Отопление в частном доме своими руками
Построив коробку дома, или решив оборудовать старый дом с печным отоплением современной системой отопления, многие собственники задаются вопросом – А возможно ли смонтировать систему отопления своими руками?
Что можно ответить на этот вопрос? Собственно, при наличии опыта работы этими самыми руками, технического склада ума, терпеливости и аккуратности, а также если дом небольшой, не требует сложных проектных расчетов разводки отопления и больших трудозатрат по монтажу сложной отопительной системы, то почему бы и нет? Итак, постараемся рассказать, как это сделать.
В первую очередь, определяемся с энергоносителем. Если к участку подведен магистральный газ, то определяться и не с чем – это на сегодняшний день наилучший выбор. Современные газовые котлы очень надежны и экономичны, а их настенные варианты занимают минимум места, относительно не дороги и удобны. В системе отопления могут использоваться практически любые материалы. Если газа нет, то остается выбирать между углем, электричеством и дизельным топливом.
Угольный или дизельный котел требуют отдельной котельной, а также хранилища под уголь или емкости под дизельное топливо. При очевидной дешевизне угля отопление им имеет массу недостатков, связанных с хранением, грязью, ну и самой необходимостью как минимум раз в сутки топить котел. А как не хочется ранним студеным зимним утром просыпаться в замерзающем доме и идти колоть обледеневший уголь! Кроме того, использование твердотопливного котла практически исключает использование в котельной таких материалов, как металлопластиковые и полипропиленовые трубы, в связи с высокой, труднорегулируемой температурой воды в котле, которая негативно скажется на полимерных материалах. Также потребуется увеличенная емкость расширительного бака.
Дизельное топливо не имеет практически никаких недостатков, кроме своей высокой стоимости. С другой стороны, дизельные котлы при правильной настройке горелки - самые стабильно работающие и надежные. И именно при использовании котлов на дизельном топливе достигается максимальная автономность котельной.
Топливо, хранящееся в современном герметичном топливном баке, не дает неприятных запахов, его запас всегда видим и осязаем, а для получения полной автономности достаточно только зарезервировать электропитание котла достаточно маломощным источником бесперебойного питания. Отличный вариант.
Третий вариант – электричество. Один из самых надежных вариантов, но при этом один из самых дорогих энергоносителей. Кроме того, могут возникнуть проблемы с подключением – может просто не хватить выделенной на дом мощности и сечение существующей проводки не будет покрывать значения, требуемые для подключения котла нужной мощности. Но в случае, если дом небольшой, и при этом хорошо, с запасом утеплен, то требуемая мощность может быть до трех раз меньше, чем необходимо по нормам. Автор данной статьи эксплуатирует дом 95 квадратных метров, в котором установлен пяти киловаттный электрокотел, как основной источник отопления. Более того, большую часть нашей сибирской зимы, котел работает на треть мощности, в самое холодное время – на две трети, третья ступень не включается практически никогда. То есть задействуемая мощность котла, при температуре на улице минус 10–15 градусов, более чем в пять раз ниже нормированной! Думаю, серьезный аргумент задуматься о теплоизоляции.
Так, с котлом определились. Далее определяемся с отопительной системой, какой она будет, открытая гравитационная, где циркуляция осуществляется за счет нагрева воды в котле, работающая так называемым «самотеком» или закрытая, с принудительной циркуляцией при помощи насоса?
Недостатки открытой системы
Требуется большая точность в соблюдении уклонов труб при монтаже. Используются трубы больших диаметров в стояке и начальных участках горизонтальных магистралей, сужающихся по мере удаления от стояка, для обеспечения эффекта форсунки и ускорения движущегося потока воды. Большой объем воды в системе. Необходимость установки открытого расширительного бака на чердаке, который при работе отопительной системы греет чердак – фактически улицу и значительная часть тепла, а значит и ваших денег, улетает на ветер. Также вода в открытом расширительном баке контактирует с кислородом, что увеличивает коррозионные процессы в системе. Необходимость проведения большого количества сварочных работ при монтаже системы. Громоздкость и неэстетичность внешнего вида отопительной системы. В общем, подведя итоги, просто забываем вариант открытой системы как страшный сон и останавливаемся на современной закрытой системе с принудительной циркуляцией.
Закрытая система требует в своем составе наличия следующего оборудования:
1. Мембранный расширительный бак.
Представляет собой замкнутую емкость, внутреннее пространство которой разделено резиновой мембраной, в одной части которой находится воздух под давлением, в другой – вода системы отопления. При разогреве и расширении воды системы отопления, она своим растущим давлением сжимает мембрану бака, увеличивая необходимое для компенсации теплового расширения пространство. Необходимая емкость расширительного бака рассчитывается очень просто – 10-15% от общего количества воды в отопительной системе. Как подсчитать количество воды в системе? Нууу… ваша школьная учительница сейчас горько плачет от стыда. Ладно, не стесняйтесь, мы сами такие, поэтому делимся нашим тайным кунг-фу – надо найти площадь сечений используемых в системе труб и умножить на их общую длину. Формула площади круга – ПиЭрКвадрат. То есть берем диаметр трубы, делим его на два, возводим в квадрат и умножаем на число Пи. Потом все суммируем, прибавляем емкость котла и емкость используемых отопительных приборов. Вот и все, общая емкость системы известна. У нас эти расчеты выполняют очень сложные программы, за пять минут сляпанные в экселе, ну а вам, для однократного применения, наверное, будет проще обойтись калькулятором и листком бумаги.
Расширительному баку при первом запуске системы потребуется небольшая настройка – необходимо будет добавить или убавить давление в воздушной камере. Давление в ней на половину атмосферы должно превышать давление в холодной отопительной системе. Воздух в воздушную камеру накачивается обычным автомобильным насосом, штуцеры мембранных баков и колес автомобиля полностью идентичны.
2. Циркуляционный насос.
Как понятно из названия, циркуляционный насос служит для обеспечения циркуляции теплоносителя в отопительной системе. Мы любим современные циркуляционные насосы.
Потому что по сравнению со старыми насосами с сухим ротором, дребезжащими, ревущими, с вечно текущими сальниками, современные насосы – это просто произведение искусства. Бессальниковая конструкция обеспечивает гарантированную герметичность, ротор, окруженный теплоносителем, который одновременно является охлаждающей жидкостью для насоса, обеспечивает полную бесшумность его работы. Подчеркиваю – полную. Ночью вы спите в полной тишине, и от труб не доносится никакого гула. Разумеется, если правильно рассчитаны диаметры трубопроводов и скорости потока в трубах не превышены. Насос для небольшого дома подбирается очень просто. Скорее всего, вам подойдет любая минимальная модель, необходимо только будет определиться с диаметром подсоединения. Как правильно и просто подобрать насос - читайте здесь.
3. Предохранительная группа безопасности.
Как можно догадаться из названия, предохранительная группа служит для предохранения системы от аварийных ситуаций. Состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана. Манометр необходим для визуального контроля давления в системе и настройки расширительного бака, воздухоотводчик – для сброса воздуха из системы, предохранительный клапан – для сброса давления при его росте до критической величины. Единственная аварийная ситуация, способная разрушить отопительную систему – это критический рост давления в ней. Например, при выходе из строя терморегулятора котла и уходе системы в перегрев, или разрыве мембраны расширительного бака. И та и другая ситуация очень редки, но тем не менее – группа безопасности обязательно должна быть установлена. Устанавливается обычно на подачу. Бывают группы безопасности в сборе, что несколько дороже чем собрать ее поэлементно, но зато группу в сборе гораздо проще устанавливать – монтируется один элемент вместо трех.
В принципе, это основные элементы котельной. Теперь разберемся с ее компоновкой. Начнем с котлов. Очень рекомендуется предусмотреть резерв. Например – твердотопливный и электрический котел, или газовый и твердотопливный или электрический котел. Не стоит приобретать комбинированный котел. Процессы сгорания у дизельного топлива и газа и, например, угля совсем разные, КПД твердотопливных котлов очень низок и если вы на такой котел установите в дополнительную камеру газовую или дизельную горелку, то будете тратить топлива раза в полтора больше, чем могли бы тратить со специализированным котлом.
Рекомендуемая комбинация для маленького дома, в котором есть газ – настенный газовый котел и электрокотел, включенные параллельно, если газа нет – электрокотел и твердотопливный котел. Для подающего и обратного трубопроводов котельной, так же как и для основного стояка, диаметр трубы рекомендуется взять три четверти дюйма. Вполне достаточно. К тому же это самый распространенный диаметр выводов котлов и самый распространенный присоединительный размер насосов. Выводы котлов соединяются в тройник, между выводами и тройником рекомендуется поставить шаровые краны со сгонами, чтобы в будущем была возможность снять котел, если это потребуется, без демонтажа большой части системы и слива теплоносителя из нее.
Так же, шаровым краном, установленном на вводе в котел, отсекается от системы резервный котел, чтобы исключить циркуляцию теплоносителя через него и, соответственно, предотвратить теплопотери через теплообменник неработающего котла. От тройника, объединяющего подающие выводы котлов, отводим основной стояк. На отводе от его вертикального участка монтируем группу безопасности, в легко доступном и хорошо просматриваемом месте. Не забывайте, вам иногда придется смотреть на манометр, чтобы убедиться что с вашей системой все в порядке. Очень рекомендуется его смонтировать на шаровом кране. И вообще, для всех самостоятельных элементов системы рекомендуется предусматривать возможность отсечки от системы, для профилактики, ремонта или замены элементов без слива системы.
Теперь определяемся с местом установки насоса. Если в вашей котельной будут стоять только автоматические котлы, с температурной регулировкой теплоносителя, то насос устанавливается на подачу, между объединяющим тройником и группой безопасности. Если в системе есть твердотопливный котел – то на обратку, рядом с объединяющим тройником котлов. Направление циркуляции – из котла, если насос на подаче и в котел, если насос на обратке. Старые правила предусматривали установку насосов только на обратку, но для современных насосов рабочей температурой является температура до 90 градусов, поэтому, если предусмотрена регулировка температуры теплоносителя и отсутствует опасность закипания теплоносителя, как с угольным котлом с практически нерегулируемой температурой теплоносителя – ставьте насос на подачу. Это рекомендуют инструкции производителей современных насосов с мокрым ротором. Насос обязательно устанавливается на шаровые краны со сгонами, для его легкой замены в случае необходимости. Очень рекомендуется вокруг насоса смонтировать обводной участок – байпас, тоже с перекрывающим шаровым краном. Делается это для того, чтобы, во первых, если вам вдруг очень сильно повезет при монтаже и в системе все таки будет минимальная естественная циркуляция, то система будет хоть как-то работать через байпас, а во вторых – чтобы не разрывать работающую разогретую систему и снять с нее нагрузку, пока она не остыла, при вынужденном демонтаже насоса. Вместо байпаса, параллельно, при имеющейся финансовой возможности, можно установить резервный насос.
На отводе от обратки монтируем расширительный бак. Да, я не ошибся, именно на обратке. При монтаже закрытых мембранных баков нет никакой необходимости устанавливать их в верхней части системы, что раньше делалось для отвода воздуха, образующегося в системе, через расширительный бак. С мембранным расширительным баком функцию отвода воздуха выполняют воздухоотводчики, один из которых имеется в группе безопасности, а другие устанавливаются в верхней части системы. Также в обратном трубопроводе находится более холодная вода, прошедшая через всю систему и отдавшая свое тепло отопительным приборам, что благотворно влияет на длительность срока службы резиновой мембраны расширительного бака. При монтаже расширительного бака, разумеется, предусматриваем его отсечку шаровым краном. Вся прелесть мембранного расширительного бака в том, что установить вы его можете где угодно, хоть в подпол спрячьте на длинном отводе, с глаз долой.
На обратном трубопроводе, перед котлами, необходимо установить грязевик, он же косой фильтр. Он необходим для того, чтобы возможные загрязнения системы – ржавчина, окалина, грязь из труб и тому подобное – не попали в теплообменник котла, насос и любые подвижные элементы отопительной системы. Обязательно необходимо сделать ввод в отопительную систему из водопровода. Потому что один из самых распространенных вопросов о закрытых системах – «А как ее наполнить?!» Так вот, наполняется она просто из водопровода, тоже через фильтр. Желательно так-же на подпиточную магистраль смонтировать на отводе штуцер, отсекаемый краном. Делается он для того, чтобы была возможность наполнять систему насосом из каких-либо емкостей, например незамерзающим теплоносителем.
Сама схема системы отопления в небольшом частном доме обычно не требует изысков. Из простых схем, на наш взгляд, самая оптимальная – это двухтрубная, обходящая по периметру первый и, если есть, второй этажи. Подача и обратка, выходя от котлов, раздваиваются на первый и второй этажи, обходя кольцом периметр по кратчайшей стороне. Очень желательно учесть назначение комнат - вход магистрали конечно лучше заводить со стороны, например, детской комнаты, чтобы спальню родителей разместить ближе к концу магистрали.
Отопительные приборы можно использовать практически любые, хоть стальные конвекторы, хоть чугунные, хоть алюминиевые радиаторы. На частной небольшой системе, с грамотно сделанным регулированием, правильно подобранными по мощности котлами и насосом все отопительные приборы работают отлично, даже самые простые и недорогие.
Где-нибудь в верхних участках системы необходимо установить воздушники для выпуска воздуха из системы. Обязательно на разветвлении веток первого и второго этажа и по стоякам, если стояков больше одного, необходимо установить балансировочные вентиля. Обязательно! И не шаровые краны (ими запрещается регулировать поток), а именно вентиля. Ими устанавливается равное гидравлическое сопротивление разных веток отопительной системы. Иначе – будет не отопление, а мучение. Собрать ветки с абсолютно равным сопротивлением невозможно и вода будет циркулировать по той ветке, сопротивление которой меньше. В одной части дома, на ветке с меньшим сопротивлением, будет жара, а другая часть дома будет замерзать. Так что не забудьте.
Ну вот вроде бы и все, кажется получилось более-менее понятно. На всякий случай прилагаем простую схемку обвязки двух котлов. Если что-то непонятно или мы что-то упустили – звоните, проконсультируем!
