Водяные отопительные котлы

Установка отопительного оборудования является одним из первоочередных вопросов для владельцев частных домов. Собственные жилища, зачастую, не имеют подвода к центральной системе отопления, а в некоторых районах даже к газовой магистрали. Именно поэтому, пользователи предпочитают монтировать твердотопливные котлы с водяным контуром.

Этот аппарат имеет автономное питание и способен обеспечить качественный обогрев всего дома. В качестве источника энергии может использоваться любое доступное для данной местности сырье. Если вы проживаете в районе с лесообрабатывающей промышленностью, то лучшим выходом станет использование опилок и щепы. Одним из самых дешевых вариантов является использование пеллет, так как они являются продуктом вторичной переработки сырья. Также есть возможность использовать оборудование на дровах и угле. Главное, чтобы топливо было, как следует, просушено и имело подходящий размер.

Прежде, чем приобрести котел, необходимо подробно изучить особенности его конструкции, принцип работы, а также преимущества и недостатки моделей.

Особенности комплектации агрегата

Котел с водяным контуром, работающий на твердом топливе, по своим конструкционным особенностям немногим отличаются от стандартных твердотопливных установок. Основное отличие заключается в наличии водяного контура, который входит в комплектацию отопительного оборудования.

Котел состоит из следующих элементов: водяного контура, топки, зольной камеры и колосника.

Различают одноконтурные и двухконтурные варианты изделия. Первые, предназначены только для обеспечения работы отопительной системы дома. Вторые же, кроме обогрева предоставляют к использованию горячее водоснабжение.

Совет: Перед выбором конкретной модели агрегата, следует подсчитать необходимую мощность устройства. Данный параметр будет зависеть от общей площади отапливаемого помещения. При использовании двухконтурной конструкции, учитывайте необходимую мощность и на подогрев воды. В целом берите в расчете 1 кВт на каждые 10 м².

В зависимости от технических характеристик устройства, топливо может подаваться в котел автоматически или же вручную при помощи человека. При автоматической погрузке, предполагается наличие резервуара, в котором можно разместить сырье для автономного обогрева дома в течение недели.

Модели с наличием резервуара более дорогостоящие, поэтому большей популярностью пользуются котлы с ручной укладкой.

Кроме того, для автоматической подачи подходит только измельченный уголь с диаметром до 2,5 см.

Принцип действия твердотопливных котлов с водяным контуром

Вода нагревается в контуре системы только в период горения топлива. Основное сырье для таких моделей – уголь или древесина. При выборе ручного агрегата, одной подачи может быть достаточно на время от 3 до 4 часов. Если вы хотите обеспечить более длительный период горения сырья, то следует отдать предпочтение пиролизной модели оборудования.

Экономичность работы установки зависит от того, какого качества устройство вы используете, насколько эффективный процесс теплообмена в контуре, а также от контроля за температурным режимом теплоносителя.

Водяной контур изделия имеет специальное строение, позволяющее с наилучшей результативностью нагревать теплоноситель в процессе эксплуатации твердотопливного котла.

Получаемая тепловая энергия аккумулируется со стенок водяной рубашки, что обеспечивает достаточно быстрый нагрев воды в системе. Кроме того, так вы можете длительный период времени поддерживать высокий уровень температуры в конструкции.

Несмотря на то, какой способ циркуляции воды в системе (принудительный или естественный), котел будет одинаково эффективно обогревать частный дом.

Преимущества и недостатки твердотопливных агрегатов

Твердотопливные котлы с водяным контуром имеют множество положительных сторон при установке, к ним следует отнести:

1. высокий уровень надежности и безопасности оборудования;
2. длительный период службы установки;
3. невысокая себестоимость отопительной системы за счет доступности сырья;
4. возможность использования котла в районах с отсутствием подключения к магистральному газу;
5. нет необходимости в частом техническом обслуживании устройства.

Кроме того, отходы от продуктов сгорания (золу) можно вторично использовать в хозяйстве. Котел на твердом топливе всегда можно переоборудовать на установку, работающую на других теплоносителях: газе, дизеле и т.д.

Приобретая универсальную модель котла, вы сможете использовать любой вид твердого топлива, которое доступно в данный момент.

Также оборудование имеет несколько отрицательных сторон, к которым относятся:

1. невысокий уровень коэффициента полезного действия дровяных моделей (максимальное значение данного показателя может достигать отметки 80%);
2. в котлах с ручной подачей горючего, необходимо регулярно проводить его загрузку (в среднем каждые 5-6 часов).

В заключение видео, где рассмотрена схема подключения котла с водяным контуром к системе отопления с газовым котлом:

Источник: otoplenie-domika.ru

Что должно быть в составе водяной системы отопления

Схема водяного отопления частного дома, она же жидкостная, предполагает использование в системе жидкого теплоносителя, который «доставляет» тепло от отопительного котла к радиаторам или теплому полу, постоянно циркулируя в системе.

Иными словами теплоноситель «бегает по кругу», нагреваясь в котле и отдавая свое тепло в отопительных приборах.

Для обеспечения работы такой системы используется множество другого оборудования, которое делает работу системы более гибкой (дифференцированный обогрев различных зон), безопасной (защита от превышения давления и утечки теплоносителя из системы), автоматизируют процесс управления отоплением дома.

Структурная схема водяной системы отопления выглядит так:

Структурная схема системы водяного отопления

Водяные системы отопления могут быть:

• с естественной циркуляцией теплоносителя;
• с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

В системе с естественной циркуляцией теплоносителя в качестве движущей силы выступает явления разности плотности нагретой и холодной жидкости (теплоносителя) в подающей и обратной трубе соответственно.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

При нагревании теплоносителя в котле его плотность уменьшается, и она вытесняется вверх по вертикальной трубе, вытесняемая более плотной холодной жидкостью, возвращающейся по обратной трубе.

При этом теплоноситель проходит путь от котла по вертикальному стояку к расширительному баку открытого типа, растекается далее по горизонтальным стоякам по радиаторам отопления и возвращается в котел по обратной трубе.

В таких системах важными параметрами являются: диаметр труб (особенно центрального подающего стояка), а также их уклон.

Преимуществом такой системы можно назвать ее энергонезависимость (при использовании простого твердотопливного котла), а в списке недостатков мы назовем отсутствие возможности регулирования теплорежимов различных помещений, повышенный расход топлива, необходимость использования металлических труб большого диаметра.

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Такая система дополнена еще и циркуляционным насосом, который «в принудительном порядке» создает движущую силу, приложенную к теплоносителю.

«Принудительная» система отопления

К преимуществам такой системы можно отнести возможность раздельного и гибкого (дифференцированного) регулирования мощности каждого радиатора или теплого пола с помощью ручных или автоматических вентилей, что позволяет более экономично использовать энергоносители для работы котла. В такой системе можно использовать пластиковые трубы, что существенно снижает стоимость материалов и облегчает монтажные работы, а сами пластиковые трубы можно «спрятать» в стены.

Недостатком такой системы является только ее «энергозависимость» от наличия в доме электричества для обеспечения работы насоса. В некоторых случаях используют комбинированную систему отопления.

Видео. Как работает котел на отработке

Павел Воробьёв главный редактор

Автор публикации 22.06.2018

Водяные отопительные системы впервые были использованы в термах Древнего Рима. Спустя несколько десятков веков эти гениальные изобретения стали привычны и доступны всем желающим.

Как устроены

Одним из таких чудес термотехники является отопительный котел. Принцип работы водогрейного котла сводится к тому, что теплоноситель нагревается в нем до 115 градусов и передает это тепло системе обогрева здания. Вода переходит в парообразное состояние при температуре 100 градусов, поэтому для предотвращения закипания в котле поддерживается повышенное давление.

Чем выше давление в агрегате, тем лучше: вероятность возникновения пристеночного закипания снижается, а значит, накипи образуется меньше. Поэтому на входе устанавливается насос, который перекачивает остывшую воду внутрь.

Различают следующие модификации водогрейных агрегатов:

• Газотопливные
• Жидкотопливные
• Электрические
• Твердотопливные

Независимо от того, на каком топливе работает система, принцип работы водогрейного котла один и тот же: горючее сжигается в топке, а через ее стенки жар передается воде, циркулирующей по отопительным трубам. Конструкция создана таким образом, чтобы обеспечить максимально полное сгорание топлива и оптимальную теплопередачу.

Горелки водогрейных котлов различаются в зависимости от типа используемого топлива. Они могут быть встроенными атмосферными, или сменными наддувными. Встроенные горелки обуславливают использование только определенного вида топлива. Более удобны заменяемые горелки, поскольку позволяют переходить с одного типа горючего на другой.

Как используются

Функционально водогрейные котлы подразделяют на:

Назначение одноконтурных агрегатов – только теплоснабжение. Вода проходит по трубам, батареям, и снова возвращается в котел.

Область применения генераторов этого типа становится все шире. Благодаря наличию не одного, а нескольких входов-выходов теплоносителя, котел дополнительно способен обеспечить работу бойлеров, водяных теплых полов, теплообменника бассейна и др.

Двухконтурные отопительные системы предназначены не только для отопления, но и для проточного горячего водообеспечения помещения. Их конструкция предусматривает наличие встроенных теплообменников пластинчатого типа, с помощью которых двухконтурные котлы способны круглосуточно и практически неограниченно снабжать дом горячей водой.

Принцип работы моделей с водяными контурами

Процесс нагрева воды осуществляется исключительно в период топливного горения. Основное топливо — уголь либо дрова. При этом одной загрузки достаточно на 3–4 часа, более длительный период горения топлива обеспечит газогенераторный (пиролизный) твердотопливный котел.

Чем выше качество котла, эффективность процессов теплообмена в водяном контуре и чем точнее контроль температуры теплоносителя, тем ниже себестоимость каждого добытого киловатта тепла. Специальная конструкция водяного контура позволяет максимально эффективно нагревать основной теплоноситель при работе котла.

Стенка в водяной рубашке способна аккумулировать получаемую тепловую энергию. За счет этого отопительный прибор быстро нагревает воду, а также поддерживает высокую температуру на протяжении продолжительного времени. Котельное отопительное оборудование с водяным контуром одинаково эффективно работает как в системе с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Как сделать котел на отработке с водяным контуром своими руками

Для того чтобы самостоятельно выполнить данный агрегат, необходимо запастись следующими материалами:

Схема котла на отработке с водяным контуром

• листовой металл для бака (толщина 4 мм);
• листовой металл для крышки (толщина 6 мм);
• труба для дымохода;
• насос для масла;
• вентилятор;
• стальные переходники;
• термостойкий герметик;
• металлические уголки для опор.

• болгарка с кругом для резки металла;
• карандаш и строительная рулетка;
• дрель со сверлом по металлу;
• молоток и набор ключей;
• сварка с электродами.

Чтобы облегчить работы по выполнению котла, можно взять уже готовые бочки для пропана или кислорода.

Котел на отработке схема

Схема сборки агрегата будет выглядеть следующим образом:

1. Корпус котла нужно разделить на 2 части. В верхней части нужно будет смонтировать водяную рубашку, а нижнюю часть подключить к радиаторам отопления. Нижняя часть в обязательном порядке должна быть отделена от верхней, к которой подключается напорная труба.

Перед выполнением работ необходимо определиться с местом, где будет размещен котел. Необходимо удостовериться, что рядом не находится легко воспламеняющихся вещей и сам корпус котла не перекрывает движение, не мешает работе.

Числовые параметры котла

Шаг 1. Подготовка основания и стен

Под котел на отработке с водяным контуром лучше всего выполнить бетонную стяжку. Можно также облицевать плиткой пол и стену, к которой примыкает конструкция котла.

Стены должны быть из негорючего материала

Если стены деревянные, то между ними и агрегатом необходимо проложить асбестовое полотно.

Шаг 2. Изготовление основного бака котла (внутреннего)

Этот корпус представляет собой бак с водяной рубашкой, каналом для подачи кислорода и трубкой, по которой течет масло на чашу.

В днище этого корпуса необходимо выполнить дверцу для извлечения чаши и поджигания масла.

1. Начертить схему котла.
2. Отмерить на листовом металле размеры бака и вырезать с помощью болгарки.
3. Вырезаем днище бака.
4. Соединяем лист металла таким образом, чтобы получилась труба диаметром в 60 см.
5. Прикрепляем днище.

Надежно свариваем основание

Шаг 3. Изготовление внешнего кожуха трубы

• Длина внешней трубы должна быть на 5 мм меньше высоты наружной.
• Вырезаем с помощью болгарки в трубе отверстие для дымохода, дверцы, патрубки подачи (вверху трубы) и отверстие для возврата теплоносителя (в нижней части).
• Надеваем внешнюю часть трубы на внутреннюю и герметично привариваем основания.

Чаша с приваренным днищем

Монтаж водяной бани

Шаг 4. Изготовление канала для подачи воздуха

• Отмерить на листовом металле трубу диаметром 6-8 см и вырезать с помощью болгарки. Длина трубы превышает на 10-15 см общую конструкцию.
• Отмеряем от одного конца 50 см и выполняем отверстие.
• Теперь выполняем канал для подачи масла, который будет находиться внутри трубы для подачи воздуха. Для этого берем отрезок трубки длиной 8 см (d=1 см) и привариваем к другому концу трубки такого же диаметра, но длиной 50 см под углом 130-150 0 .
• Аккуратно устанавливаем трубку для подачи масла в трубу для подачи воздуха.
• Сбоку выполняем врезку под компрессор. Подключаем насос подачи подачи топлива и циркуляционный насос.
• Размещаем чашу в котел.
• Фиксируем дверцу.

Шаг 5. Установка дымохода

После того, как сам котел надежно установлен на основание, приступаем к монтажу дымохода, длина которого должна быть 3,5-4 м.

Собираем дымоход из сэндвич труб

При этом старайтесь выполнять вертикальную трубу без горизонтальных участков.

• Соединяем выходящий патрубок котла с трубой дымохода.
• В зависимости от того, какая схема вывода дымохода: через стену или кровлю, выполняем разметку. Если через стену проводим трубу через перекрытие.

Проводим дымоотвод через стену

Наружное крепление дымоотводящей трубы

Вывод дымоход над крышей

Шаг 6. Подключение водяного контура

Если котел будет использоваться в качестве подсоединения к радиаторам для отопления большого помещения, необходимо сначала проложить всю сеть батарей по помещению.

Для подсоединения котла к радиатору используем трубу диаметром 43 мм.

• Берем небольшую металлическую емкость (бак для воды) с толстыми стенками, и надежно фиксируем с помощью болтов к котлу. Можно в качестве крепления использовать сварку.

Соединяем котел с системой

Варианты монтажа водяных систем отопления

Если неподготовленный человек будет рассматривать все существующие варианты монтажа систем водяного отопления, особенно с естественной циркуляцией, он может «утонуть» в изобилии информации.

В рамках данной статьи мы остановимся на наиболее часто используемой схеме монтажа водяного отопления, доступной для повторения человеком без опыта таких работ.

Наиболее эффективным на сегодняшний день считается водяное отопление в частном доме, выполненное по двухтрубной системе монтажа водяного отопления, в которой «горячая» жидкость подается по одной (подающей) трубе, а «холодная» отводится по другой (обратной).

Двухтрубная схема монтажа с принудительной циркуляцией

Такая схема позволяет соединять отопительные приборы (радиаторы, контуры теплого пола) параллельно с независимым ручным или автоматическим (термостат тут «нада», однако) регулированием потока жидкости, проходящей через них. В таких системах отопления удобно использование специальных устройств — коллектором, к которым подключаются все «потребители» тепла.

Использование коллекторных узлов в системе отопления

Более подробно о системах монтажа отопительных водяных систем читайте в статье «Схема отопления частного дома»

Особенности конструкции

Котельное оборудование данного типа, по сути, является несколько видоизмененным вариантом стандартных котлов — в конструкцию дополнительно входит водяной контур.

1. топку;
2. колосник;
3. зольную камеру;
4. водяной контур.

Если одноконтурные модели предназначены только лишь для обогрева помещений, то двухконтурные используются и для отопления здания, и для снабжения его горячей водой.

Загрузка топлива может осуществляться вручную либо автоматически. Второй вариант предполагает наличие в котле резервуара, куда засыпается топливо каждые 3-7 дней. Но модели более дорогостоящие, чем с ручной подкидкой топлива, поэтому менее распространенные.

К тому же для подачи подходит только топливо, прошедшее специальную подготовку — уголь до 2,5 см либо так званый «эко-горошек». Некоторые модели оборудованы встроенными электротенами, которые запускаются в работу при прекращении подачи топлива — таким образом обеспечивается их непрерывная работа.

Особенности монтажа

Для обогрева жилища малой квадратуры целесообразно выполнить монтаж непосредственно в самом доме. Также котельная может быть оборудована как отдельно стоящее здание или внутри других хозяйственных построек.

В таком случае отопительная труба прокладывается всегда под землей обязательно ниже уровня промерзания грунта, обеспечивается теплоизоляция. В котельной температура воздуха должна быть на уровне 10 град., отдельно следует позаботиться об оборудовании качественной вентиляции.

Напольное покрытие на месте установки должно быть негорючим, ровным и твердым. Для повышения прочности пола котел устанавливается на тонкой стяжке из бетона. Перед отопительным агрегатом обязательно укладывается лист металла площадью не менее 1 кв. м.

При монтаже следует точно придерживаться всех рекомендаций, приведенных в инструкции по эксплуатации котельного оборудования, касательно основных параметров дымоходов: сечения и высоты. Места соединения дымохода с дымовой трубой обязательно заполняются термостойким герметиком или обмазываются раствором глины.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Водогрейный котел содержит топку, зольник, обрамляющий их корпус в виде водяной рубашки, внутренняя стенка которой соединена с полыми водяными перегородками, образующими зигзагообразный газовый канал, каждая из которых соединена с водяной рубашкой котла с трех сторон, систему создания разряжения в топке котла, подвод сетевой воды внизу, вывод горячей воды вверху, при этом в корпусе выполнены окна, отличающийся тем, что упомянутая водяная рубашка является внутренней, а корпус котла снабжен внешней водяной рубашкой с наружной стенкой в форме цилиндра, усеченного по хорде с лицевой стороны и с внутренней стенкой в форме параллелепипеда, выполняющей одновременно роль внешней стенки внутренней водяной рубашки, между стенками внешней водяной рубашки котла на одинаковом расстоянии от боковых стенок внутренней водяной рубашки закреплены металлические перегородки, причем в пространство котла, отсеченное перегородками, подведены нагнетательные металлические трубки для подачи горячей воды от патрубка горячей воды с помощью насоса, установленного на верхней крышке котла, полые водяные перегородки расположены на одинаковом расстоянии между собой и внутренней стенкой внутренней водяной рубашки, внутренняя водяная рубашка котла и полые водяные перегородки имеют одинаковую толщину, при этом во внешней водяной рубашке расстояние между внутренней стенкой и перегородкой равно толщине внутренней водяной рубашки, а расстояние между верхней стенкой внутренней водяной рубашки и общей крышкой котла больше нее не менее чем в 2 раза, полые водяные перегородки выполнены с горизонтальной нижней стенкой и с верхней стенкой, расположенной под углом не менее 3° к горизонтали и имеют длину, которая больше не менее чем в 3,5 раза расстояния между полой водяной перегородкой и внутренней стенкой внутренней водяной рубашки котла, система создания разрежения в топке котла включает терморегулятор, соединенный с воздушной заслонкой на дверке топки, зигзагообразный газовый канал котла соединен с дымоходом через конфузор, который большей стороной присоединен к задней стенке котла, а меньшей к дымоходу, при этом на верхней крышке котла равномерно установлены стяжки.

2. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что металлические перегородки образуют с двух сторон котла щель с днищем котла высотой не менее 30 мм.

3. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что нагнетательные металлические трубки для горячей воды подведены в центре закрытого металлическими листами пространства внешней водяной рубашки, отсеченного перегородкой.

4. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что нагнетательные металлические трубки для подвода горячей воды опускаются не менее чем на 2/3 высоты перегородки.

5. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что угол сужения конфузора составляет не менее 15°.

6. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что терморегулятор соединен с воздушной заслонкой на дверке топки про помощи рычага и, например, цепочки.

7. Способ изготовления водогрейного котла, заключающийся в заготовке деталей, блоков и затем сборке котла, отличающийся тем, что заготавливают плоские детали из стальных листов расчетной толщины для изготовления всего котла, на плоских деталях вырезают посадочные места и отверстия, затем собирают полые водяные перегородки, которые являются основой для сборки всего котла, так как к ним затем присоединяют и жестко закрепляют постепенно все остальные детали до получения полной конструкции котла, соединение плоских деталей выполняют путем сварки в горизонтальном положении.

Источник: mr-build.ru

Как работает система

Если вы планируете самостоятельно провести тепло в помещения, стоит разобраться в конструкции и принципе работы водяного отопления. Три составляющих любой схемы:

• установка, вырабатывающая тепловую энергию и передающая ее воде;
• трубопроводная разводка;
• отопительные приборы, расположенные в обогреваемых комнатах.

Примечание. Запорная арматура – краны, балансировочные вентили, смесительные клапаны – всегда являются частью разводки. Дополнительное оборудование – циркуляционный насос, расширительный бак – входят в состав котла либо монтируются отдельно.

Принцип действия системы основан на передаче теплоты от источника к приборам отопления посредством жидкого рабочего тела – обычной воды, способной поглотить большое количество энергии (удельная теплоемкость – 4.18 кДж/кг •°С). В отдельных случаях применяется незамерзающая жидкость – водный раствор этиленгликоля либо пропиленгликоля. Как это происходит:

1. Сжигая углеводородное топливо или потребляя электроэнергию, установка нагревает воду до температуры 40…90 градусов.
2. Горячий теплоноситель движется по трубам с помощью насоса либо естественным образом (за счет конвекции) к водяным радиаторам.
3. Между обогревательными приборами и воздухом комнат происходит теплообмен – протекающая через батарею вода остывает на 10—20 °C, атмосфера помещения прогревается. Плюс горячая поверхность радиатора выделяет инфракрасное тепловое излучение.
4. Охлажденный теплоноситель возвращается по магистрали в теплогенератор, где снова нагревается до требуемой температуры.
5. Излишек воды, образующийся при тепловом расширении, поступает в специальную емкость. Когда температура в системе падает, жидкость опять сжимается и уходит из расширительного бачка.

Справка. Интенсивное выделение инфракрасного тепла поверхностью батарей начинается при температуре более 60 °C.

Прежде чем проводить отопление, запомните одно правило: эффективность обогрева практически не зависит от объема воды в системе. Данный показатель влияет лишь на скорость прогрева/остывания дома при запуске либо остановке теплогенератора.

Перечислим действительно важные характеристики:

• разность температур на входе и выходе домашнего отопителя, максимально допустимая – 25 градусов;
• мощность источника – должна выбираться по расчету тепловых потерь сквозь внешние стены + прогрев воздуха для вентиляции;
• расход теплоносителя – объем воды, проходящей через отопительные приборы в течение 1 часа;
• гидравлическое сопротивление трубопроводной сети вместе с радиаторами, в идеале не должно превышать 1 Бар (10 м водного столба).

Разъяснение касательно общего объема теплоносителя в трубах даст эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Виды котлов и других водогрейных аппаратов

Эффективность работы отопления в частном доме зависит от установки, нагревающей рабочее тело (воду). Правильно подобранный агрегат вырабатывает количество теплоты, необходимое для радиаторов и бойлера косвенного нагрева (при наличии), экономно расходуя энергоносители.

Автономная водяная система может работать от:

• водогрейного котла, использующего определенное топливо — природный газ, дрова, уголь, солярку;
• электрокотла;
• печи на дровах с водяным контуром (металлической или кирпичной);
• теплового насоса.

Дополнение. Есть комбинированные типы отопителей, одновременно совмещающие 2—3 энергоносителя, например, уголь – природный газ, дрова – электричество (один экземпляр показан ниже на фото). Также существуют универсальные котлы, куда можно установить дизельную форсунку, газовую или пеллетную горелку – на выбор.

Чаще всего для организации отопления в коттеджах применяют именно котлы – газовые, электрические и твердотопливные. Последние изготавливаются только в напольном исполнении, остальные теплогенераторы – настенном и стационарном. Дизельные агрегаты используются реже, причина – высокая цена горючего. Как правильно выбрать водогрейный бытовой котел, рассматривается в подробном руководстве.

Печное отопление, совмещенное с водяными регистрами или современными радиаторами – неплохое решение для обогрева дачи, гаража и небольшого жилого домика площадью 50—100 м². Недостаток — помещенный внутрь печки теплообменник нагревает воду бесконтрольно. Чтобы избежать закипания, важно обеспечить принудительную циркуляцию в системе.

Справка. Раньше подобные схемы делались самотечными – без насоса, с открытым расширительным бачком. Регистры и магистрали сваривались из стальных труб диаметром 40…80 мм (внутренний), прокладываемых с уклоном 3—5 мм на 1 м для лучшего самотека. Отопление называли паровым, поскольку система не боялась закипания.

Тепловые насосы не получили широкого распространения на территории стран бывшего Союза. Причины:

• основная проблема — дороговизна оборудования;
• из-за холодного климата аппараты типа «воздух – вода» попросту неэффективны;
• геотермальные системы «земля – вода» сложны в монтаже;
• электронные блоки и компрессоры тепловых насосов весьма дороги в ремонте и обслуживании.

Из-за высокой цены срок окупаемости агрегатов превышает 15 лет. Но эффективность установок (3—4 кВт теплоты на 1 затраченный киловатт электроэнергии) привлекает мастеров – умельцев, пытающихся собрать самодельные аналоги из старых кондиционеров.

Как своими руками изготовить простейший вариант теплового насоса, смотрите на видео:

Приборы водяного отопления

В качестве обогревательных элементов помещений могут выступать:

• традиционные радиаторы, устанавливаемые под оконными проемами и возле холодных стен, например, с северной стороны здания;
• трубные контуры напольного обогрева, иначе – теплые полы;
• плинтусные обогреватели;
• внутрипольные конвекторы.

Водяное радиаторное отопление – самый надежный и дешевый вариант среди перечисленных. Установку и подключение батарей вполне реально выполнить самому, главное, — верно подобрать количество секций по мощности. Недостатки – слабый прогрев нижней зоны комнаты и расположение приборов на виду, что не всегда согласуется с дизайном интерьера.

Все имеющиеся в продаже радиаторы делятся на 4 группы по материалу изготовления:

1. Алюминиевые – секционные и монолитные. На самом деле отливаются из силумина – сплава алюминия с кремнием, являются наиболее эффективными по скорости прогрева.
2. Биметаллические. Полный аналог алюминиевых батарей, только внутри предусмотрен каркас из стальных труб. Сфера применения – многоквартирные высотные дома с центральным теплоснабжением, где теплоноситель подается с давлением свыше 10 Бар.
3. Стальные панельные. Сравнительно дешевые радиаторы монолитного типа, сделанные из листов штампованного металла плюс дополнительное оребрение.
4. Чугунные секционные. Тяжелые, теплоемкие и дорогие приборы с оригинальным дизайном. Из-за приличного веса некоторые модели оснащаются ножками – подвесить такую «гармошку» на стену нереально.

Примечание. Речь идет о чугунных радиаторах в современном дизайнерском исполнении. Батареи советского образца типа МС-140 устарели по всем параметрам.

По востребованности лидирующие позиции занимают стальные приборы – они недороги, а с точки зрения теплопередачи тонкий металл мало уступает силумину. Следом идут алюминиевые, биметаллические и чугунные обогреватели. Выбирайте, какие вам больше нравятся.

Конструкция теплых полов

Система напольного обогрева состоит из таких элементов:

• греющие контуры из металлопластиковых либо полиэтиленовых труб, залитые цементной стяжкой или уложенные между лагами (в деревянном доме);
• распределительный коллектор с расходомерами и термостатическими вентилями для регулирования расхода воды в каждой петле;
• смесительный узел – циркуляционный насос плюс клапан (двух— или трехходовой), поддерживающий температуру теплоносителя в диапазоне 35…55 °C.

Узел подмеса и коллектор соединяются с котлом двумя магистралями – подающей и обратной. Нагретая до 60…80 градусов вода порциями подмешивается клапаном в контуры по мере остывания циркулирующего теплоносителя.

Теплые полы – самый комфортный и экономичный способ обогрева, хотя затраты на монтаж в 2—3 раза выше устройства радиаторной сети. Оптимальный вариант отопления изображен на фото – напольные водяные контуры + батареи, регулируемые термоголовками.

Конвекторы плинтусные и внутрипольные

Обе разновидности обогревателей похожи конструкцией водяного теплообменника – медного змеевика с насаженными тонкими пластинами – ребрами. В напольном исполнении греющая часть закрыта декоративным кожухом, внешне напоминающим плинтус, сверху и снизу оставлены зазоры для прохождения воздуха.

Теплообменник внутрипольного конвектора установлен в корпусе, находящемся ниже уровня чистого пола. Некоторые модели комплектуются малошумными вентиляторами, повышающими производительность обогревателя. Теплоноситель подается по трубам, уложенным скрытым способом под стяжкой.

Описанные приборы удачно вписываются в дизайн помещения, а подпольные конвекторы незаменимы возле прозрачных наружных стен, целиком сделанных из стекла. Но рядовые домовладельцы не торопятся приобретать эти приборы, поскольку:

• медно-алюминиевые радиаторы конвекторов – удовольствие не из дешевых;
• для полноценного обогрева коттеджа, расположенного в средней полосе, придется ставить обогреватели по периметру всех комнат;
• внутрипольные теплообменники без вентиляторов малоэффективны;
• те же изделия с вентиляторами издают тихий монотонный гул.

Отсюда вывод: конвектор — полезная вещь для определенных мест, где затруднено размещение обычных батарей. Но обогревать такими приборами целое здание неоправданно дорого.

Радиаторная сеть – 4 способа разводки труб

При обустройстве отопления в частных домах применяется 4 основных схемы:

• однотрубная, она же – «ленинградка»;
• двухтрубная плечевая (иначе – тупиковая);
• двухтрубная попутная;
• коллекторная.

Примечание. В двухэтажном коттедже допускается комбинировать 2 схемы. Пример: на 1 этаже сделать коллекторную систему, на втором – смонтировать разводку с попутным течением теплоносителя. Хотя подобные решения не всегда оправданы.

Согласно современным стандартам, все перечисленные схемы делаются герметичными. Вода в трубах находится под давлением 0.5…3 Бар (зависит от температуры), устанавливается расширительный бак закрытого типа с резиновой мембраной внутри. Обязательное условие работы системы – принудительная циркуляция от электрического насоса.

«Ленинградка» и двухтрубная тупиковая схема способна функционировать без циркуляционного насоса, за счет конвективного течения жидкости. Принцип следующий: холодная более тяжелая вода вытесняет вверх горячую, обладающую меньшей удельной массой. Но чтобы провести и наладить самотек, нужно использовать трубы увеличенных размеров — Ø32…80 мм, монтируемых с определенным уклоном.

Коллекторная и попутная кольцевая разводка (другое название — петля Тихельмана) неспособна работать без принудительной перекачки воды, поэтому всегда делается закрытой. Рассмотрим каждую схему подробнее.

Однотрубный вариант подключения

Изначально система кажется простой – вдоль наружных стен здания горизонтально проложена одна магистраль, куда присоединены все радиаторы, причем обеими подводками. Пройдя первую батарею, охлажденный теплоноситель возвращается в общую трубу, смешивается с горячим и поступает в следующий обогревательный прибор. Соответственно, каждый последующий радиатор получает более холодный теплоноситель.

В чем сложность однотрубной схемы:

1. Диаметр магистральной трубы – не менее 20 мм (внутренний проход), что соответствует наружному размеру металлопластика 26 мм, полипропилена – 32 мм. Указанное сечение остается одинаковым по всей длине трубопровода.
2. Число батарей в 1 ветви – максимум 6 шт., иначе придется наращивать диаметр разводящей трубы до 32—50 мм. Монтаж усложняется и дорожает на 15—20% (минимум).
3. Поскольку к дальним радиаторам приходит менее нагретая вода, их теплообменную поверхность нужно увеличивать на 10…30%, добавляя количество секций.
4. Ручная либо автоматическая регулировка протока через 1 обогреватель влияет на работу остальных приборов, поскольку меняется температура и расход воды в общей магистрали.

Справка. В многоквартирных домах советской постройки эксплуатируются вертикальные однотрубные системы, где батареи присоединяются к стоякам, принцип «ленинградки» сохраняется. Аналогичные схемы, только в миниатюре, используются в двухэтажных частных коттеджах, когда требуется организовать самотек.

Однотрубная замкнутая схема водяного отопления подойдет для дачных и жилых домиков площадью 60…100 м². Два этажа – не проблема, система делится на 2 кольцевых ветви, сходящихся на тройниках возле котла, насос задействован один.

Двухтрубные схемы – кольцевая и тупиковая

Характерное отличие этих разводок – деление горячего и остывшего теплоносителя на 2 линии – подающую и обратную. Здесь к батареям приходит две трубы – по одной вода заходит в радиаторы, через вторую течет обратно к котлу. Для отопления жилищ используется 2 системы:

1. При тупиковой схеме теплоноситель идет по магистрали до последнего прибора, затем возвращается через обратку – течет в противоположном направлении.
2. В кольцевой петле Тихельмана вода не меняет направление движения после выхода из батареи. То есть, теплоноситель в обеих магистралях течет в одну сторону.

Дополнение. Первая система состоит из одной или нескольких тупиковых ветвей – плеч разной либо одинаковой протяженности. Вторая делается в виде одного или нескольких замкнутых колец, сходящихся на котле.

Преимущества двухтрубных методов соединения батарей:

• малые диаметры магистралей – 15—20 мм (внутренний);
• все радиаторы заполняются теплоносителем одинаковой температуры;
• нет ограничений по числу обогревателей на 1 линии;
• система поддается автоматизации и регулировке, изменение расхода либо полное отключение одной батареи не влияет на работу соседних;
• правильно собранная попутная разводка хорошо сбалансирована гидравлически;
• невысокие затраты на монтаж.

Тупиковую схему несложно собрать своими руками — она «прощает» несерьезные ошибки и легко балансируется. С петлей Тихельмана труднее – в одноэтажном здании двойная магистраль обязательно пересечет проем входной двери, который придется огибать трубами сверху или снизу под полами.

Коллекторная система

Здесь подключение радиаторов организовано лучевым способом от распределительной гребенки, размещенной близко к центру здания. Она соединяется с котлом двумя трубами, а к каждой батарее идет собственная двухтрубная линия – подача и обратка. Радиаторные подводки идут к приборам по кратчайшему пути — прячутся в стяжке пола либо крепятся под потолком перекрытия нижнего этажа.

Примечание. Удаление воздуха из скрыто проложенных трубопроводов производится через автоматические воздухоотводчики, установленные на гребенке.

Лучевая схема – современный вариант разводки, сохраняющий достоинства тупиковой системы. Есть и дополнительные плюсы:

• трубы, подводки и шкаф с коллектором прячется внутри строительных конструкций, поэтому схема годится для любых интерьерных решений;
• удобство и простота регулирования (балансировки), органы управления расположены в одном месте — распределительном шкафу;
• если оснастить термостатические вентили гребенки сервоприводами и поставить электронный блок управления, то можно полностью автоматизировать водяное отопление здания.

Для подключения обогревателей к коллектору применяются трубы сшитого полиэтилена Ø10 мм (внутреннее сечение), защищенные теплоизоляционной оболочкой. От котельной установки до гребенки прокладывается магистраль диаметром 26…40 мм в зависимости от числа потребителей.

Недостатки лучевой разводки:

• в обжитом доме сложно проводить трубопроводы к радиаторам – вскрывать стяжку или вырезать штробы;
• высокая стоимость материалов и работ;
• схема не работает без насоса;
• проложенные внутри бетонного монолита магистрали нельзя переделать либо заменить.

Напоследок о преимуществах и недостатках

Сначала раскроем основные минусы данного отопления:

• значительные вложения при строительстве – домовладелец несет затраты на покупку материалов, оборудования и монтаж;
• при эксплуатации надо следить за работой теплосиловой установки, дизельные и дровяные котлы вовремя загружать топливом;
• существует вероятность протечки или размораживания элементов отопительной сети.

Перечисленные недостатки нельзя назвать критическими. Вложения постепенно окупаются, при недостатке средств монтаж выполняется самостоятельно. Вероятность протечек сводится к нулю за счет качественной сборки и заливки незамерзающего теплоносителя (антифриза), если отопление включается периодически.

Список плюсов выглядит гораздо внушительнее:

1. Универсальность. Для подогрева рабочего тела можно использовать оборудование, использующее различные источники энергии и горючее. При необходимости ставится 2—4 разных водогрейных аппарата.
2. Широкий выбор комплектующих. Застройщик может подобрать схему и материалы под личный бюджет – применить недорогие полипропиленовые трубы, поставить панельные радиаторы и электрокотел.
3. Гибкость. Любая схема закрытого типа легко адаптируется под требования домовладельца, трубопроводы укладываются закрытым либо открытым способом. Исключение – гравитационная (самотечная) разводка, монтируемая по строгим правилам.
4. Температура поверхности приборов не превышает 80 градусов, выделяется мягкое инфракрасное тепло, воздух не пересушивается.
5. Параллельно с отоплением нетрудно организовать горячее водоснабжение – установить и подключить к теплогенератору накопительный бойлер косвенного нагрева.
6. Есть возможность полной автоматизации и управления отоплением на расстоянии – через GSM связь или интернет.

Как вы поняли, публикация носит ознакомительный характер и пригодится домовладельцам, не определившимся со способом отопления своего дома. Более развернутые инструкции по выбору теплосилового оборудования, труб и применяемой арматуры вы найдете на других страницах нашего ресурса (переходы выделены синим цветом в тексте статьи).

Источник: otivent.com