Водяное отопление в частном загородном доме своими руками: от А до Я

В России в зимний период наступают суровые холода, поэтому иметь качественное водяное отопление в частном доме просто необходимо. Такая система обладает первенством перед остальными, так как за все годы уже успела показать себя с наилучшей стороны. Печное и каминное отопление сегодня уже не так эффективны, — это лишь дань нашей богатой истории.

Подробный обзор

Двухконтурная система отопления

Двухконтурная система отопления для частного дома имеет более сложное строение, чем классическая одноконтурная. При этом преимущества таких систем неоспоримы. Представляет собой два замкнутых контура, одним из которых осуществляется подача теплоносителя к радиаторам, а другим – возвращение его в котел.

Применяется двухконтурное отопление для всех типов зданий.

  • Практически полностью отсутствуют потери теплоносителя при подаче к радиаторам.
  • Обеспечивается подача теплоносителя с одинаковой температурой ко всем радиаторам системы.
  • Использование труб малого диаметра сокращает материальные затраты.
  • Высокая надежность.
  • Большой КПД установки.
  • Возможность установки регулирующей арматуры на каждый радиатор, т.е. температуру каждого нагревательного элемента можно регулировать отдельно от других.
  • Низкий расход воды и электроэнергии.
  • Отсутствие громоздких конструкций – лучшее решение для современных интерьеров.
  • Простота внедрения в существующий дом.

Типы системы относительно оси расположения трубопровода:

  • Горизонтальные. Устанавливается в одноэтажных домах большой площади.
  • Вертикальные. Возможно применение в многоэтажных домах. Контур каждого этажа врезается в общий стояк системы. Преимуществом является отсутствие завоздушивания системы – воздух выходит из системы через расширительный бак.

В обоих случаях необходима балансировка. Для вертикального типа балансировка производится по стояку.

Преимуществом обоих систем является большая теплоотдача и высокая гидравлическая устойчивость.

  1. Верхняя. Разводка труб осуществляется в верхней точке трубопровода. Расширительный бак располагается там же. Данный тип не может быть установлен в домах без чердака.
  2. Нижняя. Разводка труб осуществляется в подвале или цокольном этаже. При этом следует учитывать, что трубы обратного контура должны быть заложены еще ниже подающий. Поэтому допускается укладка труб в подполе.

Основные схемы разводки

Схемы отопления частного дома настенным газовым котлом подразделяются по нескольким параметрам:

  • по типу разводки – однотрубная, двухтрубная, лучевая;
  • по направлению – вертикальная и горизонтальная;
  • по числу контуров – один (отопительный) или два (отопление и ГВС);
  • по типу циркуляции – принудительная или естественная.

Одно/двухтрубная, лучевая – плюсы и минусы

Основные схемы разводки

Однотрубная схема отопления частного дома с газовым котлом настенным самая простая: одна труба, которая отходит от котла, обходит по очереди все отопительные приборы и доставляет в котел уже остывший теплоноситель. В двухтрубной для обратки (охлажденного теплоносителя) предусмотрена вторая труба.

Первый вариант используется в домах с небольшим обогреваемым пространством, а также в технических постройках – гаражах и др., т.к. при последовательном обходе всех батарей теплоноситель остывает, разогрев приборов в начале и конце контура различен.

Частично эту проблему можно решить за счет установки регулирующих кранов на радиаторы: меньше горячего теплоносителя расходуется в начале трассы, основной поток уходит дальше.

Плюсы этой системы: простой монтаж, минимум соединений, проще расчет гидравлического давления. Минус: невозможность отключить часть контура (например, в подсобке) когда необходимости в обогреве этого помещения нет.

При двухтрубной разводке дом прогревается более равномерно. Использование регулировочных кранов позволяет добиться почти идеального температурного баланса между разными зонами. Минусы – эта система сложнее и дороже.

Оптимальный вариант для просторного коттеджа – лучевая разводка. Подразумевается наличие минимум одного коллекторного узла, от которого к каждому прибору уходит собственная горячая труба. Минус – такая система самая дорогая и трудная в установке.

Основные схемы разводки

Плюсы – в каждый прибор теплоноситель поступает горячим, а при использовании регулирующей арматуры, установленной непосредственно в коллекторном узле – еще и разогретым до необходимой кондиции. При монтаже теплых полов, отдельно или в совокупности с радиаторами, используется только лучевая разводка.

Естественная или принудительная циркуляция

В первом случае трубопровод монтируется под небольшим уклоном: теплоноситель стекает по трубе от одного радиатора к другому под собственной тяжестью. Во втором для прогонки по трубам горячей жидкости используется циркуляционный насос.

Однотрубная система с естественной циркуляцией (т.н. «ленинградка») используется для небольших построек, отапливаемых только радиаторами. Скорость тока жидкости в таком трубопроводе небольшая, при проходе большого расстояния вода гарантированно остынет.

Второй недостаток – сложность проектировки: чтобы жидкость перемещалась с максимальным КПД, нужен точный расчет уклона. В конструкции теплых полов такую систему использовать нельзя, т.к. их располагают горизонтально.

Минусы принудительной системы – выше стоимость, необходимость электропитания для насоса. Некоторые модели в процессе работы шумят.

Основные схемы разводки

Преимущества: высокая скорость движения теплоносителя, простота проектировки системы, экономия на трубах: для принудительных систем можно выбирать тонкие. Для естественных потребуются трубы большего сечения, только так получится ускорить поток.

Читайте также:  Виды и функции вентиляторов для твердотопливных котлов

Вертикальная и горизонтальная разводка

Вертикальная разводка подразумевает наличие стояков, по которым горячий теплоноситель спускается к радиаторам.

Такая схема оптимальна для двух/трехэтажных коттеджей.

Циркуляция теплоносителя – только принудительная: иначе он просто не поднимется на нужную высоту. В одноэтажном доме стояков может не быть вообще, разводка горизонтальная.

Один или два контура

Основные схемы разводки

Принципиальных отличий в монтажной схеме двухконтурной системы от одноконтурной нет. Есть эксплуатационная особенность: когда включается ГВС, отключается отопление. Это не имеет значения в большом доме: инерционность системы позволяет удерживать тепло долгое время.

Для маленького трубопровода режим частых отключений отопительного контура может оказаться критичным. Если длина отопительного контура небольшая и количество радиаторов невелико, а горячей воды требуется много – лучше отказаться от двухконтурной системы: отдельно установить газовый котел отопления и проточную колонку для ГВС.

В сочетании с двухконтурным котлом (обзор видов газовых котлов отопления для частного дома) рекомендуется принудительная циркуляция, иначе возобновление работы отопления после его остановки потребует долгого времени. Диаметр труб лучше увеличить, для отопления использовать чугунные батареи (в силу инерционности они долго остывают).

Читайте в нашей следующей статье о том, какие бывают виды газовых горелок для котлов отопления.

Схема отопления загородного дома

Системы водяного отопления загородного дома, в зависимости от особенностей конструкции, можно разделить на несколько типов:

  • однотрубные и двухтрубные (зависит от типа присоединения нагревательного устройства);
  • с попутным движением воды и тупиковой схемой (зависит от типа прокладывания магистрали);
  • с нижней и верхней подводкой (зависит от места прохождения стояка с горячей водой);
  • с горизонтальными и вертикальными стояками.

На видео вы можете посмотреть примеры различных систем отопления в частных домах

Варианты устройства двухтрубной системы

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:

Варианты устройства двухтрубной системы
  • 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.

Варианты устройства двухтрубной системы

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:

Вот так это выглядит:

Варианты устройства двухтрубной системы

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

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 схема отопительных систем

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.

Двухтрубная схема отопительных систем

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.

Двухтрубная схема отопительных систем

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.

Читайте также:  Достоинства и недостатки коллекторного отопления дома

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.

Двухтрубная схема отопительных систем

Как работает двухтрубная система отопления

Главное конструктивное отличие двухтрубной системы – наличие двух контуров, отвечающих за распространение теплоносителя.

Как работает двухтрубная система отопления

По одному носитель подается к радиаторам, по второму, отдав тепло, возвращается к котлу. Получается замкнутый круг, по которому идет постоянная циркуляция в течение всего времени работы котла. Использование такой системы предпочтительнее для домов большой площади.

Как и однотрубные системы, двухтрубные бывают открытыми и закрытыми. Их отличает наличие в конструкции расширительного бака. Также, система может иметь верхнюю или нижнюю разводку:

  • В отопительной системе с нижней разводкой подающий трубопровод идет под полом или в подвале дома, а обратный контур монтируется еще ниже. Котел при этом должен быть установлен ниже уровня радиаторов.
  • Верхняя схема разводки подразумевает прокладку подающего трубопровода в верхней части дома (под потолком, либо на утепленном чердаке).
Как работает двухтрубная система отопления

Монтаж и обслуживание

Монтаж двухтрубной схемы отличается от монтажа однотрубной, требуя намного больше времени и усилий. Для системы с верхней разводкой в обязательном порядке должны быть реализованы следующие этапы работ:

  • В первую очередь монтируется верхняя линия системы, которая отходит от котла и продвигается над радиаторами. В местах будущего присоединения к батареям монтируются тройники.
  • Когда монтаж верхней линии заканчивается, тройники соединяются с верхними патрубками радиаторов, а рядом с точками стыков устанавливаются вентили.
  • Далее, идет монтаж нижней линии трубопровода. Как правило, контур проходит по периметру дома на уровне цоколя и собирает трубы, отходящие от нижней части радиаторов.
  • Свободный конец отводящего трубопровода присоединяется к котлу. Непосредственно перед входом подключается циркуляционный насос, если это было предусмотрено проектом.
Как работает двухтрубная система отопления

Это важно! Главное неудобство такой теплосистемы – необходимость установки расширительной емкости на чердаке и отсутствие возможности слива горячей воды для технических нужд.

Отопительная система с нижней разводкой труб в этом плане более практична. Расширительный бачок можно разместить в теплом помещении (это, кстати, дополнительно повышает суммарную теплоотдачу системы, позволяя отапливать не холодный чердак, а жилое пространство).

Рекомендуем ознакомиться: Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах

Как работает двухтрубная система отопления

Отводящий контур прокладывается на том же уровне, а подающий проходит гораздо ниже, чем в первом варианте. Такое расположение позволяет сэкономить метраж трубопровода и улучшает эстетическую составляющую конструкции. Однако, стоит учитывать, что такая схема будет эффективно работать только с принудительной циркуляцией.

Плюсы

Главным достоинством двухтрубной схемы теплосистемы можно считать равномерный прогрев радиаторов, независимо от того, как на каком удалении от котла они расположены. Есть и другие преимущества:

Как работает двухтрубная система отопления
  • Уже на этапе составления проекта закладывается необходимость установки специальных терморегуляторов, дающих возможность ручного регулирования температурного режима для каждой комнаты.
  • Отопительные элементы в такой системе подключаются параллельно, тогда как в однотрубной – последовательно.
  • Из предыдущего преимущества вытекает полезная возможность добавления в схему дополнительных элементов, даже после окончания сборки и ввода в эксплуатацию.
  • Система легко продлевается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. При достройке дома провести отопление в новые помещения будет несложно.
  • Система не так уязвима к разморозке.

Минусы

Среди недостатков, самым очевидным и лежащим на поверхности представляется более высокая стоимость реализации проекта. Кроме того:

Как работает двухтрубная система отопления

Открытая разводка

Подразумевает под собой наличие расширительного бака, который негерметичен. Он имеет крышку, но она закрывает бачок неплотно, что позволяет находящейся в нём жидкости сообщаться с атмосферой.

Устанавливают его в самой высокой точке системы. Его располагают на чердаках или прямо под потолком здания. В первом случае необходимо поддерживать тепло на чердаке, иначе теплоноситель может замёрзнуть, а во втором – такая конструкция смотрится неопрятно. Установка в этой точке дома необходимо для того, чтобы вода не выливалась из него.

Бачок можно наполнять только водой. Другие жидкие теплоносители не подойдут. Система сообщается с атмосферой и часть воды регулярно испаряется. Владельцы таких систем отопления должны следить за уровнем воды в открытой разводке. При недостаточном количестве теплоносителя вся система отопления выйдет из строя.

Система наиболее проста в установке, не представляет особых угроз человеку и не требует дополнительных узлов.

Применение газовых котлов

Котлы, применяемые в водяной системе, могут использовать различные виды топлива. Самым распространенным и удобным в использовании является оборудование на газе – хотя устанавливать его можно лишь в том случае, когда к дому подведено центральное газоснабжение. Кроме того, в числе недостатков газовых котлов можно назвать необходимость их регулярного контроля со стороны соответствующих коммунальных служб.

Зато такая система имеет следующие преимущества перед остальными:

  1. Простоту установки и эксплуатации.
  2. Высокую экономичность использования энергоресурсов. В среднем, затраты на газ получаются на 30–40% меньшими по сравнению с использованием жидкого топлива или электричества.
  3. Быстрый нагрев помещений теплоносителем. Уже через час температура в комнатах с системой водяного отопления, источником тепла в котором является газовый котел, заметно возрастет.
  4. Экологичность использования газа.
  5. Возможность автоматизации процесса, включая программирование требуемой температуры и нагрева горячей воды.
Читайте также:  Как выбрать и установить тепловой аккумулятор в систему отопления

Как рассчитать мощность

Существует универсальная формула расчета мощности:

1 кВт мощности = 10 м2 отапливаемой площади

Однако, она работает только в идеальных, можно сказать, лабораторных условиях, весьма далеких от реальности. При определении параметра необходимо учитывать характеристики конкретного дома – год постройки, из каких стройматериалов, наличие теплоизоляции, вид окон и дверей и т.д.

Так, например, если дом построен более 30 лет назад, но утеплен, двери и окна заменены на современные герметичные конструкции мощность следует увеличить в 1,5 раза, то есть на 10 кв.м. площади брать 1,5 кВт. Если лома построен недавно, но не утеплен надлежащим образом, двери и окна – деревянные и сквозят, мощность следует увеличивать уже в 2 раза.

Особенности функционирования

В одноконтурной системе частного дома стараются использовать трубы разных диаметров. Это позволяет избежать нарушений циркуляции теплоносителя. Если по каким-то причинам использованы трубы одного диаметра, учтите, что гидродинамическое давление в батареях будет выше, чем на обратной магистрали. Это обязательно скажется на ухудшении работы отопления в целом.

Что можно предпринять в этом случае? Выход один — установить два крана, один из которых на байпас, а второй — на подводящий патрубок от водопровода.

Температуру радиаторов можно контролировать и регулировать, если установить на каждый прибор регулирующий кран. Лучше, чтобы этот тип запорной арматуры был трехходовым. Он обычно заменяет сразу два простых крана.

Варианты устройства однотрубной системы

Магистраль водяного отопления в обязательном порядке снабжается расширительным баком, выравнивающим давление. Он принимает излишки теплоносителя при расширении и возвращает его в трубопровод при остывании, не допуская скачков давления. Существует два принципиально отличающихся типа расширительных баков – открытый и закрытый. От того, какой из них будет встроен в магистраль, будет зависеть и вид системы отопления.

Открытая система отопления

Система отопления открытого типа предполагает прямой контакт теплоносителя с атмосферой. Используется при устройстве энергонезависимого или комбинированного отопления. Открытый расширительный бак представляет собой цилиндрическую или прямоугольную емкость, частично или полностью открытую. На определенном уровне выполняют отвод для слива излишней жидкости на улицу или в канализацию.

В схему открытой системы отопления с принудительной циркуляцией бак расширения включают непосредственно после котла, отвод устраивают в самой высокой точке магистрали. Сама емкость должна располагаться выше всех подключаемых приборов, поэтому часто бак выводят на чердак. В этом случае его необходимо утеплять при отрицательных температурах.

В связи с соприкосновением теплоносителя и воздуха в емкости бака, происходит насыщение горячей воды кислородом и ее естественное испарение. Отсюда вытекают ограничения и недостатки такой схемы:

  • Требуется постоянно следить за уровнем теплоносителя в баке и пополнять его вовремя;
  • Необходимо соблюдать уклоны трубопровода (5-7 градусов), чтобы высвобождающийся в магистрали воздух стравливался в расширительный бак и атмосферу;
  • Нельзя использовать антифриз вместо воды, поскольку он выделяет токсичные вещества при испарении;
  • Присутствие кислорода в теплоносителе снижает срок эксплуатации отопительных приборов со стальными деталями.
Варианты устройства однотрубной системы

Внимание! Отсутствие уклонов при монтаже трубопровода открытой системы отопления приведет к завоздушниванию магистрали. Однако у открытого отопления есть и плюсы:

Однако у открытого отопления есть и плюсы:

  • Не требуется следить за давлением в магистрали;
  • Подпитку теплоносителя можно осуществлять даже ведром, просто доливая его в емкость расширительного бака до необходимого уровня;
  • Даже при наличии небольших протечек система будет исправно функционировать – до тех пор, пока в трубопроводе будет достаточное количество воды.

Схема системы отопления открытого типа с принудительной циркуляцией

Закрытая система отопления

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией на данный момент имеет наибольшее распространение. Она представляет собой замкнутую гидравлическую магистраль, полностью закрытую от доступа воздуха.

Закрытая система водяного отопления подразумевает использование расширительного бака мембранного типа. Он представляет собой герметичный металлический корпус цилиндрической формы, внутренняя полость которого разделена мембраной. Одна часть наполнена воздухом, а во вторую выдавливается из магистрали вода, объем которой увеличивается при нагреве.

Устанавливать мембранный расширительный бак можно в любом месте магистрали, но для удобства обслуживания его подсоединяют к «обратке» – рядом с котлом.

Особенностью закрытой схемы является наличие небольшого избыточного давления в магистрали. Поэтому закрытая магистраль в своем составе должна содержать группу безопасности. Данный узел устанавливается на выходящем из котла трубопроводе (подающем) без запорной арматуры. Содержит манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан для сброса воды в аварийном режиме.

Важно! В схему закрытой системы обязательно включают группу безопасности

Варианты устройства однотрубной системы
  • Находящийся под давлением теплоноситель быстрее прогревается;
  • Вероятность завоздушивания отопительной магистрали практически исключена;
  • Возможно наполнение антифризом, так как теплоноситель не испаряется и не насыщается кислородом (актуально для зданий периодического пользования);
  • Удобство обслуживания – все устройства, обеспечивающие функционирование, контроль и безопасность системы, устанавливают в одном месте;
  • При использовании современного оборудования можно сделать закрытую систему отопления полностью автоматизированной и интегрировать ее с программами типа «умный дом».

Недостаток – энергозависимость. Решается приобретением автономного генератора.

Схема системы отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией