Опалення в приватному будинку: водяні та інші види систем, схема, інструкція з встановлення, відео і фото

Вітаю, камради! Кілька років тому я переїхав з квартири в приватний будинок і відразу зіткнувся з проблемою його опалення. У пошуках рішення мені довелося довго вивчати можливі варіанти обігріву житла. З деякими з них я хочу вас познайомити.

Стіни, дах та вікна не зроблять будинок житловим. Він потребує опаленні, яке ми сьогодні обговоримо.

Лоб в Лоб: порівняння експлуатаційних витрат

Яка головна вимога власник пред'являє до системи опалення в приватному будинку? Відповідь очевидна: вона повинна бути економічною. Давайте порівняємо різні джерела тепла з вартості кіловат-години енергії.

На поточний момент (початок 20174 року) вони вишикувалися в такому порядку:

• Природний газ (магістральний) — 0,7 р.;
• Дрова — 1,1 р.;
• Пелети (гранульовані відходи лісопильних заводів) — 1,4-1,5 р.;
• Кам'яне вугілля — 1,6 р.;
• Пропан-бутан з газгольдера (за умови його заправки за більш низькими літніми цінами) — 2,5 р.;
• Дизельне паливо — 3,5 р.;
• Електроенергія — 5 р.

Порівняльна вартість енергоносіїв. За умовну одиницю прийнята ціна кіловат-години тепла, отриманого при спалюванні магістрального газу.

Точні розцінки у вашому регіоні можуть відрізнятися від наведених вище. Вони визначаються доступністю енергоносіїв та місцевими комунальними тарифами. Наприклад, у Севастополі, де я живу, пелети стоять 15 000 рублів за тонну проти 7000 в Московській області.

Дрібним текстом: особливості енергоносіїв

На вибір того чи іншого рішення впливають не тільки експлуатаційні витрати. Важливу роль відіграє вартість монтажу устаткування і зручність його використання.

Електрику

Електричне опалення — саме доступне і зручне. Я поясню цю тезу:

• Доступність енергоносія: можливість підключення до електрики є на будь-якій ділянці, відведеній під індивідуальне житлове будівництво, за замовчуванням. Можливі лише обмеження по потужності;

Будівництво будь-якого селища починається з електрифікації території.

• Вартість обладнання: Теновий електричний котел потужністю, достатньою для невеликого будинку (3-6 кВт) можна купити за 8-10 тисяч рублів. Дешевше тільки куди менш зручні опалювальні печі на твердому паливі;
• Зручність використання: електричний опалювальний котел не вимагає періодичного обслуговування, розпалювання і відводу продуктів згоряння. Він необмежений час підтримує задану температуру теплоносія в автоматичному режимі.

Сучасні електрокотли сумісні з виносними термостатами (у тому числі програмованими), що дозволяє підтримувати постійну температуру повітря і циклічно регулювати її в залежності від часу доби і дня тижня (наприклад, знижуючи температуру в той час, коли ви на роботі, і підвищуючи її у вихідні).

Дизпаливо

Як виглядає на тлі конкурентів дизельний котел?

Доступність енергоносія: продається на будь-якій АЗС. Запас соляри, однак, доведеться зберігати в котельні: частина приміщення займе бак обсягом у кілька сотень, а то і тисяч літрів.

Котел з дизельним паливом займе частину площі котельні.

Вартість обладнання: від 25000 рублів за підлоговий котел з мінімальною функціональністю.

Зручність використання:

• Обслуговування котла потрібно раз в 6-12 місяців і зводиться до очищення нагару з форсунки і розсікача пальника;
• Котел сумісний з зовнішніми термостатами і системами автоматичного керування опаленням;
• Заправка та розпалювання зі зрозумілих причин не потрібні. Опалення в будинку працює до тих пір, поки є паливо;
• Однозначні мінуси — запах солярки і високий рівень шуму при роботі пальника.

Газгольдер

Доступність енергоносія: для заправки газгольдера достатньо зателефонувати в місцевий Міськгаз. Зрозуміло, вартість заправки буде включена доставка пропан-бутану до вашого будинку.

Вартість обладнання: котел — від 15 000 рублів при мінімальної функціональності. Газгольдер з монтажем "під ключ" — від 200 000 рублів.

Газгольдер встановлюється в грунт, тому у вашому дворі доведеться підготувати вільну від госпбудівель і посадок майданчик в 6-15 квадратних метрів.

Установка газгольдера у дворі котеджу. Частиною корисної площі довелося пожертвувати.

Зручність використання:

• Сервісне обслуговування котла потрібно раз на рік;
• Газгольдер заправляється раз в 6-12 місяців. Великий обсяг газгольдера дозволяє заправлятися раз в сезон за низькими літніми цінами, але потребує великих вкладень на стадії монтажу опалення;
• Котел працює до повного спустошення ємності з газом.

Дрова, вугілля (традиційні котли)

• Доступність енергоносія: і дрова, і вугілля пропонуються з доставкою на будинок в абсолютній більшості населених пунктів країни;
• Вартість обладнання: від 22000 рублів за дров'яної котел потужністю 10-16 кВт;
• Зручність використання: розпалювання котла потрібно кожні 3-6 годин. Чистка зольника потрібна як мінімум раз на добу.

Розпалювання котла на твердому паливі: спочатку розгоряються дрова, потім від них запалюється вугілля.

Магістральний газ

Доступність енергоносія: 2/3 населених пунктів на території Росії (за даними на 2016 рік — 66,2%).

Навіть якщо на вашій вулиці проходить газова магістраль, газ ще потрібно завести в будинок. Для цього потрібно скласти проект газифікації та оплатити послуги працівників Міськгазу або інший сертифікованої організації з підключення будинку і по установці газового обладнання.

Вартість обладнання: недорогий газовий котел обійдеться в 15-20 тисяч рублів. А ось вартість підключення визначається місцевими умовами (відстань до магістралі, рельєфом місцевості, наявністю між вами і магістраллю чужих домоволодінь, вулиць і т. д.) і варіюється від 50 000 рублів до мільйона і більше.

Зручність користування: за рівнем комфорту газове обладнання не поступається електричному. З однією лише поправкою: вона потребує відвід продуктів згоряння. Тому газовий котел доводиться забезпечувати димоходом або (при наявності у нього наддувний пальником) монтувати на зовнішню стіну будинку і виводити через неї коаксіальний повітрозабірник.

Коаксіальний димохід газового котла. По зовнішній оболонці відбирається повітря для пальника, по внутрішній трубі відводяться продукти згоряння.

Потужність

Як розраховується потужність котла?

Прилад повинен компенсувати втрати тепла через огороджувальні конструкції. Відповідно, його потужність визначається характеристиками опалювального приміщення.

Найбільш універсальна і проста схема розрахунку враховує:

• Опалювальний об'єм (підкреслюю — і площа будинку, і висоту його стель);
• Якість утеплення (теплоізолюючі якості стін і скління вікон);
• Кліматичну зону. Зрозуміло, що при настирливому морозі Чегдомына або Якутська у -50 °З будинок буде втрачати більше тепла, ніж при +5 в Криму.

Зимові температури дуже сильно позначаються на енергоємності опалення.

Формула розрахунку тепловтрат має вигляд Q=V*T*k/860. Змінні в ній зліва направо:

1. Потреба будинку в теплі в кіловатах;
2. Об'єм опалювальних приміщень в кубометрах;
3. Максимальна різниця температур між будинком і вулицею в градусах за шкалою Цельсія;
4. Коефіцієнт утеплення будівлі.

Параметри Dt і k вимагають мого коментаря.

Різниця температур з вулицею обчислюється як різниця між санітарною нормою і температурою найбільш холодних п'яти послідовних днів в опалювальному сезоні. Санітарною нормою для приватного будинку є:

• В регіонах з мінімальною зимовою температурою вище -31 °С — 20 градусів;
• У регіонах з більш холодними зимами — 22 градуси.

Щоб дізнатися температуру найбільш холодної п'ятиденки в своєму регіоні, знайдіть його на карті.

Коефіцієнт утеплення ви можете підібрати з таблиці.

ИзображениеКоэффициент утеплення та опис будівлі0,6-0,9: зовнішнє утеплення фасадів мін ватою або пінопластом, потрійні або енергозберігаючі вікна1-1,9: подвійні склопакети, кладка в 2 цегли (50 сантиметрів товщини)2-2,9: стіни з 10-сантиметрового бруса, скління в одну нитку3-4: щитовий будинок без утеплення, холодний склад

Давайте, як приклад обчислимо потреба будинку в теплі при наступних умовах:

• Опалювальний об'єм — 440 кубометрів;
• Розташування — Севастополь (температура самої холодної п'ятиденки — -14 градусів);
• Стіни товщиною 40 см з інкерманського каменю (по утепленню — аналог цегляної кладки в дві цеглини), вікна — подвійні склопакети.

Коефіцієнт утеплення приймемо рівним 1,5.

Різниця температур між вулицею й будинком становитиме (20 - -14)=34 градуси.

Підставляємо дані у формулу: Q=440х34х1,5/860=26 кВт.

Теплоносій

Вода

Традиційна схема опалення передбачає використання рідкого теплоносія (води або антифризу). Єдине джерело тепла — опалювальний котел, який відповідає за його нагрівання. Теплоносій транспортує теплову енергію і при посередництві опалювальних приладів віддає її повітрю в приміщенні.

Теплоносій розносить тепло від єдиного джерела з усього опалювального приміщення.

Переваги:

1. Невелике переріз магістралей для теплоносія. Трубах не вимагається значний діаметр завдяки високій теплоємності води і всіляких незамерзаек;
2. Можливість монтажу на будь-якому етапі будівництва. Розвести труби і розвісити батареї можна навіть після закінчення чистової обробки.

Розвести водяне опалення і встановити радіатори можна після закінчення ремонту або обробки.

Повітря

Повітряне опалення передбачає перенесення тепла нагрітим котлом або піччю повітрям і зазвичай поєднується з системою вентиляції. Теплоємність повітря в сотні разів менше, ніж води, тому по воздуховодам доводиться переміщати його великі обсяги.

Щоб зменшити втрати тепла через вентиляцію, системи повітряного опалення забезпечують рекуператорами, отбирающими енергію у відпрацьованого повітря і віддають її припливному.

Переваги:

• Вимушено висока продуктивність вентиляції, а значить — завжди свіже повітря при повній відсутності запахів;
• Відсутність видимих опалювальних приладів.

Недоліки:

• Велике перетин повітроводів. Заради їх прокладки доводиться жертвувати корисним об'ємом приміщення;
• Можливість монтажу тільки під час будівництва або капітального ремонту. Після завершення чистової обробки повітроводи доведеться прокладати відкрито, що спотворить будь-який дизайн.

Повітроводи повітряного опалення. Вони будуть приховані при монтажі підвісних стель.

Особливий випадок: розподілене опалення

У деяких випадках опалювальна система в приватному будинку може обійтися без теплоносія.

Як так?

А дуже просто: кожне приміщення забезпечується власним джерелом тепла, що функціонує незалежно від інших. Такими джерелами можуть служити:

• Газові конвектори — печі з наддувний або атмосферним пальником, що гріють безпосередньо повітря в кімнаті і відводять тепло по коаксіальному повітропроводу на вулицю. Монтаж газового конвектора в кожній кімнаті передбачає розведення газу по всьому будинку;

Газовий конвектор вимагає розведення газу по всьому будинку.

Джерелом газу для конвектора може служити не тільки відгалуження від магістралі, але і балон з пропаном.

• Електроконвектори або електрорадіатори. Вони підключаються до звичайної розетки і створюють розподілене навантаження на проводку, що дозволяє обійтися без окремого кабелю до щитка;
• Електричний тепла підлога в кожній кімнаті. Плівкові або кабельні нагрівальні елементи підключаються до живлення через незалежні терморегулятори, розташовані в кожному приміщенні.

електричний Плівковий тепла підлога — приватний випадок розподіленого опалення. Кожна кімната забезпечується власним джерелом тепла.

Переваги:

• Відсутність розливом опалення або повітроводів;
• Висока відмовостійкість системи в цілому. Вихід з ладу будь-якого приладу ніяк не вплине на роботу інших; залишилася без тепла кімната буде прогріватися розташованими в сусідніх приладами через відкриті двері.

Пристрій водяного опалення

Системи повітряного і розподіленого опалення користуються досить помірною популярністю: перше — через складність монтажу, друге — через обмеженість вибору джерел тепла. Тому я зосереджу увагу на пристрої водяної системи. Отже, як вона може бути реалізована?

Природна і примусова циркуляція

Водяне опалення з примусовою циркуляцією передбачає використання насоса, який приводить у рух теплоносій. Циркуляційний насос встановлюється в розрив розливу і являє собою повністю занурене у воду відцентрову крильчатку на спільному з електромотором валу.

Циркуляційний насос відповідає за рух теплоносія в опалювальному контурі.

Переваги:

• Висока швидкість руху води або антифризу, а значить — швидкий і рівномірний нагрів всіх радіаторів опалення;
• Невеликий діаметр розливом. Збільшення гідравлічного опору при зниженні корисного перерізу допоможе подолати насос;
• Можливість створення декількох незалежних контурів з різними швидкостями руху теплоносія і з різними температурами (наприклад, радіаторного опалення та теплої підлоги).

Недолік: енергозалежність. При відключенні світла насос встане, і ви опинитеся без опалення.

Вода в системі з природною циркуляцією приводиться в рух різницею в щільності між гарячим і холодним теплоносієм. При нагріванні щільність води зменшується, і вона витісняється холодними масами в верхню частину контуру. Звідти остигає теплоносій рухається по похилому розливу самопливом, поступово віддаючи тепло батарей.

Відкрита гравітаційна система. Перепад висоти Н між котлом і радіаторами створює гідравлічний напір в контурі.

Гідність: енергонезалежність. Для роботи опалювальної системи потрібен тільки джерело тепла.

Недоліки:

• Нерівномірний нагрів батарей на початку і в кінці контуру;
• Завищений діаметр розливу, що компенсує низький гідравлічний напір;
• Неможливість створення складних многоконтурных схем.

Один і два розливу

Водяні системи опалення приватного будинку бувають однотрубными і двотрубними.

Однотрубна система, або ленінградка — це кільце єдиного розливу, яке оперізує будинок або окреме приміщення по периметру. Радіатори підключаються паралельно розливу.

Ленінградка в правильному виконанні: опалювальні прилади не розривають розлив, а підключені паралельно йому.

Переваги:

• Абсолютна відмовостійкість. Поки між кінцями контуру є хоч якийсь перепад, всі батареї будуть гріти;
• Гранична простота та дешевизна монтажу;
• При розташуванні опалювальних приладів над розливом — стійкість до загазуванню. Повітря витісняється у верхні колектори радіаторів, а циркуляція води йде через нижній колектор. При цьому батарея прогріта по всій висоті завдяки теплопровідності секцій.

Недолік: перепад температури між першими і останніми батареями.

Двотрубна система включає роздільні розливы подачі і обратки. Кожен радіатор з парою підводок являє собою перемичку між ними. Рух теплоносія в двотрубному контурі може бути:

• тупиковим, коли при переході з подаючої у зворотний нитку він змінює напрямок руху на протилежний;
• попутним — напрям зберігається.

Тупикової системі потрібна обов'язкова балансування — дроселювання підводок ближніх до котла приладів. Інакше основний об'єм води буде циркулювати через них, а дальні радіатори охолонуть аж до розморожування.

Два різновиди двотрубної розводки. Петлі Тіхельмана, на відміну від тупикової схеми, балансування не потрібна.

Гідність: рівномірне нагрівання радіаторів.

Недолік: більша порівняно з однотрубною розведенням матеріаломісткість.

Відкрита і закрита

Відкрита система опалення працює при атмосферному тиску і повідомляється з атмосферою через відкритий розширювальний бак, встановлений у верхній точці розливу. Бак поєднує кілька функцій:

• Вміщує надлишок води при її нагріванні і супутньому нагріванню розширення;
• Відводить повітря, який залишився в контурі після запуску;
• Служить запобіжним клапаном при закипанні води в теплообміннику котла;
• Використовується для підживлення системи (доліва теплоносія натомість випарувався).

- Відкрита система, здатна працювати з примусовою і природною циркуляцією.

У закритому режимі контурі підтримується надлишковий тиск в 1-2,5 кгс/см2. Незалежно від того, який вид палива використовує котел, до складу його обв'язки повинні входити:

ИзображениеЭлемент обв'язкиРозширювальний бачок (мембранний). Він вміщує розширюється при нагріванні теплоносій. Обсяг бака грубо розраховується як 10% від обсягу теплоносія; установка виконується в будь-якій точці на відстані від циркуляційного насоса.Запобіжний клапан, підбурювали воду при тиску понад 2,5 атмосфер. При нормальній роботі контуру клапан не спрацьовує і потрібен виключно для страховки.Автоматичний. Він виганяє з закритого контуру не тільки повітря, але і гази, що виникають внаслідок електрохімічних реакцій, і пар при закипанні теплообмінника котла.Манометр, дозволяє візуально контролювати тиск.

Клапан, манометр і воздушник часто збираються в один вузол і називаються групою безпеки котла. Група безпеки монтується на виході з його теплообмінника: саме там тиск і температура починають рости при будь-яких неполадках у першу чергу.

Деякі котли забезпечуються циркуляційним насосом і власною групою безпеки, встановленими всередині корпусу. Така комплектація типова, зокрема, для настінного газового котла з електронним розпалом і для ТЭНового електричного.

В цьому випадку обв'язка включає тільки пару вентилів кранів або на вході і виході: вони дозволяють демонтувати котел або його теплообміників без повного скидання теплоносія в контурі.

Теновий котел в моєму будинку. Обв'язка включає два кульових крана. Насос, група безпеки і розширювальний бачок встановлені виробником в корпус.

У гонитві за комфортом та економічністю

Деякі модифікації опалювальних систем можуть зробити їх більш економічними або зручними в експлуатації. Я опишу найбільш популярні рішення.

Довгограючі твердопаливні котли

Класичний дров'яний або вугільний водяний котел для опалення приватного будинку потребує частої розпалюванні. Однак кілька різновидів котлів вимагають куди більш рідкісного уваги з боку власника.

Піролізний

Принцип дії: дрова тліють при обмеженому доступі повітря, потім продукти неповного згоряння допалюються в окремій камері.

Піролізний котел з примусовою тягою. Горіння продуктів піролізу підтримує тління дров в основний топці.

Автономність: 10-12 годин.

Верхнього горіння

Принцип дії:

• Дрова чи вугілля в об'ємній топці підпалюються зверху;
• Зверху організована і подача повітря рухомим телескопічним воздуховодом;
• Повітропровід закінчується масивним сталевим диском, що розділяє камери тління палива і допалювання горючих газів;
• Зола несеться висхідним потоком газів у димохід.

Принцип роботи котла верхнього горіння.

Автономність: до 31 години (за даними творця котла — литовської компанії Stropuva).

Автоматичний (вугільний чи пелетний)

Принцип дії: паливо примусово подається з бункера на барабанний колосник. Подача і обертання колосника, ссыпающего золу в зольник, контролюються електронікою.

Автономність: до тижня.

Автоматичний вугільний котел. Автономність обмежена тільки місткістю бункера.

Схеми з теплоаккумулятором

Теплоакумулятор, або буферна ємність — це теплоізольований бак великого об'єму (до 3,5 кубометрів) з патрубками для підключення до декількох контурів. Яка нагрілася вода в ньому здатна акумулювати сотні кіловат-годин тепла.

Трехкубовый теплоакумулятор в підвалі котеджу.

Довідка: нагрівання 3500 літрів води з 40 до 80°С дозволяє запасти більше 200 кВт·год енергії.

Де і як краще змонтувати теплоакумулятор?

Інструкція не відрізняється складністю. Бак підключається між котлом і опалювальними приладами. У результаті формуються два контури з примусовою циркуляцією:

ИзображениеОписаниеМіж котлом і теплоаккумулятором. Вода циркулює тільки при роботі котла.Між теплоаккумулятором і опалювальними приладами. Вода циркулює цілодобово.

Що це дає?

• При роботі з класичним твердопаливним котлом буферна ємність дозволяє зробити розпалювання куди більш рідкісними. Котел короткий час працює на повній потужності (і, відповідно, з максимальним ККД). Потім протягом декількох годин накопичене тепло витрачається на опалення будинку;

Автономність котла в цій схемі визначається його потужністю і об'ємом буферної ємності. Вона може досягати діб і більше.

• При роботі з електрокотлом теплоакумулятор в парі з двотарифним лічильником дасть вам можливість перейти на нічний тариф. Вдень, під час дії більш дорогого тарифу, котел буде простоювати, а вночі — гріти воду в батареях та буферної ємності.

Переклад опалення на нічний тариф зменшить рахунки на електрику приблизно втричі.

Двухтарифні лічильник окремо враховує денний і нічний енергоспоживання.

Я зробив так

У читача може виникнути резонне питання: на чому я зупинився, перебравши всілякі схеми опалення?

На електроопаленні. Але не цілком звичайний.

Встановлений попередньому власником будинку електрокотел залишився резервним джерелом тепла на випадок екстремально сильних заморозків. За основне опалення відповідають… кондиціонери.

Сучасна інверторна спліт-система здатна перекачати в будинок до 5 кіловат тепла на один кВт споживаної потужності. Нижня межа вуличної температури при роботі на обігрів — -15 - -25 градусів. У Севастополі навіть -10 буває далеко не кожну зиму.

Теплова потужність кондиціонера на фото при роботі на обігрів становить 4100 вт. Енергоспоживання — 980 ват.

Інвертори встановлені в кожній кімнаті будинку. Вартість однієї спліт-системи на час купівлі становила 20-24 тисячі рублів; установка кожної з них обійшлася ще в 3-4 тисячі. Якщо можете поставити кондиціонер своїми руками — чудово, більше заощадите.

За опалення мансарди площею 60 квадратів відповідає єдиний кондиціонер.

Наскільки вигідно таке опалення? В місяць на обігрів двох поверхів площею 155 квадратів йде від 800 до 1500 кВт·год в залежності від вуличної температури. Скільки це в рублях за поточним тарифами, можете порахувати самостійно.

Висновок

Щиро сподіваюся, що мій досвід допоможе читачеві організувати зручне і економічне опалення в своєму будинку. Як правило, додаткову інформацію ви знайдете відео в цій статті. Чекаю ваших доповнень до неї. Успіхів, камради!