Отопление частного дома своими руками: схемы и виды автономных систем

Владельцы частных домов точно знают, что автономная система отопления намного экономичнее и эффективнее централизованной. По этой причине желание переплачивать поставляющим тепло организациям у большинства домовладельцев отсутствует.

В таких условиях оптимально соорудить автономное отопление частного дома своими руками, сделать это не так уж и сложно. Рассмотрим основные вопросы такого обустройства.

• Система отопления: какие они бывают
  • Отопительная система с жидким теплоносителем
  • Отопление воздушного типа
  • Электрические отопительные системы
• Разновидности системы с жидким теплоносителем
  • Простейшая схема — однотрубная
  • Усовершенствованная схема — двухтрубная
  • Система с циркуляцией гравитационного типа
  • Схема с принудительной циркуляцией
• Основные элементы системы отопления
• Выводы и полезное видео по теме

Система отопления: какие они бывают

Существует множество инженерных решений для обогрева жилища. Выделим три основных типа систем отопления.

Отопительная система с жидким теплоносителем

Самый распространенный в нашей стране способ отопления жилища. Предполагает наличие замкнутого контура, в котором циркулирует жидкий теплоноситель. В качестве последнего чаще всего используется вода, но могут быть и различные антифризы, которые выгодно отличаются низкой температурой замерзания. Для нагрева теплоносителя в системе устанавливается котел любого подходящего типа.

Разогретый теплоноситель по трубам подается в комнаты, где поступает в радиаторы. Эти устройства предназначены для передачи тепла воздуху. В батареях теплоноситель остывает, после чего по трубам уходит к котлу, где вновь нагревается.

Такой цикл многократно повторяется. Для регулирования системы могут использоваться термостаты, что позволяет автоматически поддерживать заданную температуру, или краны. В этом случае производится ручное регулирование.

Отопление с использованием теплоносителя относится к довольно простым в проектировании и исполнении системам. При необходимости его можно собрать самостоятельно. Но при этом, безусловно, желательно показать проект специалистам, чтобы избежать ошибок, которые могут значительно снизить эффективность системы.

К числу достоинств можно отнести длительный срок эксплуатации конструкции, при условии, что был произведен грамотный монтаж и нет нарушений в эксплуатации.

Система работает бесшумно, предельно проста в ремонте и обслуживании. Важно, что при правильно выполненном проекте во всех отапливаемых помещениях возможно поддержание нужной температуры. Система эффективна и позволяет экономить энергоресурсы. Энергоемкость теплоносителя примерно в 4000 раз выше, чем у воздуха. Это позволяет относительно быстро разогревать воздух в помещениях до комфортной температуры.

Из недостатков стоит отметить, что установить такое отопление можно только в период строительства или капитального ремонта дома. Если как теплоноситель используется вода, нужно учитывать, что ее температура замерзания достаточно высока. Что может грозить порчей труб при перемерзании системы. Так же присутствие воздуха в трубах с водой провоцирует быструю коррозию элементов конструкции.

Отопление воздушного типа

Теплоносителем в этом случае является нагретый воздух. Подогревает его установленный в здании водяной или паровой калорифер, а также электровоздушный или огневоздушный воздухонагреватель. После проведения температурной обработки подготовленная газообразная среда поступает в помещение.

По принципу действия схемы воздушного отопления делятся на два типа: совмещенные с вентиляцией или рециркуляционные. Первый вариант предполагает частичный подмес свежей порции воздуха, захваченного с улицы, и равный по объему выброс отработанной газовоздушной массы.

Во втором варианте весь циркулирующий по комнате воздушный поток захватывается и направляется к воздухонагревателю для обработки. Затем в полном объеме поступает обратно. Понятно, что по санитарно-гигиеническим показателям первая схема в предпочтении.

Разогретый до 55-60ºС воздух поступает в воздуховоды, по которым отводится в комнаты. Здесь он распределяется максимально равномерно. После остывания воздушные массы опускаются, где проходят через закрытые решеткой отверстия внутрь обратного воздуховода, по которому возвращаются к нагревателю. Цикл повторяется многократно. Регулируется такая отопительная система только посредством автоматики, что делает температуру в помещениях предельно комфортной.

Воздушное отопление максимально безопасно, поскольку автоматика отслеживает все параметры системы и при появлении проблем блокирует ее элементы. Кроме того, в конструкции отсутствуют трубы, наполненные горячей жидкостью, которые при неблагоприятном стечении обстоятельств могут прорваться или протечь.

В схемах воздушного отопления нет привычных для обывателя радиаторов, что вкупе с отсутствием труб существенно влияет на стоимость сооружения системы. Нет полагающейся паровым и водяным разновидностям отопления запорной арматуры. При устройстве контура, совмещенного с вентиляцией, разумно решается еще и вопрос обновления состава воздушной массы.

Срок эксплуатации таких систем при условии грамотного монтажа составляет порядка 20 лет. К достоинствам можно отнести и внешнюю привлекательность воздушного отопления. Сплетения труб, необходимые для конструкций с жидким теплоносителем, в данном случае отсутствуют.

Из недостатков стоит отметить возможные проблемы с составом воздуха. Система затягивает с улицы загрязненные воздушные массы, что требует установки фильтров. Их требуется достаточно часто менять. Помимо этого желательно использовать увлажнители, поскольку подогретый воздух часто бывает пересушенным. Если в систему попадает какое-то токсичное вещество, например, угарный газ, оно очень быстро распространяется по всему дому.

Электрические отопительные системы

Для обустройства автономного отопления частного дома достаточно часто используются системы, работающие от электричества. Их существует несколько типов, рассмотрим две, наиболее востребованные. Электрические конвекторы представляют собой компактные отопительные приборы, которые могут устанавливаться внутри отапливаемой комнаты. В зависимости от мощности устройства оно может быть одно или несколько.

Их принцип работы предельно прост. Холодный воздух через решетку поступает внутрь прибора, где посредством электрического ТЭНа нагревается. Благодаря либо естественной конвекции, либо усилиям вентилятора разогретые воздушные массы поднимаются, смешиваются с воздухом, находящимся в комнате, и разогревают его. Температура в помещении повышается. Остывший воздух опускается, вновь поступает в прибор и цикл повторяется.

Электрическое отопление может быть реализовано путем использования инфракрасного излучения. Тонкая гибкая ИК-пленка монтируется на потолок или пол и является своеобразным отапливающим устройством, нагревающим воздух в комнате до комфортной температуры. Система работает следующим образом. При подаче электрического тока на пленку карбоновые элементы разогреваются и начинают испускать инфракрасные волны в безопасном для человека диапазоне.

Эти волны начинают двигаться до первого встреченного ими крупного объекта. Это может быть пол, мебель или что-то им подобное. Предметы аккумулируют ИК-волны, разогреваются и отдают тепло воздуху. Нагрев происходит очень быстро. При этом распределение тепла максимально благоприятно для человека: в нижней части комнаты находится самый теплый воздух, в верхней – чуть холоднее.

Медики подтверждают, что инфракрасное отопление аналогично солнечным лучам и считается максимально благоприятным для человека. Несмотря на значительную разницу в принципе работы отопления, оба типа систем обладают сходными достоинствами. Прежде всего, это минимальные затраты на сооружение.

Не слишком привлекательные тарифы энергосбытовых компаний не останавливают желающих обзавестись электрическим отоплением. Для управления оборудованием используется автоматика, что позволяет настроить работу системы на максимально энергоэффективный режим.

Электричество очень удобно в использовании. Отсутствует необходимость применять какое-либо топливо, что снимает проблему его хранения и закупки. Кроме того, твердотопливные котлы, например, считаются очень «грязными», поскольку при их работе образуется сажа и зола. Электрическое оборудование не имеет таких проблем. Оно полностью безопасно, не шумит и не производит токсичных выбросов.

Системы, работающие с электричеством, обычно очень компактны. Использующиеся в них приборы могут иметь самый разный дизайн. Такие системы долговечны и требуют только регулярного обслуживания. Их основным недостатком является затратная эксплуатация, в силу высокой стоимости электроэнергии. Несмотря на экономичность систем, счета за электричество обычно получаются внушительными.

Разновидности системы с жидким теплоносителем

Как показывает практика, чаще всего для обустройства автономного отопления выбирают систему с жидким теплоносителем, поэтому поговорим о ее разновидностях. Такую систему реализуют в виде одной из двух возможных схем.

Простейшая схема — однотрубная

Представляет собой кольцеобразный замкнутый контур, внутри которого последовательно установлены радиаторы отопления. Теплоноситель поступает в первый из них, затем в следующий и так далее, пока не вернется к котлу. Это предельно простая схема, однако, далеко не самая эффективная. Ее основной недостаток заключается в остывании теплоносителя на «подступах» к дальним от котла батареям.

Жидкость выходит из теплообменника котла с температурой порядка 75ºС. Такой же она поступает в первый радиатор, во втором она чуть холоднее и та далее. Если продолжительность трубопровода невелика и радиаторов немного, то это не страшно. Но если батарей много, в последних будет находиться теплоноситель, разогретый до 45-50ºС. Что совершенно не достаточно для нормального обогрева помещения

Может быть два способа для исправления ситуации. Первый – увеличить температуру теплоносителя или же добавить секций последним в цепочке радиаторам, чтобы увеличить их теплоотдачу. Оба варианта потребуют дополнительных денежных вложений, но при этом не гарантируют результат.

Еще один способ справиться с проблемой – монтаж циркуляционного насоса. Это действительно повысит эффективность однотрубной системы, но и сделает ее энергозависимой и более дорогой в эксплуатации.

Усовершенствованная схема — двухтрубная

Основное отличие от первой схемы заключается в том, что теплоноситель к каждому из радиаторов поставляется практически одновременно. Для поставки его к прибором используется труба подачи, для сбора и отвода применяется труба, называемая обраткой.

Теплоноситель к батареям может подаваться по коллекторной или по тройниковой схеме. В первом случае к каждому из приборов подводится собственная подача с обраткой. Трубы прокладываются от коллектора в виде «лучей», отсюда второе название «лучевая».

В тройниковой разновидности приборы последовательно подсоединяются к подаче и обратке с помощью, сборка производится с помощью соединителей с тремя патрубками — тройников.

Коллектор предполагает монтаж запорной арматуры на каждый отвод к батарее, что дает возможность при необходимости ее отключить. Работа лучевой схемы основана на принудительной циркуляции жидкости, потому что для естественного движения теплоносителя слишком много гидравлических препятствий в многочисленных кольцах.

Тройниковые разновидности могут работать как благодаря природной гравитации, так и за счет включения в систему циркуляционного насоса. Он нагнетает теплоноситель, поэтому при устройстве отопительных колец не нужно соблюдать уклон, а трубу подачи устанавливать ниже приборов отопления.

Основное достоинство двухтрубной схемы – обеспечение равномерного нагрева всех батарей в здании, сколько бы их ни было. Но при этом для ее монтажа потребуется намного больше труб и других элементов, соответственно, она обойдется дороже. Это главный недостаток двухтрубной системы.

Система с циркуляцией гравитационного типа

Теплоноситель внутри отопительного контура должен двигаться. Это может происходить путем естественной циркуляции. Она возникает благодаря разности плотностей, существующей у холодного и нагретого теплоносителя.

Разогретая жидкость обладает меньшей плотностью, поэтому начинает самопроизвольно подниматься от котла по стояку, откуда направляется в отводящие трубопроводы и далее в радиаторы. У остывающего теплоносителя увеличивается плотность, что делает его более тяжелым.

По этой причине он опускается ниже, собирается в трубопроводе обратной разводки, по которому поступает к котлу. Таким образом, пока агрегат работает, будет реализовываться циркуляция теплоносителя гравитационного типа. Однако его скорость относительно невелика и может изменяться. Больше всего она зависит от двух факторов. Первый – место расположения элементов системы.

Радиаторы следует располагать значительно выше котла или поднимать под потолок, а еще лучше в чердачное помещение, основной стояк, от которого пойдут отводы на батареи. Второй фактор – разность температур охлажденного и разогретого теплоносителя. Чем она больше, тем выше скорость движения жидкости. По этой причине основной стояк во избежание потерь тепла может быть изолирован специальным материалом, а отбратка, напротив, ничем не закрывается.

К числу достоинств схемы системы отопления частного дома с естественной циркуляцией можно отнести ее дешевизну и простоту в проектировании, обустройстве и обслуживании. При работе она абсолютно бесшумна, какая-либо вибрация отсутствует. Недостатков у такой схемы довольно много. Она медленно запускается в работу, что объясняется низкой скоростью продвижения теплоносителя при малой разнице температур.

Кроме того, для нормальной циркуляции жидкости в контуре требуется трубопровод, собранный из труб относительно большого диаметра. Такие системы ограничены по размерам в силу невысокого естественного давления в магистрали. Длина такой конструкции не может превышать 30 м по горизонтали.

Схема с принудительной циркуляцией

В систему включается циркуляционный насос, он побуждает теплоноситель двигаться с определенной скоростью. Насос устанавливается в любом месте отопительной линии. Но для установке на подаче насос нужно покупать только от проверенных производителей, ведь ему предстоит работать в неблагоприятных условиях, хоть и все выпускаемые сейчас циркуляционные модели рассчитаны на подобную эксплуатацию.

Мощность насоса подбирается в зависимости от протяженности трубопровода и может быть разной. Благодаря принудительной циркуляции контур может иметь разную длину, вплоть до очень протяженного. Скорость продвижения жидкости-теплоносителя не зависит от разности температур, что дает возможность реализовывать самые разные инженерные схемы.

Кроме того, появляется возможность использовать трубы малого диаметра, это благоприятно сказывается на внешнем виде такой отопительной системы.

Из недостатков схемы стоит отметить энергозависимость. Это означает, что при отсутствии подачи электроэнергии отопление не будет работать. Для мест, где отключения электричества нередки, это очень серьезный недостаток. Помимо этого установка насоса потребует дополнительных затрат на его покупку, монтаж и последующую эксплуатацию.

Основные элементы системы отопления

Набор элементов, включенных в отопительную систему с жидким теплоносителем, может быть самым разным. Все зависит от типа выбранной схемы. И все же несколько основных элементов присутствуют всегда. Прежде всего это котел. Агрегат вырабатывает тепло, оно передается жидкости-теплоносителю. По виду использующегося топлива все котлы делятся на:

• Твердотопливные. Для работы используются все виды твердого топлива: дрова,уголь, торф и т.д. В продаже можно найти разновидности таких устройств пеллетные и пиролизные приборы.
• Газовые. Работают на магистральном природном либо на сжиженном газе.
• Электрические. Вырабатывают тепло, преобразовывая электроэнергию.
• Жидкотопливные. В качестве топлива используют солярку, бензин и им подобные материалы.
• Комбинированные. Устройства оборудуются несколькими различными горелками и могут работать с несколькими видами топлива.

Наиболее практичными считаются комбинированные котлы. Они помогают не остаться без отопления в условиях с перебоями в снабжении основным видом топлива. Однако, стоимость таких моделей намного выше, чем у стандартных.

Еще один обязательный элемент отопительной системы – аккумулирующие тепло приборы. Они тоже могут быть разными. Различают радиаторы:

• Панельные, представляющие собой стальную цельную панель различных размеров.
• Пластинчатые, состоящие из нескольких пластин, толщина которых может значительно разниться.
• Трубчатые. Выполняются в виде нижнего и верхнего коллектора, соединенных отрезками труб.
• Секционные. Собраны из греющих секций, количество которых может быть любым.

И последний обязательный элемент отопительной системы такого типа – трубопровод.

Для его сборки используются металлические или пластиковые трубы. Первые очень прочны, но подвержены коррозии и сложны в монтаже. Вторые очень просто собирать, они не ржавеют, но прочность у разных марок пластиков может значительно отличаться. Поэтому очень важно не ошибиться в выборе материала для пластикового трубопровода.

Выводы и полезное видео по теме

Какой способ отопления частного дома более выгодный:

Все об однотрубной схеме отопления:

Принцип действия воздушного отопления:

Автономное отопление может быть обустроено самыми разными способами. На выбор решения, несомненно, повлияют климатические особенности местности, где расположен дом.

Вряд ли целесообразно обустраивать дорогостоящую систему с жидким теплоносителем там, где зима длится один-два месяца, и температура нечасто опускается ниже нуля. Важно так же учесть все особенности здания и финансовые возможности его владельца. Если принято верное решение, в доме всегда будет тепло.