Как своими руками сделать водяное отопление в доме (обзор схем разводки)

Отопительные системы для частного дома отличаются своим разнообразием. Они состоят из различных комбинаций подачи и отвода теплового носителя. Выбор схемы отопления частного дома зависит от размера и конструкции помещений, зависимости от электричества, количества отопительных элементов (радиаторов). Каждый вариант имеет различные возможности установки, преимущества и недостатки. В одном частном доме может быть установлено несколько замкнутых контуров для обогрева разных помещений.

Схемы с различными способами циркуляции воды

Движение теплоносителя по замкнутому контуру возможно в естественном или принудительном режиме. Теплоносителем обычно является вода. Она нагревается в отопительном котле – газовом, дровяном, электрическом, камине, печи. Давление воды обеспечивает ее движение внутри системы. Возникает оно с помощью циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии контура, что позволяет теплоносителю циркулировать естественно. Насосы создают дополнительное давление и увеличивают скорость тока воды. Выпускаются также модели котлов со встроенным насосом.

Схема с естественным током воды

При таком варианте движение теплоносителя происходит самотеком на основании физических законов движения жидкости при изменении плотности. У холодной воды обратного хода плотность больше, она вытесняет горячую воду с меньшей плотностью. Горячий теплоноситель идет вверх по стояку и растекается по горизонтальным магистралям. Трубы располагаются под небольшим наклоном в 3-5 градусов, что и позволяет двигаться воде самотеком.

Важный элемент разводки отопления в частном доме – коллектор разгона. Это вертикальная труба, в котором из-за разницы температур и плотности возникает перепад гидростатического давления. Эта схема самая простая в реализации, не требует установки других коммуникаций. Недостатки: низкое давление, установка труб большого сечения. Подходит такой вариант для небольших по площади домов с периметром контура не более 30 метров.

Схема с принудительной циркуляцией

Сделать отопление в частном доме своими руками с усилением тока теплоносителя можно с помощью циркуляционного насоса. Магистраль трубопровода при этом не нужно устанавливать наклонно. Насос подходящей мощности врезается в трубопровод обратного тока. Схема используется для обогрева домов любой площади. Существенный минус принудительной циркуляции – это зависимость системы от электроэнергии. На случай отключения питания для бесперебойной работы системы требуется генератор.

Схемы с разной подводкой теплоносителя к радиаторам

В зависимости от положения стояков подвода воды к батареям различают вертикальную и горизонтальную разводку. В частных одноэтажных домах используется горизонтальная схема разводки. Трубы подвода и отводы воды при монтаже удачно можно вписать в интерьер, спрятать в ниши или под пол.

Ток горячей и охлажденной воды в системе обогрева частного дома может быть смонтирован с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть нюансы типа разводки, положительные стороны и недостатки.

Однотрубная схема

Это более простой в установке и дешевый вариант. Система обогрева с одной трубой представляет собой кольцо с установленными радиаторами. Теплая вода двигается по периметру, возвращается в итоге в котел. Теплоноситель отдает по несколько градусов тепла каждому радиатору. Значит, чем дальше расположен отопительный прибор от котла, тем ниже температура воды и способность обогреть помещение. Можно увеличить подогрев воды. На это потребуется больший расход топлива. Установка циркуляционного насоса поможет двигаться воде с большей скоростью и равномерно распределить тепло. Оптимальным решением при такой схеме станет увеличение количества секций последних батарей в магистрали.

Радиаторы подключаются обычно через байпас (обходную трубу), что позволят отключить любой из них без остановки движения теплоносителя. Система не предусматривает установку фитингов и кранов, что минимизирует риск аварий.

• минимизация периметра труб;
• экономия на элементах системы;
• быстрота, простота установки.

Двухтрубная схема

Монтаж отопления в частном доме с помощью двух труб работает более эффективно. При такой схеме каждый радиатор имеет отдельный подвод теплоносителя от тепловой магистрали, но при этом тепловая магистраль, так же как и в предыдущем случае, является единой для всей системы. Отличием является то, что радиаторы включаются в системы параллельно, а не последовательно.

Магистраль обратного тока у системы одна – от каждой батареи отходит отдельная труба для вывода теплоносителя.

Предлагаем посмотреть подробное видео о нюансах монтажа двухтрубной системы отопления в доме:

Лучевая система

Коллекторная лучевая система предусматривает установку коллектора, через который теплоноситель распределяется по всей системе. К каждой отопительной батарее идут свои трубы подвода теплового носителя и его отвода напрямую от котла. Каждый контур отсекается запорной арматурой. Это упрощает использование системы и ремонт. Не отключая всю систему, можно отремонтировать отдельный контур или радиатор.

Из минусов – значительные расходы на материалы. Понадобится запорная арматура, трубы, приборы регулировки, контролирующие датчики.

Лучевая схема с распределителем работает при хорошем давлении в трубе, созданным циркуляционным насосом.

Коллектор равномерно распределяет поток теплоносителя. Прибор состоит из двух гребенок. В одну поступает из котла горячая вода. Другая гребенка собирает охлажденную воду и направляет ее обратно в котел. Как рассчитать отопление в частном доме при такой схеме?

Расчет параметров, составление проекта, регулирование мощности в процессе использования облегчается за счет подключения радиаторов параллельно. Это обеспечивает минимальную разницу температур воды по периметру контура. Управление системой осуществляется из одного места с установленными индикаторами, кранами, насосами и вентилями.

Монтаж лучевой системы – самый дорогой по общей стоимости составляющих, требует определенной квалификации. Составлять проект и устанавливать отопление по лучевой схеме следует при строительстве или генеральном ремонте. Это связано с тем, что трубы монтируются в стяжку пола.

Теплый пол

Использовать подогрев пола для обогрева в частном доме очень удобно. При небольших размерах помещения можно обойтись одной трубой в стяжке пола. Система теплого пола для больших площадей работает только через распределительный коллектор. Иначе подаваемого по одной трубе тепла не хватит, обогрев будет неравномерный. Трубы при монтаже используются медные и металлопластиковые. Стяжка заливается сверху установленного контура. Плюсом использования теплых полов является достаточный подогрев теплоносителя до 40 градусов. В то время как для батарей отопления нужно 70-80 градусов. Значительные перепады температур могут привести к существенной деформации покрытия.

Несмотря на все сложности, установить водяное отопление частного дома своими руками возможно. Описанные схемы разводки типовые. Их можно изменять исходя из геометрии помещения, возможной мощности котла, бюджета. Главное соблюсти основные законы гидравлики, физики. При решении нестандартных задач лучше обратиться к специалисту. Переделывать уже установленную систему может обойтись дороже.

Как устроена двухтрубная система отопления

Отопление частного дома с использованием радиаторов подразумевает обустройство трубопроводной сети. Двухтрубная система отопления лучше всего подходит для самостоятельного изготовления, так как «прощает» неопытному мастеру некоторые ошибки в работе.

Читайте в статье

Общие сведения о двухтрубной системе отопления

Любая система обогрева с жидким теплоносителем состоит из одного или нескольких замкнутых контуров, соединяющих радиаторы и котёл.

В двухтрубной разводке горячий теплоноситель подаётся по одной ветви контура, а возвращается по другой, отсюда и происходит название.

Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.

1. Организация движения теплоносителя – самотёчная и принудительная.
2. Конструкция – открытая или закрытая, горизонтальная или вертикальная.
3. Разводка труб – лучевая, тупиковая, кольцевая.

Комбинируя свойства, можно добиться наилучшего соответствия условиям эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы двухтрубной системы следует рассматривать с учётом эксплуатационных свойств и технических характеристик.

Преимущества	Недостатки
Одинаковая температура теплоносителя во всех радиаторах	Повышенный расход труб – к радиатору необходимо вести 2 ветки, подводящую и отводящую
Регулировка теплоотдачи каждой батареи	Большой диаметр труб стояка и подводки к первым в контуре радиаторам
Небольшое гидравлическое сопротивление
Работоспособность всей системы при поломке одного или нескольких радиаторов
Использование в зданиях большой этажности
Гибкость вариантов подводки – в полу, в стенах, вдоль стен, под потолком и за фальшпотолком

В таблице отмечены общие для всех двухтрубных сетей недостатки. Однако каждому варианту разводки могут быть присущи отрицательные качества, ограничивающие применение, которые мы еще рассмотрим далее.

Как устроена однотрубная система отопления: объясняем на схемах

Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления

Циркуляция теплоносителя осуществляется тремя способами:

• самотёчным (гравитационный);
• принудительным с помощью насоса;
• комбинированным.

Кроме того, системы разделяются на открытые и закрытые. Этот показатель характеризует взаимодействие теплоносителя и атмосферы.

При нагревании объём любого жидкого теплоносителя увеличивается. Известно, что жидкость практически не поддаётся сжатию, поэтому для размещения «излишков» требуется отдельное устройство – расширительный бак.

Открытый тип

Схема двухтрубной системы отопления открытого типа.

В открытых системах бак устанавливают в высшей точке, он соединён с атмосферой патрубком.

Преимущества открытой системы – простота и минимум дополнительных устройств. В качестве расширительного бачка используют любую металлическую ёмкость.

Готовый расширительный бак под СО открытого типа.

По мере необходимости в бак добавляют воду. Для этого:

• устанавливают краны и соединяют систему с водопроводом;
• доливают теплоноситель через открывающийся люк.

Внимание! Открытую систему не допускается заполнять антифризом – испарившиеся газы могут быть ядовиты.

Закрытый тип

В закрытых системах используют герметичный расширительный бачок с эластичной диафрагменной или баллонной мембраной внутри. Мембрана разделяет устройство на 2 части. В одну камеру насосом нагнетают воздух под давлением 1,2–1,5 атм, а вторая соединена с трубой системы отопления.

Когда теплоноситель нагревается и расширяется, его избыток заполняет бачок. При понижении температуры жидкости мембрана выдавливает теплоноситель в систему. Предварительное нагнетание в бак воздуха позволяет поддерживать давление, необходимое для работы котла, автоматика которого отключает питание при давлении меньше 1,2 атм.

В герметичных конструкциях можно использовать антифризы или гликоли.

Схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.

В закрытых сетях бак располагают неподалёку от котла, что упрощает контроль за работоспособностью всей конструкции.

Самотёчные схемы

Самотёчные (гравитационные) системы работают за счёт законов физики. При нормальном атмосферном давлении, будучи нагретой до 50 о С, вода имеет плотность 988 кг/м 3 , а при 85 о С — 968 кг м 3 .

Схема двухтрубной гравитационной системы открытого типа.

В отопительном контуре горячая вода (более лёгкая) поднимается по трубам, а остывший в радиаторах теплоноситель движется вниз, возвращаясь в котел по «обратке». Циркуляционный насос не используется.

Преимущества самотёчных систем:

• редкие случаи завоздушивания – низкая скорость теплоносителя медленно выдавливает воздух в расширительный бак;
• долгий срок службы из-за отсутствия циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака, которые имеют ограниченный ресурс;
• использование дешёвого теплоносителя (воды) – при утечках не придётся покупать антифриз;
• саморегуляция – при снижении температуры воздуха в здании, вода в системе охлаждается быстрее, что увеличивает скорость циркуляции, повышая температуру в помещениях.

Независимость от электричества позволяет эксплуатировать систему в дачных домах, где часто отключают электроснабжение, а также устанавливать твердотопливные котлы – при отключении циркуляционного насоса, котёл не закипит и не взорвётся.

Самотёчные системы обладают и рядом недостатков:

• невысокий перепад давления вынуждает использовать трубы больших диаметров (до 75-100 мм) в стояках и до 50 мм в подающих ветвях;
• максимальная длина контура – 30 м;
• долгий разогрев после включения, вызванный медленным движением теплоносителя;
• трубопроводы укладывают под углом к горизонту, а расширительный бачок нельзя выносить за пределы отапливаемого помещения, что влияет на привлекательность интерьера;
• не подходят для зданий выше 3 этажей.

Как итог, самотёчные системы предпочтительны:

• в местности с перебоями в электрообеспечением;
• для помещений, где не важен внешний вид конструкции;
• для загородных домов не выше 7-9 метров;
• для котлов на твёрдом топливе (уголь, дрова, брикеты), которые нельзя остановить мгновенно при отключении электричества.

Часть недостатков устраняют, установив в разрыв подающей трубы байпас с насосом. В обычном режиме теплоноситель нагнетается в систему циркуляционным насосом, при отключении электричества поток направляется по открытой трубе самотёком.

Схемы с принудительной циркуляцией

(Повтор). В системе с принудительной циркуляцией может быть использована все та же схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.

В системах с принудительной циркуляцией обязательно установлен насос: в составе котла или вынесенный. Монтаж проводят перед котлом в трубе обратки, где температура теплоносителя минимальна.

Насос даёт схеме преимущества:

• прогрев радиаторов происходит быстро, так как скорость теплоносителя повышается;
• мощные насосы позволяют создавать большие по протяжённости контуры;
• все радиаторы имеют примерно одинаковую температуру;
• в закрытых системах допустимо использовать антифриз, который не замёрзнет и не разорвёт систему при продолжительных отключениях;
• трубопроводы не требуют устройства уклонов;
• используются трубы меньшего диаметра, что сокращает расходы.

Недостатки:

• частые случаи завоздушивания из-за быстрой скорости перемещения теплоносителя;
• энергозависимость – понадобится установка мощных блоков автономного питания;
• высокая цена мощных и внутрикотловых насосов.

Внимание! Для систем с твердотопливными котлами обязательно предусматривают источник бесперебойного питания. Котёл невозможно быстро остановить и при отсутствии циркуляции происходит перегрев теплоносителя, его закипание и взрыв теплообменника.

• большие по площади строения с протяженными контурами отопления;
• местность с качественным электроснабжением или дома с резервированием электричества.

Большинство современных видов двухконтурных систем используют принудительную циркуляцию.

Виды разводки труб и построения систем отопления

Виды системы отопления определяются пространственным размещением радиаторов и трубопровдов.

Различают схемы компоновок:

• горизонтальную или вертикальную;
• верхнюю или нижнюю разводку;
• с прямым и обратным течением теплоносителя;
• разводок труб до радиаторов – тупиковые, лучевые, кольцевые.

Каждому виду и их комбинациям присущи качественные характеристики, определяющие выбор в зависимости от условий эксплуатации.

Верхняя или нижняя разводка

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой.

Верхняя разводка может быть обустроена в системах с гравитационной и принудительной циркуляцией, а также в их комбинированном варианте. Горячий теплоноситель по центральному стояку подаётся в верхнюю горизонтальную трубу из которой происходит распределение по стоякам. Трубы располагают под потолком верхнего этажа.

Преимущества	Недостатки
Разница в давлении позволяет использовать большое количество радиаторов	Часть тепла трубы отдают в верхней части помещения, что снижает эффективность
Подходит для различных схем построения	Требуется разводка большого диаметра, что дороже
Низкое гидравлическое сопротивление	Внешний вид не подходит для части интерьеров
Возможность установки терморегуляторов на каждый радиатор или стояк	Расширительный бак иногда придётся выносить на неотапливаемый чердак и осуществлять качественное утепление
Невысокое давление в сети (до 3-4 атм) подходит для любых типов радиаторов, в том числе алюминиевых	Для монтажа тёплого пола потребуется дополнительное оборудование

Диаметр труб и протяженность контуров увеличивает объём теплоносителя, для перекачки которого покупают мощные насосы.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой.

Системы с нижней разводкой отличаются расположением подводящей трубы и обратки ниже уровня радиаторов.

Преимущественно такие схемы используют в системах с принудительной циркуляцией.

Достоинства нижней разводки:

• трубопроводы можно скрыть в полу или стенах;
• не требуется делать общий стояк, что позволяет организовать отопление первого построенного этажа, а второй и последующий оборудовать в по мере необходимости;
• установив коллекторы, можно организовать систему «тёплый пол».

Среди недостатков пользователи отмечают частые завоздушивания, а монтажники – трудности с первоначальной настройкой и балансировкой.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Схема горизонтальной и вертикально разводки двухтрубной СО.

Горизонтальная и вертикальная схема отличаются наличием главного стояка.

Вертикальные типы в основном применяют в многоэтажных зданиях. Горизонтальный вид подходит для строений любой этажности, при обустройстве учитывают конструкцию и подбирают насос необходимой мощности.

Проектировщики и монтажники различают несколько принципиальных схем разводки труб в системах отопления.

Три принципиальных схемы разводки труб.

Тупиковая схема монтируется в большинстве загородных домов и имеет ещё одно название – с обратным (встречным) движением теплоносителя. К каждому радиатору подключают подающую и отводящую трубы. Циркуляция осуществляется насосом. Главное преимущество системы заключается в том, что ко всем радиаторам теплоноситель доходит одинаковой температуры, а с помощью регуляторов можно поддерживать необходимый микроклимат в каждом помещении.

• большое количество сварных и муфтовых соединений;
• требуется профессиональный гидравлический расчёт, если в одном контуре находится больше 3-х радиаторов;
• часто возникают шумы от движущегося теплоносителя.

Петля Тихельмана или схема с попутным движением теплоносителя используется в нижней горизонтальной разводке и позволяет скрыть трубы под напольным покрытием или в стяжке. Попутная схема по отзывам монтажников требует минимальной настройки. Петля Тихельмана отлично работает при большом количестве радиаторов, но потребует при этом увеличенного диаметра труб.

При монтаже лучевой разводки используют коллекторы, устанавливаемые на каждом этаже здания.

Схема лучевой разводки двухтрубной СО к радиаторам с нижним подключением.

Схема раздельно питает каждый радиатор и позволяет монтировать систему «тёплый пол». Важный недостаток – большие затраты на приобретение труб.

Какой вид разводки выбрать

Выбор схемы построения зависит от предполагаемых условий эксплуатации:

1. В зданиях выше 2-х этажей монтируют отопление с главными стояками по вертикальной схеме.
2. В местности с частыми или продолжительными отключениями электричества отдают предпочтение гравитационным системам с энергонезависимыми котлами.
3. Для больших по площади объектов обустраивают системы с принудительной циркуляцией, построенные по горизонтальному типу разводки. Наиболее подходящая схема в – петля Тихельмана.
4. Для самостоятельного исполнения неопытные пользователи выбирают тупиковую разводку с несколькими плечами.
5. При заливке труб в пол желательно остановиться на лучевой схеме с коллекторами на каждом этаже – при аварийном разрыве трубы можно отключить 1 радиатор, отсрочив затратный ремонт со вскрытием полов.
6. Небольшие дачные домики, бани и подсобные помещения оборудуют по тупиковой схеме.

Каждый конкретный случай должен рассматриваться индивидуально, учитывая достоинства и недостатки видов и типов систем отопления.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

Цель гидравлического расчёта – уже на этапе проектирования определить минимально необходимый диаметр труб и выбрать (при необходимости) циркуляционный насос достаточной мощности.

Общая последовательность сводится к следующим шагам:

1. Расчёт необходимой мощности радиаторов и построение общей схемы теплового баланса.
2. Определение расхода теплоносителя в каждом плече схемы.
3. Расчёт диаметра трубопроводов.
4. Выбор необходимой производительности насоса.

Произвести точные расчёты по силам только специалистам, имеющим теплотехническое образование, и мы советуем обратиться в специализированную организацию.

Для большей части мастеров, желающих самостоятельно оборудовать систему отопления небольшого дома можно ограничиться приблизительным расчётом и заложить 10-15% запаса по мощности батарей, котла, диаметру труб и производительности насоса.

Определение минимально необходимой мощности

Для точного расчёта тепловой мощности радиаторов (а, соответственно, и котла)можно воспользоваться калькулятором.

Дома из стандартных строительных материалов и с качественным утеплении потребуют 1,5-2 кВт тепловой мощности радиаторов на 10 м 2 площади в северных регионах, 1-1,5 – в средней полосе и 0,6-1 кВт – в южных регионах.

Расчёт делают для каждой комнаты, а потом складывают все показатели. Данные наносят на единую схему для дальнейших расчётов.

Расход теплоносителя

Количество необходимого в единицу времени теплоносителя рассчитывают для каждого плеча схемы.

Для этого используют формулу: G=860*q/ΔТ, где

• G — расход теплоносителя кг/ч;
• q — тепловая мощность радиаторов в рассчитываемом участке (кВт);
• ΔТ — разность температуры теплоносителя на входе и выходе радиатора, обычно принимают 20 о С.

Например, для ветки с суммарной мощностью радиаторов 3 кВт и теплоносителем в виде воды понадобится расход 860*3/20= 129 кг/час.

Для дальнейших расчётов результат переводят в данные для воды при температуре 60 о С (наиболее частый параметр в индивидуальных домах).

Используют формулу: GV = G /3600ρ, где

• GV — расход воды, измеренный в л/сек;
• ρ — плотность воды при 60 о С.

Результат: 129/3600*0,983=0,035 л/сек.

Далее необходимо получившееся значение найти в таблицах гидравлического расчёта труб, их можно найти на сайтах производителей труб.

Пример такой таблицы.

Для нашего примера достаточно будет трубы с внутренним диаметром не менее 16 мм.

Важно! Стальные трубы маркируют с указанием внешнего диаметра, полипропиленовые — внутреннего.

Расчёты проводят отдельно для каждого контура и отображают на схеме. Складывая расход по участкам, получают общий показатель, который учитывают при выборе труб стояков и циркуляционного насоса.

Частые вопросы читателей

Вопросы относительно двухтрубных систем возникают у мастеров, желающих сделать обогрев дома самостоятельно, или когда возникают сомнения в честности монтажников.

Двухтрубная система отопления позволяет обогревать помещения большой площади. Гидравлический расчёт проводят самостоятельно или с привлечением специалистов. Важно учесть все нюансы эксплуатации и тогда в доме будет комфортно при любой температуре на улице.

Источник https://strhouse.ru/inzhenernye-sistemy/shemy-montazha-otoplenija-v-dome.html

Источник https://gradusplus.com/organizaciya-otopleniya/v-chastnom-dome/dvuhtrubnaya-sistema/

Источник