Автономная система отопления частного дома — полное руководство

Прохождение отопительной магистрали с горячей водой недалеко от места проживания является прерогативой городских жителей многоквартирных домов, в загородных коттеджных поселках, сельской местности и на дачах наличие проложенной рядом тепловой трассы большая редкость. Решить проблему обогрева жилья в холодное время года помогает автономная система отопления, которую домовладельцы монтируют в своем доме с помощью специалистов многочисленных фирм или пользуются услугами частных мастеров — проведение работ своими руками проблематично ввиду высокой сложности и необходимости применения специального сантехнического инструмента.

Обычно индивидуальные дома отапливают нагретой водой, благодаря высокой теплоемкости она является основным видом теплоносителя в отопительных системах, если необходимо принять меры для защиты от промерзания труб, в системе используют специальные незамерзающие жидкости (этиленгликоль, пропиленгликоль). Подогрев жидких теплоносителей производят с помощью отопительных котлов, работающих на различных видах топлива, основная задача хозяина при выборе метода отопления — подбор оптимального вида топлива и котла с точки зрения удобства пользования, минимизации затрат при монтаже и эксплуатации, надежности и долговечности системы.

Рис. 1 Автономная система отопления и пример подключения котла

Возможно будет полезным почитать про Подключение котла к системе отопления

Плюсы и минусы автономного отопления

Под автономным отоплением в первую очередь понимают независимость от различных факторов, природных условий и организаций, которые в той или иной степени связаны с реализацией тепловых услуг или отопительных материалов в данной местности. Преимуществом индивидуального отопления являются:

• Выбор подходящего для своих финансовых возможностей и удобства пользования отопительного оборудования и типа топлива.
• Возможность задания начала и окончания отопительного сезона по своему усмотрению.
• Регулировка комфортной для себя температуры не только во всем доме, но и в отдельных комнатах.
• При проектировании преимуществом является то что есть возможность размещать по своему усмотрению радиаторы отопления, снимать или ставить на них одну или больше одной секции для оптимизации теплоотдачи. Можно укладывать теплые полы, выбирать в широких пределах мощность котла и параметры всей отопительной системы независимо от характеристик внешней тепловой магистрали, на официальное подключение к которой накладываются некоторые ограничения.
• При отсутствии длительное время в доме можно полностью отключить отопление или настроить его на функционирование в экономичном режиме.
• Использование двухконтурных систем в индивидуальном доме позволяет не только отапливать здания, но и нагревать холодную воду до высокой температуры для использования в быту и целях личной гигиены.

Рис. 2 Автономная система отопления в частном доме — вариант схемы отопления и горячего водоснабжения ГВС

• Применение твердого или жидкого топлива, которые запасают в некоторых количествах, делают отопительную систему полностью независимой от внешних коммуникаций — газопроводов, тепловых магистралей, и позволяет проводить обогрев дома без привязки к аварийным ситуациям на инженерных трассах за его пределами.

Невзирая на многочисленные плюсы, автономное отопление имеет довольно существенные минусы, основные из них:

• Эксплуатация, уход и контроль автономной отопительной системы отнимают массу свободного времени и требуют применения некоторых физических усилий при использовании твердых видов топлива.
• Главный недостаток индивидуального отопления — высокая стоимость покупки и монтажа оборудования: котла, теплообменных радиаторов, коллекторных развязок и трубопроводных систем теплых полов, циркуляционных электронасосов, сантехнической арматуры (воздухоотводчиков, обратных клапанов, запорных вентильных и шаровых кранов), автоматики управления.
• После монтажа системы расходы на топливо также отбирают значительную часть бюджета, многим домовладельцам не по карману оплачивать энергопотребление электрического котла.
• При монтаже дополнительные расходы вызовут изменение конфигурации стен, перегородок и полов для прокладки трубопроводов, устройство стяжек для теплого пола.
• При использовании в качестве топлива природного газа от центральной магистрали необходимо разрешение соответствующих служб, при этом его получение является долгосрочной, сложной и утомительной процедурой, требующей вложения значительных денежных сумм.
• Финансовые средства понадобятся и для обеспечения договорных обязательств с организациями, занимающихся обслуживанием и ремонтом установленного оборудования, специалистами сервисных центров.

Рис. 3 Принцип работы закрытой отопительной системы

Виды отопления в частном доме

Обогрев загородного дома производится несколькими способами:

1. Традиционно используется печное, когда в качестве теплового источника применяется твердотопливная печь, отапливаемая дровами, углем, торфом и другими горючими материалами. Так же еще сегодня используются высушенные продукты жизнедеятельности животных (кизяк), которые в степных районах являются основным источником обогрева.

Печи могут быть разнообразных конструкций в зависимости от традиций разных народов. Так, в Европе большое распространение получили открытые очаги в виде каминов. Их топят дровами, а тепло по строению распространяется конвекцией. При этом в целях экономии, часто отапливаются не все комнаты, а только те, которые обогревать крайне необходимо.
В южных районах Европы специальных отопительных систем часто вовсе не делали. Источником тепла в холодное время года служила кухонная печь, использовавшаяся для приготовления пищи, жилые комнаты устраивались на верхних этажах.

Отопительные устройства появились позже, когда тепло стали распределять по дому равномерно с использованием трубных разводок. Первоначальной причиной тому являлось задымление продуктами сгорания, часто с трагическими последствиями. Поэтому возникла идея отделить источник тепла от жилого пространства, а для выхода дыма устроить специальный канал – дымоход.

1. Воздушный обогрев производится от источника, нагревающего воздух собственной поверхностью или в специально оборудованных каналах. Распределение горячего воздуха происходит путем естественной конвекции. Забор производится в нижней части, от пола, а разогретый поднимается вверх в соответствии с законами физики. Примером такого способа отопления может служить печь «Булерьян», ставшая популярной вследствие своей экономичности и эффективности. Следует заметить, что КПД подобных установок достигает 90%, что недоступно многим другим приспособлениям. Печи воздушного обогрева чаще всего применяются для отопления технических помещений, например, таких как теплицы. В ряде случаев их устанавливают в качестве резервного топливного агрегата в частном доме.

Для распределения тепла по разветвленному жилому строению могут применяться и трубные разводки. Но требование к большому диаметру труб таких радиаторов делают их неудобными в эксплуатации.

1. Времена массового сжигания нефтепродуктов для получения энергии постепенно уходят в прошлое. И первым в ряду заменяющих способов стали электрические приборы для частного дома. Явное практическое преимущество чистой энергии пока еще не получила широкого распространения, это можно объяснить ее дороговизной в сравнении с газовыми системами. Основными способами использования электроэнергии для получения тепла являются:
2. Центральные электрокотлы, греющие теплоноситель, который циркулирует по трубопроводу системы, обогревая здание батареями.
3. Электроконвекторы, генерирующие тепло электрическими нагревателями непосредственно в месте потребление. В данном случае имеется возможность регулировать степень нагрева. В таких устройствах применяется принудительная циркуляция воздуха, что позволяет снижать температуру, препятствуя пережиганию кислорода. Использование электроконвекторов требует значительно меньших затрат в сравнении с центральным котлом, но эксплуатационные расходы примерно те же.
4. Обогрев инфракрасными излучателями производится при размещении специальной пленки на потолке. Производимые им волны в узком диапазоне нагревают не воздух, а находящиеся в помещении предметы. Прибор потребляет незначительное количество электроэнергии и представляет собой экономичный вид отопления. Используемые терморегуляторы только оптимизируют работу системы и способствуют снижению расходов. Вместе с тем, оборудование инфракрасной системы отопления стоит довольно дорого, и для монтажа понадобиться участие специалиста. Излучатели используются также для устройства теплого пола, при этом пленка располагается под его финишным покрытием.
5. Отопление с использованием теплового насоса пока еще не находит широкого применения. Основной причиной является большая трудоемкость при монтаже и значительная стоимость устройства. Принцип действия тот же, что и у холодильника, только отбирается не холод, а тепло. При эксплуатации затраты на обогрев минимальны, но значительная стоимость становится решающим фактором отказа.
6. Индукционные котлы нагревают воду очень быстро и эффективно. Впрочем, назвать устройство котлом можно с натяжкой. Вода в нем нагревается от металлического наполнителя, размещенного в трубе, при прохождении тока повышенной частоты по катушке, намотанной поверх нее. В схеме управление используется инвертор, при помощи которого производится регулировка степени нагрева. Такое устройство необходимо использовать только при условии принудительной циркуляции отопительной системы. Поэтому в его управлении предусматривается блокировка включения при неработающем циркуляционном насосе. Привлекательным является то обстоятельство, что такой нагревательный прибор не может быть объектом внимания контролирующих организаций.

1. Водяная система отопление предусматривает теплообмен через батареи, по которым перемещается вода. Традиционно использовалась именно вода, откуда и название. В настоящее время на замену ей пришли различные незамерзающие в определенных интервалах температур жидкости (тосол, антифриз). Это особенно актуально при устройстве системы отопления в частных домах периодического посещения. При этом используются самые различные виды тепловых приспособлений.

Применяемые в частном доме виды отопления весьма разнообразны, но следует заметить, что самым эффективным по стоимости является использование газовых котлов с водяными циркуляционными системами.

Если местность не газифицирована, основным видом генерации тепловой энергии остаются твердотопливные печи.

Автономная система отопления — принцип работы и основные узлы

Любая автономная отопительная система включает в себя следующие основные узлы:

Генератор тепла. Представляет собой устройство, преобразующее электрическую или энергию сгорающего топлива в тепловую, при этом в теплогенераторе одновременно происходит передача тепловой энергии теплоносителю. В качестве теплового носителя используются две основные формы окружающей среды — воздушные массы и жидкость. Чаще всего в системах обогрева применяют очищенную дистиллированную воду, обладающую наивысшим коэффициентом теплоемкости, то есть способностью переносить и накапливать энергию, все другие жидкости, в том числе и незамерзающие антифризы, значительно уступают воде по данному показателю.

Для преобразования топлива в тепловую энергию и передачи ее носителю происходит процесс его сгорания в отопительных котлах, если используется электричество, нагревание теплоносящей среды осуществляется за счет разогрева материала с большим электрическим сопротивлением переменному току и его взаимного теплового обмена с рабочим телом.

Теплопроводная магистраль. Нагретый в котле теплоноситель подается к теплообменным приборам по трубам, ранее повсеместно использовался стальной трубопровод (реже медный из-за высокой стоимости), с развитием химической промышленности сталь постепенно вытесняют трубы из полимеров: полипропилена ППР, сшитого полиэтилена и металлопласта РЕХ.

Полимерные трубы благодаря своей гибкости и эластичности сделали возможным монтировать в зданиях многоконтурные теплые полы с водяным обогревом, что было нереально осуществить при наличии металлических трубопроводов.

Теплообменные приборы. Теплоноситель от котла по трубам поступает в теплообменные приборы, которыми в большинстве случаев являются радиаторы, жидкость проходит сквозь них и отдает тепло воздуху благодаря большой площади корпуса теплообменника. Для повышения или снижения тепловой отдачи предусмотрена возможность изменения конфигурации батарей за счет добавления или снятия отдельных секций, материалом изготовления радиаторов являются сталь или алюминий, обладающие хорошей теплоотдачей (высоким коэффициентом теплопроводности).

Рис. 4 Воздушный конвектор – принцип работы

Разновидности системы с жидким теплоносителем

Как показывает практика, чаще всего для обустройства автономного отопления выбирают систему с жидким теплоносителем, поэтому поговорим о ее разновидностях. Такую систему реализуют в виде одной из двух возможных схем.

Простейшая схема – однотрубная

Представляет собой кольцеобразный замкнутый контур, внутри которого последовательно установлены радиаторы отопления. Теплоноситель поступает в первый из них, затем в следующий и так далее, пока не вернется к котлу. Это предельно простая схема, однако, далеко не самая эффективная.

Основной недостаток однотрубной системы отопления заключается в остывании теплоносителя на “подступах” к дальним от котла батареям.

Жидкость выходит из теплообменника котла с температурой порядка 75°С. Такой же она поступает в первый радиатор, во втором она чуть холоднее и та далее. Если продолжительность трубопровода невелика и радиаторов немного, то это не страшно.

Но если батарей много, в последних будет находиться теплоноситель, разогретый до 45-50°С. Что совершенно не достаточно для нормального обогрева помещения

Может быть два способа для исправления ситуации. Первый – увеличить температуру теплоносителя или же добавить секций последним в цепочке радиаторам, чтобы увеличить их теплоотдачу. Оба варианта потребуют дополнительных денежных вложений, но при этом не гарантируют результат.

Галерея изображений

Фото из

Движение теплоносителя по одной трубе

Ограничения по протяженности

Отсутствие регулирующей арматуры

Диагональное подключение магистрали

Еще один способ справиться с проблемой – монтаж циркуляционного насоса. Это действительно повысит эффективность однотрубной системы, но и сделает ее энергозависимой и более дорогой в эксплуатации.

Усовершенствованная схема – двухтрубная

Основное отличие от первой схемы заключается в том, что теплоноситель к каждому из радиаторов поставляется практически одновременно. Для поставки его к прибором используется труба подачи, для сбора и отвода применяется труба, называемая обраткой.

Теплоноситель к батареям может подаваться по коллекторной или по тройниковой схеме. В первом случае к каждому из приборов подводится собственная подача с обраткой. Трубы прокладываются от коллектора в виде “лучей”, отсюда второе название “лучевая”.

В тройниковой разновидности приборы последовательно подсоединяются к подаче и обратке с помощью, сборка производится с помощью соединителей с тремя патрубками – тройников.

Коллектор предполагает монтаж запорной арматуры на каждый отвод к батарее, что дает возможность при необходимости ее отключить. Работа лучевой схемы отопления основана на принудительной циркуляции жидкости, потому что для естественного движения теплоносителя слишком много гидравлических препятствий в многочисленных кольцах.

Галерея изображений

Фото из

Пример двухтрубного отопления

Тройниковый двухтрубный вариант

Лучевая разновидность отопления

Прокладка трубопроводов в стяжке

Тройниковые разновидности могут работать как благодаря природной гравитации, так и за счет включения в систему циркуляционного насоса. Он нагнетает теплоноситель, поэтому при устройстве отопительных колец не нужно соблюдать уклон, а трубу подачи устанавливать ниже приборов отопления.

Основное достоинство двухтрубной схемы – обеспечение равномерного нагрева всех батарей в здании, сколько бы их ни было. Но при этом для ее монтажа потребуется намного больше труб и других элементов, соответственно, она обойдется дороже. Это главный недостаток двухтрубной системы.

Система с циркуляцией гравитационного типа

Теплоноситель внутри отопительного контура должен двигаться. Это может происходить путем естественной циркуляции. Она возникает благодаря разности плотностей, существующей у холодного и нагретого теплоносителя.

Разогретая жидкость обладает меньшей плотностью, поэтому начинает самопроизвольно подниматься от котла по стояку, откуда направляется в отводящие трубопроводы и далее в радиаторы. У остывающего теплоносителя увеличивается плотность, что делает его более тяжелым.

По этой причине он опускается ниже, собирается в трубопроводе обратной разводки, по которому поступает к котлу. Таким образом, пока агрегат работает, будет реализовываться циркуляция теплоносителя гравитационного типа. Однако его скорость относительно невелика и может изменяться.

Больше всего она зависит от двух факторов:

1. Места расположения элементов системы. Радиаторы следует располагать значительно выше котла или поднимать под потолок, а еще лучше в чердачное помещение, основной стояк, от которого пойдут отводы на батареи.
2. Разности температур охлажденного и разогретого теплоносителя. Чем она больше, тем выше скорость движения жидкости. По этой причине основной стояк во избежание потерь тепла может быть изолирован специальным материалом, а отбратка, напротив, ничем не закрывается.

К числу достоинств схемы системы отопления частного дома с естественной циркуляцией можно отнести ее дешевизну и простоту в проектировании, обустройстве и обслуживании. При работе она абсолютно бесшумна, какая-либо вибрация отсутствует.

Недостатков у схемы с естественной циркуляцией довольно много. Она медленно запускается в работу, что объясняется низкой скоростью продвижения теплоносителя при малой разнице температур.

Кроме того, для нормальной циркуляции жидкости в контуре требуется трубопровод, собранный из труб относительно большого диаметра. Такие системы ограничены по размерам в силу невысокого естественного давления в магистрали. Длина такой конструкции не может превышать 30 м по горизонтали.

Галерея изображений

Фото из

Гравитационная схема отопления

Трубопроводы большого диаметра

Разгонный участок после котла

Минимум регулирующей и запорной арматуры

Схема с принудительной циркуляцией

В систему включается циркуляционный насос, он побуждает теплоноситель двигаться с определенной скоростью. Насос устанавливается в любом месте отопительной линии.

Но для установке на подаче насос нужно покупать только от проверенных производителей, ведь ему предстоит работать в неблагоприятных условиях, хоть и все выпускаемые сейчас циркуляционные модели рассчитаны на подобную эксплуатацию.

Мощность насоса подбирается в зависимости от протяженности трубопровода и может быть разной. Благодаря принудительной циркуляции контур может иметь разную длину, вплоть до очень протяженного. Скорость продвижения жидкости-теплоносителя не зависит от разности температур, что дает возможность реализовывать самые разные инженерные схемы.

Кроме того, появляется возможность использовать трубы малого диаметра, это благоприятно сказывается на внешнем виде такой отопительной системы.

Из недостатков отопления с насосной циркуляцией стоит отметить энергозависимость. Это означает, что при отсутствии подачи электроэнергии отопление не будет работать. Для мест, где отключения электричества нередки, это очень серьезный недостаток.

Помимо этого установка насоса потребует дополнительных затрат на его покупку, монтаж и последующую эксплуатацию.

Автономная система отопления воздушными конвекторами

Воздушная автономная система отопления обычно предполагает использование электрических конвекторов, встроенный вентилятор которых подает воздух на нагревательные элементы, после чего он попадает в помещение. Нагревать воздух могут кондиционеры, работающие в режиме отопления, и обычные дешевые электрические обогреватели без вентиляторов с открытой спиралью, или масляные, где нагревательный элемент погружен в теплоноситель. Последним словом техники является использование для обогрева энергосберегающих тепловых насосов типа воздух-воздух, полученная в результате их функционирования тепловая энергия передается воздушным массам и распространяется по всей площади помещения за счет встроенных вентиляторов.

Отопление помещений нагретым воздухом является не слишком популярным методом у потребителя и обладает следующими особенностями:

• Все варианты отопления воздухом позволяют обогреть помещение в течение короткого времени в отличие от водяного отопления, требующего для начала подачи тепла значительных временных интервалов.
• Электрические конвекторы с открытой спиралью сжигают кислород — это ухудшает качество воздуха в помещении и может вызвать головную боль.
• Если используется один конвектор на отопление нескольких помещений, придется монтировать воздуховодную громоздкую систему и подвешивать ее к потолку.

Рис. 5 Отопление кондиционерами

• Помимо отопления высокотехнологичной тепловой генератор (кондиционер) способен выполнять функции увлажнения, фильтрации или охлаждения воздуха в теплое время года.
• Отопительной установке и вентиляционным коробам не грозит размораживание в холодное время года, а также утечка теплоносителя в системе, которым является воздух.
• Воздушное отопление легко реализовать в любом помещении большой или малой площади, в простейшем случае достаточно подключить конвектор к розетке, чтобы получать тепло.

Помимо небольших тепловых генераторов, работающих на электричестве, для воздушного отопления используются стационарные крупногабаритные теплогенераторы, работающие на газу или жидком топливе, их основными узлами являются (рис. 7):

• Газовая горелка, размещенная в емкости большого объема (корпусе).
• Камера сгорания, в которой происходит горение газа и передача его тепловой энергии воздуху.
• Система вентиляторов, обеспечивающих воздухообмен и подачу нагретого воздуха в воздуховодные каналы.
• Воздуховодные рукава, направляющие поток в разные помещения.
• Электронная система автоматического управления и контроля с заданием режима работы и температурных параметров конвектора.

Рис. 6 Автономная система отопления тепловыми насосами

Отапливаем загородный дом природным газом

Природный газ среди прочих видов топлива является лидером. При наличии современного эффективного котла хорошо утеплённый дом отапливается с минимальными затратами. Конечно, есть более дешёвые источники энергии, но они не автономны: твёрдое топливо нужно постоянно закладывать, электричество могут отключить, газ в баллонах и вовсе периодически заканчивается.

Особенности использования газовых котлов

При выборе котла нужно исходить из площади дома и гидравлического расчёта. Настенный конвекционный котёл справляется с отоплением трёхсотметрового дома. Можно установить конденсационное оборудование. Оно подходит для домов площадью до 400 м2. Такие котлы используют не только энергию топлива, но и парового конденсата. Их энергоэффективность значительно выше. Если вдруг производительности оборудования недостаточно, можно воспользоваться функцией «подключения в каскад».

Несколько лет назад стоимость котла для отопления была очень высока. Но теперь, когда это оборудование стало вполне доступным, использовать природный газ для обогрева дома и организации горячего водоснабжения выгоднее, чем любые другие виды топлива

Горячее водоснабжение может обеспечиваться электрическим бойлером, но если отопление частного дома основано на использовании природного газа, экономичнее использовать его для подогрева воды. Для этого нужно приобрести либо двухконтурный газовый котёл, либо дополнить имеющийся баком. Можно подобрать объём, исходя из бытовых нужд. Бойлерные колонки сохраняют запас воды нужной температуры. Проточный газовый котёл нагревает воду в момент подачи. После открытия крана сначала спустится холодная вода, и только потом пойдёт горячая.

Схема устройства такой системы

Схема системы газового отопления частного дома включает в себя источник тепла, от которого теплоноситель сначала расходится через коллектор по трубам к радиаторам, а затем, остывая, возвращается в котёл. Жидкость находится под давлением. Циркуляция в этом случае принудительная. Дополнительно могут устанавливаться воздухоотводчики, запорные краны, датчики протока и температуры, термоголовки. Регулировать температуру помогает автоматика.

Система может разрабатываться и под естественную циркуляцию, тогда в схему включается расширительный бак в самой высокой точке дома. Здесь можно сэкономить на датчиках температуры, воздухотводчиках и дорогостоящих насосах.

Разводка отопления может быть лучевой или тройниковой. Первая дороже за счёт большего метража трубопровода, но эффективнее и мобильнее, её проще ремонтировать во время отопительного сезона. Вторая дешевле за счёт меньшего количества труб, но она не даёт таких широких возможностей для регулирования температуры в отдельных помещениях, как лучевая разводка.

Количество радиаторов в системе определяется на основании теплового и гидравлического расчётов. Это самый правильный вариант и с технической, и с экономической точки зрения.

Отопительное оборудование на природном газу нуждается в минимальном сервисном обслуживании, которое, кстати, можно осуществлять своими силами. Топливо сгорает, не образуя твёрдого остатка. Чтобы не устанавливать дымоход, можно приобрести котёл с закрытой системой сгорания.

Если к окончанию строительства дома газовой магистрали ещё не будет, можно приобрести котёл на двух видах топлива. После газификации переход на экономичный и эффективный природный газ не потребует существенных материальных затрат. Максимум нужно будет вызвать специалиста из сервисной компании.

Разновидности жидкостных автономных отопительных систем

Отопительные системы обогрева индивидуального дома с использованием в качестве теплоносителя воды и незамерзающих жидкостей (антифризов) отличаются по ряду признаков, основные различия:

По типу используемого топлива. Самыми популярными видами энергии для нагрева теплоносителей являются электричество, газ, жидкие горючие углеводородные смеси (дизельное топливо, мазут, масло, керосин), большое количество твердых горючих материалов — дрова, уголь, торфяные брикеты и пеллеты различного состава. Электроэнергия может быть получена как от энергетических компаний, так и самостоятельно при использовании солнечных батарей, ветровых или гидравлических генераторов.

По виду тепловых генераторов. В современных отопительных системах для передачи энергии теплоносителю используют нагревательные котлы, имеющие конструктивные особенности и различия между аналогами для каждого вида топлива. При недостатке средств многие умельцы собирают автономное отопление своими руками, используя вместо заводских котлов самостоятельно собранные конструкции преимущественно на твердом топливе, типичный пример — металлическая печка в жилом помещении с расширительным баком на чердаке и стальной трубопроводной системой с радиаторами.

Газовое отопление дачного дома

Если на даче есть возможность подключения к магистральной газовой трубе, то вопрос, как выбрать отопление дачного дома, отпадает сам собой: котел способен в короткие сроки обогреть загородный дом, при этом стоимость потраченного энергоносителя не будет слишком обременительна для хозяев.

Для дачи подходят небольшие, маломощные настенные модели, их с лихвой хватит на отопление небольшого дома. В газовом котле в качестве теплоносителя, так же, как и в электрическом, выступает вода или антифриз. Такая схема отопления предполагает наличие в доме смонтированной трубопроводной отопительной системы.

При отоплении дачного домика газовый котел может работать полностью автономно (без потребления электроэнергии). В этом случае вода в трубопроводе циркулирует не принудительно за счет работы насоса, а самостоятельно по принципу конвекции. То есть горячая вода, расширяясь при нагреве, проталкивает холодную в зону нагрева и так без перерыва. Правда, для установки энергонезависимого котла необходимо учесть наклон труб и высоту расположения теплогенератора относительно батарей и труб отопления.

Несмотря на то, что газовый котел может быть установлен своими руками, обойтись без специалиста службы вряд ли получится, в его обязанности входит подключение котла к газовой магистрали и первый запуск отопительного агрегата.

Если вы твердо решили воспользоваться преимуществами газового котла, но не имеете возможности подключиться к трубопроводному газу, тогда придется устанавливать газгольдерную емкость. Эти сварные резервуары цилиндрической или сферической формы выполнены из стали и устанавливаются под землю. В них хранится сжиженный газ под высоким давлением. По мере необходимости емкость пополняется. Стоит отметить, что такая схема газоснабжения дачи повлечет значительные расходы не только на сам монтаж емкости, но и на ее регулярное пополнение.

Вне зависимости от того, газовый это котел или электрический, необходимо предусмотреть возможность замерзания воды в трубопроводах и, как следствие, их разрушения. Избежать такой аварии поможет использование в качестве теплоносителя антифриза или применение труб с нагревающим кабелем под утепляющей изоляцией. Кроме того, обезопасить отопительную систему поможет блок защиты котла. Поскольку для его работы необходима электроэнергия, следует предусмотреть аварийное питание котла от дизель-генератора.

Котлы для водяного автономного отопления — виды и особенности

Отопительные котлы являются наиболее воздействованным оборудованием в частном секторе, с их помощью и только обогревают дома, но и нагревают холодную воду для хозяйственных нужд и личного пользования в целях гигиены, используя двухконтурные модификации. Котлы заводского изготовления отличаются надежностью и высоким сроком службы, относительно доступной ценой, эффективностью и комфортностью работы, при установке простых безколлекторных систем отопления только с радиаторами возможен монтаж всего отопительного оборудования своими руками. При выборе котла в первую очередь исходят из стоимости и доступности топлива, их основные варианты рассмотрены ниже.

Автономный обогрев газовыми котлами

На сегодняшний день газовое автономное отопление является безусловным лидером по распространенности благодаря низкой стоимости газа и развитой сети газопроводных магистралей.

Отопление газом имеет следующие особенности:

• Самые низкие расходы на топливо по сравнению с другими видами топливных котлов.
• Более высокая стоимость типового котла, чем аналогичного оборудования других видов, его средняя цена около 42000 руб.
• Оборудование требует регулярного обслуживания специалистами сервисных служб, перед его установкой необходимо провести многочисленные согласования с газовыми службами.
• Газ взрывоопасен, поэтому при монтаже и эксплуатации следует уделять повышенное внимание надежности и герметичности соединений.
• При сгорании газа расходуется кислород, поэтому в месте размещения котла необходимо обеспечение хорошей вентиляции. Продуктом горения является сажа, которая оседает на внутренних стенках дымохода — это требует применения мер по его периодической очистке.

Рис. 10 Газовый котел – основные узлы

Автономная система отопления на твердом топливе

Котлы на твердом топливе являются классикой и стоят на первом месте по распространенности в областях, где отсутствует централизованное газоснабжение, твердотопливное отопление имеет следующие особенности:

• Стоимость котлов наиболее низкая среди всех аналогов, средняя цена типовой модели составляет около 17500 руб.
• Топливо доступно любых областях на территории страны, в угледобывающих районах естественно чаще других разновидностей используется уголь, в областях средней полосы популярны торфобрикеты, евробрикеты, дрова и отходы древесины, пеллеты.
• Для хранения твердого топлива требуется определенное место, его складирование и использование отнимает массу свободного времени, требует постоянной уборки в помещениях с котельным оборудованием.
• Продуктами сгорания является копоть, которая при выбросе в воздух оседает на поверхность земли, загрязняет окружающую среду и атмосферу.
• Из-за большого количества сажи в трубопроводах и дымоходах требуется их регулярная очистка от осадка, при невыполнении этой процедуры или задержках высока вероятность воспламенения копоти, приводящая к возникновению пожаров.

Рис. 11 Твердотопливный тепловой генератор – принцип работы

Автономная система отопления на жидком топливе

Жидкотопливные теплогенераторы не так часто встречаются в быту, как газовое и твердотопливное оборудование, в отличие от отечественного потребителя, такой вид отопления пользуются высокой популярностью у жителей стран Западной Европы. Особенностями отопления зданий с помощью котлов на жидком топливе являются следующие факторы:

• В качестве топлива могут использоваться солярка, керосин, бензин, отработанное растительное масло.
• Средняя стоимость бытового жидкотопливного котла невысокой мощности отечественного производства около 30000 руб, цена импортных моделей может превосходить эту сумму в 10 раз.
• Все котлы отличаются высокой эффективностью (КПД) работы, который в среднем составляет 92%, 1 л топлива в час расходуется на получение 10 кВт/ч тепловой энергии.
• Мощность выпускаемых изделий лежит в широком диапазоне и рассчитана на отопление от одноэтажных небольших жилых домов до производственных цехов большой площади.
• Практически все котлы работающие на жидком топливе, могут функционировать на природном газу.
• Благодаря встроенной системе автоматики при работе оборудования не требуется присутствие человека.
• Когда не используется подключение газа, установка котла не требует разрешительных документов от соответствующих организаций.
• Оборудование характеризуется высокой автономностью, если для работы требуется электричество, его получают сжиганием того же топлива в электрогенераторе.
• Топливо имеет высокую стоимость, поэтому эксплуатация котла обойдется дороже других видов.
• Для хранения топливных запасов потребуется возведение отдельной хозяйственной постройки или навеса, под ним емкости с топливом должны размещаться в земле для защиты от солнца, снижающего его характеристики.
• Для установки агрегата в доме потребуется отдельное помещение, оборудованное мощной вытяжной вентиляцией, так как горелка при работе издает шум, потребуется звукоизоляция комнаты.

Рис. 12 Жидкотопливный котел – главные узлы

Автономная система отопления на электричестве

Электричество является самым простым и доступным видом энергии, который можно получать как от государственных линий электропередач, так и самостоятельно, используя энергию солнца, ветра, движущейся воды, в электрогенераторах электроэнергию получают путем сжигания жидкого топлива. Электрокотлы довольно сильно отличаются от аналогичных агрегатов следующими свойствами:

• Средняя стоимость типового бытового котла составляет около 35000 руб.
• Оборудование надежно и бесшумно работает.
• При функционировании в атмосферу не выделяются вредные вещества, не требуется монтаж воздуховодов и дымоходов, устройство специальных вытяжных систем для обновления воздуха в помещении.
• Срок службы основных трубчатых электронагревательных элементов (ТЭНов) не превышает 15-20 лет.
• При работе не требуется вмешательство человека, возможно электронное программирование системы, при котором котел будет работать самостоятельно многие месяцы.
• Оборудование требовательно к скачкам и внезапным отключениям электричества, в этом случае с ТЕНами ничего не произойдет (резистивные элементы не чувствительны к энергетическим перепадам), но автоматика может выйти из строя.
• В районах с нестабильным электроснабжением и частыми авариями использование электрокотла проблематично — при длительном отсутствии электроэнергии при отключенном котле возможно промерзание трубопровода с теплоносителем.
• Установка и монтаж электрокотла не требуют согласования с соответствующими службами.
• Высокие тарифы на электроэнергию препятствуют повсеместному использованию такой системы электрического обогрева в быту.

Рис. 13 Электрокотел — устройство

Возможно будет интересно: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

Автономное отопление на дизельном топливе

Автономное отопление дизельным топливом не входит в число самых распространенных систем теплоснабжения по причине дороговизны и неэкономичности используемой в нем солярки, хотя сам котел и вспомогательное оборудование стоят относительно недорого и не отличаются сложностью в установке.

Положительные стороны

• новые модели котлов оснащены горелками с подогревом, что позволяет экономично пользоваться топливом.
• отличная теплоизоляция оболочки котла.
• оборудование, созданное для автономного обогрева частного дома на дизельном топливе, имеет систему контроля безопасности.
• котел не нуждается в потреблении газа.
• в будущем оборудование можно в любой момент переквалифицировать на отопление с помощью природного газа.

Отрицательные стороны

• дизельное топливо значительно дороже газа и электричества.
• оборудование на дизельном топливе требует наличие отдельного помещения.
• любая система управления с автоматизированным принципом работы нуждается в электроэнергии.
• цена самой системы отопления отличается от стоимости другого оборудования в большую сторону. Немаленьких затрат требуют монтажные работы, сосуд для хранения топлива и оборудование путей для его заправки.
• система требует необходимого обслуживания, должна постоянно контролироваться специалистами и проходить своевременную чистку.
• использованное топливо должно быть очень хорошего качества.

Пример использования

Чтобы примерно оценить стоимость такого отопления в реальных условиях, можно представить дом с площадью 150 м². Допустим, в нем есть 6 комнат и его нужно прогревать системой отопления на дизельном топливе. Примерные расходы на монтажные работы и покупку самого оборудования будут стоить около 200 тысяч рублей. Для представления полной картины можно вычислить примерную стоимость ежемесячного отопления. Зимой расход топлива увеличится еще больше, также, скорее всего, будет использоваться возможность нагрева воды. В месяц работа такой системы будет обходиться примерно в 20 тысяч рублей.

Критерии выбора котла для автономного отопления частного дома

При выборе типа котла для отопления не возникает альтернативны только в том случае, если к дому подведен газ, он является самым дешевым видом топлива и в сравнении с другими источниками (электроэнергия не рассматривается) имеет ряд эксплуатационных преимуществ — не требует места для хранения запасов, выделяют в окружающую среду меньше продуктов горения, не так интенсивно загрязняет дымоходную систему.

Основными параметрами, на которые обращают внимание при выборе котла, являются:

• Мощность агрегата: напрямую связана с площадью отапливаемых помещений и температурным режимом, который обычно выбирают, руководствуясь строительными нормативами и ГОСТами.
• Количество контуров: если в доме не организовано горячее водоснабжение, практичнее выбрать двухконтурную модель, которая может нагревать воду.
• Место расположения: обычно агрегат устанавливают внизу в подвальном помещении на пол, встречаются и подвесные варианты для домов малой площади.
• Материал изготовления агрегата и теплообменника: чугун, нержавеющая сталь, медь.
• Вид камеры сгорания по способу подачи воздуха в топку: открытая или закрытая.
• Наличие систем автоматического управления и контроля, возможность программирования режимов работы.
• Способность котла работать с альтернативным топливом: актуально для жидкотопливных модификаций.

Правила эксплуатации котла

Если котел открытого типа, то его необходимо установить его на пол, который покрыт несгораемым слоем. В случае если помещение, в котором размешена котельная, имеет небольшую площадь, то необходимо обеспечить дополнительную вентиляционную систему. Дымоход должен обеспечить необходимую тягу, которая нужна для нормального горения, поэтому о его обустройстве нужно позаботиться заранее. Установив стабилизатор, можно не беспокоиться о том, что тяга будет не на должном уровне.

Подбор котла для автономного отопления по мощности

В паспортных данных на котел обязательно указывается его номинальная мощность, иногда производитель приводит площадь помещений в квадратных метрах, которую может отопить данный котел. Для усредненных вычислений принимают расход 1 кВт тепловой мощности агрегата на обогрев 10 квадратных метров жилого помещения при высоте потолков 2,5 — 2,7 м. Если высота больше, вводят поправочный коэффициент, к примеру, мощность умножают на 1,23 при расстоянии от пола до потолка 3,2 м.

Также при расчетах учитывают климатическую зону, в которой находится дом, она включается в формулы в виде поправочного коэффициента и лежит в диапазоне от 0,7 для южных районов до 2 при расположении жилья в северных областях. Если применяют для нагревания воды котел двухконтурный, его расчетную мощность увеличивают на 20 — 25%.

Для определения мощности теплового генератора иногда используют СНиП 2.04.07-86, согласно которому для малоэтажных домов, если наружная средняя температура составляет -25 °С, теплопотребление считают по норме 173 — 177 Вт/м2, а в квартирах многоэтажек норматив принимают равным 97 — 101 Вт/м2.

Подводя итог, следует отметить, что для приблизительных ускоренных расчетов с учетом различных факторов (горячее водоснабжение, высокие потолки, холодный климат) котел обычно выбирают со средней мощностью, которая должна составлять около 1,5 кВт на 10 м2 помещения.

Рис. 16 Пример расчета тепловой мощности

Электроотопление

Этот вид работает на электрических котлах. Его преимущества:

• низкий уровень шума при работе;
• доступная цена;
• надежность конструкции;
• легкая установка.

Срок службы электрических котлов составляет 15 лет. Обогрев дома данной системой даёт возможность запрограммировать температуру воздуха. Сделать это можно при помощи датчика температуры, который лучше установить в самом холодном помещении.

Минусы:

• высокая стоимость электричества;
• необходимость постоянного доступа к нему.

Этапы монтажа отопительной системы своими руками

Установить простую систему отопления в доме своими руками без коллекторной разводки и укладки теплых полов задача, которая по силам многим домовладельцам при наличии простого строительного и сантехнического инструмента. Для эффективного и качественного проведения работ так же понадобятся знание схемы установки котла (инструкция в помощь), технологии монтажа трубопроводов различного типа, специальные навыки спайки или сварки труб, если выбран полипропиленовый или стальной трубопровод. Монтаж автономной системы отопления в частном доме или квартире своими руками от а до я проводят поэтапно в следующем порядке:

1. Самостоятельно составляют или заказывают схему отопления в архитектурной организации, учитывающую конструктивные особенности своего дома, строительство колодца для подсоединения к газопроводной магистрали.
2. Определяют вид топлива и котла, который будет использоваться для обогрева помещений, его конфигурацию (двухконтурный или одноконтурный).
3. Выбирают материал труб, если их планируется прятать под полом при подведении к радиаторам отопления, приобретают изделия из сшитого полиэтилена РЕХ подходящего диаметра. Их неоспоримым преимуществом является гибкость, возможность соединения между собой и подключения к отопительному оборудованию с помощью компрессионных фитингов, не требующих специального обжимного или паечного сантехнического инструмента.
   

   Если трубопровод прокладывают по поверхности, можно использовать полипропилен, стальной или медный трубопровод, элементы которых соединяются пайкой или сваркой.

4. Подбирают тип теплообменных приборов, рассчитывая количество радиаторов и необходимые мощности батарей в соответствии с площадями отапливаемых помещений и оптимальной температуры в помещениях, количество секций подсчитывают вручную или с помощью калькуляторов.
5. Определяются со схемой подключения своих батарей, она может быть однотрубной или двухтрубной, лучшие результаты показывает попутная двухтрубная разводка, обеспечивающая одинаковую температуру нагрева всех подключенных к линии радиаторов.

Рис. 17 Газовый котел для автономного отопления — вариант монтажа

• Приступают к монтажу системы, устанавливая на пол в подвале и подвешивая на стену котел, после чего в стенах сверлят сквозные отверстия и монтируют трубопровод, если трубы отопления располагаются в полу, в стяжке прорезают штробы, в которые укладывают трубную подводку.

Штробы также делают и в стенах, если трубопровод пускают по поверхности и хотят его спрятать для повышения эстетичного внешнего вида.

• Подвешивают радиаторы на стенах, для уменьшения тепловых потерь размещают за ними фольгированную пленку для отражения инфракрасного излучения, подсоединяют к ним отопительный трубопровод.
• Наполняют систему водой и проводят ее проверку на наличие утечек, для этого жидкость подают под давлением, превышающим рабочее в 1,5 — 2 раза (опрессовка) и оставляют систему в таком положении от 30 минут до 24 часов.
• Включают котел на небольшую температуру и проверяют прогрев всех радиаторов, удаляют с помощью встроенных в батареи кранов Маевского воздушные пробки, мешающие циркуляции и нагреванию. После развоздушивания всей системы включают котел на полную мощность и последовательно проверяют функционирование системы при различных режимах работы, меняя скорость подачи на циркуляционном электронасосе.
• Окончательным этапом является балансировка системы с целью достижения одинаковой температуры нагрева всех радиаторов, для этого в них обычно встраивают терморегуляторы перед монтажом и пользователю остается лишь проверить корректность их работы термометром.

Рис 18 Твердотопливный котел мощностью 20 кВт в подвале

Схемы отопления – однотрубная и двухтрубная система, какая лучше, и от чего зависит выбор схемы

Отопление частного дома может быть выполнено своими руками по различным схемам. Основных способов устройства два – однотрубная и двухтрубная схема.

Однотрубная система отопления весьма популярна в среде индивидуальных застройщиков по следующим причинам:

1. Относительно демократичная стоимость устройства и его простота, позволяющая реализовать все своими руками. Достаточно владеть навыками сварщика средней квалификации.
2. Гидроустойчивость, при которой теплоотдача разводки не изменяется при отключении отдельного нагревательного элемента.
3. Экономное расходование основного материала – труб.
4. Система характерна невысокой инерционностью и быстрым прогревом контура, что объясняется уменьшенным количеством теплоносителя при такой схеме.
5. Эстетичный внешний дизайн, особенно, когда магистральная труба проводится в стене.
6. Применение современного запорного и регулирующего оборудования (автоматические и ручные регуляторы температурных значений) позволяет производить точную настройку системы и обеспечить ее стабильность.
7. Простота конструкции, определяющая ее надежность.
8. Простой монтаж, обслуживание и эксплуатация.

Использование средств автоматизации позволяет включить однотрубную систему в комплекс схемы управления «Умный дом», регулирующий ее работу в зависимости от погодных условий, времени суток, сезона и других факторов.

Основные нарекания на такую схему подключения для частного дома состоят в неравномерности нагрева отдельных элементов – чем больше удаленность от котла, тем медленнее нагреваются батареи, поскольку теплоноситель охлаждается по мере перемещения по контуру.

Частично такой эффект нивелируется использованием циркулярного насоса. Можно также увеличить количество секций в удаленных батареях, что позволит выровнять теплоотдачу.

Такими мерами можно в значительной степени снизить влияние отрицательных факторов. В результате водяное отопление, выполненное по такой схеме, считается лучшим для частных домов площадью до 150 м3.

В двухтрубной системе отопления, наполнение всех радиаторов происходит одновременно. Этим обусловлен равномерный нагрев всего трубопровода.

Видео – Однотрубная / двухтрубная схема

Однотрубная / двухтрубная система отопления

Одновременно возникает возможность регулировки количества теплоносителя, проходящего в любом из коллекторов системы.

Такая схема, сделанная правильно своими руками имеет ряд определенных преимуществ:

1. Возможность автоматической регулировки температуры в каждом помещении.
2. Любой контур работает независимо, сбой в работе одного из них не влияет на функционирование остальных.

Вместе с тем имеются и определенные недостатки:

• повышенная сложность конструкции;
• большая материалоемкость разводки;
• повышенная трудоемкость исполнения.

От выбора схемы отопительной системы загородного дома, зависит стабильность работы все системы. Так, для зданий с постоянным проживанием, допустимо использовать однотрубную схему подключения.

Двухтрубную систему лучше применять в домах периодического посещения, когда можно прогревать жилище с пониженным расходом горючего.

Выбор варианта подключения зависит от пожеланий застройщика и полностью находится в его компетенции.

Оформление разрешительных документов для обустройства автономного отопления

Для устройства системы автономного отопления в загородном доме придется обращаться в сельскую или городскую администрацию по месту проживания, так как монтаж подобной системы является перестройкой или перепланировкой помещения, понадобятся следующие документы:

1. Заявление утвержденной формы, которая оговорена в Правительственном Постановлении от 25.04.2005 г. №266.
2. Свидетельство о праве собственности с приложением сопутствующих документов: государственной регистрации, договоров дарения или передачи жилья в собственность, нотариально заверенном праве наследования.
3. При долевом участии потребуется подтверждение владения недвижимостью от всех собственников и их согласие на монтаж системы (подпись всех проживающих в заявлении).
4. Ксерокопия техпаспорта помещения.
5. Подтверждение архитектурных органов и организаций, занимающихся охраной памятников, статуса жилья — представляет ли оно архитектурную, историческую или культурную ценность.
6. Проект устройства или перепланировки, состоящий из плана размещения газопроводной магистрали и установки котла.
7. При установке мощного электрокотла (если значение превышает 30 кВт) потребуется копия его паспорта с подтверждением максимальной мощности, договор электроснабжения.
8. Проект переустройства дома (перенос или демонтаж внутренних перегородок, стен, дверных и оконных проемов), если он происходит при установке оборудования. Его составляет проектная организации, в документах содержится основная информация по устанавливаемой системе, технические расчеты. Так же проектные решения согласовываются со службами пожарной охраны, санитарно-эпидемиологической станцией, газовщиками.
9. Технические условия подключения газовой магистрали (выдается газораспределительными государственными организациями или частными собственниками топлива и коммуникаций), устройства вентиляции в помещении с котлом.

Данный пакет документов подается в межведомственную комиссию, отвечающую за эксплуатацию жилищного фонда и размещенную в администрации, ожидать ответа следует около 45 дней.

После проведения работ по подключению и монтажу сетей соответствующими службами, составляется акт приемки, его копия подается в службу регистрации объектов недвижимости.

Рис. 19 Установленный котел на жидком топливе

Видео по теме

Как сделать автономное отопление в квартире своими руками:

Преимущество владельца автономной СО в том, что у него развязаны руки: есть возможность дополнить обычную систему альтернативными теплогенераторами, отчего ощутимо снизятся затраты. Таковыми являются солнечные коллекторы (наиболее эффективны вакуумные) и тепловые насосы, использующие тепло низкопотенциальных источников: воды и грунта с температурой +50 – + 100 С.