Якщо заміський будинок активно експлуатується не тільки в дачний період, але і в холодну пору року, створення в ньому якісної опалювальної системи - нагальна потреба.
В магістралях теплопостачання можуть бути використані різні теплоносії: повітря, нагріте до 60 ° С, водяна пара при 130 ° С і вода температурою 95 ° С. Найчастіше використовують водяний обігрів.
Одне з головних переваг цього теплоносія - можливість облаштувати різні системи водяного опалення в залежності від конструктивних особливостей будинку, особистих переваг і інших факторів.
У статті ми описали докладну класифікацію схем водяного теплопостачання, позначили особливості кожного варіанта, а також привели рекомендації по вибору основних вузлів системи. Представлена інформація допоможе спроектувати опалення приватного будинку.
Класифікація систем водяного опалення
Залежно від розташування місця вироблення тепла, водні опалювальні системи підрозділяються на централізовані і місцеві. У централізованому порядку теплом забезпечують, наприклад, багатоквартирні будинки, всілякі установи, підприємства та інші об'єкти.
У цьому випадку тепло виробляється в ТЕЦ (теплоелектроцентралях) або котелень, а потім доставляється споживачам за допомогою трубопроводів.








Місцеві (автономні) системи забезпечують теплом, наприклад, приватні будинки. Виробляється воно безпосередньо на самих об'єктах теплопостачання. Для цієї мети використовуються печі або спеціальні агрегати, що працюють на електроенергії, природному газі, рідких або твердих горючих матеріалах.
Залежно від способу, яким забезпечується переміщення водних мас, опалення може бути з примусовим (насосним) або природним (гравітаційним) рухом теплоносія. Системи з примусовою циркуляцією можуть бути з кільцевими схемами і зі схемами первинно-вторинних кілець.

Відповідно до напрямком переміщення води в магістралях виходу та повернення типу, теплопостачання може бути з попутним і тупиковим рухом теплоносія. У першому випадку вода переміщається в магістралях в одному напрямку, а в другому - в різних.

Труби опалення можуть з'єднуватися з опалювальними приладами в різні схеми. Якщо опалювальні прилади з'єднані послідовно, така схема називається однотрубної, якщо паралельно - двухтрубной.
Є ще й біфілярного схема, при якій спочатку послідовно з'єднуються всі перші половини приладів, а потім, для забезпечення зворотного відтоку води, їх другі половини.
Розташування труб, що з'єднують опалювальні прилади, дало найменування розводці: розрізняють її горизонтальну і вертикальну різновид. За методом складання виділяють колекторні, тройникові і змішані трубопроводи.

У тих житлових будинках, де немає підвалів, але зате є горище, використовуються опалювальні системи з верхнім розведенням. У них подає магістраль розташована вище опалювальні приладів.
Для будівель з технічним підвалом і плоским дахом застосовують опалення з нижнім розведенням, при якій магістралі подачі і відведення води знаходяться нижче приладів опалення.
Є ще й розводка з «перекинутої» циркуляцією теплоносія. В цьому випадку нижче приладів розташовується зворотна магістраль теплопостачання.

Вимоги до роботи системи теплопостачання
Попри всю різноманітність систем водяного опалення, до їхньої роботи пред'являється ряд загальних вимог.
Вони повинні:
- рівномірно прогрівати весь повітря в приміщеннях;
- бути ремонтопридатності;
- не створювати складності в процесі експлуатації;
- мати ув'язку з вентиляційними системами;
- регулюватися.
Спільним є і сам принцип роботи системи опалення: воду нагрівають, після чого вона циркулює по трубопроводу і віддає отримане тепло, зігріваючи приміщення.

Розрахунки потужності обладнання
Температура всередині приміщень залежить від наступних факторів:
- температури повітря поза будівлею;
- товщини стін будинку і якості його окремих елементів;
- теплоємності матеріалів, з яких побудований будинок.
Розраховуючи потребу вашого будинку в теплі, потрібно враховувати всі фактори, в тому числі і втрати тепла через вікна і двері, стіни і підлогу зі стелею. Спеціальні норми, необхідні в процесі розрахунків, повинні застосовуватися з урахуванням кліматичних умов місцевості, в якій розташований житловий об'єкт, і ступеня існуючої теплоізоляції.

Найбільші втрати тепла відбуваються через зовнішні стіни будинку. Зі збільшенням різниці температури всередині будинку і поза будівлею ростуть і тепловтрати.
Якщо враховувати матеріал, з якого зводилися зовнішні стіни, і товщину цих стін, то для зовнішньої температури повітря в - 30 ° С, тепловтрати будуть різними і складуть:
- цегляні з внутрішньої штукатуркою - 89 Вт / м² (в 2, 5 цегли), 104 Вт / м² (в 2 цегли);
- рубані з внутрішньою обшивкою (250 мм) - 70 Вт / м²;
- з бруса з внутрішньою обшивкою - 89 Вт / м² (180 мм), 101 Вт / м² (100 мм);
- каркасні з керамзитом всередині (200 мм) - 71 Вт / м²;
- пінобетонні з внутрішньої штукатуркою (200 мм) - 105 Вт / м².
Втім, тепловтрати відбуваються не тільки через зовнішні стіни, але і через інші огороджувальні конструкції.
При тих же - 30 ° С вони складуть для:
- дерев'яних перекриттів горища - 35 Вт / м²;
- дерев'яних перекриттів підвалу - 26 Вт / м²;
- подвійних дерев'яних дверей без утеплення - 234 Вт / м²;
- вікон з подвійною рамою з дерева - 135 Вт / м².
Щоб розрахувати загальні тепловтрати будівлі, потрібно розрахувати площа всіх огороджувальних конструкцій в квадратних метрах, помножити на норматив тепловтрати за видами конструкцій з урахуванням матеріалів, з яких вони виготовлені, і підсумувати отримані результати.
Розрахунок слід робити, виходячи з мінімальної сезонної температури конкретної місцевості. Втрати тепла через стіни розраховуються окремо, тому що необхідно враховувати площу скління і дверних прорізів.
Втрати через перекриття без люків на горище або в підпіллі обчислюють для всієї площі як для єдиних конструктивних елементів.
Котел опалення вибирають з урахуванням того, що його потужності повинно вистачити для компенсації тепловтрат з 20-30 відсотковим запасом.
Порядок розрахунку теплової потужності обладнання, яке буде використовуватися для монтажу системи опалення, наведено в відео ролику в заключній частині статті.




На нашому сайті є блок статей, присвячених розрахунку водяного опалення, радимо ознайомитися:
- Гідравлічний розрахунок системи опалення на конкретному прикладі
- Розрахунок водяного опалення: формули, правила, приклади виконання
- Тепловий розрахунок системи опалення: як грамотно зробити розрахунок навантаження на систему
Системи водяного опалення
При всіх зовнішніх відмінностях і різних схемах підключення, основний принцип роботи систем водяного опалення однаковий. Нагрітий в котлі теплоносій транспортується по трубопроводу в опалювальні прилади.
Остигаючи, вода передає навколишньому середовищу тепло, після чого повертається в те місце, де вона буде нагріватися. Цей цикл повторюється знову і знову.
Природна і примусова циркуляція
У приватних будинках використовують такі види опалювальних систем:
- з природною циркуляцією;
- з примусовою циркуляцією.
Природна циркуляція. Її працездатність заснована на різниці щільності гарячої та холодної. Верхні позиції такої системи займає тепла вода, а нижні - холодна. Остигаючи, тепла вода переміщається вниз, а нагріваючись - вгору.
Другим фактором, який забезпечує природну циркуляцію водних мас, є нахил, під яким здійснюється монтаж труб.

Перевагою схеми з природною циркуляцією є її повна незалежність від енергопостачання.
Недоліків же у неї набагато більше:
- невеликий радіус действи я, що не перевищує 30 м в горизонтальному вимірі;
- тривалість розігріву - тривалий період досягнення робочих температур у всіх точках системи при запуску після тривалої перерви;
- ризик зупинки роботи через утворення льоду в відкритому розширювальному бачку.
Діаметр трубопроводу повинен бути досить великий через низький циркуляційного тиску в контурі. Цей фактор впливає також на вибір батарей, тому що сучасні радіатори мають занадто вузьким перетином, яке створює додатковий опір, яке протидіє циркуляції «самопливом».
Для того щоб додатково стимулювати рух теплоносія трубопровід споруджують з ухилом так, щоб на 1 погонний метр доводилося в середньому 3 мм. Правильний монтаж труб під потрібним кутом - завдання непросте, але без її рішення система буде функціонувати значно повільніше і ефективніше.

До далеким радіаторів гравітаційних систем теплоносій підтікає вже істотно остиглим. Щоб зберегти температуру нагрівання, слід використовувати чавунні радіатори. Щоб збалансувати різницю температур, у далеких батарей повинно бути більше секцій, ніж у найближчих до котла.
Примусову циркуляцію забезпечує насос. У схемі може бути присутнім як один, так і кілька насосів. Використання декількох насосів краще: аварійне відключення одного з них не виведе з ладу все опалення.
Теплоносій циклічно переміщається по замкнутому контуру, до якого включено розширювальний бачок, що виключає випаровування води.

Переваги системи з примусовою циркуляцією:
- для монтажу опалення знадобиться більше труб, але меншого діаметру;
- можна використовувати радіатори різних видів і теплопроводи з малими діаметрами;
- температуру опалювальних приладів легше регулювати;
- істотно розширено радіус дії завдяки штучній стимуляції руху теплоносія;
- можливість використання нагрівальних агрегатів з підвищеними характеристиками теплоносія.
Мінус примусових систем полягає в залежності від енергопостачання. Для того щоб уникнути казусів з повною бездіяльністю опалення, рекомендовано запастися дизельним або бензиновим генератором.
Крім того до недоліків можна віднести:
- необхідність точного розрахунку діаметра трубопроводу, тому що занадто вузькі канали різко підвищать гідравлічний опір, а при циркуляції по надмірно широким трубах теплоносій буде "шуміти";
- чимала вартість споруди з за практично подвійний протяжності трубопроводу, включення в схему одного або двох циркуляційних насосів, при необхідності підсилювального насоса;
- обов'язкове застосування недешевих регуляторів потоку теплоносія, його температури і тиску в системі.
Правильний вибір виду циркуляції залежить від індивідуальних особливостей і місце розташування будівлі, в якому буде монтуватися водяне опалення. Однак до схем з природним рухом останнім часом стали все рідше вдаватися, використовуючи їх переважно в будівлях для тимчасового проживання.
Найчастіше приватні будинки обладнають системами зі штучним примусом руху теплоносія через істотно більших можливостей.
Системи з комбінованою циркуляцією
Комбінована система може функціонувати як в природному, так і в примусовому режимі. Це означає, що при її монтажі необхідно, як і у випадку з використанням природної циркуляції, передбачити ухил труб на 3-5 мм на погонний метр, а також установку насоса, як для примусової циркуляції.
Зазвичай в такій схемі опалення присутній твердопаливний котел.

Сенс застосування комбінованої системи полягає в тому, що вона буде продовжувати свою роботу навіть у разі відключення електроенергії. Але ж раптове припинення роботи опалення в зимовий період загрожує не тільки зниженням температури в приміщенні.
Елементи системи опалення можуть просто вийти з ладу, оскільки вода, розширюючись при замерзанні, порушить їх герметичність.
Способи монтажу водяних опалювальних систем
Розглянемо дві основні схеми монтажу опалювальних систем.
Однотрубна система опалення
Конструкція трубопроводу в однотрубному варіанті характеризується прямою послідовністю підведення теплоносія до радіаторів. Теплоносій заповнює і прогріває спочатку першу батарею, потім наступну і так далі.
Від однієї труби до кожного радіатора підводиться два патрубка: перший потрібен для подачі теплоносія, а другий - для відведення частково остигнула води.

Особливість такої схеми полягає у відносно низькому нагріванні останньої батареї в порівнянні з першою, оскільки до неї вода «добирається», вже віддавши частину свого тепла.
Ще одним мінусом однотрубного варіанту опалення вважається те, що припинити подачу теплоносія до одного конкретного радіатора, на випадок нього поломки, неможливо. Доведеться відключати всю систему.
Двотрубна система і її різновиди
У двухтрубной схемою опалення, як вже зрозуміло з назви, бере участь не одна, а дві труби. При цьому кожна з батарей одним патрубком приєднується в магістралі, по якій подається теплоносій, а другим - до трубопроводу з обраткой. Виходить, що для гарячого і остиглого теплоносія передбачаються окремі труби.

Благодаря такой конструкции отопления вода во всех радиаторах имеет практически одинаковую температуру. Работу такой системы проще проконтролировать, отрегулировать и автоматизировать.
Двухтрубная система, в свою очередь, подразделяется на два вида:
- с верхней прокладкой подающей трубы, т.е. с верхней разводкой;
- с нижней прокладкой подающего трубопровода, т.е. с нижней разводкой.
Системы с верхней разводкой сооружают преимущественно в многоэтажных домах с чердачным помещением. Схемы с нижней разводкой в приоритете в частном малоэтажном строительстве, потому что позволяют по максимуму скрыть прокладку трубопровода и исключить или сократить число стояков.

Сравнительная характеристика однотрубной и двухтрубной системы отопления дана в видео материале, который расположен в нижней части нашей статьи.
Открытая и закрытая системы отопления
Кроме уже рассмотренных нами видов водяных отопительных систем имеется разделение на открытую и закрытую конструкцию.
Открытая система отопления состоит из котла (используется любой, кроме электрического), трубопроводов, радиаторов отопления и расширительного бачка, в который поступают излишки воды при её расширении в процессе нагревания.
Бачок не герметичен, вода из системы может испаряться, поэтому её уровень нужно контролировать и доливать при необходимости.

Насос в открытой отопительной системе не применяется. Нагревательный котел располагается в её самой нижней точке, а расширительный бачок – в её верхней точке.
Закрытая конструкция герметична . В неё входят все те же элементы, что и в открытую. Но поскольку перемещение теплоносителя в ней происходит принудительно, обязательный список элементов дополнен циркуляционным насосом.
Расширительный бачок, входящий в состав закрытой конструкции, состоит из двух завальцованных частей, разделенных между собой диафрагмой. При возникновении излишка расширившейся жидкости в системе, она поступает в одну из камер бачка, продавливая диафрагму во вторую камеру, заполненную азотом или воздухом.
При расширении теплоносителя давление в системе повышается, часть бачка, наполненная водой, стремиться вытеснить и сжать газовую смесь. При превышении предельного значения давления в бачке срабатывает предохранительный клапан, сбрасывающий излишки теплоносителя.

Каждая из отопительных систем обладает собственными преимуществами и недостатками. Они отличаются рядом характеристик и подходят для различных объектов. Если нужно отопить небольшой частный домик или дачу, используют простую и надежную открытую конструкцию.
Более сложная в монтаже и эксплуатации закрытая система отопления чаще применяется в солидных коттеджах и в многоэтажных строениях.
Элементы отопительной системы
Поскольку мы собираемся монтировать водяное отопление в доме своими руками, нам необходимо иметь представление о составных элементах предполагаемой конструкции.
Определение подходящего котла
Котел – это сердце отопительной системы. Очень важно выбрать его правильно, поскольку именно от него во многом зависит надежность подачи тепла.

В зависимости от используемого в котле топлива различают следующие виды этих устройств:
- Газові. Этот котел наиболее популярен у потребителей. Он легко монтируется, работает без лишнего шума. Газ стоит относительно недорого и вырабатывает при сгорании много тепла. Но для его использования нужно получить разрешение, заказать монтаж подводящей магистрали и организовать в котельной вытяжную вентиляцию.
- Електричні. Эти котлы наиболее безопасны. Место их установки не нужно дополнительно оборудовать. При их работе не образуется открытого пламени и продуктов горения, которыми можно было бы отравиться. Но коэффициент полезного действия этого устройства относительно невелик, электроэнергия стоит дорого, а энергоемкий котел требует наличия надежной электросети.
- Жидкотопливные . В отличие от газовых, эти котлы снабжены горелками особого вида. Для этого оборудования нужна специальная котельная. Жидкое топливо быстро загрязняет котел.
- Твердотопливные . В этих устройствах сгорают угольные брикеты и другие виды твердого топлива. Если вы готовы заготавливать дрова или уголь на весь холодный сезон, то можно воспользоваться и этим вариантом.
Наиболее надежным считаются комбинированные котлы, в которых могут быть использованы разные виды топлива. Недостаток у такого оборудования только один – такие котлы дорого стоят.
Какими бывают радиаторы отопления
Чтобы не разочароваться в результате выполненных работ, нужно ответственно подойти к выбору радиаторов. Ориентироваться при этом следует не столько на эстетические качества, сколько на технические характеристики батарей. А технические свойства во многом зависят от материала изготовления этих изделий.

Радиаторы бывают:
- Стальными . Эти недорогие изделия слишком подверженные коррозии. Если летом, когда отопление не используется, воду из системы слить, срок службы стальных радиаторов может существенно сократиться.
- Алюминиевыми . Эти привлекательные на вид радиаторы прогреваются достаточно быстро. Отрицательно на них влияют только значительные перепады давления. В частных домах эта опасность им не грозит.
- Биметаллическими . Таким батареям от алюминия досталась стойкость к коррозии, а от стали – высокая теплоотдача.
- Чугунными . Эти изделия стоят дорого, но и прослужат очень долго. Нагреваются они долго, зато и остывают продолжительный период времени. Значительный вес чугунных изделий не является помехой при их эксплуатации, но может замедлить процесс монтажа.
Существуют новые модели радиаторов, на внутреннюю поверхность которых нанесено защитное покрытие. Стоят такие батареи немного дороже, но потраченные на них деньги окупаются с лихвой.




Как не ошибиться с трубами
Для монтажа отопительной системы потребуется много труб.
Каким из них отдать предпочтение:
- Металеві. Срок службы таких труб не слишком велик. Со временем изделия из металла могут проржаветь. Монтируются они с помощью резьбовых соединений.
- Полимерные . Это недорогой, но достаточно надежный материал, отличающийся устойчивостью к коррозии. Эти трубы может смонтировать даже непрофессионал. Прослужит же трубопровод из полимерных труб очень долго.
- Металопластикові. В составе этих труб алюминий и пластик. Трубопровод из них собирают на резьбовых или прессовых соединениях. В качестве побочного результата высокого коэффициента теплового расширения этих труб, они могут потрескаться при резкой смене температуры воды.
Если у владельцев дома нет ограничений в средствах, есть смысл устроить разводку отопления из медных труб. Это очень дорогостоящий материал, но расходы на него себя оправдывают. Такие трубы надежны и долговечны.
Они хорошо переносят повышение температуры и давления. Для их монтажа используют пайку – серебросодержащий высокотемпературный припой.
Всё, что мы рассказали вам выше, касалось радиаторного водяного. Но вода в качестве теплоносителя может быть использована и в других отопительных системах.

Подробнее о характеристиках и выборе труб для отопления читайте в этой статье.
Водяная система «Теплый пол»
«Теплый пол» может как успешно дополнить радиаторное водяное отопление, так и стать единственным источником обогрева помещений, если речь идёт о малоэтажном доме. Огромным преимуществом «Теплого дома» является то, что эта система обеспечивает условия, полностью отвечающие санитарно-гигиеническим нормам помещения.
По высоте помещения воздух прогрет неравномерно: в верхней части комнат он холоднее, а в нижней – теплее.

Температура системы составляет всего 55°С, что отвечает номам проектирования. Осуществление монтажа теплого пола проводят по всей площади каждого из помещений. Это довольно сложная работа, которая может быть качественно выполнена только на стадии строительства дома. Эксплуатация системы тоже вызывает ряд сложностей.
Плинтусная система отопления
Если монтаж «Теплого дома» затруднен, а радиаторы портят интерьер помещения, можно воспользоваться плинтусной отопительной системой.
При этом виде отопления монтаж труб осуществляется за плинтусом, то есть чуть выше уровня пола. При этом помещение, как и в случае с «Теплым полом» прогревается в правильной последовательности.

Одновременно происходит нагрев пола, что создаёт благоприятные условия в любое время года. Отопление под плинтус становится всё более популярным и постепенно входит в моду.
Висновки і корисне відео по темі
Сравнение двухтрубной и однотрубной систем отопления:
Дом, в котором вы собираетесь жить круглый год, нуждается в отоплении в холодный период. Чтобы условия проживания были комфортными, нужно выбрать систему водяного отопления, наиболее подходящую для ваших индивидуальных условий.
Мы надеемся, что сведения, которые содержатся в этой статье, помогут вам сделать правильный выбор. Ведь качественное отопление – это не только комфорт и уют. Это ещё и обязательное условие для сохранения вашего здоровья.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по водяным системам отопления? Чекаю на ваші коментарі публікації і брати участь в обговореннях. Форма для зв'язку знаходиться в нижньому блоці.