Если для квартиры вид отопления предопределен, то при обустройстве частного дома или коттеджа его владельцу придется делать выбор самостоятельно. Благо, есть из чего выбирать. Производители отопительного оборудования предлагают достаточно большой ассортимент обогревательной техники. Расчеты и монтаж отопительной системы – дело трудоемкое и затратное, требующее профессионального подхода. Однако заказчику просто необходимо вникнуть в эту сложную тему, ведь принимать окончательное решение и платить ему придется самому.

Какие бывают виды отопления

Существуют различные классификации отопления:

• По типу источника тепла: газовое, угольное, мазутное, дровяное, солнечное, геотермальное, торфяное, пеллетное, электрическое.
• По виду теплоносителя — водяное, жидкостное, воздушное, паровое, комбинированное.
• По типу  приборов: лучистое, конвективное, конвективно-лучистое.
• По способу циркуляции теплоносителя: естественное и искусственное.
• По расположению источника тепла: центральное и местное.
• По виду режима работы: постоянное, периодическое, аккумуляционное.

На практике все эти системы в изолированном виде не существуют, а так или иначе комбинируются между собой.

Система водяного отопления

У нас традиционным является  водяное отопление. Его несомненные преимущества: среднее сечение труб, высокая теплоемкость и теплоотдача воды. К недостаткам относятся довольно разрушительный монтаж труб, требующий последующего ремонта дома, постоянная работа нагревательного котла, образование воздушных пробок, подверженность металлических труб и радиаторов коррозии. В зимнее время водяную систему отопления нельзя оставлять без контроля. В случае длительного отсутствия домовладельцев систему необходимо опорожнить, чтобы не замерзла вода и не лопнули трубы.

Водяная отопительная система состоит:

• котёл,
• трубы,
• радиаторы,
• расширительный бак.

Схемы водяного отопления

• По типу соединения стояков подачи и радиаторов: однотрубная или двухтрубная.Однотрубные системы более распространенные, несмотря на недостатки, а именно перепад температур на разных этажах. Двухтрубная система дороже, но  все-таки предпочтительнее
• По типу положения подающей трубы: система нижней и верхней разводки. Верхняя разводка труб означает подачу горячей воды по вертикальному стояку сначала на чердак, затем по стоякам к радиаторам на этажах. При нижней разводке вода из подвала поступает сразу в стояки, а со стояков идет уже на соответствующие коллекторы для отопления на каждый этаж. При любом виде  разводки обязательно наличие расширительного бака и размещение его в самой высокой части системы, как правило, на чердаке.
• Схема вертикальных и горизонтальных стояков. К горизонтальному стояку подключаются все радиаторы одного этажа. Такая схема считается более экономичной, но склонной к завоздушиванию. С вертикальными стояками соединяются радиаторы разных этажей, для такой схемы требуется меньший расход труб.
• Тупиковые и  попутные с  магистральным движением системы. В системе  попутного магистрального движения циркуляционные кольца из труб и радиаторов равной длины, поэтому сопротивление на всех звеньях отопительной цепочки одинаковое. Такая схема водяного отопления легко настраивается, но требует установки насоса и большего расхода труб. В тупиковой схеме длина колец разная. Самое длинное циркуляционное кольцо находится по самому удаленному от котла стояку, а самое короткое – рядом с котлом. Тупиковые системы отопления требуют для монтажа меньшего количества труб, но более сложны при настройке
• По типу расширительного бака: открытая и закрытая системы. Расширительные баки бывают открытые и закрытые. Открытые расширительные баки имеют квадратную форму и негерметичны. Баки закрытого типа шаровидной формы, внутри имеют мембрану, разделяющую бак на 2 части: для воды и воздуха. Закрытый расширительный бак дополнительно оборудуется автоматическим воздухоотводом, манометром и предохранительным клапаном. При повышении давления избыток воздуха выпускается через клапан.

Варианты схем водяного отопления

• Одноэтажный дом с крутой крышей. Двухтрубная система. Верхняя или нижняя разводка. Вертикальные стояки. Естественная циркуляция воды.
• Одноэтажный дом с плоской крышей Водяная отопительная система с горизонтальной разводкой.
• Многоэтажный дом. Двухтрубная система водяного отопления. Верхняя или нижняя разводка. Вертикальные стояки.

 Что такое открытая система отопления

Система отопления открытого типа – старый добрый способ обогрева, которым  пользуются по сей день в большинстве частных домов, особенно в сельской местности. Такой консерватизм населения вполне объясним: несложная и недорогая установка, простая эксплуатация.

Устройство и принцип работы системы

Открытая система отопления работает без насоса. Теплоноситель циркулирует благодаря разнице удельного веса холодной и горячей воды. В данной системе применяется открытый расширительный бак, отсюда и название системы.

Конструкция системы открытого отопления состоит:

•    котел,
•    радиаторы,
•    расширительный бак открытого типа,
•    трубы.

Принцип действия

Горячая вода из котла под действием высокого давления направляется по трубам в зону низкого давления. Проходит через радиаторы, остывает и поступает обратно в котел. Обязательной частью открытой системы является расширительный бак, который собирает излишки теплоносителя. Функционально схема делится на две части. Первая – «подача»: нагревание теплоносителя и движение по трубам и радиаторам; вторая – «обратка»: охлаждение и поступление снова в котел.

Монтаж открытой отопительной системы

Установка котла. Вид котла, навесной или напольный, зависит от удобства размещения, а  мощность – от площади дома. Топливо для котла: уголь, газ, дрова, солярка. Котел размещают в самом низком месте системы.

Котел устанавливают на постамент из бетона высотой в 4-5 см или лист железа, накрытый асбестом, в отдельном вентилируемом помещении. Напольное покрытие делают из негорючего материала (бетон, керамическая плитка).

Самое лучшее место для котла – подвал. Циркуляция ускоряется при перепаде высоты 3 м между котлом и нагревательными приборами. Повышается эффективность системы отопления, и жилые помещения закрыты от проникновения топлива и его отходов. Размещать в подвале можно твердотопливный и дизельный котел. Газовый котел там размещать запрещено правилами противопожарной безопасности.

Обвязка котла выполняется металлическими трубами, на удалении от котла возможно использование металлопластиковых труб. Перед вводом в котел ставится фильтр и, если предусмотрено по схеме, насос циркуляции. Трубы, вводимые в котел, должны быть по диаметру одинаковыми с выходами из котла, применение переходников недопустимо.

Отопительный контур замыкается там же, где начинается – в нагревательном котле. После завершения монтажа котел подсоединяют к каналу дымохода, зазоры замазывают глиной, так как — бетонный раствор трескается от высокой температуры.

Установка радиаторов. В комплекте с радиаторами обычно имеются воздухоотводные краны и настенные крепления. Рекомендуется установить краны на всех радиаторах для быстрого устранения воздушных пробок. Альтернативный экономный вариант – вместо радиаторов проводится труба сечением 8-10 см по всему периметру дома и c возвратом к котлу. Радиаторы бывают: стальные, биметаллические, алюминиевые, чугунные. Они устанавливаются под окном и крепятся на стене с отступом 3-5см. Оптимальная высота – 40-60см, при которой остается расстояние до окна и до пола. Длина радиатора подбирается с учетом площади комнаты. Чтобы регулировать температуру в доме, на все радиаторы устанавливаются терморегуляторы: автоматические или «ручные».

Для отопительной системы используются медные, стальные и металлопластиковые трубы. Во всех отношениях предпочтительнее металлопластиковые. Это металлическая труба, покрытая пластиком изнутри и снаружи. Такие трубы недороги, устойчивы к коррозии, не требуют сварки, легко монтируются. Диаметр – 25 мм, 32 мм. Как правило, их прокладывают открытым способом над полом. Из труб заготавливают отрезки необходимой длины и соединяют с котлом, расширительным баком и радиаторами с помощью отводов. Большое сечение труб улучшает циркуляцию теплоносителя.

Для создания перепада давления диаметр труб на выходе из котла должен быть больше, чем в конце трубы подачи. Диаметр горизонтальных труб равняется диаметру стояка.Для улучшения циркуляции создают уклоны в направлении стока 5мм на метр трубы и сводят к минимуму количество соединительных деталей и поворотов.

В нижней части отопительной системы устанавливают узел слива на случай необходимости законсервировать отопление или слить воду во время ремонтных работ.

Расширительный бак ставят в самом высоком месте системы: на чердаке или возле котла выше, как минимум, на 3 м. Он должен быть достаточных размеров,  не менее 5% от общего объема отопительной системы.

Несоблюдение этого важного условия приведет к разрыву труб под действием высокого давления. По однотрубной вертикальной схеме расширительный бак  размещают на чердаке. Чердак предварительно утепляют, чтобы вода в баке не замерзла при минусовой температуре. Для уменьшения испарения воды используют слой масла 1-2см. В качестве теплоносителя рекомендуется использовать воду. Антифриз токсичен (за исключением пищевого) и быстро испаряется.

Открытая система отопления в основном используется в одноэтажных домах площадью до 150 м².

Плюсы открытой системы

• Простота схемы и установки. Независимость от электроснабжения.
• Работа системы регулируется включением/выключением котла.
• Невысокая стоимость составных частей.

Минусы открытой системы

• Громоздкое оборудование.
• Необходимость выделять специальное помещение для котла, расширительного бака.
• Несоответствие радиаторов и труб современному дизайну.
• Постоянный контроль за уровнем жидкости в баке.
• Низкий КПД.
• Открытый расширительный бак способствует коррозии радиаторов и труб.
• Температурный дисбаланс в разных помещениях дома.

В качестве примера: схема открытой системы отопления. Фото

Одноэтажный дом средней степени утепления. Площадь 125м2, высота потолков 2,8м. Автоматический угольный котел мощностью 15 кВт. устанавливают в котельной на уровне пола первого этажа. План-схема дома:

Правило расчета необходимого количества тепла – 100Ватт тепловой мощности на квадратный метр.

Высота радиатора – 50см. Длина радиаторов: кухня – 140см, зал – 120+140 см, спальня – 100см, детская – 80см, прихожая – 100см, ванная – 100см. В котельной достаточно тепла от дымохода и котла. В зале для равномерного обогрева большой площади используют два радиатора.

Следующий этап прокладка пластиковых труб способом двух трубной разводки, где одна труба — «подача», другая – «обратка». Трубы диаметром 32мм и 25мм прокладывают открытым способом вдоль стен над полом. Рулеткой измеряют длину всей системы отопления, умножают на два и прибавляют 30% для запаса. Трубы нарезают и соединяют с помощью отводов с радиаторами, котлом и расширительным баком. Расширительный бак устанавливают на чердаке.

Бак имеет 4 патрубка:

• Расширительный – внизу бака для перемещения воды.
• Сигнальный – на 20см выше от дна бака для контроля за уровнем воды.
• Переливной – в верхней части бака, для слива избытка воды.
• Циркуляционный – служит для обогрева бака, если тот находится в неотапливаемом помещении, как в данном конкретном примере.

Объем бака должен быть не менее 5% от общего объема системы и рассчитывается по формуле:

Vрб=0,05×Vсист.

Vрб – объем бака.

Vсист – объем системы.

Объем системы складывается из объема всех труб, радиаторов и емкости котла для теплоносителя.

В данном примере потребуется бак из нержавеющей стали объемом не менее 8л, а лучше с запасом – 15л. После установки расширительный бак утепляют. Собирают систему, заполняют водой и запускают.

Существуют всевозможные варианты комбинации открытой системы с другими видами отопления, например, водяными теплыми полами.

Воздушное отопление

В нашей стране такой вид отопления прежде использовался в основном в больших общественных зданиях (вокзалы, спортивные комплексы, производственные помещения). В США, Канаде и Европе система воздушного отопления активно используется в жилых помещениях. Особенно интересен канадский и финский опыт в силу сходства климата. Этот способ отопления очень перспективен, так как имеет много преимуществ перед традиционными отопительными системами:

• Высокая надёжность и длительный срок эксплуатации.
• Комфортный обогрев. Практически нет движения воздуха и циркуляции пыли, равномерный обогрев помещения.
• Отсутствие шума. Повышенный шум и подвижность воздуха возникают при неправильной установки системы.
• Экологичность. Обогрев производится за счет движения очищенного от пыли воздуха.
• Эстетичность. Вся система воздуховода находится в стенах, полах. Вентиляционные решетки выглядят аккуратно и современно.
• Экономичность – затраты на воздушное отопление на 20-30% меньше, чем на водяное. Выгода более существенная при большой площади дома. Электронный термостат позволяет перевести отопление на экономный режим подогрева до 5-10гр в случае длительного отсутствия домовладельцев.
• Быстрый, простой монтаж в любое время года, даже в условиях незавершенного строительства.
• Фильтрация воздуха. В системе воздушного отопления обязательно имеется фильтр для очистки воздуха от пыли и грязи. Обычно это механический фильтр, в котором  раз в полгода меняют одноразовый фильтрующий элемент. Для более тонкой очистки дополнительно устанавливают угольный фильтр, который устраняет запахи. Существует электронный фильтр, удаляющий из воздуха даже пыльцу растений.
• Существенным преимуществом воздушной системы отопления является функция увлажнения воздуха. Кроме того в летний сезон к отопительному контуру подключается система центрального кондиционирования с использованием единого  воздуховода.
• Стерилизация воздуха. Стерилизатор, установленный в системе воздушного отопления обезвреживает воздух от бактерий и вирусов.
• Высокая скорость прогревания. Система воздушного отопления прогревает помещение достаточно быстро. За час весь воздух в доме делает несколько оборотов, проходя через вентилятор и нагреватель.
• Зонирование. Система воздушного отопления позволяет задать различный температурный режим от 5 до 35 ºС в отдельных комнатах. Термостат имеет дистанционное управление и владельцы могут заранее прогреть дом к своему приезду.

 Выбор типа нагревателя

В системе воздушного отопления воздух подогревается с помощью нагревателя (газового или электрического). Если есть водонагреватель, то используют для нагрева воздуха горячую воду. Для этого в системе воздушного отопления монтируется водяной теплообменник. Тепловой контур в таком случае гораздо короче, так как – воздухонагреватель и водогрейный котел находятся рядом.

Устройство и принцип работы воздушного отопления

Воздух из помещения принудительно нагнетается в газовый котел, где в специальной камере нагревается, очищается и поступает через обратные воздуховоды в помещение. Новейшие системы отопления для большей эффективности оборудованы вентилятором. В качестве теплоисточника для воздушной системы отопления чаще всего используется природный газ. Существуют модели, где топливом является нефть, уголь, дрова, электричество, отработанное масло.

Газ подается по трубам в камеру сгорания, смешивается с воздухом и воспламеняется от искры электрода. Котел оснащен термостатом и управляется  электронными приборами. Воздух проходит через металлический теплообменник и нагревается. Температура воздуха, поступающего в помещение, составляет +50 градусов. Для уменьшения теплопотерь рекомендуется оборачивать металлические воздуховоды теплоизоляционным материалом. Продукты сгорания изолированы от воздуха, циркулирующего в помещении, и выводятся через дымоход или отверстие в стене. Температура продуктов сгорания на выходе не более 40°С, что позволяет использовать пластиковые дымоходы. В электропечах воздушного отопления применяются электрические нагревательные элементы.

Строение системы воздушного отопления

• Печь.
• Фильтр для очистки воздуха.
• Увлажнитель.
• УФ-фильтр воздуха.
• Термостат.
• Система воздуховодов, металлическая или гибкая на стенах, потолке и полу.

Расчет стоимости системы воздушного отопления

Производители оборудования и фирмы по установке воздушной системы отопления на своих сайтах предлагают on-line калькулятор, с помощью которого выполняется ориентировочный расчет стоимости воздушного отопления, исходя из конкретных данных. Приблизительно определить, во сколько обойдется система воздушного отопления можно по формуле

Стоимость в тыс.руб. = 1,4 • площадь дома + 130

Так, например, воздушное отопление для двухэтажного коттеджа площадью 300 м2 обойдется в 559 215 рублей. Окончательная сумма определяется в результате проектно-сметных работ.

Электрическое отопление

При электрическом отоплении электроэнергия преобразуется в тепловую прямым способом или трансформированным (в тепловых насосах).

Электрическое отопление отличается рядом преимуществ:

• Отсутствие продуктов сгорания и вредных выбросов.
• Высокий КПД.
• Комфортный обогрев.
• Простота и высокая скорость монтажа, меньшие капитальные затраты по сравнению с традиционными системами.
• Компактность и эстетичность оборудования.
• Возможность терморегулирования и автоматизации.

Виды электроотопительных приборов

• Лучисто-конвективные: электрические радиаторы, конвекторы, нагревательные печи, греющий электрокабель теплого пола.
• Электровоздушные: электрокалориферы.
• Лучистые: инфракрасные электроизлучатели.

Несмотря на очевидные достоинства, дороговизна электроэнергии становится барьером при выборе данного вида отопления. В последние годы ситуация в секторе электрического отопления заметно прогрессирует. Появилось большое количество разнообразных систем отопления, оснащенных новейшим оборудованием. Сочетание и комплексное применение различных электрических нагревательных приборов позволяет снизить энергозатраты и повысить КПД использования тепла.

Чтобы снизить расходы на электроэнергию, надо обеспечить надежную теплоизоляцию дома и наладить автоматичекое терморегулирование. Особенно удобно устройство программного управления, которое позволяет поддерживать или менять температуру в разных комнатах в течение суток и даже по дням недели.

Устройство системы электрического отопления

• Электрокотел или аккумуляционный бак.
• Расширительный бак.
• Шкаф управления.
• Термодатчик теплоносителя.
• Термодатчик воздуха в помещении.
• Радиаторы.
• Циркуляционный насос.

На шкалах в шкафу управления задается определенная температура воздуха и теплоносителя, а также собирается информация от термодатчиков. При достижении нужной температуры электронный регулятор через коммутаторы отключает электронагреватели котла. Использование аккумуляционного бака позволяет экономить электроэнергию по ночному тарифу.

Расчет мощности отопления

При расчете необходимой мощности отопления учитывают возможные теплопотери. Тепловые потери дома рассчитывают на каждое помещение отдельно с учетом количества окон, дверей, внешних стен. Для расчета теплопотерь необходимы данные:

• Материал и толщина стен, перекрытий. Строение крыши и ее крепление.
• Тип и материал фундамента.
• Тип остекления, размер и материал рам.

Правильно выполненный расчет помогает сэкономить средства при покупке радиаторов, которые подбираются в соответствии с учетом компенсации теплопотерь конкретного здания. На многих сайтах по теплотехнике есть специальные калькуляторы, и по заданным параметрам дома можно рассчитать теплопотери.

Отсутствие индивидуального расчета может привести к одной из двух проблем: если приобретается оборудование недостаточной мощности, то дом будет холодным, а если с запасом мощности, то это приведет к удорожанию всего оборудования, увеличению потребляемой электроэнергии.

Повышенная теплоотдача отопительной системы способствует перерасходу топлива, перегреву дома. Самое верное, определить мощность котла еще на стадии строительных работ и внести систему отопления в проект. В случае, если строительство уже завершено, мощность вычисляется примерно так: 1 кВт мощности котла на 10кв.м. площади при высоте потолка 2,5м. К примеру для дома площадью 300 кв.м потребуется котел мощностью 30кВт.

Принцип работы электроконвекторов

Одним из перспективных приборов электрического отопления является конвектор. Конвектор — это обогревательный прибор, работающий по принципу естественной конвекции воздуха. Существуют настенные и напольные конструкции в виде плоского прямоугольника.

Для нагрева воздуха в конвекторах применяются низкотемпературные нагревательные элементы из специального сплава. Разогрев конвектора происходит в течение минуты, и тепло через верхние прорези прибора практически сразу поступает в помещение. КПД составляет более 90%. В отличие от масляного радиатора, обогревающего за счет теплового излучения, конвектор создает поток теплого воздуха, быстро и равномерно прогревает помещение.

Преимущества конвекторов

• Надежность и безопасность.
• Равномерный обогрев комнаты и отсутствие зон с перепадом температуры.
• Конвекторы нового поколения работают бесшумно, не сжигают кислород и не пересушивают воздух.
• Конвекторы устойчивы к перепадам напряжения, нормально функционируют в диапазоне от 150 до 242В сетевого напряжения и снабжены многоступенчатой системой защиты.
• Температура корпуса работающего конвектора не более 55°С.
• Современный дизайн и многообразие форм, есть модели различных габаритов от плинтусных, высотой не более 15 см, до высоких для узких простенков. Бывают передвижные конвекторы на колесиках.
• Широкая ценовая шкала: от эконом-класса до VIР-моделей.

Признанным лидером в области производства электрических конвекторов является французская компания Noirot. Все конвекторы этой марки имеют высший класс электрозащиты IP21в. Эти приборы не требуют заземления, и находят применение в помещениях с высокой влажностью (бассейны, ванные).

Конвекторы оснащены собственным термостатом, что позволяет поддерживать заданный температурный режим и рационально расходовать электроэнергию. Если соединить все конвекторы управляющим кабелем, вывести его на пульт управления или добавить программатор в один из конвекторов, сделав его ведущим, получится автоматическая отопительная система с различными режимами работы.

Правила установки

Установка конвектора элементарно проста, главное, соблюдать несколько требований:

• Установка непосредственно в обогреваемом помещении.
• Недопустимо размещать в пыльных помещениях или с содержанием легковоспламеняющихся веществ.
• Нельзя устанавливать под электрической розеткой.
• Не рекомендуется размещать конвектор на сквозняке, это препятствует регулированию температуры.
• Соблюдать отступы от предметов не менее 5см.

Монтаж и обслуживание отопительного конвектора

С задней панели обогревателя снимается крепежная рама и фиксируется к стене шурупами в соответствии с установочными размерами. В крепежной раме есть  отверстия для крепления пластиковых кронштейнов, которые упрощают уборку пыли. Раз в полгода при помощи пылесоса решетки очищают от пыли. Для управления неограниченным числом конвекторов очень удобна радиосистема, которая не требует укладки управляющего кабеля и легко модернизируется при ремонте дома.

Расчет мощности и количества электроконвекторов

Для получения качественного обогрева дома необходимо правильно рассчитать мощность и количество приборов. При расчете мощности конвектора придерживаются следующего соотношения: 1000Вт на 10квм при условии хорошей теплоизоляции дома. Количество конвекторов зависит не только от площади, но и от формы обогреваемого помещения. Например, в длинном узком коридоре лучше установить конвекторы в разных концах. Вполне допустимо, если мощность конвектора превышает показатели, полученные при расчете. Благодаря встроенному термостату комната быстрее прогреется до установленной температуры, после чего прибор на некоторое время автоматически отключится.

Как выбрать вид отопления

Факторы, определяющие выбор отопления

• Тип здания.
• Вид топлива.
• Суммарная стоимость отопительной системы.

Для отопления дачных строений используют электрическое или печное отопление. В загородных домах постоянного проживания применяется система водяного отопления. Другой вариант — прямое электрическое отопление, если нет проблем с электроснабжением. Расход топлива зависит от объема дома, режима эксплуатации (круглый год или летом, полный или экономичный).

Самое дешевое топливо — природный газ, самое дорогое — солярка. Кроме стоимости топлива есть еще расходы за доставку, хранение, требуется оборудовать специальное помещение, создать подъездные пути. Комплект оборудования для традиционного отопления стоит дороже, чем электрообогреватели все вместе взятые.

Низкая цена природного газа компенсируется большими расходами на монтажные работы, включающие устройство котельной и прокладку труб. Установка прямого электрического отопления гораздо проще и дешевле, но зато дорогая электроэнергия.

Сервисные работы: контроль технического состояния системы, давления теплоносителя, давления газа и температуры отходящих газов. Проверка и регулировка автоматических приборов, системы безопасности.

Ремонтно-профилактические работы. Со временем оборудование изнашивается. Система на основе газа быстрее выходит из строя. Особенно негативно влияет на работу системы отопления пониженное давление газа в магистрали. Жидкое топливо плохого качества приводит к неисправности топливного насоса, засорению форсунок, образованию кислотных и сернистых соединений. Перебои в электрической сети выводят из строя приборы автоматического управления прямой электрической системы отопления.

Значительные финансовые вливания потребуются для ремонта и замены отдельных узлов системы в случае . аварийных протечек, взрывов котельного оборудования.

Идеальная  система отопления еще не придумана. В каждой системе есть положительные и отрицательные стороны. Так какой же из видов отопления выбрать? Задача сложная, требующая всестороннего изучения, консультации с профессионалами и четкого представления какие условия должны быть созданы в доме.