Обогреть здание можно разными способами и при использовании разных энергоносителей, но отопительная система в частном доме, которая продумана до мелочей, всегда будет самым лучшим вариантом.
Комплексная котельная в частном доме
Если речь идёт именно о системе, то, как правило, существует три основных её вида, это:
Хотя возможен и четвёртый способ – это комбинация двух или даже трёх видов. Мы расскажем вам основные нюансы таких устройств, рассмотрим котлы отопления и покажем видео ролик по этой теме.
Котлы
Газ
Так работает конвекционный агрегат
- Чаще всего системы отопления для частного дома работают с помощью традиционных (конвекционных) газовых котлов, с помощью которых обычно запитывают радиаторный контур или комбинированный вариант – радиаторы плюс тёплый пол. Котлы работают по схеме, которую вы видите на верхнем изображении – газ подаётся по трубопроводу к горелке, расположенной в топливной камере и та, в свою очередь, греет теплообменник, от которого теплоноситель распространяется по всему контуру. Горячий воздух, вместе с продуктами сгорания отводится на улицу по дымовой трубе.
- Оптимальный температурный режим для такого устройства инструкция рекомендует поддерживать в диапазоне 60-80 ⁰C – так можно сохранить наибольший срок эксплуатации для теплообменника. Всё дело в том, что существует точка образования конденсата – 55-57 ⁰C, но конденсат здесь получается кислотным, от продуктов сгорания газа, поэтому стенки теплообменника начинают разрушаться. Это наиболее распространённая система водоснабжения и отопления в частном доме.
Так работает конденсационный агрегат
- В тех случаях, когда в доме предусмотрена система тёплого пола, лучше всего для её обогрева использовать конденсационные газовые котлы, которые также называют низкотемпературными. Оптимальный режим работы таких устройств находится в диапазоне 30-50 ⁰ или 30-60 ⁰, хотя рабочий формат достигает 100-110⁰, то есть, их можно использовать не только для низких, но и для высоких температур. Примечательно, что КПД разных моделей достигает 109-111% и, хотя цена у них выше, чем у конвекционных, такие агрегаты через время окупаются с лихвой.
- Принцип работы здесь кардинально отличается от традиционных котлов, хотя газовая горелка всё также греет теплообменник, но вторичное тепло при этом не отводится на улицу, а тоже используется для обогрева! Здесь уже отводится по специальному трубопроводу через фильтры кислотный конденсат, который в процессе образования выпадает вниз. Именно этот момент сохранения вторичного тепла позволяет добиться такого высокого, даже, на первый взгляд, невозможного коэффициента.
Жидкое топливо
Принцип работы дизельного котла
- В тех случаях, когда в посёлке нет газовой магистрали, отопительные системы для частных домов могут функционировать от котлов на жидком топливе, где в качестве энергоносителя чаще всего используется соляр. Корпус такого агрегата обычно делают из чугуна и это напольный вариант, хотя есть и стальные, которые могут быть сделаны для установки на стену, но, несмотря на мощный теплоизоляционный слой, навесные модели успехом не пользуются.
- В дизельных, как и в газовых агрегатах, тоже пламя из горелки нагревает теплообменник, который делают из жаростойкой стали, но чаще всего из чугуна – благодаря толстым стенкам значительно увеличивается эксплуатационный ресурс прибора. Горелки дизельного нагревателя могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и модулированными – в этом и заключается основное различие котлов. Если на одноступенчатом оборудовании возможен только один режим горения, а на двухступенчатом – два режима, то модулированный прибор позволяет выставлять мощность нагрева по своему усмотрению.
Твёрдое топливо
Традиционный твердотопливный котёл
- Также системы отопления частных домов могут приводиться в действие от традиционных твердотопливных котлов, принцип работы которых очень похож на привычную варочную печь и в качестве энергоносителя здесь используется древесный и каменный уголь и дрова (брикеты, пеллеты и так далее). Теплообменники у таких агрегатов делаются либо из жаростойкой стали, либо из чугуна, хотя второй вариант наиболее предпочтителен – благодаря толстым стенкам увеличивается срок эксплуатации. Эффективность работы котла значительно повышается, благодаря различным заслонкам, регулирующим подачу воздуха в топку и каналы тяги.
Так работает газогенераторный котёл
- А вот ещё один вид агрегата, работающего на твёрдом топливе – это газогенераторные или пиролизные котлы, где топливо сгорает почти без остатка, но там есть две камеры – основного горения и дожига. Принцип их работы заключается в следующем: уголь или дрова разгораются в основной топке, после чего доступ кислорода туда частично перекрывается, что содействует процессу пиролиза (термического распада) – это сопровождается обильным выделением дыма. Дым поступает в камеру дожига, куда также подводится горячий воздух из первой камеры и эти несгоревшие продукты термического распада догорают до конца.
- Газогенераторные котлы очень удобны для домашнего использования – их установка позволяет производить закладку через 4, 6, 8 или 12 часов, а в некоторых моделях этот процесс допускается через двое или даже трое суток! Диапазон закладки топлива зависит не только от конструкции котла, но и от самого топлива, например, модели, работающие на каменном угле, имеют наиболее редкий диапазон (до трёх суток). КПД подобных приборов достигает 85%, а дымовой выхлоп минимален – вы можете спокойно развешать бельё на улице, без опасений за его чистоту.
Электричество
Схема электрического котла
- Основное преимущество любого электрического котла перед альтернативными видами вышеупомянутых агрегатов – это отсутствие дымовой трубы, которую нужно выводить на улицу – она тут просто не нужна, так как отсутствуют продукты термического распада. Такие приборы могут функционировать (в зависимости от мощности) от сети переменного тока 220/380В 50Гц, хотя для бытовых целей обычно используют однофазные нагреватели.
- Оптимальный режим работы, предлагаемый производителем, в основном заключается в диапазоне 60-80 ⁰C, хотя максимальный допускается 85 ⁰C, а при 90 ⁰C срабатывает автоматическое отключение ТЭНов. Наибольший КПД таких обогревателей составляет 93% (выше только у конденсационных котлов), а от 220В можно подобрать модели, имеющие мощность до 9 кВт – этого достаточно для обогрева 90м2 жилой площади.
Движение теплоносителя и его нагрев в электродном котле
- Всем известно, что частота тока в наших сетях составляет 50Гц и от этого напрямую зависит работа электродного котла. Теплоноситель проходит через его корпус и сами электроды получаются погруженными в жидкость. И в этом случае при подаче питания происходит процесс ионизации. Учитывая то, что электроды меняют свою полярность 50 раз в секунду, ионы тоже меняют направление движения с той же периодичностью, отчего жидкость начинает нагреваться.
- Такие котлы могут работать от сети переменного тока 220/380В 50Гц на дистиллированной или низкотемпературной воде, которая не замерзает при температуре -40 ⁰C, а также на тех жидкостях, точка кипения которых не ниже 100 ⁰C и они сертифицированы производителем.
Примечание. Существуют также универсальные котлы, которые совмещают два или три вида топлива, например, электричество и газ, газ и соляр, соляр, газ и электричество.
Но такие агрегаты особой популярностью не пользуются, так как не обеспечивают полной отдачи в каком-либо из режимов.
Отопительные системы
Пропускная способность
Замер диаметра. Фото
Для правильного монтажа системы отопления частного дома своими руками вам нужно точно рассчитать пропускную способность труб, относительно их диаметра, чтобы обеспечить достаточный нагрев помещения. Для подобных вычислений можно воспользоваться формулой D = √354*(0.86*Q/Δt)/V, где D – это диаметр, Q – нагрузка в кВт на тестируемый участок, Δt – разница температур на тубе подачи и возврата, V – скорость жидкости в м/сек.
Но так же вы можете воспользоваться таблицей, приведенной ниже.
Расход
Пропускная способность трубы (кг/час)
Ду трубы
15 мм
20 мм
25 мм
32 мм
40 мм
50 мм
65 мм
80 мм
100 мм
Па/м
мбар/м
˂0,15м/сек
˃0,15м/сек
0,3м/сек
90,0
0,900
173
403
745
1627
2488
4716
9612
14940
30240
92,5
0,925
176
407
756
1652
2524
4788
9756
15156
30672
95,0
0,950
176
414
767
1678
2560
4860
9900
15372
31104
97,5
0,975
180
421
778
1699
2596
4932
10044
15552
31500
100,0
1,000
184
425
788
1724
2632
5004
10152
15768
31932
120,0
1,200
202
472
871
1897
2898
5508
11196
17352
35100
140,0
1,400
220
511
943
2059
3143
5976
12132
18792
38160
160,0
1,600
234
547
1015
2210
3373
6408
12996
20160
40680
180,0
1,800
252
583
1080
2354
3589
6804
13824
21420
43200
200,0
2,000
266
619
1154
2488
3780
7200
14580
22644
45720
220,0
2,200
281
652
1202
2617
3996
7560
15336
23760
47880
240,0
2,400
288
680
1256
2740
4176
7920
16056
24876
50400
260,0
2,600
306
713
1310
2855
4356
8244
16740
25920
52200
280,0
2,800
317
742
1364
2970
4456
8568
17338
26928
54360
300,0
3,000
331
767
1415
3078
4680
8802
18000
27900
56160
Пропорциональная зависимость между пропускной способностью и диаметром труб
Примечание. Мощность котла для вашей системы можно определить, если вы знаете размеры вашего дома.
При потолках до 260 см учитывается квадратура, а при более высоких комнатах, уже нужна кубатура дома.
Такие показатели обычно есть в сопроводительной документации котла.
Отопительные контуры
Схема одноконтурного подключения
Для начала посмотрим, как делается радиаторная система отопления в частном доме своими руками, ведь она может иметь либо один, либо два контура (однотрубная, двухтрубная). Если от греющего агрегата прокладывается только одна магистральная труба, закольцованная для подачи и возврата жидкости, то в зданиях с большой площадью такая схема будет не совсем эффективной.
Проблема здесь состоит в том, что каждая батарея, получая теплоноситель из магистральной трубы, туда же её и возвращает, следовательно, с каждым последующим радиатором вода в системе будет всё больше и больше охлаждаться.
Даже если между патрубками подачи и возврата установить запорную арматуру (краны), как это показано на верхнем изображении, то это принесёт пользу лишь для данной батареи, а в следующей вода окажется ещё холоднее. Такие системы эффективны, когда в контуре подключено не более 3-5 приборов, поэтому, в больших домах от неё лучше отказаться вообще.
Схема двухконтурной системы с диагональным подключением
Наиболее выгодно и удобно двухтрубное устройство системы отопления в частном доме, то есть, для подачи и возврата теплоносителя из котла в котёл служат разные отопительные трубы, как это видно с верхнего схематического рисунка. Подключение батарей к магистрали здесь может производиться разными способами – снизу, сверху и по диагонали.
Температура воды в трубе подачи в двухконтурной системе практически не изменяется по всей её длине, так как туда нет притока охлаждённой жидкости, следовательно, нагрев всех радиаторов от начала до конца системы будет одинаковым.
Здесь очень важно правильно рассчитать диаметр труб, так как при его увеличении увеличивается и объём жидкости, а вместе с ним повышаются и затраты энергоресурсов для котла.
В частном секторе для стояков обычно применяются трубы сечением 25-40 мм, а для подключения радиаторов – 20 мм.
Схема подключения водяного пола
Схема тёплого пола с радиаторами
В случае объединения радиаторов с тёплым полом вам понадобится подавать теплоноситель с разной температурой – на батареи в диапазоне 60-80 ⁰C, а на контур пола – 30-50 ⁰C.
Чтобы осуществить такое разделение, вам понадобится насосно-смесительный узел, который обычно состоит из байпаса. В него врезается трёхходовой клапан для регулировки горячего потока. Когда жидкость в трубе тёплого пола набирает нужную температуру, то клапан из трубы подачи направляет её уже не в тёплый пол, а просто сбрасывает в трубу возврата до тех пор, пока термостат не даст команду о подогреве контура.
Заключение
Некоторые пользователи интересуются, как промыть систему отопления в частном доме, но это достаточно обширная тема, которую следует выделить в отдельную статью. Скажем только то, что это делается сначала с помощью холодной, а затем горячей воды с добавлением хлорной извести и компрессора. Контур отключается от котла с помощью запорной арматуры (кранов).