Система водяного отопления частного дома

Водяное отопление сегодня – самый распространенный способ отопления дома. Относительная простота монтажа водяного отопления позволяет застройщику квалифицированно проконтролировать установку системы и даже провести большую часть работ своими руками.

1. Основные термины и понятия

Рассмотрим особенности системы водяного отопления частного дома и ее монтажа. Сначала определимся с терминами:

1. Источник тепла – это вещество, которое передает в систему свою тепловую энергию
2. Теплогенератор – устройство, передающее тепло от источника тепла к теплоносителю
3. Теплоноситель – вещество, которое переносит тепло к нагревательному прибору
4. Нагревательный прибор – устройство, непосредственно передающее тепло окружающему воздуху в помещении или строительным конструкциям.
5. Коммуникации – элементы, которые переносят теплоноситель от источника тепла к нагревательным приборам.

В системе водяного отопления в качестве теплоносителя используется вода. Этим оно принципиально отличается от других систем отопления.

2. Виды теплонагревателей, классификация котлов

Существует несколько разновидностей теплонагревателей – от простой русской печи до сложных автоматических систем с комбинированными источниками тепла. В системах водяного отопления в большинстве случаев используется теплогенератор, называемый нагревательным котлом.

Котлы классифицируют по источникам тепла:

• Газовые
• Жидкотопливные
• Твердотопливные
• Электрические

В системе водяного отопления используют любой из видов котлов.

3. Процесс теплопередачи от котла к нагревательным приборам

В общем случае вода, нагреваясь в отопительном котле, перемещается к теплонагревательным приборам. Принцип действия нагревательного котла состоит в нагреве рабочей камеры, где заключена вода, которая в нагретом состоянии вытесняется из объема котла естественным (расширение при нагревании) или принудительным (с помощью насосов) способом.

Выходя из котла, вода перемещается в замкнутых каналах. Роль каналов выполняют трубы, а такие каналы называют трубопроводами.

Если в котел вода подается из какого-либо источника, а в конце процесса нагревания сливается, то такая система называется проточной. Пример: проточные электронагреватели, использующиеся для локального нагрева в отдельных узлах системы водоснабжения.

Для отопления дома проточную систему использовать нецелесообразно – из-за высокого расхода воды. Для отопления воду заключают в замкнутый контур трубопровода. В нем нагретая вода перемещается к нагревательному прибору, отдает тепло и, охлаждаясь, возвращается в котел. Такой процесс называется циркуляцией воды.

Циркуляция воды в системе может быть

• естественной
• принудительной

3. Естественная и принудительная циркуляция воды в системе

Физический принцип движения воды в замкнутом трубопроводе заключается в том, что при нагреве объем воды увеличивается, и она вытесняет более холодную воду, а также в движении от более высокой точки к более низкой под действием гравитации.

Естественная циркуляция воды состоит в выходе воды из котла за счет расширения в нагретом состоянии, достижении нагревательного прибора, охлаждении и возврата в нагревательную камеру котла под действием силы тяжести, при этом трубы идут к котлу с уклоном.

Принудительная циркуляция обеспечивается ускорением движения воды за счет насосов, вставленных в отопительную систему.

Именно использование того или иного вида циркуляции воды подразумевает различие в конструкции системы отопления в целом. Иногда применяется комбинированная циркуляция воды, где сочетаются оба типа.

С точки зрения монтажа различие естественной и принудительной циркуляции состоит в следующем:

Для естественной циркуляции трубы от котла к нагревательному прибору и обратно идут под углом, так, что вода течет под действием своего веса.

В систему принудительной вентиляции монтируются циркуляционные насосы.

4. Трубопроводы

Трубопровод для движения воды – это система труб, соединенных между собой, а также с точками ввода-вывода котлов и радиаторов.

Выбор труб для отопления должен определяться их

• Диаметром
• Коррозионной стойкостью

Строительные стандарты позволяют применять для отопления водогазопроводные трубы низкого давления. Коррозионная стойкость определяется материалом, из которого сделаны трубы – чугун, сталь, медь, пластик.

Сегодня наибольшее распространение, исходя из соотношения цена-качество, получили пластиковые трубы – благодаря своей легкости, удобности для монтажа и повышенной коррозионной  стойкости.

5. Отопительные приборы

В системе водяного отопления используются отопительные приборы, обобщенно называемые радиаторами. Название свое они получили от принципа теплопередачи – за счет радиального нагрева примыкающего к ним воздуха (в физике такой процесс называется конвекцией).

Радиаторы могут быть разных типов. Современные радиаторы имеют привлекательный внешний вид, компактный объем и выполнены из

• Стали
• Чугуна
• Алюминия
• Сочетания металлов

Общий принцип работы радиатора – отдача тепла окружающему воздуху за счет увеличения поверхности теплоотдачи по сравнению с самими трубами.

6. Закрытая и открытая системы отопления

В процессе нагревания воды ее объем увеличивается, соответственно увеличивается и давление воды на стенки труб. Это может привести к протечке, особенно в местах соединения элементов системы. Чтобы избежать этого, в систему включают устройство, помогающее отвести избыточное давление – так называемый расширительный бак.

В открытой системе бак негерметизирован, и вода свободно испаряется в нем. За счет этого давление понижается, и новые порции выталкивают воду обратно к котлу. В закрытых системах используется клапан, открывающий выход для пара при повышении давления до определенного уровня.

В современных системах используются закрытые расширительные баки. В этом случае нет возможности проникновения в систему воздуха, а значит и окисления, то есть коррозии труб изнутри.

7. Однотрубная и двухтрубная разводка

Различают и используют два типа прокладки трубопровода.

В первом случае трубопровод имеет одну основную ветвь. Она начинается в котле, проходит через нагревательные приборы и возвращается в котел.

Во втором – монтируются две ветви трубопровода, идущие параллельно друг другу. Одна ветвь только подает горячую воду, другая – только отводит охлажденную. Установки двух контуров способствует ускорению циркуляции и более равномерному обогреву помещений, но монтаж их будет более сложным, чем в первом случае.

8. Монтаж котла

Определившись с системой отопления, которая должна быть заложена в проект, приступают к ее монтажу.

Сначала монтируется нагревательный котел. Он может иметь настенное крепление или устанавливаться на пол – в зависимости от выбранного котла.

Основные принципы монтажа:

1. Легкодоступность подхода к котлу для ремонта и подведения коммуникаций
2. Близость к источнику топлива – особенно газовых котлов
3. Удобство размещения отвода продуктов сгорания
4. Достаточная высота размещения точки ввода «обратки» при использовании естественной циркуляции воды

Настенный котел монтируется специальными монтажными планками, закрепляемыми анкерами или дюбелями. Крепление должно быть достаточно жестким.

Напольный котел устанавливается на специальные ножки. Важно, чтобы пол для установки котла был выровнен.

В связи с тем, что котельное оборудование пожароопасно, необходимо рядом с местом установки иметь огнетушитель или систему пожаротушения.

Лучше всего выделить специальное помещение для котельного оборудования. Кроме того, котлы могут иметь сложную конструкцию, и для их установки лучше обратиться к профессионалам.

9. Монтаж трубопровода

Для правильного монтажа трубопровода нужно тщательно следовать подробной схеме установки всей системы. Все отрезки труб нужно заготовить заранее. Чтобы не допустить ошибок, лучше сразу распределить радиаторы по своим местам.

Присоединение трубопровода к входам и выходам из котла проводится согласно инструкции эксплуатации котла. Он имеет специальные патрубки для коммутации с трубопроводом.

Соединение труб между собой проводится с помощью специальных узлов, обеспечивающих герметичность системы. Чаще всего используют традиционные муфты. На конце трубы нарезается наружная винтовая резьба, на которую накручивается отрезок трубы большего диаметра с резьбой внутри. Резьбовое соединение плотно удерживает воду внутри, к тому же оно дополнительно герметизируется с использованием уплотняющего материала между бороздками резьбы. Ранее для этого использовали сантехнический лен, паклю, сейчас на резьбу накручивается специальная пластиковая лента.

Рис. резьбовое соединение труб

В современных трубах применяются и другие, более совершенные системы соединений. Для отвода воды в местах соединения труб в сторону от основного потока используются муфты с отводами — тройники, фиттинги и тому подобное.

Присоединение труб к радиаторам отопления предусмотрено конструкцией радиатора. Радиатор имеет отводы с резьбой для соединительных муфт.

Если монтируется система с естественной циркуляцией воды, нужно строго следить за наклоном трубы относительно радиаторов и относительно котла. Иначе вода просто не будет циркулировать, и равномерного отопления не получится.

10. Монтаж радиаторов

В первую очередь нужно определиться с количеством радиаторов для равномерного обогрева всего дома. Существуют общепринятые методики расчета, в зависимости от объема воздуха в помещении и оптимальной его температуры. Их используют для проектирования системы отопления.

Приведем упрощенный расчет, исходя из площади помещения со стандартной высотой в 2.5 метра.

Одна секция стандартного радиатора обогревает порядка 2 м2 площади комнаты. Следовательно для обогрева комнаты площадью 20 м2 нужен один радиатор с 10 секциями или два радиатора по 5 секций.

Степень нагрева помещения может зависеть от его назначения (гостиная или детская, жилая комната или бытовка) – все это должно быть  предусмотрено в общем проекте дома.

Обычно радиаторы ставят под окнами, чтобы компенсировать теплопотери в самых прохладных участках помещения.

Для регулирования степени обогрева современные радиаторы оснащаются регулирующими кранами, увеличивающими или уменьшаемыми поток воды через радиатор. Кроме того, современные радиаторы имеют отводы, позволяющие сбросить излишнее давление воздушного пара, неизбежного спутника нагревания воды. Их называют кранами Маевского.

Монтаж радиаторов на стены зависит об количества секций и материала конкретного радиатора – то есть от его веса. Чем тяжелее радиатор, тем мощнее должно быть крепление. Необходимо устанавливать радиатор строго горизонтально – особенно при естественной циркуляции воды, ну и с точки зрения дизайна комнаты.

• Минимальный отступ от пола не должен превышать 6 см, а от подоконника – 10 см.
• Подключение радиаторов к трубопроводу зависит от использования однотрубной или двухтрубной системы.
• Радиатор имеет четыре точки ввода.

Оптимальное подключение радиаторов

• Через нижние точки ввода при однотрубной системе
• Верхний ввод и нижний вывод при двухтрубной системе. При этом нужно смонтировать перемычку между входным и выходным патрубком.

 

 

11. Заключение

Монтаж водяного отопления относительно несложен и может быть осуществлен своими руками. При этом надо обратить особое внимание на места соединения всех узлов, во избежание протечек.

Отопительное оборудование устанавливать лучше, обратившись к профессионалам.

Специалисты фирмы «К-Дом» готовы оказать вам помощь как в расчете отопительной системы, так и в ее монтаже под ключ в рамках строительства дома, либо в рамках проведения ремонта.