Статьи

Отопление своими руками: основы монтажа автономных систем водяного отопления

С использованием каких материалов монтируется пластиковое отопление своими руками? Какие отопительные приборы стоит использовать? Что лучше использовать в качестве теплоносителя?

Попробуем ответить на эти и некоторые другие вопросы.

Котельная частного дома.

Источник тепла

Начнем с выбора типа котла.

На него влияют два фактора:

Цена единицы тепловой энергии. Понятно, что экономичность отопления всегда будет приоритетом.
Удобство использования котла. Чем реже ему требуется загрузка топлива или техническое обслуживание, тем лучше.

Экономичность

Здесь рейтинг дешевизны отопления выглядит следующим образом:

Газ. Киловатт-час тепла, полученный при его сжигании, обойдется всего в 70 копеек.

Заметьте: мы говорим о магистральном природном газе. Газгольдер или баллоны существенно увеличат затраты.

Дрова увеличат расходы на киловатт-час тепла до 1,1 рубля.
Уголь обойдется еще дороже – 1,3.
Пеллеты (прессованные опилки) – 1,4 – 1,8 р/КВт*ч.
Соляра – 3,2.
Электричество при использовании электрокотла любого типа – 3,0 – 4,0 в зависимости от региональных тарифов на электроэнергию.

Кстати: несмотря на рекламные заверения производителей и дилеров, КПД любого электроприбора прямого нагрева равен 100%. Это прямо вытекает из законов физики: прибор, не совершающий физической работы, использует всю энергию для нагрева. Экономичный электрокотел – миф.

Экономичные приборы прямого нагрева существуют только в воображении маркетологов.

Удобство использования

Здесь виды отопительного оборудования распределились в другом порядке.

Источник тепла	Комментарий
Электроэнергия	Работа в автономном режиме возможна неограниченное время. Отвод продуктов сгорания не требуется. Возможна работа по суточному или недельному графику.
Газ	Котел с электророзжигом и принудительной тягой автономностью полностью идентичен электрическому, но требует отвода продуктов сгорания. Энергонезависимые устройства нуждаются в ручном розжиге.
Соляра	Котел обладает автономностью электрического, но требует хранения запасов топлива. Кроме того, высокий уровень шума заставляет монтировать его в отдельном помещении.
Пеллеты	Автоматизированная подача топлива из бункера обеспечивает автономность в несколько дней, после чего требуется повторная загрузка пеллет и чистка зольника.
Уголь, дрова	Загрузка топки и удаление золы нужны каждые 4 – 8 часов.

Чистка зольника твердотопливного котла.

Несмотря на потребность в частых загрузках горючего, там, где нет магистрального газа, отопление на твердом топливе своими руками монтируется чаще всех прочих схем. Причина – именно в его экономичности.

Увеличить автономность системы можно несколькими способами.

Твердотопливный пиролизный котел, в отличие от классического, разбивает процесс горения на два этапа. Вначале дрова или уголь тлеют при ограниченном притоке воздуха, затем продукты неполного сгорания – угарный газ и летучие углеводороды – дожигаются в отдельной камере. Гибкая регулировка тепловой мощности позволяет увеличить период между растопками до 10 – 12 часов.

Схема работы пиролизного котла.

В котле верхнего горения объемная топка поджигается, как и следует из названия, сверху. Циркуляция воздуха организована таким образом, что поток продуктов сгорания уносит золу в дымоход. Автономность лучших котлов этого типа достигает суток и более.
Наконец, уменьшить количество ежесуточных растопок поможет включение в схему теплоаккумулятора – массивной теплоизолированной емкости с теплоносителем. Работая на полной мощности, котел в течение трех-четырех часов нагревает воду в баке; затем накопленная энергия используется для поддержания температуры отопительных приборов.

Трубы

Вместо того, чтобы перечислять все применяющиеся в автономных системах материалы, мы позволим себе сразу указать на оптимальное решение – армированный алюминием полипропилен.

Полипропиленовая труба с армированием алюминиевой фольгой.

Почему именно он?

Этот материал дешев на фоне всех альтернатив.
Гидравлическое сопротивление трубы минимально и не увеличивается в процессе эксплуатации: гладкая полимерная поверхность не подвержена эрозии и не обрастает отложениями. Для сравнения – новая стальная труба может отличаться от старой оказываемым потоку воды сопротивлением в 200 и более раз.
Ресурс при типичных для автономной системы параметрах (давление 1,5 – 2,5 кгс/см2, температура 55 – 75С) оценивается минимум в 50 лет.

Почему предпочтителен именно армированный полипропилен?

Комби-материал несколько прочнее на разрыв. При одинаковой толщине стенок максимальное допустимое давление для монолитного полипропилена составляет 20 атмосфер, для армированного – 25.

Полезно: рабочее давление трубы указывается в ее маркировке. В нем присутствуют условные обозначения вида PN* (давление в кгс/см2) и PP-* (тип материала: R — рандом сополимер, В — блоксополимер, Н — гомополимер).

Что куда важнее, армирование алюминием резко уменьшает коэффициент удлинения пластика при нагреве. Впрочем, при большой протяженности прямых участков удлинение все равно будет заметным – именно поэтому на них монтируются компенсаторы для систем отопления (П-образные или кольцевые изгибы трубы).

Кольцевые компенсаторы.

Радиаторы

Инструкция по подбору радиаторов для автономных систем отопления жилых малоэтажных зданий тоже вполне однозначна. Здесь лучше использовать алюминиевые секционные радиаторы.

Алюминиевый радиатор.

Причины:

Дешевизна. Стоимость секции начинается от 280 рублей.
Привлекательный внешний вид, способный вписаться в любой дизайн помещения.
Высокая теплоотдача на секцию (до 210 ватт при межосевом размере 500 мм) благодаря развитому оребрению и высокой теплопроводности алюминия.

Все недостатки алюминия – невысокая механическая прочность и способность образовывать гальванические пары с медью – в нашем случае неактуальны. Гидроудару, способному разрушить радиатор, просто неоткуда взяться – как и посторонним металлам в замкнутом контуре.

При расчете тепловой мощности отопительного прибора для помещения с качественной наружной теплоизоляцией проще всего ориентироваться на СНиП полувековой давности: на квадратный метр площади берется 100 ватт тепла.

Дополнительные комплектующие

Какие комплектующие для систем отопления, помимо котла, труб и батарей, используются в автономном контуре?

Расширительный бак компенсирует увеличение объема теплоносителя при нагреве. Его объем берется равным примерно 10% от общего объема контура.

Устройство мембранного расширительного бака.

Подсказка: в сбалансированной системе отопления объем воды можно грубо оценить из расчета 13-15 литров на киловатт тепловой мощности.

Предохранительный клапан сбрасывает излишки давления при переполнении расширительного бачка.
Назначение автоматического воздухоотводчика понятно из его названия: он позволяет системе избавиться в автоматическом режиме от воздушных пробок.
Манометр (реже – термоманометр) служит для визуального контроля параметров системы.
Циркуляционный насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя.

Любопытно: перечисленные выше основные элементы обвязки котла часто размещаются непосредственно в его корпусе. В первую очередь это касается электрических и газовых устройств.

Помимо обязательных элементов, конструкция отопительного контура может включать:

Перемычку с системой холодного водоснабжения с перекрывающим ее вентилем. Через нее выполняется заправка контура.
Воздушники (краны Маевского или обычные водоразборные краны) в верхних точках контура – в радиаторных пробках или на перемычках между отопительными приборами.

На фото – кран Маевского в радиаторной пробке.

Отсекающие вентиля на подаче каждого радиатора.
Дроссели или термоголовки на обратной подводке отопительных приборов, позволяющие отрегулировать теплоотдачу или выполнить балансировку системы.
Сбросник, позволяющий полностью осушить контур.

Теплоноситель

Наиболее распространенный теплоноситель – обычная вода.

Техническая вода для системы отопления, однако, имеет пару серьезных недостатков:

Содержащаяся в ней известь выпадает в виде отложений на теплообменнике котла, ухудшая его теплоотдачу и снижая просвет трубок.

Известковая накипь в теплообменнике котла.

При вынужденной остановке отопления зимой (типичный случай – устранение течи розлива или подводки до вентилей на ней) зависшая в радиаторах вода за несколько часов превращается в лед – с соответствующими последствиями для отопительных приборов и труб. Разумеется, если не организовать обогрев дома альтернативными средствами или полное осушение контура с потерей всего теплоносителя.

Первая проблема полностью решается заливкой дистиллята. Дистиллированная вода в системе отопления не дает накипи в принципе. Нередко подготовка воды – удаление из нее кальциевых соединений – сводится к кипячению (соли выпадают в осадок) или прогонке через обычный фильтр кувшинного типа.

Если вы хотите перестраховаться от разморозки контура, способ лишь один – использование антифриза. В этой роли лучше использовать водный раствор пропиленгликоля: он не отличается химической агрессивностью и не токсичен.

Как залить воду или другой теплоноситель в закрытый контур?

Простейший способ – использовать для заполнения системы недорогой вибрационный насос (“Малыш” или “Ручеек”). Его выходной патрубок соединяется шлангом с любым вентилем контура; сам насос погружается в ведро или бак с теплоносителем. По мере опустошения емкости теплоноситель непрерывно подливается; давление в системе контролируется по манометру.

Погружной вибрационный насос “Малыш”.

Полезно: перед заполнением системы стоит накачать обычным велосипедным насосом воздушную камеру расширительного бака. Давление зарядки должно соответствовать гидростатическому напору в контуре (1 кгс/см2 на 10 метров водяного столба). Так, если верхняя точка контура выше расширительного бака на 5 метров, давление зарядки бака будет равным 0,5 кгс/см2.

Заключение

Надеемся, что наши рекомендации помогут читателю в проектировании и монтаже собственной системы отопления. Прикрепленное видео предложит его вниманию дополнительную информацию. Успехов!