Паровое отопление в частном доме: схема организации и расчета, основные составляющие системы

Что требуется для монтажа

В частном доме устройство отопления своими руками начинают с составления рабочей схемы всей системы обогрева с точными линейными размерами каждого участка трубопровода и площадью помещений. Данные чертежа необходимы для визуалиализации общей схемы отопления и для расчета необходимого количества труб.

Для того чтобы составить исполнительную схему необязательно быть профессиональным чертежником. Достаточно нарисовать произвольный простой чертеж, выполнить на нем расстановку радиаторов отопления и подсчитать количество труб для объединенного контура.

На основании исходных данных и предварительного подсчета необходимого количества тепловой энергии для обогрева дома, можно начинать подбор материалов для устройства домашней автономной системы.

Выбор теплового источника

Котел – это главный элемент генерации тепловой энергии. Главный критерий выбора теплогенератора зависит от вида топлива, как источника его работы. Мощность котла рассчитывается по нескольким факторам:

Объем отапливаемых помещений.
Климатические особенности региона.
Толщина наружных стен.
Наличие теплоизоляции основных конструктивных элементов здания.
Наличия подвального и чердачного помещения.

При выборе отопительного котла важно обратить внимание на адаптацию выбранной модели к отечественным условиям и на наличие сертификата соответствия качества

Трубы

Правильно подобранный вид трубы для отопления исключают технические эксплуатационные проблемы, гарантирует высокую степень надежности греющей линии. Совсем недавно для прокладки отопительных трубопроводов применялись стальные трубы диаметром до 108 мм. Собрать такую отопительную сеть было трудно, отдельные трубы нужно было сваривать между собой.

В настоящее время трубную разводку лучше всего проводить из следующих материалов:

полипропиленовые с внутренним армированием из алюминия или стекловолокна;
металлопластик;
сшитый полиэтилен;
полиэтилен с добавками PE-RT;
медь.

Из перечисленного перечня самым популярным считаются полипропиленовые трубы, которые отличаются прочностью, гибкостью, устойчивостью к температурным перепадам и коррозии. Этот материал легко смонтировать и подключить к радиаторам отопления.

Виды автономных систем отопления частного дома

Ключевым моментом индивидуального отопительного контура является вид топлива, применяемого для генерации тепловой энергии. По этому признаку автономные системы обогрева классифицируются на виды:

Газовые, работающие на природном или сжиженном газе.
Электрические.
Твердотопливные, в которых в качестве источника энергии используется каменный уголь, горючие сланцы, древесные пеллеты, дрова.
Жидкотопливные.

С целью снижения энергопотребления домашней греющей линии допускается использование нескольких видов топлива, правда, для этого потребуется специальные комбинированные котлы.

Установка отопительной системы в существующую печь

Зная упорство и настойчивость наших умельцев, мы не побоимся предположить, что найдутся те, кто, организуя печное отопление с водяным контуром своими руками, установит заслонку, работающую в автоматическом режиме. Такая заслонка, перекрывающая контур при отсутствии циркуляции, оборудуется системой аварийного питания, датчиками давления и температуры и при этом сверяет свою работу через спутник с подключением к интернету. Все возможно.

Просто нужно понимать одну простую вещь: есть задумки людей, желающих сэкономить, а есть трезвый инженерный расчет, при котором прорабатываются все варианты, в которых может оказаться разработанная система, иногда, может быть, и футуристические, но, как показывает практика, вполне оправданные. Чтобы более наглядно продемонстрировать, что происходит, когда устанавливаются печи отопительные с водяным контуром своими руками без твердых расчетов и упоров на действительность, приведем один маленький пример из жизни.

Если печь уже есть, не стоит полностью ее демонтировать. Достаточно разобрать часть конструкции и установить в нее теплообменник.

К последнему затем подключается теплообменник. При необходимости в процессе частичного демонтажа можно произвести модернизацию конструкции печи.

Еще выше обязательно монтируется расширительный бак. Он обеспечит достаточный уровень давления в системе.

Трубы нужно монтировать под углом, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию теплоносителя.

Может потребоваться циркуляционный насос. За счет него значительно возрастет КПД отопительной системы.

Для маленьких, хорошо утепленных домов, состоящих из одной-двух комнат и кухни, вполне будет достаточно одной отопительно-варочной печи, сложенной из кирпича.
Для более крупных строений необходимо хорошо продумать систему отопления таким образом, чтобы от одной печи можно было отопить весь дом. Для этого используется отопление с помощью водяного или парового контура.
Для одноэтажного строения такой контур может быть подключен к кирпичной печи или же изготовленной из чугуна. При устройстве системы в двух— или трехэтажном доме, скорее подойдет чугунная печь-котел.

Следующее, с чем нужно определиться — это вид топлива. Система может отапливаться дровами, углем, торфом, газом, дизельным топливом, электричеством или несколькими из них. От этого выбора будет зависеть, какую печь отопления приобретать.

Самодельный эффективный теплообменник

Теплообменные элементы могут быть разных форм, на фото представлен один из них. Он вмуровывается в конструкцию печи около топочной камеры, чтобы, проходя через него, вода быстро нагревалась и поступала в трубы и батареи.

Трубы входа и выхода из теплообменника выводятся из конструкции печи наружу, и к ним подключается контур отопления. Далее система заполняется водой, которая и будет исполнять роль теплоносителя.

Разводку можно выполнить металлопластиковыми или полипропиленовыми трубами

В данном случае для разводки и подключению к контуру использованы металлопластиковые трубы.

Схема дровяной печи с водяным контуром отопления

На этой схеме теплообменник расположен над топкой и показан в виде решетки красного цвета. Синей линией отмечен остывший теплоноситель, который проходит через циркуляционный насос и поступает в теплообменник — эта часть контура называется обраткой. Красной линией отмечена нагретая вода, поступающая в радиаторы.

Также в отопительном контуре устанавливается мембранный бак, который может быть расположен в любом доступном месте контура, но желательно его установить на трубе обратки.

Мембранный бак

Как правильно рассчитать паровую систему

Остановив свой выбор на паровой системе, предстоит составить проект ее расположения в здании и выполнить предварительные вычисления.

Есть два варианта:

произвести расчет основных компонентов парового отопления своими силами;
обратиться за помощью к профессионалу – проектировщику.

Второй способ решения этого вопроса наиболее предпочтительный. Ведь только специалист, имея за плечами не один, удачно реализованный, проект по обустройству отопительной системы, способен учесть все пожелания владельца, не забыв о нормативных требованиях.

Если нет возможности и желания обращаться к проектировщику, можно приступить к самостоятельному расчету системы отопления паром. Можно использовать нормативы и полезные рекомендации из специальной литературы, например, из справочника проектировщика.

Для расчета предстоит взять план своего дома и посчитать площадь, которую требуется отопить. Затем обозначить места расположения радиаторов отопления.

При паровом отоплении часто используют вместо батареи регистры, выполненные из оцинкованных или оребренных труб. Они могут иметь дизайнерское оформление

Радиаторы подбирают в зависимости от требуемой мощности

Причем, важно учитывать технические характеристики понравившегося прибора – он должен выдерживать нагрузку при работе с паром

Чугунные радиаторы лучше не использовать в устройстве парового отопления редко посещаемой дачи. Постояв холодными длительное время, они могут не справиться с резким нагревом и лопнуть

Сравнительный обзор разных радиаторов отопления и рекомендации по их выбору приведены в этой статье.

Рассчитывать длину паро- и трубопровода для конденсата лучше всего, находясь в самом помещении. Так удобнее планировать высоту их прокладки и места установки радиаторов, если они понадобятся.

Для парового отопления можно использовать металлические трубы из оцинкованной стали или меди

Подсчитав нужное количество погонных метров трубы, не стоит забывать о паровой арматуре – вентилях, тройниках, при необходимости – конденсатоотводчиках, насосе.

Для определения мощности парового котла потребуется вычислить объем всех отапливаемых помещений и умножить эту цифру на показатель требуемого количества энергии для обогрева 1 м3. Этот показатель зависит от региона проживания. Так, для европейской части показатель составляет 40 Вт.

Можно подсчитать мощность котла для 3-х комнатного дома с высотой потолков 2,6 м.

Сначала надо вычислить площадь отдельных помещений:

1-я комната: 5*2,95=14,75 м2;
2-я комната: 3*2,45=7,35 м2;
3-я комната: 2*5,4=10,8 м2.

Затем предстоит вычислить объем всего дома: 14,75*2,6+7,35*2,6+10,8*2,6= 38,09+19,11+28,08= 57,02 м3.

Теперь полученный объем надо умножить на потребности в тепле: 57,02*40 Вт=2288 Вт. К полученному значению надо добавить запас мощности не менее 20%: 2288*1,2=2745,6 Вт или около 3 кВт.

Второй вариант определения мощности – по площади. Условно принимается, что для отопления каждых 10 м2 требуется 1 кВт мощности котла + 30% запаса, если высота потолков не превышает допустимый уровень до 2,7 м.

Причем, нужно покупать агрегат на 20-30% превышающий вычисленный размер мощности. На практике специалисты советуют брать котел не менее, чем на 30% мощнее, чтобы он не работал на предел своих сил.

Использовать для парового отопления можно только сертифицированный агрегат. Брать самопальный котел весьма опасно – можно серьезно пострадать при его взрыве

Выбирать паровой котел следует от проверенного производителя. Агрегат должен иметь сертификат качества и гарантию завода, его выпустившего. Паровой котел обязательно оснащают предохранительным клапаном. Также, потребуются приборы контроля температуры и давления и редуктор для нормализации давления, если это потребуется.

Однотрубная система отопления: проектировка и особенности

В том случае, когда необходимо выполнить расчет однотрубной системы отопления, первым делом рассчитывается диаметр стояка и магистралей по давлению. В принципе, расчет однотрубных систем мало чем отличается от расчета двухтрубных. Порядок действия совпадает с вышеприведенным примером.

Расчет можно проводить и по обратной схеме: сначала определить диаметры по кольцу, после чего перейти к замыкающим участкам. В таких измерениях коэффициент затекания находится по графику, составленному по результатам предыдущих исследований.

https://youtube.com/watch?v=IVHMLLJRL6M

Воздушная

Такую систему можно вмонтировать исключительно на этапе возведения постройки. Она не подходит для готового частного дома. Это объясняется необходимостью встройки металлических, пластиковых или текстильных воздуховодов, через которые выдувается горячий воздух, нагретый теплогенератором.

В помещение теплый поток поступает из-под потолка и вытесняет холодный воздух, который, в свою очередь, по воздуховодам возвращается к теплогенератору.

Проектирование отопления по методу воздушного обогрева позволяет монтировать систему для внешнего забора чистого воздуха, который подмешивается к потоку. Циркуляция может достигаться гравитационным или принудительным способом.

Естественный воздухообмен происходит за счет разницы температур, а принудительный осуществляется при помощи специального вентиляционного оборудования. Теплогенератор может сжигать дизельное топливо, природный газ (магистральный или баллонный) и керосин. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

Монтаж отопления – неужели это просто?

Монтируя паровое отопление своими руками, учитывайте размеры отапливаемой площади, количество и расположение радиаторов, запорно-регулирующей аппаратуры, фильтров и других элементов, необходимых для обеспечения нормального функционирования системы. Циркуляционный насос и паровентиляторы должны подбираться так, чтобы обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя

Важно принять во внимание, где будет размещать оборудование и как далеко будет расположен паровой котел

Монтаж парового отопления

Чтобы сделать паровое отопление самостоятельно, необходимо приготовить следующее оборудование и материалы:

паровой генератор (котел);
трубы для прокладки магистрали;
радиаторы;
контрольно-измерительные приборы;
запорно-регулирующую арматуру.

В проектной документации должна быть указана длина труб, их количество и диаметр, а также используемые радиаторы или другие нагревательные элементы. Все это необходимо нанести на бумагу в виде схемы с подробным описанием всех нюансов. Когда проект и схема готовы, приступаем к монтажу. Монтируется система строго по схеме.

На первом шаге подготавливаем поверхности, к которым будет крепиться оборудование. На стенах монтируем крепления, на которых будут держаться радиаторы. Затем крепим отопительные приборы на стены. Располагать их следует под окнами, чтобы исключить появление холодных сквозняков: воздушные потоки, поступающие извне, будут сразу же нагреваться. Кроме того, это исключит запотевание окон и сдвинет «точку росы».
Далее устанавливаем котел (парогенератор) на бетонное основание. Пол изолируем пожаробезопасным материалом. Его лучше разместить в подвале, так как пары поднимаются вверх (или в гараже). Если планируется устройство теплых полов, то лучше купить двухконтурный котел, который будет разделять работу для дома и полов. В этом случае парогенератор располагаем выше половой поверхности.
Расширительный бак устанавливаем с помощью специальных креплений в наивысшей точке системы отопления, его нужно включить в магистраль между парогенератором и радиаторами. По рекомендациям специалистов устанавливать открытый бак следует на самом близком расстоянии к отопительному котлу.
На следующем этапе монтируем трубопровод. Начинать разводку будем с парогенератора. Трубу от него подводим к первому отопительному прибору, при необходимости обрезаем ее, если она слишком длинная. Затем соединяем все вводы и выводы. Аналогично делаем подключение трубы к следующему прибору, пока не соединим в единую магистраль все отопительные части. Трубы монтируются с наклоном 3 мм на метр для естественной циркуляции.
Каждую батарею оборудуем краном Маевского, чтобы можно было удалять образовавшиеся воздушные пробки, которые будут мешать эффективной работе системы.
Перед парогенератором устанавливаем накопительный бак, в котором будет собираться конденсат, а потом под естественным уклоном вода будет перетекать в отопительный котел.
Магистраль замыкаем на отопительном котле, создавая, таким образом замкнутый контур. На котле устанавливаем фильтр, он будет задерживать частицы грязи, содержащиеся в воде, и по возможности циркуляционный насос. Патрубок, идущий от насоса к котлу, должен быть диаметром меньше, чем остальные трубы.
На выходе из котла монтируем контрольно-измерительные приборы: манометр и клапан сброса.
В систему включаем узел слива/залива для откачивания теплоносителя из системы по окончании отопительного сезона или при ремонте.
После окончания монтажа проверяем систему на работоспособность и наличие течи. Устраняем все обнаруженные неполадки.

Использование парового отопления дешевле водяного, но в жилых помещениях его не рекомендуют устанавливать из-за опасности возникновения аварийной ситуации в случае порыва.

Инструкция по проектированию систем отопления

Если подойти правильно и с умом, то сделать проектирование систем отопления и водоснабжения можно и самостоятельно. Сначала выберите подходящую именно вашему дому систему. Многие дома в сельской местности находятся на печном отоплении. Оно надёжно, проверено веками. Но есть небольшие минусы: нужно регулярно заготавливать дрова и в доме часто возникают перепады температуры.

Печь является одним из самых простых способов устройства отопления частного дома

Изучите примеры проектов системы отопления. Посмотрите, насколько подходят вам системы отопления с использованием электричества и газовых котлов. Если вы уверены в бесперебойной подаче электроэнергии, то можете их использовать. Котлы не имеют тех недостатков, которые есть у печи, но зато зависят от электроэнергии. Поэтому хорошим решением может быть комбинированное отопление. Оно включает в себя дровяную печь и котёл, например, газовый. Тогда вы будете меньше зависеть от различных неожиданностей.

Для начала нужно знать объём и площадь помещения, которое будет отапливаться, выполнить все замеры и сделать таблицу, в которой вы будете суммировать объёмы жилых и подсобных помещений. Сделайте её удобной для вас, чтобы было понятно и просто посмотреть нужную информацию. Затем на схеме дома выделите те места, где вы хотите монтировать отопительные приборы (такие, как: стояки, печи, котлы, радиаторы и так далее). Сделайте схему разводки труб отопления, конечно, если такие у вас предусмотрены.

Чертеж системы отопления

Когда делается проектирование и расчет систем отопления, необходимо принимать во внимание взаимное расположение жилых помещений. Если дом имеет больше одного этажа, нужно будет составлять поэтажный план и указывать места, где будут установлены дымоходы, стояки и другие коммуникации. Обязательно необходимо предусмотреть систему защиты дома от возгорания

Особенно это нужно, если решено использовать печное отопление, особенно там, где трубы отопления будут выводиться наружу

Обязательно необходимо предусмотреть систему защиты дома от возгорания. Особенно это нужно, если решено использовать печное отопление, особенно там, где трубы отопления будут выводиться наружу.

Разработка проекта отопления учитывает и расположение дома по отношению к розе ветров и даже сторон горизонта. Хорошо бы иметь данные о ветровой нагрузке в среднем за год, они позволят сделать отопление эффективнее и экономичное. И правильно рассчитать нужную мощность и количество приборов отопления.

Карта ветровой нагрузки России

Принимая во внимание выбранный вами тип отопления, приготовьте материалы, инструменты и оборудование, которое вам понадобиться. Для облегчения работы можно составить подробный список всего необходимого. Просчитать финансовые затраты

Совсем не обязательно приобретать материалы в большом количестве, про запас

Просчитать финансовые затраты. Совсем не обязательно приобретать материалы в большом количестве, про запас.

В том случае, если вы затрудняетесь выполнять проектирование систем отопления и вентиляции сами, лучше воспользуйтесь услугами профессионалов. Они проведут консультацию, во время которой будут рассмотрены все технические и организационные вопросы по проектированию отопительной и других инженерных систем. На основе данных по вашему дому проектировщиками будет выполнена программа для проектирования отопления и вы узнаете, сколько стоит проект отопления.

https://youtube.com/watch?v=JvkIH_HzwXA

Программа для проектирования системы отопления выполняется при учёте технического задания, которое даёт заказчик, данных о доме, договоре на проектирование системы. Затем при встрече проектировщика и заказчика обсуждаются различные нюансы, техническое задание, определяется стоимость проектирования отопления. Если у сторон нет вопросов и претензий друг к другу, они заключают договор

Очень важно на этом этапе выяснить уточнить нюансы. Это делается для того чтобы исключить в будущем различные недоразумения и недовольства. Бывает, что специалист выезжает на объект

Обычно это нужно, когда проектирование выполняется для уже построенного здания, что усложняет работу проектировщика

Бывает, что специалист выезжает на объект. Обычно это нужно, когда проектирование выполняется для уже построенного здания, что усложняет работу проектировщика.

Котлы парового отопления: газовые, электрические, дровяные и другие

Одна из главных составляющих паровой отопительной системы — отопительный котел. Котел выбирается достаточной мощности и с учетом личных финансовых возможностей.

Расчёт мощности

Существует простой вариант для расчёта мощности любой разновидности отопительного котла для частного дома:

В случае приобретения котла и для обогрева, и для обеспечения горячей водой берется усредненное значение 0,138 кВт/м2у помещения с высотой потолков 2,5—2,7 м и умножается на общую площадь помещений в доме.
Для помещений, где потолки выше 2,7 м используется коэффициент «высоты потолка», равный высоте потолка ÷ 2,7.
Затем применяется «региональный» коэффициент, который учитывает особенности климатических условий в конкретном регионе.

Коэффициенты для регионов России:

южные районы — 0,85;
средняя полоса до Урала — 1,1;
широта Москвы до Урала — 1,3;
Сибирь — 1,5;
северные районы — 2,0.

Итоговое значение округляется до целого числа в большую сторону (например, 8,3 и 8,9 округляем до 9).

Пример расчётов с учётом коэффициентов:

Дом в районе Краснодара площадью 130 м2 и высотой потолков 2,7 — 0,138 кВт/м2(усредненное значение) × 130 м2 (площадь дома) × 0,85 («региональный» коэффициент).

Топливо для котлов

В зависимости от вида топлива паровые котлы разделяют:

на электрические (подключаются к электросети или работают от генератора);
на газовые (подключаются к газовой сети или работают от газового баллона);
на твердотопливные (в основном работают на дровах или угле);
на жидкотопливные (работают на «солярке», бензине или отработанном машинном масле);
на пеллетные (работают на древесных гранулах — пеллетах);
на комбинированные (котлы, которые могут работать на двух видах топлива).

Для электрокотлов характерны простота и высокая степень безопасности при эксплуатации, экологическая чистота. Однако прямая зависимость от электросети чревата последствиями — любая авария на линии приведёт к тому, что дом останется без отопления.

Чуть более экономичный вариант — установка системы жидкотопливных котлов.

Твердотопливные отопительные котлы еще дешевле в эксплуатации, но трудоемки в обслуживании: уборка золы и новая закладка топлива производится каждые 6—8 часов.

Пеллетные котлы — это относительная дорогая новинка, которая стремительно набирает популярность у владельцев коттеджей. Благодаря применению современных технологий использование древесных гранул экологично и экономично, а работа отопительного котла максимально автоматизирована.

Газовый котел — самый экономичный и распространенный тип котлов. Несмотря на то что его установка производится исключительно после получения специального разрешения и в процессе эксплуатации надо строго соблюдать меры пожарной безопасности, газовые котлы просты в использовании и довольно надежны.

Материал теплообменника

Сталь — наиболее распространенный материал для изготовления теплообменника у недорогих котлов.

Это недорогой легкообрабатываемый материал. Впрочем, у него есть и серьёзные недостатки:

Эластичность приводит к тому, что от длительного воздействия высоких температур поверхность мягкой стали покрывается трещинами.
Сталь подвержена коррозии.

А вот к долговечности и надежности чугунных теплообменников вопросов нет: чугун почти не подвержен коррозийному разрушению. Зато при эксплуатации чугунных теплообменников нельзя допускать неравномерного нагрева и попадания в котел из возвратной линии сильно охлажденной воды.

Что касается электрокотлов, то здесь нагрев воды происходит от «электрода», которые в недорогих приборах бывают графитовыми или стальными (нержавейки), а в дорогих (элитных) моделях — титановыми.

Особенности устройств на дровах, их КПД

Эффективность работы «дровяных» котлов зависит:

От использования только низкозольных дров твёрдых пород (в идеале дуб или бук).
От положения заслонки термостата: прикрытая заслонка ведёт к существенному снижению КПД котла.

Внимание! Падение температуры теплообменника до 55 °C приводит к накоплению мокрой золы. Накопленная зола забивает теплообменник, в помещение начинают проникать угарные газы

Помимо этого, возникающие от воздействия конденсата коррозийные процессы существенно сокращают срок службы котла

Помимо этого, возникающие от воздействия конденсата коррозийные процессы существенно сокращают срок службы котла.

От наличия малого подмешивающего контура обратной воды, который защищает поверхность теплообменника от низкотемпературной коррозии и способствует более легкому отделению конденсата и смолы.

Фото 3. Дровяной котёл для парового отопления. Довольно часто используется в подобной отопительной системе.