Виды систем отопления

Назначение[ | ]

Основными задачами ТП являются:

• учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата
• контроль параметров теплоносителя
• регулирование расхода теплоносителя
• распределение теплоносителя по системам потребления теплоты
• преобразование вида теплоносителя или его параметров
• защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя
• заполнение и подпитка систем потребления теплоты
• сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества
• аккумулирование теплоты
• подготовка воды для систем горячего водоснабжения
• отключение систем потребления теплоты

Пример организации системы отопления

При организации отопления в загородном доме, где зимой Вы живете не на постоянной основе, лучше всего использовать незамерзающую жидкость в контуре.

Давайте посмотрим, что нужно приобрести для организации отопления частного дома на 100 квадратных метров с применением печи с водяным контуром. Для начала следует выбрать подходящий котел, ориентируясь на мощность оборудования. Так как площадь домовладения составляет 100 квадратов, мощность печи должна составлять 12 кВт (10 кВт исходя из обогреваемой площади и стандартные 20% запаса на случай больших тепловых потерь и очень холодных зим).

На следующем этапе проектируем отопительную систему – подбираем батареи, учитывая площадь комнат и тепловые потери, смотрим, как будут проходить трубы. Отопительную систему на печи с водяным контуром можно собрать как открытую, так и закрытую – выбирать вам. В случае с закрытой системой необходимо приобрести специальный расширительный бачок, группу безопасности со спускником воздуха и циркуляционный насос.

О том, как правильно рассчитать количество секций радиаторов, мы уже писали в наших обзорах – здесь следует ориентироваться на площадь помещений, теплоотдачу одной секции, количество внешних стен, соотношение площади полов к площади окнам, тип установленных стеклопакетов и многие другие факторы.

Отопительная система должна в обязательном порядке оснащаться термоманометром – нам необходимо видеть температуру в отоплении и давление в трубах. Если давление будет превышено, сработает предохранительный клапан. Температурный датчик покажет нам реальную температуру в отоплении и позволит предотвратить его перегрев. Собранную систему необходимо проверить с помощью опрессовочного насоса на герметичность. После этого можно приступить к испытаниям – разжигаем пламя в топке и следим за ростом температуры.

Как выбрать проект? Порядовка

В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать

Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система

Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.

Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше

Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы

Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.

Какие материалы потребуются

Для самой печи: бетон, раствор, огнеупорный и красный глиняный кирпич, задвижки, топочная дверка, колосниковая решётка, зольник.

Для изготовления теплообменника: металлические трубы диаметром до 50 мм или листы стали толщиной 3 мм и прямоугольный профиль 60х40 мм.

Для изготовления отводящих и подводящих коммуникаций печи: металлические трубы. Для распределения горячей воды по дому: трубы из полипропилена и радиаторы.

Необходимые инструменты

Для кладки печи, изготовления теплообменника, монтажа коммуникаций и обогревательных приборов понадобятся:

• строительный уровень;
• рулетка;
• мастерок;
• ведро;
• пассатижи;
• электродрель;
• сварочный инвертор;
• гаечный ключ;
• отвёртка.

Возможно, потребуются и другие инструменты, поскольку кладка печи с водяным контуром и разводка в каждом случае производятся с учётом индивидуальных условий.

Подготовка места

Печь с водяным контуром располагают в пожаробезопасной зоне, обладающей гидроизоляцией.

Эта область помещения должна хорошо проветриваться, а доступ к печи всегда оставаться открытым. Затем убедитесь, что место для печи ровное, а её стенки поднимутся вверх под прямым углом.

Важно, чтобы крыша позволила без препятствий вывести наружу трубу. Затем проверьте, насколько прочно основание под будущей конструкцией

Ведь печь — тяжёлое сооружение, которое требует подготовленной базы. Примерный вес печки считают, приравняв 1 кубометр к 1350 кг. Если подходящее место определено, его расчищают и подготавливают к строительному процессу.

Внимание! Для достижения максимального эффекта, печь с водяным контуром располагают так, чтобы она обогревала как можно больше пространства. Это позволит уменьшить потерю тепла и снизить затраты на его производство

Постройка печи с котлом водяного отопления своими руками

Постройку начинают с фундамента. Его нижнюю часть заливают бетоном, а верхнюю — выкладывают кирпичами. Затем начинается кладка. Первый ряд выкладывают насухо, а далее — на раствор. При этом кладка производится от стенок к середине.

В процессе кладки в топку устанавливается теплообменник, а идущие от него трубы распределяются по корпусу вплоть до места входа/выхода коммуникаций. Когда наружные коммуникации смонтированы, в контур запускают воду и проводят тестирование системы на герметичность. Если проверка прошла успешно, печь с водяным контуром признаётся готовой к эксплуатации.

Сложности при строительстве и наладке

Главная сложность при строительстве печей с водяным контуром — их интеграция в существующую планировку здания. Приходится искать в нём удобное место, а потом адаптировать к условиям работы печи.

Если заложить конструкцию системы в перспективу ещё на этапе проектирования здания, то удастся просчитать все нюансы и сделать КПД отопительной системы максимально высоким.

Элементы водного контура (теплообменник, трубы для выхода горячей воды и входа обратки) лучше протестировать сразу после изготовления и до установки.

Если все уже построено и смонтировано, а теплообменник вдруг потечёт, придётся разбирать кладку и отсоединять коммуникации, чтобы устранить обнаруженный дефект.

Другая проблема при строительстве системы может возникнуть из-за давления. Жидкость по водяному контуру движется под действием собственного давления. Но его не всегда достаточно, чтобы теплоноситель попал в отдалённые участки помещения. Тогда на помощь приходит электронасос для равномерного распределения тепла по всем участкам здания.

Устройство печи — источника тепла

Печка возводится на фундаменте, для которого используются те же материалы, что и для основания дома. Фундамент под печную конструкцию выкладывается на этапе строительства. Если печь делается в эксплуатируемом доме, то пол нужно будет разбирать. Основание печи не должно соприкасаться с фундаментом дома. Впрочем, в большинстве случаев печка, располагается по центру строения и это условие без проблем выполняется.

Для кладки печи и дымовой трубы применяются следующие материалы:

• для печи, каналов в стенах — полнотелый глиняный кирпич;
• для футеровки — тугоплавкий и огнеупорный кирпич.

Кладка выполняется на глинопесчаный раствор с добавлением шамотного порошка. Кладка осуществляется с соблюдением горизонтальной порядовки в соответствии с выбранной схемой. Для каждого ряда делается перевязочный шов. Если на печи планируется готовить пищу, то по периметру верха укладывается обрамление из стали.

Продукты горения (дым, копоть) отводятся через дымовой канал. Дымоход выводится на 0.5 метров выше кровли, а его длина от колосниковой решетки печи до верха должна быть не менее 5 метров. Не допускается прокладка дымоходов в наружных стенах дома. Для устройства дымовых каналов используется глиняный или шамотный кирпич. Кладка выполняется строго вертикально с перевязкой. По окончании кладочных работ печь облицовывается термостойкой керамической плиткой, каминным кирпичом, асбофанерой и штукатуркой.

Технология кладки

Прежде чем приступать к кладке печи своими руками, необходимо выбрать схему и нарисовать своими руками план-порядовку, лучше при этом воспользоваться готовыми проверенными схемами. Примером такой печи можно назвать печь Кузнецова с отопительным регистром, вмонтированным в дымовой канал с одной из сторон печи.

Печь Кузнецов, видео

Для кладки своими руками подобной печи в частном доме понадобятся материалы:

• бетон для фундамента;
• кирпич красный полнотелый;
• кирпич шамотный огнеупорный;
• кладочный раствор или его компоненты: глина, чистый сухой песок, чистая вода;
• металлические трубы для выполнения теплообменника.

Также нужно купить готовые элементы: колосниковые решетка, дверцы, заслонки, шиберы, кровельные проходки. Цена на эти элементы обычно довольно высокая, поэтому нужно заранее просчитать, что именно необходимо.

Необходимый инструмент:

• мастерки и кельма;
• резиновый молоток;
• болгарка с кругом для кирпича;
• уровни, отвесы, бечевка;
• рулетка.

Последовательность выполнения операций своими руками

1. Размечают положение будущей печи и заливают армированный прутком фундамент на 5 см ниже уровня чистового пола. Он не должен соприкасаться с фундаментом частного дома.
2. После полного высыхания фундамента выкладывают по схеме-порядовке и чертежу два ряда кладки из красного полнотелого кирпича на обычный цементный кладочный раствор, их назначение — выровнять возможные неровности фундамента и заложить основание печи.
3. Следующие ряды кладут на глиняный кладочный раствор по выбранной схеме, соблюдая перевязку, указанную на ней. Раствор делают из заранее вымоченной красной глины, карьерного песка и чистой холодной воды. Оптимальное соотношение глины и песка определяется опытным путем.

Правильно приготовленный кладочный раствор не должен быть слишком пластичным или рассыпчатым. Проверитьего можно так: скатать из раствора шар размером с теннисный мяч и уронить его с высоты 1 м на ровную поверхность. Он должен слегка деформироваться, покрыться мелкими трещинами, но не рассыпаться.

1. Толщина швов между рядами кирпича — не более 5 мм. Чем меньше швы, тем однороднее структура печи и лучше теплоотдача. Расшивку проводят сразу по мере кладки.
2. Дверцы устанавливают так: на предыдущий ряд кирпича кладут в месте установки дверки асбестовое полотно в виде полоски, на него ставят дверку. В отверстия в углах рамы заранее вставляют отожженную проволоку длиной не менее 40 см каждая. Эту проволоку закрепляют между рядами кладки. Если этого не сделать, рано или поздно раствор выкрошится, и дверка выпадет. Кладут несколько рядов, все время проверяя положение дверки по уровню. Поверх дверки также укладывают асбестовую полосу и сверху выкладывают кирпич.
3. Топку футеруют шамотным кирпичом. Красный керамический для этих целей не годится — он со временем растрескается, и может произойти обрушение свода. На схемах шамотный кирпич обычно обозначен желтым цветом.
4. Под варочную панель в кирпиче делают пазы на толщину плиты. Это делается для уменьшения теплопотерь и предотвращения задымления. Плиту кладут на раствор.
5. Самодельный теплообменник в дымовой канал устанавливают в процессе кладки на этапе укладки ряда, через который выходит нижний штуцер. В топочную камеру его монтируют при укладке нижнего ряда топки. Между теплообменником и кирпичом должен быть зазор не менее 5-7 мм.
6. В дымовом канале с теплообменником обязательно нужно предусмотреть прочистные дверки, так как на регистре будет оседать сажа, что ухудшит его нагрев. Количество дверок должно обеспечивать доступ для чистки к любой части теплообменника.
7. Верхнюю часть дымового канала оснащают заслонкой или шибером. Сам дымоход может быть либо кирпичным, либо можно купить и поставить сендвич-дымоход. При этом нужно соблюдать правила прохода трубы через кровлю, а на кирпичных трубах делать распушку.

Расстояние от нагретых металлических элементов до сгораемых конструкций должно быть не менее 25 см! Проходы через перекрытия изолируют базальтовым волокном или другими негорючими материалами!

1. После высыхания печи ее аккуратно протапливают, не перегревая, несколько раз. Проверяют тягу, устойчивость горения дров, отсутствие утечек дыма. После этого можно монтировать внешний отопительный контур и заливать воду в систему. Печь готова к эксплуатации.

Компоненты отопительной системы

Чаще всего для жилых домов используются водяные системы отопления. Такой подход к решению задачи является традиционным. У него есть один неоспоримый плюс — это универсальность. Тепло проходит во все уголки помещения благодаря особому свойству теплоносителя. Нагрев его доступен при помощи различных энергоносителей. Также водяная система позволяет обустраивать комбинированные виды отопления, когда энергоносителей несколько, и все они отличаются по свойствам. Любую систему отопления можно условно поделить на такие составные компоненты:

• источник тепла;
• сеть труб с арматурой и дополнительным оборудованием;
• отопительные радиаторы и теплые полы.

Чтобы урегулировать работу теплоносителя, используется запорно-регулирующая арматура и дополнительное оборудование. Последнее объединяет такие элементы:

• циркуляционный насос;
• гидрострелка;
• расширительный бак;
• распределительный коллектор;
• буферная емкость;
• средства и приборы, необходимые для автоматизации;
• бойлер косвенного нагрева.

Дополнительные объемы воды могут создать определенное давление на области соединения, если она находится в замкнутом пространстве. Чтобы избежать такой ситуации, в сети устанавливается расширительная емкость. Она берёт на себя всю лишнюю воду. Выделяют ёмкости мембранного и открытого типа.

Бойлер косвенного нагрева — это особый резервуар, оснащенный змеевиком. Нагрев воды для бытовых нужд осуществляется здесь непосредственно от теплоносителя. Чтобы контролировать показатели давления воды и температуры, устанавливается манометр. Контроль над показателями теплоносителя осуществляется при помощи автоматизированных средств, контроллеров и датчиков.

Особенности использования печек

Главной особенностью печного отопления является периодичность топки. Это означает, что в течение некоторого времени такая система требует участия человека в технологическом процессе. Это участие выражается в выполнении работ по подноске топлива, запуске (разжигании) печи, удалении остаточных продуктов горения (золы). Как правило, время, необходимое на совершение этих действий невелико по сравнению с длительностью технологического периода (временем от начала топки до начала следующей топки).

Второй отличительной особенностью является обязательное расположение печки в отапливаемом помещении, а это требует соблюдения повышенных требований к противопожарному состоянию здания и к вентиляции.

Кладку печи выполняют из камня или кирпича. Эти материалы поглощают тепло во время топки, отдавая его в течение нескольких часов. Чтобы увеличить время остывания, в дымоход встраивается задвижка, перекрывающая его.

Существуют печи и для временного протапливания помещений. Они небольшие и легкие, очень быстро протапливаются и быстро остывают после прекращения топки. Такие печи называют буржуйками.

Особенности отопительных печей с водяным контуром

Итак, мы уже выяснили, что это весьма практичный вариант. Ведь тепло, исходящее от традиционной печи, распределяется по помещению неравномерно. Соответственно, отопление, по сути, неэффективно. Если возле самого источника достаточно жарко, то на определенном расстоянии от него воздух будет уже более прохладным.

Между тем добавление к печи водяного контура позволяет нагревать помещение еще и с помощью теплоносителя, проходящего по отопительной системе, – в большинстве случаев его роль выполняет вода.

Наибольшее распространение печи с водяным контуром получили среди владельцев частных домов, просиживающих в сельской местности. Объясняется это просто. Для отопления печей можно использовать дрова. Это очень важный момент, ведь многие деревни в стране до сих пор не газифицированы. Поэтому здесь даже можно говорить о вынужденной необходимости.

Также такие печи достаточно популярны и в дачных домах, поскольку они удобны в пользовании, и при этом весьма экономичны. Для того чтобы установить такой тип отопления, не нужно серьезных финансовых затрат, то есть, здесь, по сути, можно говорить о двойной экономии.

Вот основные преимущества печей с водяным контуром. В первую очередь нужно отметить их высокую эффективность. Такая конструкция выделяет в 2 раза больше тепла, чем обычная печь деревенского типа. Топливо, которое здесь применяется, в России довольно доступно – это весьма актуальный момент, например, для небольших отдаленных деревень. Кроме того, вам не придется топить печь непрерывно. Зачастую это нужно делать несколько раз в сутки. Более того, можно выбрать такой вариант, как печи длительного горения. В таком случае вам нужно будет подбрасывать дрова только лишь 1 раз в сутки. При этом сделанные финансовые вложения окупаются относительно быстро.

Материалы и оборудование

Чтобы качественно обустроить паровое отопление, требуется подготовить:

• теплообменник;
• радиаторы;
• трубы (желательно стальные оцинкованные, медные);
• редукционный клапан;
• кронштейны;
• вентили;
• хомуты, колена, крепеж;
• сварочный агрегат;
• гидравлический затвор;
• редукционно-охладительное устройство;
• насос;
• емкость для сбора конденсированного пара.

Радиаторы для парового отопления выбирают в соответствии с характеристиками материала, из которого они произведены, с учетом рабочей температурыИсточник otoplenieblog.ru

Теплообменник

При возведении печки из кирпича теплообменное устройство придется заказать либо сделать собственными силами. Для этого потребуется сварочный аппарат, металлические трубы. Толщина стенок последних должна быть больше 2,5 мм. С помощью сварки их необходимо соединить в виде змеевика. Вдобавок стоит позаботиться о герметичности стыков

При этом важно учитывать, что 1 м2 поверхности изогнутой спирали отдает около 9 кВт

Впоследствии создания конструкцию важно проверить на проницаемость: заполнить керосином, затем места швов обвести мелом. Потемнение последнего будет свидетельствовать о проникновении в теплообменник горючей жидкости

Потому применять такой прибор для отопления паром недопустимо.

Самостоятельное изготовление теплообменника под силу только людям, имеющим определенные навыки, инструменты и знанияИсточник heatylab.com

Процесс монтажа

Паровое отопление в частном доме от печи следует монтировать таким образом:

• При возведении печки уложить теплообменник в топочное пространство. Если печное устройство планируется использовать под варку, сверху не должно оставаться труб.
• Установить радиаторы, подсоединить к ним трубопровод. Для обеспечения в дальнейшем естественной циркуляции нужно соблюдать уклон (3 мм на 1 м).
• Все конверторы снабдить кранами, предназначенными для удаления воздуха.
• С целью безопасности перед каждой батареей поставить запорный кран либо один на всю систему.
• В начале контура установить охладительное устройство, редукционный клапан.
• Присоединить емкость для накопления конденсата. С нее вода под углом будет перетекать назад в теплообменник. Применять мембранный расширитель нежелательно: он не рассчитан на температуру больше 85°С.
• При использовании принудительной циркуляции прямо перед печкой (в обратном контуре) установить насос.

Если отопление планируется производить твердым топливом (например, дровами), то для монтажа системы обязательно требуется применять металлические трубыИсточник 1poteply.ru

Основные принципы устройства водяного отопления в доме от печи

Водяное отопление в частном доме от печи на дровах проектируется, в зависимости от теплотехнических и эксплуатационных характеристик отапливаемого здания.

Существует несколько решений систем обогрева, имеющих свои преимущества и недостатки:

Самоциркулирующие системы – теплоноситель внутри труб двигается посредством естественной циркуляции. Система подходит для одноэтажных домов, требует строгого соблюдения уклонов и углов.Отопление с естественной циркуляцией в системе не требует существенных материальных затрат. Эффективность обогрева снижается по мере удаления от источника тепла. Про монтаж системы с естественной циркуляцией подробно написано здесь.

Схема с циркуляционным насосом – в принудительных системах допускается любая разводка отопления в доме. На эффективность обогрева не влияет количество этажей и удаленность от источника тепла.Недостаток – система энергозависима. При отключении электричества, циркуляция теплоносителя останавливается. Про монтаж системы с насосной циркуляцией теплоносителя подробно описано здесь.

При выборе правильной схемы системы отопления, внимание обращают на общую схему разводки: одно и двухтрубное решение:

Однотрубная система отопления – подача и обратка теплоносителя поступает через одну трубу. Выполняется последовательное подключение батарей. После отдачи тепла в первом радиаторе, теплоноситель поступает во второй, оттуда в третий и т.д. Последняя батарея подключается к обратному трубопроводу отопления. Самотеком от дровяной печи однотрубную схему полноценно прогреть не получится, обязательно устанавливают циркуляционный насос.

Двухтрубная схема подключения печи – в этом случае подающий и обратный трубопроводы подходят к каждому радиатору. Преимущество схемы в более равномерном прогреве радиаторов по всей системе, отсутствие необходимости в установке циркуляционного оборудования.

При подключении печи соблюдают принцип расположения важных узлов системы отопления:

Расширительный бак монтируют в наивысшую точку системы.

В самотечной системе трубы находятся под уклоном не менее 3°.

Уровень расположения печи над полом – 15 см.

Отдельно проектируется система с внешним накопительным баком для теплоносителя. В инструкции к емкости, подключаемой к системе отопления, указывается номинальная мощность отопительного прибора, необходимая для полноценного нагрева. Точные вычисления делаются с помощью онлайн калькулятора или специалистом теплотехником.

Применение внешнего накопительного бака делает эксплуатацию печи максимально удобной. Тепло, получаемое во время пиковой теплоотдачи в процессе горения, аккумулируется в специальной емкости. После того как пламя в топочной камере погасло и теплообменник остыл, теплоноситель продолжает держать температуру, проходя через накопительный бак.

За и против обогрева дома – печь или котёл

Установка печи с водяным контуром в загородном доме целесообразна при условии обогрева небольшого здания с общей отапливаемой площадью не более 120 м². Для двухэтажных домов площадью 200 м² и выше, лучше приобрести твердотопливный котел.

Отзывы покупателей на самые современные печи показывают, что в моделях с 2012 года была существенно улучшена теплоотдача, при этом сохранились основные преимущества, недоступные для твердотопливных котлов:

Возможность приготовления пищи.

Небольшой вес и простота подключения.

Печное отопление с водяным контуром в деревянном доме имеет еще один плюс – высокую безопасность эксплуатации. Топка печи герметичная, исключается случайное возгорание в процессе горения. Стоимость печи приблизительно на треть меньше, чем у аналогичных по параметрам котлов.

Сделать водяное отопление в доме своими руками не представляет сложности. Печь устанавливается на ножки. Для подключения системы отопления предусмотрены два отвода.

Все указанные преимущества относятся к заводской продукции. Самодельные печки, как правило, имеют меньший КПД, дымят при работе, быстро прогорают и не в состоянии поддерживать полноценный обогрев дома.

При обогреве небольших домов, печка с водяным контуром может составить серьезную конкуренцию твердотопливному котлу. Но, отапливать помещения свыше 200 м², эффективнее и экономичнее котельным оборудованием.

Преимущества и недостатки водяного контура

Преимущества печного отопления:

• Нагрев обеспечивается традиционным российским топливом — дровами, не требуется электроэнергии или газа, что позволяет обустраивать независимое собственное отопление.
• Совмещение функций обогрева, горячего водоснабжения и приготовления пищи.
• Возможность использования в качестве камина.

Преимущества водяного контура:

• Возможность равномерного обогрева большого помещения путем правильного размещения радиаторов.
• Теплоотдача воды значительно выше, чем у воздушного конвекционного потока за счет высокой удельной теплоемкости (4,2 кДж/кгхград);
• Возможность доставки теплоносителя на значительные расстояния, обеспечивая теплом удаленные помещения дома.
• Абсолютная безвредность воды для человека и ее негорючесть.

Нельзя не отметить и определенные недостатки таких видов отопления:

• Инерционность системы, т.е. необходимость времени для заполнения системы водой и ее первоначального разогрева.
• Сложность регулировки температуры в помещении.
• Необходимость постоянного участия человека для закладки дров.
• Невозможность использования печи при отсутствии воды в водяном контуре, что автоматически «включает» отопление летом при приготовлении пищи.
• опасность замерзания воды зимой внутри системы, если печь длительное время не используется. Это требует сливать ее на время бездействия и заполнять заново при возникновении потребности в отоплении.
• Коррозионная активность воды увеличивается при ее насыщении кислородом, а вода с повышенной жесткости вызывает появления накипи внутри труб и приборов, что вызывает необходимость периодического контроля состояния металлических элементов.

Кроме того,при обширной отопительной системе циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом, а для него нужна электроэнергия

В таких случаях исчезает важное преимущество — электрическая независимость печного отопления. Не следует также забывать о необходимости надежного и безопасного дымохода