Отопление загородного дома. какие бывают системы? их разновидности и характеристики

Блок эксперта: вопрос-ответ

Что такое теплоаккумулятор

Котел иногда слишком нагревает теплоноситель. Корректировка может снизить КПД сгорания топлива, не перегоревшие остатки начнут осаживаться на поверхности котла. Буферная тепловая емкость даст улучшить сгорание топлива увеличивая КПД. Буфер дает возможность сберечь до 25% энергоносителя.

Какая требуется вместимость расширительного бачка

Основная характеристики при выборе объема емкости – вместимость всей системы. Бак для компенсации расширения должен вмещать не менее 12,5% объема отопительной системы.

Какие бывают батареи

У каждого отопительного прибора есть свои плюсы и недостатки. Чугунные изделия служат долго, но у них медленная теплоотдача. Эту неприятность устраняют стальные радиаторы. У них повышен теплообмен, малое водонаполнение снижает инерционность и повышает динамику.

Придется ли уменьшать сечение трубопровода по мере удаления от котла

Снижение диаметра в трубопроводе с открытой системой используется для повышения давления, в закрытой системе теплоноситель перемещается принудительно, уменьшение сечения труб даст возможность снизить инерционность, сэкономить деньги на покупке материалов.

Какой лучше циркуляционный насос

На это влияет несколько факторов:

• объем системы;
• сечение труб;
• длина трубопровода;
• этажность здания;

Но важней всего производительность котла. Чаще всего используют циркуляционные насосы мощностью до 65 Вт.

Источник тепла — выбор котла

Вопрос выбора отопительного котла обычно становится гораздо большей проблемой, чем подбор труб или отопительных приборов. На рынке представлены самые разные модели котлов, каждая из которых подходит для определенных ситуаций. От чего нужно отталкиваться, перебирая варианты отопления частного дома?

Например, при отсутствии газовой магистрали придется исключить газовые котлы. Конечно, можно протянуть газ до своего участка, но стоимость этой операции будет слишком высокой, и такие затраты могут стать оправданными только в очень редких случаях, когда система окупится в долгосрочной перспективе. Газовое отопление – это самое выгодное отопление частного дома. Именно газ является самым дешевым энергоресурсом, и если магистраль уже подведена, то лучшим источником тепла будет конденсационный котел, совмещенный с дополнительным контуром, обеспечивающим снабжение дома горячей водой. Аргументировать такой выбор довольно просто: во-первых, он имеет достаточно высокий КПД, который на 10-12% превышает классические решения.

Во-вторых, для этих устройств требуется низкая температура в обратном контуре трубопровода, что в данном случае будет преимуществом. Использование накопительного водонагревателя позволит гораздо точнее контролировать температуру горячей воды, да и сырья для нагрева будет уходить гораздо меньше. Нередко при расчетах газовой отопительной системы учитывается исключительно тепло, полученное от сгорания газа, а если учитывать еще и конденсацию, то эффективность конструкции получается просто запредельной.

Описанные здесь конструкции – это всего лишь примеры отопления частного дома, и они зависят от самых разнообразных параметров. В случае отсутствия возможности подключения к газовой магистрали придется пользоваться твердотопливным котлом, оборудованным тепловым аккумулятором: по количеству эксплуатационных затрат такая система занимает вторую позицию, поскольку дрова и уголь имеют невысокую стоимость. К тому же, самостоятельная заготовка сырья даст большую экономию.

Тепловой аккумулятор позволит протапливать систему реже, что позволит использовать котел в оптимальном режиме. Для достижения наивысшего КПД такие системы нужно разогревать полностью, выводя котел на его расчетную мощность: постоянные манипуляции с заслонками приведут к неполному сгоранию топлива, что сразу же скажется на эффективности работы конструкции. Самое выгодное отопление частного дома в долгосрочном плане – тепловой насос. Эти устройства выпускаются в разных конфигурациях и требуют разных условий, но их использование в долгосрочной перспективе является очень выгодным. Для теплого климата хорошо подходят насосы, использующие схему «воздух-вода», или инверторные кондиционеры: такие конструкции имеют крайне высокий КПД: в среднем, один киловатт затраченной энергии может дать около 5 кВт полученной, что является очень неплохим показателем (прочитайте: «Инверторное отопление дома, что и как работает «).

Стоимость кондиционеров невысока и вполне сравнима со стоимостью бюджетной отопительной системы. При наличии водоема вблизи от здания или в том случае, когда грунтовые воды находятся на высоком уровне, можно использовать схему «вода-вода», но стоимость такого отопления будет в разы выше, чем традиционное решение.

Самым дорогим решением является геотермальный насос, который сам по себе стоит дорого и требует трудоемкого монтажа. Тем не менее, эта конструкция практически не зависит от внешних условий, а срок службы насоса может достигать 30-50 лет. Учитывая динамику роста цен на энергоносители, такой вид отопления частного дома может стать оправданным решением.

Чтобы выбрать самое эффективное отопление частного дома, необходимо оценить множество факторов. Главное – помнить, что система должна обеспечивать помещения теплом и создавать уютную атмосферу. Предложенные рекомендации помогут при выборе системы отопления.

Как устроена водяная система отопления?

Принцип функционирования водяного отопления достаточно прост. Конструкция представляет собой замкнутую систему, состоящую из нагревательного котла, трубопровода и радиаторов.

Котел разогревает теплоноситель, это может быть вода или раствор на основе одного из гликолей, который по трубам поступает в радиаторы, расположенные в отапливаемом помещении. Батареи нагреваются и отдают тепло в воздух, за счет чего нагревается уже само помещение. Остывший теплоноситель по трубам возвращается к котлу, где нагревается вновь и цикл повторяется.

Водяное отопление — замкнутая система, в которой циркулирует теплоноситель: 1 — расширительный бак; 2—автоматический блок управления; 3—вихревой генератор; 4 — циркуляционный насос; 5—бак-термос

Циркуляция теплоносителя, на которой основаны все  системы водяного отопления, может осуществляться двумя способами — естественным и принудительным.

Вариант #1 — естественная или гравитационная

Процесс осуществляется за счет разных плотностей холодной и горячей воды. Нагретая жидкость становится менее плотной и, соответственно, весит меньше, поэтому стремится вверх, продвигаясь по трубам. Остывая, она уплотняется, после чего возвращается в котел.

Система с естественной циркуляцией работает за счет действия естественных сил гравитации

Главным достоинством естественной системы считается автономность, поскольку она не зависит от электричества, и предельная простота конструкции. К недостаткам относят необходимость использования большого количества труб, причем их диаметр должен быть достаточно велик, чтобы обеспечивать естественную циркуляцию. А так же отсутствие возможности использовать современные модели батарей с небольшим сечением и необходимость строгого соблюдения уклона не менее 2°.

Вариант #2 — принудительная система

Движение теплоносителя по трубам происходит за счет работы циркуляционного насоса. Образующиеся при нагреве излишки жидкости отводятся в специальный расширительный бачок, чаще всего закрытый, что предотвращает испарение воды из системы. В случае если в качестве теплоносителя выбирается раствор гликолей, расширительный бачок в обязательном порядке должен быть закрыт. Кроме этого в системе присутствует манометр, осуществляющий контроль за давлением.

Принудительная система подразумевает дополнительные расходы на расширительный бачок, манометр, насос, терморегуляторы и т.д.

Достоинства конструкции неоспоримы: малый объем теплоносителя, в качестве которого можно использовать не только воду, меньший расход труб, диаметр которых меньше, чем в предыдущем случае. Возможность регулирования температуры нагрева радиаторов, батареи могут быть любого типа с любым диаметром трубы. Основной недостаток – зависимость от подачи электричества, с помощью которого работает насос.

Более подробное сравнение этих двух вариантов можно посмотреть в этом видео:

Системы традиционного типа

Современные отопительные системы в частных домах и коттеджах выделяются своим разнообразием. Их можно классифицировать по таким критериям, как способ передачи тепла и тип используемого топлива. Если не учитывать такие системы, которые обогревают помещение посредством камина или печи, то самыми популярными считаются системы водяного отопления. Такие системы отопления загородных домов нагревают воздух в доме за счет контакта воздуха с горячими радиаторами и трубами. Нагретый воздух начинает перемещаться вверх и нагревается с более холодным воздухом и таким образом пространство в доме начинает обогреваться. Такой нагрев называется контактным. Контактный нагрев более эффективен, когда воздух циркулирует возле радиатора более-менее свободно. Отопительные приборы необходимо разместить в каждом помещении.

Движение нагретого воздуха при использовании контактной системы отопления

Во время составления проекта водяной отопительной системы частного дома необходимо придерживаться таких расчетов, как площадь дома и количество этажей. Отопительные системы для одноэтажных домов могут значительно отличаться от отопительных систем для домов с двумя и более этажами. Различия касаются и типов котлов, а также подбора необходимого оборудования.

Однако не все частные сектора имеют доступ к газовой магистрали. В случае если рядом с частным домом проходит газовая труба, то лучше всего организовать отопительную систему, которая будет работать на таком топливе, как газ. Теплоносителем в газовой отопительной системе также будет служить простая вода, иногда может применяться и антифриз. Котел, а также его обвязка, должны иметь предназначение сжигания газа.

Система отопления с применением газа

Выбор системы отопления загородного дома, работающей от электросети, является довольно спорным вопросом. Плюсами такой системы можно назвать ее безопасность с экологической точки зрения и довольно простой монтаж. А вот к недостаткам можно отнести большую цену на электричество и тот факт, что в подачи электроэнергии нередко могут возникать различные перебои. Это вынуждает владельцев коттеджей и загородных домов устанавливать альтернативные способы отопления.

Система «теплый пол»

Такая схема будет наиболее удачным решением для отопления частного или загородного дома. Во время монтажа такой системы нет необходимости производить дополнительную перепланировку. Такая система также позволяет сэкономить деньги на организацию отопления. Такая система монтируется под напольное покрытие.

Теплый электрический пол

Теплый плинтус и инфракрасное отопление

Все большей популярностью в последнее время пользуется инфракрасное эффективное отопление загородного дома. Инфракрасные системы современного типа основаны на том, что инфракрасные лучи нагревают предметы, находящиеся поблизости, а не воздух. Они не способны нанести вред жильцам дома, безопасны для окружающей среды, могут быстро довести температуру в помещении до оптимальных параметров. Посредством такой системы можно обогреть дом, причем весьма эффективно и с минимальными финансовыми затратами. Еще одним преимуществом такой системы является простота ее монтажа.

Инфракрасная пленка, которая применяется для такой системы, как «теплый пол», тоже пользуется большим спросом в последнее время. Такую пленку можно уложить под напольное покрытие, а это несколько облегчает ее установку. Не нужно проводить сложных ремонтных работ. Все, что необходимо сделать, это снять напольное покрытие, уложить под него инфракрасную пленку и затем заново настелить покрытие.

Инфракрасный потолочный обогреватель

Система «теплый плинтус» также пользуется большой популярностью в последнее время у владельцев частных или загородных домов. Такие виды отопления загородного дома устанавливаются вдоль стен. Стены являются первыми нагреваемыми элементами и уже, в свою очередь, обогревают воздух в помещении. Также они препятствуют тому, чтобы теплый воздух выходил на улицу.

Такой альтернативный метод организации отопительной системы частного дома также не требует больших затрат и является довольно эффективным.

Она не требует установки добавочных коммуникаций, а это значит, что интерьер помещения нисколько не пострадает. Использование подобной отопительной системы позволяет сохранить в помещении наиболее оптимальную для человека влажность воздуха.

Система отопления «теплый плинтус»

Изготовление дровяного котла своими руками

Сложно ли сделать дровяной котел для дома своими руками? Главным условием для этой конструкции является толщина и сорт используемой стали. В заводских моделях наружный корпус изготавливается из жаропрочной стали толщиной от 1,5 мм. Для теплообменника эти параметры должны быть больше – от 2 мм.

Оптимальным вариантом является создание сварной конструкции, которая по форме будет схожа с заводскими моделями. Однако если рассчитать трудоемкость работы и стоимость материалов – разница между покупкой и самостоятельным изготовлением будет невысока. Поэтому в качестве альтернативы дровяным печам для дома с водяным теплоснабжением нередко используют простые стальные бочки. Главным условием является толщина их стенки – от 1,5 мм.

Для изготовления потребуется емкость около 200 л. Она разрезается вдоль и внутри устанавливается перегородка. Ее длина должна быть меньше протяженности бочки. Это необходимо для монтажа колосников.

Затем на торцевой стороне вырезаются отверстия для монтажа дверей. Их следует подобрать заранее, чтобы не ошибиться с размерами. Для удаления угарных газов с обратной стороны конструкции врезается дымоходная труба. Ее диаметр может составлять от 50 до 100мм.

Однако судя по отзывам о подобном дровяном котле отопления можно отметить следующие недостатки:

• Низкий показатель КПД;
• Нагрев корпуса, что может привести к ожогам при прикосновении;
• Небольшой срок эксплуатации.

Подобные конструкции используются для отопления небольших хозяйственных помещений – гаража, склада и т.д. Для дома лучше всего приобрести заводскую качественную модель. Она будет соответствовать современным схемам дровяного отопления.

Перед изготовлением самодельного дровяного котла для системы отопления необходимо рассчитать оптимальные размеры топки.

Газовое отопление коттеджа

Схема отопления с газгольдером

Одним и оптимальных вариантов для создания схемы поддержания комфортной температуры в загородном доме является отопление коттеджа газом. Для этого необходимо подключиться к центральной распределительной магистрали или обустроить место для хранения баллонов. Альтернативой такой организации является монтаж газгольдера – специального хранилища газа.

Но на первом этапе необходимо правильно подобрать котел для отопления коттеджа. Он должен обеспечить оптимальную мощность работы всей системы, быть надежным и функциональным.

Выбираем котел для комплектации системы отопления коттеджа

Основным параметром любого отопительного обозревания является его номинальная мощность. Это же относится и к котлам для отопления коттеджа. Для расчета этого параметра лучше всего воспользоваться специальными программными комплексами. Предварительно необходимо рассчитать тепловые потери здания.

После определения номинальной мощности котла – следует выбрать его модель. Основными параметрами являются его функциональные и эксплуатационные характеристики:

• Способ установки – напольный или настенный. Если выбрана схема отопления небольшого коттеджа – можно остановиться на настенных моделях. Для домов с большой площадью необходимо устанавливать мощные газовые котлы. Они в большинстве своем имеют напольную монтажную схему;
• Наличие второго контура нагрева воды для организации горячего водоснабжения;
• Приборы контроля и безопасности работы котла. Они позволят обеспечить оптимальное давление в отопительной системе коттеджа. Этот параметр для закрытой системы с принудительной циркуляцией варьируется от 3 до 6 атм.

тепловые потери в коттедже

Немаловажным моментом является предварительный расчет расхода газа на отопление коттеджа. Этот параметр указывается производителем в паспорте. Для приборов мощностью 24 кВт потребление в среднем равен 1,12 м³в час. Соответственно, чтобы получить предварительный расход газа на отопление коттеджа необходимо эту величину умножить сначала на 24, а затем на количество дней в отопительном сезоне.

Установку газовых котлов для отопления коттеджа должны осуществлять компании с лицензией на проведение этого типа работ. В противном случае представители управляющей компании будут вправе отключить дом от центральной магистрали.

Дополнительное оборудование теплоснабжения для коттеджа

Схема отопления и горячего водоснабжения коттеджа

Профессиональное планирование отопления в коттедже подразумевает выбор всех компонентов системы по заранее рассчитанным параметрам. В противном случае даже при установке современного и экономичного газового котла для теплоснабжения коттеджа КПД всей системы будет неудовлетворительным.

Нужно учитывать, что приобретая проект отопления коттеджа под ключ, будет проблематично изменить какие-либо характеристики компонентов системы. Поэтому нужно заранее ознакомиться с содержанием технической документации. Для этого нужно знать основные технические свойства элементов теплоснабжения коттеджа:

• Радиаторы. С их помощью происходит передача тепловой энергии от горячей воды в помещение. Важным параметром является удельная мощность – Вт. Эта суммарная величина установленных в комнате радиаторов должна соответствовать расчетной для помещения;
• Трубопроводы. На их диаметр и материал изготовления влияет тепловой режим работы отопления. Эффектное отопление коттеджа с помощью газового котла подразумевает низкотемпературный режим работы – 55/40 или 65/50. Это позволит уменьшить расход газа на теплоснабжение коттеджа. Для таких схем можно применять полимерные трубы;
• Группа безопасности. К ним относятся расширительный бак, воздухоотводчики и спускные клапана. В обязательном порядке предусматривается монтаж запорной арматуры на ответственных участках магистрали – разветвлениях, при подключении радиаторов.

На практике комплектация отопительной системы во многом зависит от характеристик здания – его площади, степени теплоизоляции, выбранной схемы отопления. Параметры каждого прибора должны быть заранее рассчитаны.

Для газового отопления коттеджа обязательно предусматривается монтаж надежной системы отвода угарных газов – дымохода. Для этого рекомендуется применять сэндвич-дымоходы.

Современные технологии отопления

Варианты отопления частного дома:

• Система получения тепла в традиционном варианте. Источник тепла – котел. Тепловая энергия распределяется теплоносителем (вода, воздух). Улучшить можно посредством увеличения теплоотдачи котла.
• Энергосберегающее оборудование, которое применяется в новых технологиях отопления. Для обогрева жилья энергоносителем выступает электричество (гелиосистема, разные типы электрического обогрева и солнечные коллекторы).

Новые технологии в отоплении должны помощь в решении вопросов:

• Уменьшение затрат;
• Бережное отношение к природным ресурсам.

Теплый пол

Инфракрасный пол (ИК) – современная технология обогрева. Основным материалом выступает необычная пленка. Положительные качества – гибкость, повышенная прочность, влагостойкость, огнеустойчивость. Укладывать можно под любой напольный материал. Излучение ИК пола хорошо влияет на самочувствие, идентично действию солнечных лучей на организм человека. Денежные расходы на укладку ИК пола меньше на 30-40% чем при затратах на установку полов с электрическими элементами подогрева. Экономия электроэнергии при использовании пленочного пола 15-20%. Пульт управления регулирует температуру в каждой комнате. Нет шума, запаха, пыли.

При водяном способе подачи тепла в стяжку пола ложится металлопластиковая труба. Температура нагрева ограничивается 40 градусами.

Водяные солнечные коллекторы

Инновационная отопительная технология применяется в местах с большой солнечной активностью. Водяные солнечные коллекторы располагают на открытых для солнца местах. Обычно это крыша здания. От солнечных лучей вода нагревается и направляется внутрь дома.

Отрицательным моментом является невозможность использования коллектора в ночное время. Нет смысла применять в районах северного направления. Большим плюсом использования этого принципа получения тепла будет общедоступность энергии солнца. Не приносит вреда природе. Не занимает полезную площадь во дворе дома.

Гелиосистемы

Применяются тепловые насосы. При общем расходе электроэнергии в 3-5 кВт насосы перекачивают от природных источников в 5-10 раз больше энергии. Источником выступают природные ресурсы. Полученная тепловая энергия поступает в теплоноситель при помощи тепловых насосов.

Инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели нашли применение в виде основного и дополнительного отопления в любом помещении. При низком потреблении электроэнергии получаем большую теплоотдачу. Воздух в помещении не пересушивается.

Установка легко крепится, не нужны дополнительные разрешения на этот вид обогрева. Секрет экономии – в том, что тепло накапливается в предметах и стенах. Применяют потолочные и настенные системы. У них большой срок службы, более 20 лет.

Плинтусная технология отопления

Схема работы плинтусной технологии обогрева помещения напоминает работу ИК-нагревателей. Нагревается стена. Потом она начинает отдавать тепло. Инфракрасное тепло отлично переносится человеком. Стены не будут подвержены грибку и плесени, поскольку всегда будут сухими.

Легко устанавливается. Регулируется подача тепла в каждой комнате. Летом можно систему использовать для охлаждения стен. Принцип действия, как и при обогреве.

Воздушная система отопления

Отопительная система построена по принципу терморегуляции. Горячий или холодный воздух подается непосредственно в помещение. Основной элемент – печь с газовой горелкой. Сгораемый газ отдает тепло в теплообменник. Оттуда нагретый воздух поступает в помещение. Не требует водопроводных труб, радиаторов. Решает три вопроса – отопление помещения, вентиляция.

Преимущество в том, что отопление можно запустить в работу постепенно. При этом действующее отопление не пострадает.

Теплоаккумуляторы

Теплоноситель нагревается ночью в целях экономии денежных расходов на электроэнергию. Теплоизолированный бак, емкость больших размеров представляет собой аккумулятор. Ночью он нагревается, днём идет отдача тепловой энергии для отопления.

Использование компьютерных модулей и выделяемого ими тепла

Для запуска системы подачи тепла необходимо подключение интернета и электричества. Принцип работы: используется тепло, которое выделяет процессор при работе.

Применяют компактные и недорогие ASIC-чипы. Собирают в одно устройство несколько сотен чипов. По себестоимости эта установка выходит, как обычный компьютер.

Дизельное отопление

Дизельное отопление — безопасный и довольно удобный вариант отопления загородного дома, используемый даже в развитых европейских странах.

К достоинствам подобного вида отопления относится:

• невзрывоопасность топлива, поэтому нет надобности в разрешениях;
• разумный выбор котла позволит поднять КПД до 85-87%;
• экономичность и эффективность;
• легкий и быстрый монтаж. 

Говоря о недостатках, выделяют:

• суровые требования к регулярности профилактики;
• требуется солярка хорошего качества;
• необходимо вычищать копоть из дымохода. 

Наиболее значимый минус: дороговизна. Качественная солярка обходится недешево. За сезон уходит порядка 5 000 литров топлива, которое нужно докупать. В котельной, по правилам, разрешается разместить резервуар на 800 литров. В сезон приходится заказывать заправщик 4 — 6 раз. Если позволяет территория, лучше предусмотреть наружный бак объемом на 3 — 4 тысячи литров. 

Как и в ситуации с электрическим отоплением, тепло от солярки сохранится при условии качественной теплоизоляции домика. 

Какое отопление в коттедже выгоднее всего

Если есть возможность подключиться к газовой магистрали, это идеальный вариант. Водяное отопление в коттедже от газового котла было и остается самым выгодным. В качестве отопительных приборов лучше всего использовать радиаторы.

Теплый пол в коттедже

Альтернатива традиционным батареям – водяной теплый пол. Однако в регионах с суровым климатом одного только напольного обогрева будет недостаточно. Можно выбрать комбинированный вариант: радиаторы и теплый пол.

При отсутствии газа приходится выбирать, какой источник энергии обойдется дешевле всего. Это может быть электричество, твердое или жидкое топливо. При расчетах ориентируются на площадь, этажность коттеджа. Также важны тип строительных материалов, особенности теплоизоляции.

Схема комбинированного отопления и ГВС