапанами в зависимости от температуры и ручных установок.
  • Краны Маевского – ручные воздухоотводчики, для спуска воздуха.

Чем топить

Прежде всего хозяев волнует вопрос, — чем отапливать дом. В каждой местности сложились свои приоритеты.

  • Много домов сейчас отапливается природным газом из магистралей. Это дешевый и удобный вид топлива. Если есть газовая труба, то раздумывать не о чем, нужно подключаться и ставить газовый котел.
  • Но также часто можно встретить отопление дровами в твердотопливных котлах. В большинстве регионов это дешево. Но не удобно. Чтобы упростить процесс топки систему дополняют буферной емкостью, или, что хуже – сложными, не лучшими по качествам, устройствами – котлами длительного горения.
  • Уголь вытесняет из употребления дрова в отдельных угольных регионах, где он дешев.
  • Пеллеты – «автоматизированые дрова», удобней, но дорого.
  • Электричество – вытесняет потихоньку дрова, так как очень удобно, и при ночном тарифе – терпимо по цене. Но при дневном тарифе – слишком дорого.

Подробней, чем лучше топить дом можно прочитать здесь…

Какой котел поставить

Какая мощность отопления будет в самый раз?

  • С электрическим понятно – сколько разрешит энергонадзор, столько и поставим. Котел скорее всего будет в качестве резервного (или ночного) теплогенератора.
  • С твердотопливным все просто, — если строить для себя, то можно взять в запас двойную–тройную мощность – тогда реже топить, можно в режиме тления, быстрее нагреть буфер, быстрее прогреть дом.

  • Но с мощностью газового автоматизированного не стоит сильно перебарщивать, так как слишком мощный агрегат будет работать во вредном режиме с частыми остановками. Лучше взять с запасом мощности 20% от расчетных теплопотерь.
  • Не считаем теплопотери

    Точный расчет теплопотерь частного дома может произвести только научно-исследовательская организация. Влияют множество факторов, например, площадь освещаемой солнцем стены и угол ее расположения к солнцу…. На практике, владельцу дома такие данные вообще не нужны.

    Точность подбора мощности отопления тут же будет снивелирована, к примеру, заменой окна, выросшим деревом, другим качеством газа, плохим монтажем…

    С теплоплотерями все просто – их значения, для определения мощности отопления, грубо принимаются из расчета 1 кВ на 10 м кв. Если такой мощности в итоге окажется мало, то увеличивать ее, при нынешний ценах на энергоносители, — не выгодно. Правильно будет модернизировать дом, утеплять…

    Как побороться с холодом в доме

    Достаточно знать, что котел не должен быть слабее 10 кВт на 100 м кв. А если при этих условиях, будет прохладно, то и 20 кВт могут не помочь, потому, что хозяин из своего кармана отапливает космическое пространство, которое нагреть сложно.

    Прежде всего нужно побороть сквозняки любыми методами и организовать нормальную вентиляцию – как делается вентиляция чтобы сберечь тепло

    Дальше нужно перебороть холодный чердак, или крышу и обеспечить их нормативным слоем утепления. Например – утепляем крышу лучшим утеплителем

    Желательно термоизолировтать пол, и организовать отопление теплым полом. Как делаются теплые полы – краткая инструкция

    После этих мероприятий, если они нормально выполнены, в доме будет тепло…
    Как построить теплый дом

    Подробней о том, как сделать отопление

    Отопление в доме делается в следующей последовательности.

    • Принимается решение о схеме подключения отопительных приборов, определятся их точки размещения и соответственно места нахождения трубопроводов. Определяется мощность оборудования и другие технические параметры (составляется проект!…)
    • Выбирается место для котла и устанавливается котел, возможно по проекту газификации дома, возможно в связи с привязкой дымохода на естественной тяге.
    • Делается обвязка котла, — монтируется трубопровод и обязательное оборудование обеспечивающее его работу и всей системы.
    • Распределяются и устанавливаются радиаторы по комнатам в соответствии с необходимой мощностью отопления для каждой комнаты. С этим вопросом можно ознакомится здесь
    • Прокладывается трубопровод, подключаются радиаторы и котел со своей обвязкой.
    • Система заполняется теплоносителем и испытывается.

    Обвязываем котел

    Автоматизированные котлы, как правило, содержат в своем корпусе и насос и группу безопасности, а иногда и расширительный бак. Вся их обвязка заключается в установке отключающих кранов.

    Для твердотопливного котла устанавливается насос, расширительный бачок, группа безопасности, регулирование температуры, возможны и блоки автоматизации и управления.

    В сложных системах все это дополняется гидрострелкой (или контуром первичного кольца) с дополнительными насосами на каждом ответвлении, а также возможно устанавливается буферная емкость, ставиться и бойлер ГВС.

    В простейшем варианте твердотопливный котел нужно правильно обвязать – как сделать подключение не автоматизированного котла

    Элементы, которые встречаются в сложных системах

    • Гидрострелка – принадлежность сложных систем с 3 и более контурами, для выравнивания давления в них.
    • Буферная емкость – теплоаккумулятор на большой запас воды, полезен для периодически действующих котлов или для электрокотла на ночном тарифе.

    Распределительный коллектор – устройство упрощающее разводку и подключение труб к магистрали в теплых полах и в сложных схемах.

    Бойлер косвенного нагрева – устройство для нагрева воды от отопительной системы, которая расходуется на бытовые нужды.

    Старые системы не применяются

    Упоминалось, что в современном представлении теплоноситель должен двигаться под воздействием насоса. Все самотечное – анахронизм, не практичный, не функциональный и в два раза дороже.

    Также по современным представлением система отопления должна быть двухтрубной, а однотрубная – дорогая и в создании и в эксплуатации, громоздкая и не обеспечивающая… Ее цена догоняется за счет большого диаметра труб и фитингов, а кольцевая схема создает и трудности прокладки и сложность в обеспечения одинаковой температуры радиаторов.

    Выбираем схему – одну из трех

    • Наиболее практичной и широкоприменяемой оказывается тупиковая схема подключения. До 5 радиаторов в одном тупике.
      Тупиков может быть несколько, с помощью этой схемы можно охватить даже дом средних размеров.

    Также не редка для средний и больших домов попутка. Но она несколько дороже и ей присуща сложность обвода полного кольца по дому – мешают двери. Если это решается, то схема самая стабильная.

    Если есть возможность прокладывать трубы под полом без проблем, то лучевая, как практичная и стабильная, хоть и несколько более дорогая по сравнению с тупиковой может быть применима.

    Как совмещают отопление с дизайном

    Сейчас все больше стараются убрать не только трубы под пол, но и сами радиаторы. Устанавливают внутрипольные конвекторы, хоть и более дорогие, но зато не загромождающие интерьер. О наличии отопления с ними будет напоминать декоративная решетка под подоконниками, под входными дверями…

    Промежуточный вариант более практичный в эксплуатации – спрятать под пол трубы, на стенах оставить радиаторы с нижним подключением – трубы выходят из пола под радиаторами.

    При этом под полом разводка может быть по любой схеме, но наиболее дешевой и практичной оказывается тупиковая с ответвлениями более тонкими трубами от магистрали. Под полом допускается установка обжимных фитингов на металлопластиковых трубах. Часто подключение радиаторов совмещается с разводкой теплого пола в одном пространстве.

    Выбрать трубы и радиаторы

    Самый дешевый вариант и легко исполняемый самостоятельно — монтаж системы из полипропиленовых труб …. Но его порекомендовать нельзя. Он же самый ненадежный. Виной всему невозможность обеспечения стандартного качества соединения и номинального просвета труб в сварных стыках.

    Рекомендуется для надежности использовать металлопластиковые трубы, хоть их фитинги дороги.

    О подборе радиаторов можно спорить долго… но подойдут для частного дома любые, которые встретятся в магазине. Подробнее о выборе современных радиаторов
    Подключить и установить радиаторы нужно по правилам…

    Монтаж

    Теперь дело за малым – собрать воедино все элементы, которые и были спроектированы. Кстати, конечно лучше воспользоваться готовым проектом отопления, если таковой имеется….

    Вопрос монтажа самостоятельно упирается лишь в вопрос навыков «крутить гайки». Сложного ничего нет, нужно лишь прочитать немного теории и попробовать собрать для начала немного простейшего. Ключевым моментами здесь будут – как обеспечить плотность резьбовых соединений

    А если это известно, то и система отопления должна работать исправно… Осталось как залить систему отопления, чтобы она все таки заработала

    Ссылка на основную публикацию