Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией

В случае отключения электричества циркуляционный насос останавливается, течение воды по трубам отопительной сети частного дома прекращается. Проблема решается 3 способами: установкой блока бесперебойного питания, запуском электрогенератора либо организацией самотека. Подразумевается система отопления с естественной циркуляцией – конвекционным движением теплоносителя без помощи насоса. Расскажем, как разработать и сделать такую схему своими руками.

Теоретическая подковка – как работает самотек

Естественная циркуляция воды в системах отопления функционирует благодаря гравитации.

Как это происходит:

1. Берем открытый сосуд, наполняем водой и начинаем подогревать. Самый примитивный вариант – кастрюля на газовой плите.
2. Температура нижнего слоя жидкости растет, плотность уменьшается. Вода становится легче.
3. Под воздействием притяжения верхний более тяжелый слой опускается на дно, вытесняя менее плотную горячую воду. Начинается естественная циркуляция жидкости, называемая конвекцией.

Справка. Зависимость плотности воды от температуры – не линейная. Чем сильнее греется жидкость, тем быстрее снижается ее плотность, что хорошо заметно на графике.

Пример: если нагревать 1 м³ воды от 50 до 70 градусов, он станет легче на 10.26 кг (ниже смотрим таблицу плотностей при различных температурах). Если продолжить нагрев до 90 °С, то куб жидкости потеряет уже 12.47 кг, хотя дельта температур осталась прежней – 20 °C. Вывод: чем ближе вода к точке кипения, тем активнее происходит циркуляция.

Аналогичным образом теплоноситель циркулирует самотеком по домашней сети теплоснабжения. Подогреваемая котлом вода теряет вес и выталкивается кверху остывшим теплоносителем, вернувшимся из радиаторов. Скорость течения при перепаде температур 20–25 °C составляет всего 0.1…0.25 м/с против 0.7…1 м/с в современных насосных системах.

Малая скорость движения жидкости по магистралям и приборам отопления вызывает такие последствия:

1. Батареи успевают отдать больше тепла, а теплоноситель – остыть на 20–30 °C. В обычной отопительной сети с насосом и мембранным расширительным баком температура падает на 10–15 градусов.
2. Соответственно, котел должен производить больше тепловой энергии после запуска горелки. Держать генератор на температуре 40 °C бессмысленно – течение замедлится до предела, батареи станут холодными.
3. Чтобы доставить до радиаторов потребное количество тепла, надо увеличить проходное сечение труб.
4. Фитинги и арматура с высоким гидравлическим сопротивлением способны ухудшить либо вовсе остановить самотек. Сюда относятся обратные и трехходовые клапаны, резкие повороты на 90° и сужения труб.
5. Шероховатость внутренних стенок трубопроводов не играет большой роли (в разумных пределах). Маленькая скорость жидкости – невысокое сопротивление от трения.
6. Котел на твердом топливе + самотечная система отопления может спокойно работать без теплоаккумулятора и смесительного узла. Благодаря медленному течению воды конденсат в топливнике не образуется.

Как видите, в конвекционном движении теплоносителя присутствуют положительные и отрицательные моменты. Первые следует использовать, вторые – минимизировать.

Конструктивные особенности

Чтобы самотечная система работала эффективно, нужно выполнить такие требования:

• источником тепла выступает любой энергонезависимый теплогенератор с выходными патрубками диаметром 40—50 мм;
• на выходе котла или печки с водяным контуром сразу монтируется разгонный стояк – вертикальная труба, по которой поднимается нагретый теплоноситель;
• стояк заканчивается расширительным баком открытого типа, установленным на чердаке либо под потолком верхнего этажа (зависит от типа разводки и конструкции частного дома);
• вместительность резервуара – 10% от объема теплоносителя;
• под самотек желательно подобрать отопительные приборы с большими размерами внутренних каналов – чугунные, алюминиевые, биметаллические;
• для лучшей теплоотдачи радиаторы отопления подключаются по разносторонней схеме – нижней или диагональной;
• на радиаторных подводках ставятся специальные полнопроходные клапаны с термоголовками (подача) и балансировочные вентили (обратка);
• батареи лучше оснастить ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского;
• подпитка тепловой сети организовывается в самой нижней точке – возле котла;
• все горизонтальные участки труб прокладываются с уклонами, минимальный – 2 мм на метр погонный, средний – 5 мм/1 м.

Примечание. Уклоны выполняют 2 функции – помогают теплоносителю течь в нужном направлении, а воздуху – подниматься по трубопроводам и уходить через открытую расширительную емкость. Оговорка касательно применяемых радиаторов: если система построена правильно, стальные панели тоже прекрасно греют.

Гравитационные системы отопления делаются открытыми, эксплуатируются при атмосферном давлении. Но будет ли самотек работать в схеме закрытого типа с мембранным баком? Отвечаем: да, естественная циркуляция сохранится, но скорость теплоносителя снизится, эффективность упадет.

Обосновать ответ несложно, достаточно упомянуть изменение физических свойств жидкостей, находящихся под избыточным давлением. При напоре в системе 1.5 Бар точка кипения воды сместится до 110 °C, ее плотность тоже увеличится. Циркуляция замедлится из-за малой разницы масс горячего и остывшего потока.

4 схемы гравитационного отопления

Для организации энергонезависимого обогрева частных домов применяется 4 вида схем с естественным течением теплоносителя:

• горизонтальная двухтрубная с верхним розливом;
• комбинированная с горизонтальными коллекторами и однотрубными вертикальными стояками;
• однотрубная с нижней разводкой – классическая «ленинградка»;
• вертикальная разводка с индивидуальной подачей воды на каждый радиатор – так называемый «паук».

Дополнение. Еще стоит упомянуть самотечные теплые полы – некоторые умельцы умудряются их обустроить. Эта затея не оправдывает вложенных сил и средств, гораздо проще смонтировать традиционный напольный подогрев, установить насос + блок бесперебойного питания.

Сразу хотим порекомендовать к использованию 2 первых системы – двухтрубную и комбинированную. Ленинградская разводка плохо совместима с самотеком, а «паук» слишком сложен в монтаже. Подробнее о плюсах и минусах перечисленных схем читаем далее.

Двухтрубная и комбинированная разводка

Мы объединили эти 2 схемы, поскольку они практически одинаковы. Первая с прошлого века применяется в одноэтажных домах с дровяными печками, тогда отопление без насоса называли паровым. Источником тепла служил бак, установленный в топке, газовые котлы появились позже.

Как устроено двухтрубное гравитационное отопление:

• от теплогенератора поднимается разгонный коллектор, выходящий на чердак либо под потолок котельной, там и ставится открытый расширительный бачок;
• сверху в стояк горизонтально врезается трубопровод подачи, идущий под уклоном через все комнаты (под потолком);
• другой вариант – утепленная труба прокладывается горизонтально по чердаку;
• от раздающей магистрали делаются вертикальные опуски к батареям;
• выходы радиаторов врезаются в обратный коллектор, проложенный с уклоном над полом;
• отопительные приборы оснащаются запорной арматурой – кранами либо термоголовками на подаче, балансовыми вентилями — на «обратке».

Примечание. С целью экономии материалов и лучшего распределения теплоносителя сечения горизонтальных ветвей уменьшаются по мере приближения к последним батареям. Точный диаметр определяется расчетом.

Комбинированная самотечная система предназначена для двухэтажных загородных домов. Отличие от вышеописанной двухтрубной разводки: каждый стояк снабжает теплом 2–4 радиатора, расположенных на разных этажах. Способ подключения приборов – однотрубный, на верхних батареях предусматривается байпас. Больше разницы нет.

Главное достоинство обеих разводок – надежная схема самотека, проверенная десятилетиями успешной эксплуатации. Даже если вы сделаете минимальные уклоны, но четко выдержите диаметры магистралей (а лучше – возьмете с запасом), естественная конвекционная циркуляция будет работать.

Негативные моменты:

• трубы прокладываются открыто по помещениям;
• тепловую сеть нельзя наполнять антифризом, поскольку незамерзающая жидкость испаряется из открытой расширительной емкости;
• систему нужно несколько раз пополнять в течение сезона, интервал между подпитками зависит от режима работы отопления;
• трубы Ø40…50 мм дороги, для удешевления монтажа приходится брать черную сталь или полипропилен.

Перечисленные минусы свойственны любым теплосетям с природной циркуляцией. Открытую прокладку можно «победить» – вынести подачу на чердак, замуровать стояки и коллекторы в стенах либо сделать декоративные короба. Мы рекомендуем последний вариант, поскольку сваривать стальные и пластиковые трубы в бороздах стен очень непросто.

Совет. Двухтрубный вариант годится для небольшой дачи, гаража, летней кухни. К интерьеру указанных построек не выдвигается высоких требований, трубы можно не прятать.

«Ленинградка» с естественной циркуляцией

Конструкция схемы полностью повторяет классическую ленинградскую разводку. Вдоль наружной стены дома прокладывается единственный коллектор, к нему подключаются все радиаторы.

Отличия самотечной «ленинградки»:

• увеличенный размер и уклон главной магистрали;
• наличие разгонного коллектора в виде петли, благодаря ему теплоноситель затекает в батареи;
• малое число приборов отопления – максимум 4 шт.

Преимущество ленинградской системы – упрощенный монтаж, для разводки понадобится одна труба вместо двух. Правда, сечение коллектора уменьшать нельзя, поэтому экономия выходит мизерной.

Главный недостаток – «ленивое» затекание воды в радиаторы, отсюда потеря эффективности. Основная масса теплоносителя циркулирует по кольцевому коллектору. Число батарей ограничено, поскольку дальние греют гораздо хуже.

«Ленинградку» желательно дополнить циркуляционным насосом, установленным на байпасе. С принудительным побуждением схема точно заработает веселее, можно прибавить пару радиаторов. Когда свет отключат, перейдете на самотек, прибавив мощности на котле.

Схема «паук» – устройство и принцип работы

Конструкция данной системы выглядит так:

• утепленный расширительный резервуар находится на чердаке, ровно по центру здания;
• к баку подходят стояки соответствующего диаметра от батарей и теплогенератора;
• сбор остывшего теплоносителя из радиаторов организован традиционным способом – в горизонтальную магистраль.

Принцип действия следующий: нагретая котлом вода самотеком поднимается в емкость, откуда расходится потребителям по трубам меньшего сечения. Разводка применима в одно– и двухэтажных зданиях.

Реальные плюсы «паука» – удачное гидравлическое распределение теплоносителя и отсутствие верхней горизонтальной разводки по комнатам. На подаче есть 1 стояк большого размера, идущий от котла к бачку, опуски делаются трубой Ø15…25 мм. На ответвления можно использовать металлопластик и сшитый полиэтилен.

Минусы гравитационной схемы «паук»:

• сложность монтажа, множество труб и стыков на чердаке;
• экономии материалов нет, вместо 1 распределительной магистрали используется десяток меньших труб, которые обязательно нужно утеплить;
• «паук» нельзя смонтировать в доме без чердака.

Расчет самотечной системы

Чтобы рассчитать и спроектировать отопление с естественной циркуляцией, действуйте в таком порядке:

1. Выясните количество тепла, нужное для обогрева каждой комнаты. Воспользуйтесь для этого нашей инструкцией.
2. Подберите энергонезависимый котел – газовый либо твердотопливный.
3. Разработайте схему, приняв за основу один из предложенных здесь вариантов. Поделите разводку на 2 плеча – тогда магистрали не пересекут входную дверь дома.
4. Определите расход теплоносителя под каждое помещение и рассчитайте диаметры труб.

Примечание. Уклоны вычислять не нужно, принимайте стандартное значение 0.5 см на метр длины. Допускаются отклонения в большую или меньшую сторону в диапазоне 0.7…0.2 см/1 м.

Сразу отметим, что «ленинградку» разбить на 2 ветви не удастся. Это значит, что кольцевой трубопровод обязательно пройдет под порогом входной двери. Чтобы выдержать все уклоны, котел придется ставить в приямке.

Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы делается так:

1. Берем теплопотери всего здания (Q, Вт) и определяем массовый расход теплоносителя (G, кг/ч) в главной магистрали по приведенной ниже формуле. Перепад температур между подачей и «обраткой» Δt принимаем равным 25 °C. Затем переводим кг/ч в другие единицы – тонны за час.
2. По следующей формуле находим площадь сечения (F, м²) главного стояка, подставив значение скорости естественной циркуляции ʋ = 0.1 м/с. Пересчитываем площадь круга в диаметр, получаем размер основной трубы, подходящей к котлу.
3. Считаем тепловую нагрузку на каждую ветку, повторяем расчеты и выясняем диаметры этих магистралей.
4. Переходим в следующие комнаты, снова определяем диаметры участков по тепловым затратам.
5. Выбираем стандартные размеры труб, округляя полученные цифры в большую сторону.

Приведем пример расчета самотечной системы в одноэтажном доме 100 м. кв. На представленной ниже планировке уже нанесены радиаторы отопления и указаны тепловые потери. Начинаем с основного коллектора котла и движемся в сторону последних помещений:

1. Величина теплопотерь дома Q = 10.2 кВт = 10200 Вт. Расход теплоносителя в главном стояке G = 0.86 х 10200 Вт / 25 °C = 350.88 кг/ч или 0.351 т/ч.
2. Площадь поперечника подающей трубы F = 0.351 т/ч / 3600 х 0.1 м/с = 0.00098 м², диаметр d = 35 мм.
3. Нагрузка на правую и левую ветку составляет 5480 и 4730 Вт соответственно. Количество теплоносителя: G1 = 0.86 х 5480 / 25 = 188.5 кг/ч или 0.189 т/ч, G2 = 0.86 х 4730 / 25 = 162.7 кг/ч или 0.163 т/ч.
4. Сечение правой ветви F1 = 0.189 / 3600 х 0.1 = 0.00053 м², диаметр составит 26 мм. Левое ответвление: F2 = 0.163 / 3600 х 0.1 = 0.00045 м², d2 = 24 мм.
5. В детскую и кухню придут линии DN32 и DN25 мм (округлили в большую сторону). Теперь считаем размеры коллекторов для спальни и гостиной + коридор с теплопотерями 2.2 и 2.95 кВт соответственно. Получаем оба диаметра DN20 мм.

Внимание! Полученные в результате расчетов диаметры указывают на размер внутреннего прохода трубопроводов (обозначение – DN или Ду).

Осталось подобрать трубы. Если варить отопление из стали, на котловой стояк пойдет Ø48 х 3.5, ветви — Ø42 х 3 и 32 х 2.8 мм. Оставшуюся разводку, в том числе подводки к батареям, делаем трубопроводом 26 х 2.5 мм. Первая цифра размера указывает на внешний диаметр, вторая – толщину стенки (сортамент водогазопроводных стальных труб).

Рекомендации по монтажу своими руками

Для прокладки основных линий естественной циркуляции лучше использовать полипропиленовые или стальные трубы. Причина – большой диаметр, полиэтилен Ø40 мм и больше стоит слишком дорого. Радиаторные подводки делаем из любого удобного материала.

Совет. При сборке самотечной сети отопления из металлопластика не ставьте компрессионные фитинги – они сильно уменьшают внутренний проход.

Как правильно сделать разводку и выдержать все уклоны:

1. Начните с разметки. Обозначьте места установки батарей, точки подключения подводок и трассы магистралей.
2. Размечайте трассы на стенах карандашом начиная от дальних батарей. Величину наклона регулируйте длинным строительным уровнем.
3. Двигайтесь от крайних радиаторов к котельной. Когда вы прочертите все трассы, то поймете, на каком уровне ставить теплогенератор. Входной патрубок агрегата (для остывшего теплоносителя) должен располагаться на одном уровне или ниже обратной линии.
4. Если уровень пола топочной слишком высокий, попытайтесь сместить все обогреватели вверх. Следом поднимутся горизонтальные трубопроводы. В крайнем случае делайте под котлом углубление.

После нанесения разметки пробейте отверстия в перегородках, вырежьте борозды под скрытую прокладку. Затем проверьте трассы еще раз, внесите корректировки и приступайте к монтажу. Соблюдайте тот же порядок: сначала закрепите батареи, потом кладите трубы в сторону топочной. Установите расширительный бачок со сливным патрубком.

Самотечная сеть трубопроводов заполняется без проблем, краны Маевского трогать не нужно. Просто медленно закачивайте воду через кран подпитки в нижней точке, весь воздух уйдет в открытый бачок. Если после прогрева какой-либо радиатор остается холодным, воспользуйтесь ручным воздухоотводчиком.

Заключение

Напоследок попытаемся отговорить вас от монтажа гравитационной системы с естественной циркуляцией.? Это наиболее сложный и дорогостоящий вариант отопления частного дома. Плюс внешний вид – не всегда удается замуровать здоровые трубы в стены либо зашить гипсокартонными коробами. Сравните стоимость самотека с закрытой двухтрубной разводкой плюс электрогенератор. Вполне вероятно, что цена выйдет одинаковой.

• Устройство системы водяного отопления в загородном доме

  Обогрев помещений загородного коттеджа можно организовать различными способами – печью, газовыми либо электрическими конвекторами, инфракрасными приборами и прочими воздушными обогревателями. Но для жилых комнат предпочтительным вариантом остается традиционное водяное отопление. Устройство такой системы в частном доме или квартире начинается с выбора правильной схемы, учитывающей планировку здания и расстановку отопительного оборудования.

  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.

  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).

• Как сделать ручную и автоматическую подпитку системы отопления

  Рабочий объем теплоносителя в отопительной сети может уменьшиться из-за ряда причин – утечки, испарения, сброса пара через автоматический клапан, выполнения ремонтных работ. В схеме открытого типа главный стояк опорожняется и заполняется воздухом из расширительного бака, закрытого — существенно снижается давление. В любом случае необходима подпитка системы отопления, которую можно сделать несколькими способами.

  Признаки критической нехватки теплоносителя

  Далеко не все хозяева частных домов отслеживают техническое состояние водяного отопления, работает – и ладно. Когда образуется скрытая протечка, система продолжает функционировать некоторое время, пока количество теплоносителя не снизится до критического уровня. Этот момент отслеживается по следующим признакам:

  1. В открытой системе сначала опорожняется расширительная емкость, затем наполняется воздухом основной стояк, поднимающийся от котла. Результат: холодные батареи при перегреве подающего трубопровода, включение максимальной скорости циркуляционного насоса не помогает.
  2. Недостаток воды при самотечной разводке проявляется аналогичным образом, вдобавок слышно бульканье воды в стояке.
  3. На газовом отопителе (открытая схема) наблюдаются частые запуски / включения горелки — тактование, ТТ-котел перегревается и кипит.
  4. Нехватка теплоносителя в закрытой (напорной) схеме отражается на манометре – давление постепенно снижается. Настенные модели газовых котлов автоматически останавливаются при падении ниже порога 0.8 Бар.
  5. Напольные энергонезависимые агрегаты и твердотопливные котлы продолжают исправно греть остатки воды в закрытой системе, пока освобожденный теплоносителем объем не заполнится воздухом. Циркуляция остановится, возникнет перегрев, сработает предохранительный клапан.

  Важное уточнение. При кипении ТТ-котла, работающего в открытой гравитационной системе, взрыва не последует, поскольку теплоноситель сообщается с атмосферой. Нагреваемая отопителем вода испарится, затем в котельной начнется пожар. Хотя описанный процесс занимает немало времени, подобные ситуации – далеко не редкость.

  Для чего нужна подпитка системы, мы пояснять не станем – это очевидная мера для сохранения работоспособности отопления. Остается выбрать способ пополнения теплосети.

  Выбор варианта дозаправки

  Для пополнения запаса теплоносителя используется несколько методов:

  1. Ручная подпитка – самый дешевый и универсальный вариант, подходящий для всех типов разводок.
  2. Автоматическое пополнение из водопровода практикуется только в системах, работающих под давлением.
  3. Для заправки закрытой сети незамерзающим теплоносителем тоже применяется ручной опрессовочный насос. Устройство автоматизированной схемы с электрической насосной станцией, подключенной к емкости с антифризом, практикуется в промышленных котельных.

  Примечание. Если радиаторная сеть и теплые полы заполнены антифризом, простая подпитка делается небольшим ручным насосом. Но чаще всего в системе отопления используется фильтрованная водопроводная вода, почему – из-за цены незамерзающих теплоносителей (особенно, безвредного пропиленгликоля).

  Принцип действия автоматического подпиточного узла основан на срабатывании редукционного клапана, реагирующего на снижение давления в теплосети. Когда оно падает ниже установленного значения, клапанный механизм открывается и запускает воду из магистрали. Аналогичным образом действует насосная станция, закачивающая антифриз из отдельного бака.

  Возьмем на себя смелость рекомендовать использование ручной схемы подпитки. Причины:

  1. Узел состоит из 2—3 недорогих элементов и никогда не включится без ведома домовладельца.
  2. Как бы надежно и качественно ни была смонтирована тепловая сеть, вероятность протечки и срабатывания клапана существует.
  3. Ситуация: прорыв трубы, длительное вытекание теплоносителя в отсутствие хозяев. Полностью автономная «умная» подпитка зальет весь дом, испортит напольное покрытие и дорогостоящий ремонт.
  4. Представьте идентичную ситуацию в многоквартирном доме — утечка из индивидуальной системы и включение автоматизированного пополнения затопит соседей снизу.
  5. Под седлом клапана накопится мельчайший песок и элемент со временем потеряет герметичность. Под давлением со стороны водопровода 4—7 бар начнется самопроизвольная подпитка. Самый безобидный сценарий – сброс лишнего теплоносителя через предохранитель на группе безопасности котла.

  Чем ликвидировать последствия описанных неприятностей, лучше выделить толику времени для личного контроля над своим отоплением. Обнаружив признаки потери теплоносителя, вы самостоятельно примете решение – подпитывать систему сразу, искать протечку либо производить ремонт.

  Схема ручной подпитки

  Простейший вариант наполнения системы реализован в 90% двухконтурных настенных котлов, куда априори подведена труба холодного водоснабжения. Внутри корпуса установлен ручной вентиль, соединяющий эту магистраль с обратной линией отопления. Нередко кран подпитки котла встречается на твердотопливных теплогенераторах с водяным контуром и без такового (пример — отопительные агрегаты чешского бренда Viadrus).

  Справка. На некоторые модели газовых отопителей, оборудованные теплообменником ГВС (в частности, Beretta), производители вместо ручного крана ставят автоматический клапан подпитки с электромагнитным приводом. Если давление теплоносителя падает ниже 0.8 Бар, котел сам набирает воду до требуемого уровня.

  Для сборки классического подпиточного узла, подходящего к любому типу системы, понадобятся такие детали:

  • тройник с боковым отводом Ду 15—20, соответствующий материалу трубы отопительной магистрали, — фитинг для металлопластика, полипропилена и так далее;
  • тарельчатый (пружинный) обратный клапан;
  • кран шаровой;
  • соединительные муфты, фитинги.

  Задача обратного клапана — не пускать воду из тепловой сети назад, в водопровод. Если речь идет о подкачке антифриза с помощью насоса, без клапана вовсе не обойтись. Арматура устанавливается именно в порядке перечисления:

  1. Тройник врезается в обратку отопления после циркуляционного насоса.
  2. К отводному патрубку тройника подсоединяется обратный клапан.
  3. Следом ставится шаровой кран.

  Совет. Если на входе водопровода в частный дом отсутствует фильтр тонкой очистки, таковой желательно предусмотреть на линии подпитки. Элемент предохранит теплосеть от попадания мелкого песочка и частиц ржавчины, накапливающихся на тарелке обратного клапана и в седлах трехходовых вентилей.

  Принцип действия узла простой: при открытии крана вода из централизованной магистрали поступает в трубопроводы отопления, поскольку ее давление выше (4—8 Бар против 0.8—2 Бар). Процесс наполнения закрытой системы отслеживается по манометру котла или группы безопасности. Если вы случайно превысили давление, воспользуйтесь краном Маевского на ближайшем радиаторе и стравите лишнюю воду.

  Чтобы контролировать количество теплоносителя в расширительной емкости открытой теплосети, расположенной на чердаке дома, бак нужно оснастить 2 дополнительными трубками диаметром ½ дюйма:

  1. Контрольный трубопровод, заканчивающийся краном в котельной, врезается в боковую стенку примерно на половине высоты резервуара. Открыв данный вентиль, вы сможете определить наличие воды в баке, не забираясь на чердак.
  2. Трубка перелива врезается на 10 см ниже крышки бака, конец отводится в канализацию либо просто на улицу под свесом кровли. Находясь в топочной и открывая кран подпитки, вы должны видеть этот патрубок, когда оттуда потечет вода, заполнение прекращается.

  Замечание. Если вас интересует расчет минимального объема расширительной емкости, перейдите по выделенной ссылке.

  Схема с обратным клапаном и запорным краном также применима для заливки гелиосистем (солнечных коллекторов) и геотермальных контуров тепловых насосов антифризом. Как пользоваться котловым вентилем подпитки, рассказывается на видео:

  Автоматический подпиточный узел

  Если вы твердо уверены в надежности и качестве сборки системы, можете смонтировать автоматизированную схему, добавляющую воду из трубы ХВС. Что нужно купить:

  • редукционный клапан (проще – редуктор);
  • 3 шаровых крана;
  • 2 тройника;
  • труба для устройства байпаса.

  Важный момент. Поступающая в редуктор вода должна предварительно очищаться грубым сетчатым фильтром, иначе клапан станет быстро засоряться. Если на вводе в здание такой фильтр не предусмотрен, установите его перед блоком подпитки.

  Главный исполнительный элемент схемы – редуктор – состоит из следующих деталей:

  • фильтр тонкой очистки на входном патрубке;
  • пружинный седельный клапан с резиновыми уплотнителями;
  • рукоятка регулятора давления с нанесенной шкалой, диапазон – 0.5…4 Бар (или выше);
  • ручной запорный вентиль;
  • обратный клапан на выходе.

  Примечание. Существуют более дорогие модели подпиточных редукторов со встроенным манометром, измеряющим давление на стороне системы отопления. Поскольку данный прибор уже стоит в группе безопасности либо котле, тратить лишние деньги и дублировать его нет смысла. Исключение – ситуация, когда подпитка врезана далеко от источника тепла (читайте следующий раздел).

  Как видите, редукционный автомат уже содержит все необходимые элементы – фильтр, обратный клапан и регулятор. Осталось собрать простую схему с байпасом и сервисными кранами, предназначенными для снятия и обслуживания редуктора.

  Управлять вентилем просто – с помощью регулятора настройте минимальный порог давления в теплосети, откройте краны прямой магистрали, а байпас закройте. Как правильно отрегулировать автоматический клапан, показано в коротком видеосюжете:

  Совет. Если планируете ставить перед редуктором грубый фильтр, предусмотрите дополнительный сервисный кран, дабы очищать сеточку, не отключая воду во всем доме.

  Для организации автоматического добавления антифриза в систему можно приспособить «гидрофор» — водяную станцию с электронасосом, предназначенную для водоснабжения из колодца. Реле давления агрегата нужно перенастроить под минимальный напор 0.8 Бар, максимальный – 1.2…1.5 Бар, а всасывающий патрубок направить в бочку с незамерзающим теплоносителем.

  Целесообразность такого подхода весьма сомнительна:

  1. Если «гидрофор» сработает и станет подкачивать антифриз, вам все равно придется искать и устранять причину проблемы.
  2. При длительном отсутствии хозяев подпитка тоже не спасет ситуацию в случае аварии, поскольку размер емкости ограничен. Насосная станция продлит работу отопления на какое-то время, но потом котел отключится.
  3. Ставить большую бочку опасно – можно затопить токсичным этиленгликолем полдома. Неядовитый пропиленгликоль слишком дорог, как и устранение последствий разлива.

  Вывод. Вместо дополнительных насосов и автоматических редукторов лучше приобрести электронный блок типа «Кситал». После относительно недорогой инсталляции вы сможете контролировать работу отопления через сотовый телефон либо компьютер и быстро реагировать на возникновение аварийных ситуаций.

  Как подключить к системе отопления

  При закрытой схеме нет большой разницы, куда подсоединять трубопровод подпитки — к подаче или обратке. Мы рекомендуем пользоваться классической проверенной методикой — точка врезки должна располагаться на обратной линии рядом с котлом, после циркуляционного насоса и расширительного бачка. Причины:

  • узел располагается в помещении топочной, рядом с оборудованием и приборами;
  • подкачка воды в обратку сразу отражается на манометре, установленном на подаче за котлом;
  • врезка располагается в самой нижней точке, поток распределяется по 2 направлениям – в котел и радиаторы, воздух выдавливается равномерно.

  Обвязка твердотопливных агрегатов предполагает устройство контура защиты от конденсата с трехходовым вентилем. Нельзя делать подпитку перед этим клапаном – от холодной воды он сразу закроется и котловой манометр начнет запаздывать с показаниями. Врезайтесь внутри контура, между 3-ходовым вентилем и теплогенератором.

  Аналогичным образом подпитка врезается в обратную магистраль открытой системы. Второй вариант – добавление теплоносителя прямо в бак, недостаток метода – прокладка подающей трубы на чердак.

  Подключение подпиточной линии допускается и в других точках:

  • к отдельному штуцеру твердотопливного котла, предусмотренному заводом – изготовителем;
  • к нижней части гидрострелки;
  • к обратному коллектору распределительной гребенки;
  • к выходу бойлера косвенного нагрева.

  Указанные варианты обычно реализуются в сложных и разветвленных системах загородных коттеджей.

  Напоследок о безопасном добавлении теплоносителя

  Выполняя заливку воды либо частичную подпитку, соблюдайте наши рекомендации:

  1. Разогретую систему пополняйте медленно, открыв вентиль на четверть хода рычага. Таким способом удастся избежать образования воздушных пробок и предохранить теплообменник котла от температурного шока.
  2. Заправку с нуля делайте при неработающем теплогенераторе и отключенном циркуляционном насосе.
  3. Проверьте давление в расширительном баке и пройдитесь по всем радиаторам, открывая краны Маевского для выпуска воздуха.
  4. Если ваш котел оборудован современной электроникой, обязательно изучите пункты инструкции, касающиеся подпитки. Зачастую в агрегате необходимо активировать специальный сервисный режим.
  5. Лишнее давление легко стравливается через ближайший воздухоотводчик.

  Справка. Чугунные теплообменники запросто дают трещины от резких перепадов температур, а стальные топки покрываются изнутри конденсатом. Последний смешивается с сажей и образует плотный налет.

  Закачка антифриза ручным насосом не таит подводных камней. Опрессовочные установки оснащены собственным манометром, позволяющим контролировать актуальное давление в точке врезки.