Варианты отопления частного дома своими руками

Централизованная система отопления не всегда справляется с возложенными на неё задачами. Поэтому многие стремятся к энергетической независимости и беспокоятся об устройстве автономного отопления. Особенно востребовано это в частных домах, где часто централизованной системы отопления просто нет. Существуют различные схемы отопления частного дома, вот только выбрать нужно ту, которая подходит под конкретные условия вашего дома.

Особенности монтажа водяного отопления

Использование воды в качестве теплоносителя обусловлено тем, что эта жидкость обладает очень хорошей теплоемкостью и способна эффективно принимать и отдавать тепло. Водяное отопление используют в домах уже давно. За прошедшее время принцип остался прежний, а вот схемы подключения нагревательных элементов претерпели серьезную модернизацию. Тем не менее, для сооружения водяного отопления применяются все те же материалы и приборы, что и сотню лет тому назад, только усовершенствованные:

  • энергетические установки. Ими могут быть печи или котлы, работающие на электроэнергии или газе;
  • трубы различного диаметра. Сегодня кроме металлических труб активно используются пластиковые и металлопластиковые;
  • радиаторы отопления, которые делают из чугуна, стали или алюминия;

Особенности инверторного котла отопления

Теперь чтобы скачать приложение от 1xBet на свой Андроид телефон достаточно перейти по ссылке и скачать APK файл. Больше нет необходимости искать официальный сайт букмекерской конторы.

Инверторный котел отопления в своей работе использует электрический ток. Однако в этом приборе он формирует магнитное поле, которое в свою очередь способствует появлению в проводнике электродвижущей силы. Этот проводник расположен внутри контура.

В итоге в приборе возникают вихревые потоки, которые разогревают материал проводника. При увеличении частоты нагрев тоже увеличивается. Раньше эту разновидность котлов использовали в металлургической промышленности и кузнечном деле, поскольку благодаря индукционному полю можно нагревать заготовку до заданной температуры с высокой точностью. Кроме этого, подобные конструкции использовали на производстве с целью обогрева помещений.

В зависимости от мощности агрегата его подключают к одно- или трехфазной сети. В первом случае мощность прибора не превышает 10-12 кВт. Обычно эти модели используют для обогрева дачного домика или небольшой частной постройки. Трехфазные конструкции рассчитаны на производительность свыше 6 кВт.

Особенности инверторного котла отопления

Приборы с мощностью 6-12 КВт подключают к сети переменного тока с напряжением 220 или 380 В. Их можно эксплуатировать без создания дополнительного контура. Агрегаты инверторного типа разрешено применять в самотечных и принудительных системах отопления. Из-за высокой скорости нагрева теплоносителя обычно устанавливают устройство дозированной подачи воды в отопительную систему. Это позволяет повысить эффективность работы прибора.

Рекомендуем к прочтению:Самодельный котел отопления для частного дома и как сделать своими руками

Важно! Инверторные котлы обязательно заземляют и устанавливают на определенном расстоянии от окружающих поверхностей, другого оборудования и мебели.

При установке инверторного отопления обязательно укомплектовывают систему автоматическим воздухоотводчиком, расширительным баком. В сетях с принудительной циркуляцией устанавливают насосное оборудование.

Устройство и принцип работы

Котел инверторный электрический имеет три вложенных друг в друга контуров:

  1. Внутренний контур выполнен в виде герметичной цилиндрической емкости. Здесь происходит нагревание воды. Однако внутри емкости нет ни ТЭНов, ни электродов, а только теплоноситель. Контур состоит из двух патрубков. Первый из них предназначен для подачи разогретой жидкости в отопительную систему, а второй – для возвращения охлажденного теплоносителя обратно в прибор.
  2. В качестве среднего контура выступает индукционная электрическая катушка. Она намотана вокруг емкости с водой. Поскольку все провода изолированы, электрический ток не передается на другие поверхности. В катушку с тороидальной или цилиндрической обмоткой идет только высокочастотный ток. Тороидальный вариант катушки – это две трубы из ферромагнитной стали, обмотанные проводами. Трубы установлены в верхней и нижней части нагревательного агрегата и внутри каждого витка. Вес тороидальной катушки меньше, а КПД выше.
  3. Внешний контур – это корпус с теплоизоляцией. Он нужен для защиты от соприкосновения человека с проводами, а также предназначен для предотвращения теплопотерь.
Особенности инверторного котла отопления

Также в составе инверторного котла есть термодатчик, электронная схема управления и электрический преобразователь. Последнее приспособление предназначено для корректировки характеристик электрического тока до таких параметров, которые оптимально подходят для работы катушки. Котловые инверторы поставляют на катушку ток с частотой 20 кГц.

Принцип работы инверторного нагревательного оборудования выглядит следующим образом:

  • электроток идет на преобразователь;
  • котловые инверторы увеличивают частоту электрического тока и его напряжение до требуемых параметров;
  • преобразованный ток идет на тороидальную обмотку, в результате чего формируется магнитное поле, и возникают вихревые потоки;
  • посредством электромагнитного поля токи выходят на внутренний контур из стали;
  • в результате взаимодействия токов с контуром происходит нагрев теплообменника, а следовательно, и циркулирующего в нем теплоносителя.

На заметку! Как правило, нагревание сердечника происходит настолько быстро, что в течение 7 минут работы температура в теплообменнике достигает 75 градусов.

Читайте также:  Автономное электрическое отопление в квартире

Виды самотёчных схем отопления

Существует не один десяток схем самотёчной системы отопления. Знающий специалист, и даже начинающий, способны самостоятельно придумать новую схему, исходя из конкретных условий строения. В общем понимании это выглядит так: теплоноситель, нагреваясь в котле под действием высокой температуры, поднимается по стояку и попадает в радиаторы отопления. Там теплоноситель постепенно остывает и согласно законам физики направляется обратно в котёл. Здесь очень важно, чтобы линия подачи от котла к радиаторам не имела резких поворотов и значительных уклонов.

Самотёчная однотрубная схема отопления

И очень внимательно надо относиться к выбору диаметра труб – чем больше диаметр трубы, тем лучше циркуляция теплоносителя, однако слишком усердствовать в этом вопросе тоже не стоит.

Рассмотренная схема отопления работает без перебоев, но отсутствует в ней главное – возможность регулирования температуры в отдельно взятом устройстве. Есть схемы, в которых эта проблема, хотя и на примитивном уровне, но решается. В некоторых случаях возможно отключение одного и более радиаторов отопления. Более современные схемы, если так можно сказать о самотёчных системах в принципе, предлагают не только возможность отключения отдельно взятых приборов, появляется возможность установки терморегуляторов.

Выше были рассмотрены типичные самотёчные схемы отопления в однотрубном исполнении. Что касается её двухтрубного варианта, то последний вариант и есть пример типичного двухтрубного исполнения. Такая схема, хотя и является ещё самотёчной, но возможность регулирования температуры в отдельных приборах повышает её авторитет. Однако главный выбор потребитель делает, всё-таки, в пользу схемы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Водяная система

Данный тип отопления представляет собой замкнутый контур, «сердцем» которого является котел. Посредством сжигания топлива установка нагревает теплоноситель, циркулирующий по отопительному контуру, выбор которого зависит от назначения обогреваемого помещения:

  • в жилых домах, где температура воздуха не будет опускаться до точки замерзания, чаще всего применяется обычная вода;
  • в постройках с периодическим проживанием, в качестве теплоносителя используются различные рассолы и антифризы.

Все отопительные установки, предназначенные для работы в водяном обогреве, различаются по типу сжигаемого  топлива; по способу забора необходимого для процесса горения воздуха; по типу удаления продуктов горения.

Не стоит думать, что приобретя отопительный котлоагрегат, все проблемы с обогревом жилища решены. Главную роль тут играет не сам котел, а отопительный контур, состоящий из трубопровода и батарей, а также массы вспомогательного оборудования.

Водяная система

Водяная автономная система отопления частного дома может быть:

  • Гравитационная.
  • С принудительным перемещением воды в отопительном контуре.

Обогрев дома с естественной циркуляцией теплоносителя – это наиболее простая, недорогая и доступная схема, проектирование и монтаж которой достаточно просто сделать собственными силами, без привлечения дорогостоящих специалистов. Принцип действия основан на изменении плотности теплоносителя, в зависимости от его температуры. Нагретая вода по стояку поднимается вверх. Из верхней точки она распределяется по трубопроводу и радиаторам, в которых происходит теплообмен с воздухом помещений. Охлажденный теплоноситель самотеком возвращается в котлоагрегат.

Важно! Для эффективной естественной циркуляции теплоносителя следует монтировать трубопровод с уклоном, 1 см на каждый погонный метр трубопровода. Особое внимание нужно уделить расположению расширительного бака, который следует располагать в наивысшей точке отопительной системы.

Второй тип водяного отопления – это контур с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Однотрубные схемы

Проще всего выполнить расчеты и сборку системы отопления с однотрубной схемой прокладки трубопроводов для теплоносителя. Нагретая вода в ней последовательно проходит от котла через все батареи в доме, начиная с первой и заканчивая последней в цепочке. При этом тепла каждому последующему радиатору достается все меньше и меньше.

Основных плюсов у такой разводки отопления в частном доме четыре:

  • Простота реализации;

  • Небольшая кубатура теплоносителя;

  • Гидравлическая устойчивость системы;

  • Малый расход материалов.

С монтированием трубопровода по этой схеме и подключением его к котлу своими руками при наличии даже минимальных навыков можно справиться за два–три дня. Плюс затраты на создание в доме системы водяного отопления под однотрубную разводку выходят самыми минимальными в сравнении с остальными вариантами.

Фитингов, арматуры и труб здесь потребуется немного. Экономия на материалах существенна. И неважно выбран для возведения коттеджа клееный брус или кирпич. Если жилье хорошо утеплено, то даже простой однотрубной системы для его обогрева хватит с лихвой.

Среди слабых мест данной схемы отопления числятся:

  • Невозможность точно отрегулировать подачу тепла в каждой комнате;

  • Ограничение на общую протяженность трубопровода по дому (не более 30 м);

  • Малый объем тепловой энергии в самой удаленной от котла батарее;

  • Уязвимость в плане разморозки и порывов.

Чтобы нивелировать недостатки, в однотрубную систему приходится встраивать циркуляционный насос. Но это дополнительные расходы и потенциальные поломки оборудования. Плюс при любых проблемах на каком-либо участке трубы прекращается обогрев всего коттеджа.

Однотрубная горизонтальная

Если частный дом небольшой и одноэтажный, то однотрубную систему отопления лучше всего делать в горизонтальном исполнении. Для этого в комнатах по периметру коттеджа прокладывается кольцо из одной трубу, которая подключается к входу и выходу котла. Радиаторы врезаются в трубопровод под окнами.

Однотрубная горизонтальная схема — идеальный вариант для небольших помещений

Батареи здесь подключаются нижним либо перекрестным соединением. В первом случае теплопотери будут на уровне 12–13%, а во втором они сокращаются до 1–2%. Именно перекрестному способу монтажа стоит отдавать предпочтение. Причем подвод теплоносителя к радиатору следует делать сверху, а отвод снизу. Так отдача тепла от него выйдет максимальной, а потери выйдут минимальными.

Однотрубная вертикальная разводка

Для двухэтажного коттеджа больше подходит однотрубная система отопления вертикального подвида. В ней труба от оборудования нагрева воды идет вверх на чердак или второй этаж, а оттуда уже спускается назад в котельную. Батареи в этом случае подключаются также последовательно одна за другой, но боковым подсоединением. Трубопровод для теплоносителя обычно при такой разводке отопления по малоэтажному дому прокладывается в виде единого кольца сначала по второму, а потом по первому этажу.

Однотрубная вертикальная схема — экономим на материалах

Но возможен и пример с вертикальными отводами от общей горизонтальной трубы наверху. То есть сначала делается кольцевой контур от котла вверх, по второму этажу, вниз и по первому этажу обратно к нагревателю воды. А уже между горизонтальными участками прокладываются вертикальные стояки с подключением к ним радиаторов.

Самой холодной батареей в такой системе отопления частного дома будет опять последняя в цепочке – внизу у котла. При этом на верхнем этаже тепла будет переизбыток. Необходимо как-то ограничивать объемы теплоотдачи наверху и повышать их внизу. Для этого на радиаторах рекомендуется установить перемычки-байпасы с регулирующими кранами.

Ленинградка

У обеих описанных выше схем есть один общий минус – температура воды в последнем радиаторе оказывается очень низкой, тепла она помещению отдает очень мало. Чтобы компенсировать это остывание, однотрубный горизонтальный вариант отопления частного дома рекомендуется усовершенствовать за счет установки байпасов снизу батареи.

Ленинградка — усовершенствованная однотрубная система

Такая разводка получила название «ленинградка». В ней радиатор подключается сверху к проходящему вдоль пола трубопроводу. Плюс на отводы к батареям ставятся краны, которыми можно регулировать объем поступающего теплоносителя. Все это способствует более равномерному распределению энергии по отдельным комнатам в доме.

Установка системы «тёплый пол»

Используем нагревательные маты

1-й этап: удобнее всего пользоваться электрическими нагревательными матами, хотя они будут стоить на 20−25% дороже кабеля. В стене и полу делается канавка, куда будет ложиться кабель в гофрированной трубке, соединяющий нагревательные маты с источником энергии, и датчик температуры. Затем удаляется весь мусор и пыль с поверхности пола. Нагревательные маты можно класть прямо на старую плитку. Сетка мата легко режется, и в случае поворота мата можно сделать разрез, только при этом нельзя задевать нагревательный кабель.

2-й этап: мат прикрепляется к полу с помощью термопистолета или скотча. Иногда на поверхности мата уже нанесён клеевой слой на сетке, и мат сам хорошо клеится.

3-й этап: поверх мата наносится слой плиточного клея. Нужно дать ему полностью высохнуть в течение 5−7 дней.

4-й этап: необходимо выполнить все соединения и подключить термостат. Проверяется работоспособность и исправность отопительной системы.

5-й этап: на полностью высохшую клеевую основу можно положить покрытие пола.

Провести монтаж тёплого пола поможет данная статья: 

Используем кабель

Если тёплый пол будет в помещении основным источником отопления, то в качестве нагревательного элемента лучше использовать кабель. При этом для укладки кабеля понадобится гораздо больше времени, и высота пола увеличится на 10−15 см.

1-й этап: пол перед укладкой теплоизолятора очищается от старой плитки или другого материала. Выметается весь мусор, убирается пыль.

Установка системы «тёплый пол»

2-й этап: на очищенную поверхность выкладываются листы теплоизолятора. Стыки между листами проклеиваются скотчем.

3-й этап: поверх термоизолятора выкладывается армирующая сетка и проводится заливка промежуточной стяжки не толще 3 см. Подождать 3−5 дней до её полного высыхания.

4-й этап: после полного высыхания стяжки на неё наносится монтажная лента.

5-й этап: составляется подробная схема укладки кабеля. Начинать укладывание надо с моста подключения проводки к термостату. Надо учитывать рекомендации производителя кабеля по минимальному радиусу изгиба кабеля и минимальному расстоянию между нитями кабеля. Нельзя проводить кабель под участками, где впоследствии будет установлена сантехника и мебель.

6-й этап: термостат устанавливается внутри гофрированной трубки. Подключаются все компоненты электрической системы.

Внимание! Лучше всего доверить такое ответственное мероприятие специалисту. Он же проверит исправность работы всей системы. Желательно сделать фотоснимок всей системы, чтобы в случае поломки специалисты видели, как выглядит системы под полом.

7-й этап: после проверки работы отопительной системы укладывается вторая стяжка высотой 3−10 см. Надо подождать месяц до её полного высыхания.

8-й этап: теперь можно класть любое половое покрытие.

Стоимость электрического тёплого пола в помещении 15 кв. м. составляет 600−1000 у.е. в зависимости от используемых материалов.

Видео монтажа теплого пола

Принципы расчета

Чтобы не наделать ошибок при расчете отопления, требуется предварительно нарисовать схему на бумаге. На ней указываются все компоненты конструкции. Важно понимать, сколько жидкости протекает через все узлы по отдельности, с какой скоростью она движется, как меняется работа все системы в результате изменения режима функциональности отдельных ее элементов.

Во время расчета не стоит упускать гидродинамическое сопротивление воды при ее движении, которое влияет на давление внутри системы и напор. Для проведения процедуры применяются специальные таблицы и расчет позволит избежать проблем с функциональностью отопительной конструкции в будущем.

Готовые конструкции коллекторов для отопления

Отопление с водой в качестве носителя имеет очень простой принцип работы, а его конструкция состоит из трех основных узлов: нагревательный элемент (котел), трубопровод, по которому проходит жидкость, и радиаторы. Последние нагреваются и отдают тепло окружающей среде. Теплоноситель постепенно остывает и, пройдя круг по системе, возвращается обратно в котел, и цикл повторяется заново.

Читайте также:  Грамотная обвязка котла отопления полипропиленом: основные правила

Регулировать микроклимат можно двумя способами. Первый – настроить котел на нужную температуру, второй – изменить расход теплоносителя в конкретном радиаторе с помощью специального крана. Они устанавливаются на входе каждой батареи. Кроме того, встречается автоматическая регулировка посредством термостата. Если в доме установлена двухтрубная система, тогда перед каждым краном или термостатом необходимо поставить байпас.

Байпас для отопительной системы

Еще системы делятся на естественные и принудительные. В первом случае отопление функционирует независимо от электроэнергии, да и сама конструкция предельно проста. Жидкость течет по трубам за счет разности температур без помощи какого-либо насоса. Горячая вода имеет меньшую плотность и вес, поэтому стремится вверх, а остыв, уплотняется и возвращается назад в нагреватель. Минусы:

  • большое количество труб;
  • диаметр трубопровода должен обеспечить естественную циркуляцию;
  • невозможно использовать современные радиаторы с малым сечением.

В принудительных системах циркуляция теплоносителя происходит за счет работы насоса, а все излишки жидкости попадают в расширительный бак. Для контроля давления предусмотрен манометр. К достоинствам следует отнести небольшой расход теплоносителя. Также тут можно устанавливать трубы любого диаметра, в том числе и малого. Система отличается высокой эффективностью. Недостаток только один – зависимость насоса от электроэнергии.

Правила монтажа радиаторов

Особенности монтажа отопительного прибора

При выборе места и установке радиаторов, следуйте простым правилам:

  • Разместите батарею под окном.
  • Длина батареи должна быть больше половины длины оконного проема.
  • Если комната угловая, то допускается монтаж нескольких радиаторов вдоль наружной стены.
  • Отопительный стояк разместите в углу, так стены не почернеют.
Правила монтажа радиаторов

При выборе радиаторов ориентируйтесь на технические характеристики и стоимость прибора, а так же хорошо зарекомендовавший себя бренд. Так вы подберете оптимальный для вашего дома вариант.

Параметр Как параметр влияет на выбор радиаторов
Низкое давление В отопительных системах частных домов теплоносители чаще всего циркулируют под малым давлением. Это вызывает необходимость в дополнительном оснащении системы циркуляционными насосами. Но и дает большое преимущество, уменьшая интенсивность эксплуатации труб и резервуаров радиаторов. А это значительно увеличивает длительность службы данных элементов системы.
Исключение гидравлических ударов Когда система не подвержена гидроударам, она избавлена от необходимости в установке сверхпрочных батарей. Ведь в данном случае достаточно установки легких конструкций с тонкими стенками, а они обладают высокими характеристиками теплоотдачи.
Коммуникации имеют минимальную протяженность В отличие от многоэтажки, в частном доме теплоноситель будет проходить минимальный путь от котла до радиатора. Очевидно, что и теплопотери в этом случае снижаются до минимума. Поэтому целесообразно приобретать батареи, которые рассчитаны на эксплуатацию с теплоносителем высокой температуры.
Малый объём теплоносителя, используемый в системе Малая протяженность коммуникаций дает еще одно преимущество – сравнительно небольшой объем воды, которую нужно залить в систему. Это дает возможность качественно очищать теплоноситель, а значит – обеспечить защиту внутренней поверхности радиатора от воздействия абразивных частиц. Кроме того, можно произвести частичную замену воды на антифриз либо этиловый спирт.

Стоимость таких добавок может быть весьма высока, но это окупается эффективностью. Во-первых, добавки повышают теплоотдачу. Во-вторых, обеспечивают защиту системы от промерзания, когда котел отключен на длительный срок.

Большая обогреваемая площадь Количество квадратных метров частного дома, как правило, превышает этот параметр в обычной квартире. А значит, обогревать придется значительные объемы воздуха. Поэтому при выборе оптимальной модели радиатора следует исходить из пропорции «обогрев/затраты» и искать наилучшее соотношение.

Этот сложный выбор – батареи или теплый пол

Еще одна дилемма, встающая перед владельцами частного дома – выбор способа отопления. Ведь и батареи, и теплые полы имеют свои преимущества. Например, монтаж радиаторов гораздо проще устройства теплого пола, но по эффективности последний гораздо лучше.

Чугунные, стальные или алюминиевые радиаторы?

Учитывая низкое давление в системе отопления частного дома, выбор радиаторов ничем не ограничивается. Чугун долговечен, неприхотлив к качеству теплоносителя и перепадам давления. Но чугунные батареи нельзя использовать в системах с терморегуляцией, ведь они медленно нагреваются и так же медленно остывают.

Алюминиевые радиаторы можно считать универсальными. Небольшая цена, быстрый нагрев и возможность подключения терморегулятора делают их очень популярными. Но при повышенной щелочности воды велик шанс появления коррозии и течи между секциями.

Единственный минус стальных батарей – неустойчивость к гидроударам, которых не бывает в системе частного дома. При этом низкая цена, стойкость к коррозии и быстрая теплоотдача делают их идеальными для автономного отопления.

Сложность укладки водяного теплого пола делает его практически недоступным для организации собственными руками. Но в качестве отдельного элемента отопления он очень удобен и относительно прост в исполнении. Например, в ванной комнате пол с подогревом будет как нельзя кстати.

Для такого решения подойдет только коллекторная разводка – наиболее технологичная, но и самая сложная для реализации собственными руками. В то же время, теплые полы могут быть противопоказаны по состоянию здоровья, например, при варикозном расширении вен. Зато для семей с маленькими детьми полы с подогревом — идеальное решение.