Системы автономного отопления частного дома

Электродные

Работа электродных электрических котлов отопления построена на нагревании воды, когда через нее двигается электрический ток между двумя электродами. Электродные нагреватели удобны своей компактностью, небольшой стоимостью, отсутствием накипи в процессе работы, безопасностью и возможностью простой регулировки мощности.

Для электродных агрегатов характерен высокий КПД – 95-98%, что способствует максимально экономичному потреблению электроэнергии. Имеются и существенные недостатки. К примеру, в качестве теплоносителя в системах с электродными котлами запрещается применять незамерзающие жидкости и обычную воду. Чтобы обеспечить работоспособность системы, в нее нужно заливать специальную воду, в которой растворена соль в определенном количестве. Чтобы работа происходила без сбоев, а теплоноситель не закипел, вода должна циркулировать по системе с определенной скоростью.

Чтобы подключить электрический котел, диплом с высшим образованием не потребуется, но определенные знания не помешают. Если строго выполнить все предписания и соблюдать технику безопасности, готовая схема отопления обеспечит эффективный обогрев жилища.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один — стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3—5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5—10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, — на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, — это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.

Автономное отопление — это как вообще?

Во-первых, это может быть отопление, которое не зависит от центральной энергосистемы дома. Т.е. в том случае, когда котельная находится у вас в квартире, а не работает на весь квартал или отдельно взятый дом (крышная котельная). Например, автономное отопление квартиры — это свой настенный котел. При этом газ должен заходить в квартиру. Такая система очень распространена в последнее время у строителей таунхаусов. Малоэтажное строительство с многоквартирными домами. В данном случае у таких жильцов тоже имеется автономное отопление от магистрального газа. И очень даже эффективно справляется со своими задачами позволяя своим хозяевам поддерживать ту комфортную температуру, которая им требуется и при этом иметь возможность экономить на ресурсах.

Во-вторых, под выражением автономное отопление в частном доме мы имеем ввиду её действительно автономность работы. Т.е. без участия нас с вами. Здесь, конечно, стоит немного уточнить на сколько именно мы хотим, чтобы долго по времени она (система) могла быть автономной. Сутки, трое, неделю. И не учитываем наличие или отсутствие подключения к сетям.

В-третьих, под автономным отоплением многие подразумевают систему, которая может работать на топливе отличном от магистрального газа. Потому что в большинстве случаев газ есть но его нет. По ряду причин. Возможно, у товарищества на котором построен дом расценки на подключение природного газа таковы, что проще топить дом электричеством. Возможно, участок находится в таком месте, что к нему провести газ целая масштабная операция и она не стоит того. В этом случае необходимо спроектировать систему, которая выйдет дешевле и эффективнее.

Самостоятельный монтаж

Приступать к монтажу автономного отопления возможно только после создания и утверждения проекта. В соответствии с проектом приобретаются материалы и оборудование.

Оборудовать обогрев дома с помощью нетрадиционных альтернативных способов вполне реально своими руками. Что же касается автономного газового отопления, то самостоятельный монтаж в данном случае крайне нежелателен. Это связано с повышенной опасностью при использовании газа, а также с тем обстоятельством, что приемку оборудования в эксплуатацию необходимо производить специализированными службами. А осуществляется она только в отношении оборудования и работ, произведенных по нормативам и требованиям.

Аварийные варианты

В каждой схеме обвязки обязательно должен быть предусмотрен контур на случай чрезвычайных ситуаций. В его задачу входит:

— защита от перепадов давления;

— защита от повышения температуры выше разрешенной;

— предотвращение образования влаги.

В его задачу как раз входит сброс избыточного давления из системы. Монтируется он на выходе из котла отдельно или в составе группы безопасности.

Его задача максимально ответственна – предотвратить перегрев как котла, так и системы в общем. Случиться перегрев может по 2м причинам:

— в котел загрузили слишком много топлива. полученное тепло превысило потребность.

— отключили электричество и насос перестал работать.

Для нормальной работы этого контура также необходима установка датчика температуры с клапаном и узла охлаждения в трубу подачи воды в котел. Как только температура теплоносителя превысит максимально разрешенную, датчик сигнализирует об этом и провоцирует открытие клапана.

После срабатывания клапана вода начинает заполнять узел охлаждения, снижая температуру основного теплоносителя.

Один из вариантов по охлаждению системы. Особенность его состоит в том, что потребуется подсоединить накопительный бак для контура ГВС.

Работать эта схема будет следующим образом: в обычном штатном режиме насос будет работать, создавая определенное давление. Оно будет препятствовать включению в работу вспомогательного контура. Но как только электричество отключат, насос прекратит работу, давление пропадет, вступит в работу запасной контур.

Итог: температура воды в системе понизится до нужного значения.

Оговоримся сразу, что эта схема подойдет для системы отопления абсолютно любого типа !

Этот смеситель поддерживает наименьшую температуру теплоносителя на входе в котел, чтобы на стенах прибора не образовывался конденсат. о чем мы говорили в самом начале статьи. Таким образом в твердотопливном котле это один из наиболее необходимых узлов!

Устанавливается смеситель на трубе обратной подачи, используя байпас.

Если температура в обратной трубе будет низкой (ниже установленного значения), то термосмеситель обеспечит приток горячей воды.

Схема

Любая традиционная схема автономного отопления включает в себя котел, трубопровод (разводку), отопительные приборы.
При использовании системы с принудительной циркуляцией теплоносителя в трубы врезается насос. Используют полимерные, стальные или медные трубы. Наиболее популярный сейчас трубопровод из полимерных материалов.

Разводка труб по дому зависит от того, какой принцип движения воды используется в системе. В однотрубном типе вода поступает от одного радиатора к другому последовательно. Двухтрубный предполагает подводку к каждому радиатору двух труб. При этом труба с горячей водой подключается к каждому отопительному прибору параллельно.

Следует помнить, что устройство традиционных типов отопления требует тщательного осуществления проекта вентиляции. От этого зависит в первую очередь безопасность.

Источники теплоснабжения

На данный момент самой популярной считается воздушная, электрическая и водяная система отопления. Каждый вид установки характеризуется своими плюсами и минусами и выбирается в зависимости от технических особенностей жилья, которое нужно обогреть. При водяном нагреве источником тепла является сам котел, он греет воду и распределяет ее по системе, передавая в батареи. Котел может работать от таких источников энергии, как жидкое/твердое топливо, электричество и газ.

Когда дача или квартира не подключены к газовой магистрали, оптимальным выбором для автономного обогрева считается электрическое отопление. Применяя в качестве источника энергии электричество, можно выполнять нагрев помещения с помощью инфракрасной техники, конверторов, электрических котлов и конвекторов. Оборудование выбирается с учетом площади нагреваемой комнаты и временем нахождения в ней. Огромным спросом пользуются электрические котлы, они хорошо обогревают помещения, так как имеют мощные тэны, но требуют больших затрат электроэнергии. Поэтому в квартирах и домах чаще всего предпочитают монтаж конвекторов, которые просты в установке, экономичны и идеально вписываются в любой интерьер.

Индивидуальная система на основе электрической энергии обладает следующими преимуществами:

• надежность;
• безопасность эксплуатации;
• удобный контроль;
• полная автономность.

Если же жилье подключено к газовым коммуникациям, то для его экономичного обогрева правильным решением станет монтаж тепловых установок, работающих от газа.

Несмотря на то, что газовое отопление обойдется дешевле, ему свойственны и значительные недостатки:

• опасность эксплуатации;
• необходимость периодического контроля газовыми службами;
• высокая стоимость оборудования;
• сложный и дорогой монтаж.

Но так как газовые сети присутствуют не везде, многие владельцы домов решаются на установку агрегатов, которые работают на твердом или жидком топливе. Их главным плюсом является доступная цена энергоносителя, а минусом -необходимость наличия дополнительного помещения для хранения топлива и регулярное обслуживание.

Как сделать газовое отопление частного дома своими руками

Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ

Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям

Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:

1. врезки системы отопления дома в газовую сеть;
2. проектирования газового отопления дома.

Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии. 

Порядок работ

Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).

Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:

1. монтаж котла в котельной на первом этаже;
2. монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
3. установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
4. установка коллектора для теплого пола;
5. укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
6. установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
7. по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.

Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:

1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)

2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)

Схемы разводки автономного отопления

Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:

• Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
• Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
• Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
• Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
• Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.

Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:

1. Система отопления открытого типа

Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.

Схема автономного газового отопления открытого типа 

2. Система отопления закрытого типа

В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.

Схема с естественной и принудительной рециркуляцией, которые используются при отоплении двухэтажного частного дома

Без газа – возможно ли это?

Для начала давайте разберемся, почему же некоторые люди ищут способ отопления дома без газа. Вот только некоторые причины:

1. Много тех, у кого вообще нет газа и не будет. Причины отсутствия газа могут быть разными, зачастую вести ветку попросту невыгодно.
2. Будет газ, но непонятно когда. Иногда бывает, что вам обещают провести газ, собирают подписи людей, даже деньги. Но по факту точные даты неизвестны, а жить в комфорте хочется здесь и сейчас.
3. Есть возможность, но очень дорого подключить. Бывают случаи, когда цена приближается к отметке в 500 тыс. р., а это очень большая сумма.

Конечно, имеет смысл проводить газ, но только если дом большой (от 200-300 м2), а если в дачном домике площадь до 100 м2 или меньше, то такие вложения не имеют смысла – даже за 50 лет все это не окупится. Также при мысли про газ нельзя не думать о ежемесячных платежках. Но это не все, есть и другие моменты.

Сразу стоит отметить альтернативные, экономные и современные источники для систем отопления:

1. Солнечная энергия.
2. Ветровая энергия.
3. Твердотопливное отопление.
4. Жидкое отопление.
5. Электроэнергия.

При выборе важно обращать внимание на несколько вещей:

Стартовый чек.

Если мы ищем недорогие способы отопления для загородного дома, то солнечная, ветровая энергия и жидкое отопление еще дороже, чем газовое. Если сюда добавить ежемесячное техобслуживание, а также недешевое сырье, выйдет круглая сумма.

Надежность и постоянность.

Мы должны быть твердо уверены, что без тепла не останемся. Конечно же, ветряки и солнечные электробатареи – это эффективные и современные новые технологии, но они не всегда работают, потому что зимой не во всех регионах солнечно, а также в большинстве регионов РФ отсутствуют постоянные ветра.

Пассивность отопительной системы.

Понятное дело, хотелось бы найти вариант, чтобы не работать круглосуточно, так что котел с использованием дров или брикетов сразу отпадает.

Долговечность.

Перед покупкой важно узнать, на сколько лет рассчитана работа того или иного котла или системы до полной замены, если разорение не стоит в списке ваших планов на ближайшее будущее

Получение разрешения

За получением разрешения на обустройство индивидуального отопления в помещении обращаются в районную администрацию, в частности — в межведомственную комиссию, отвечающую за использование жилищного фонда. Уполномоченные сотрудники рассматривают санкцию и дают ответ в пределах полтора месяца после даты обращения. Там же можно взять список необходимых документов.

Стоит отметить, что получение разрешения разнится в зависимости от того, какой тип автономного отопления вы выберете: электрическое или газовое.

При переходе на электрическое индивидуальное обогревание достаточно:

• Подать заявление на отказ от централизованного отопления;
• Получить согласие от уполномоченных органов;
• Подать письменную просьбу на установку автономного отопления в квартире в районное отделение сети.

Для обустройства газового котла требуется соблюдение ряда требований:

Подать заявление в газовое хозяйство;
Обратиться в пожарную охрану для получения документа об исправности вентиляции и дымохода;
Получить от соседей письменное разрешение на установление индивидуального отопления в квартире

Это важно по той причине, что отказ ряда жильцов от централизованного отопления ведет за собой сбои в системе;
Необходимо узнать, в распоряжении кого находятся трубы и батареи. Если за их исправность отвечает домовладение, потребуется испросить разрешение у жильцов

Если ими заведуют государственные службы, подается заявление с просьбой их отключения;
Обратиться в городскую теплосеть для получения разрешения на составление и утверждение схемы индивидуального отопления.

Получив разрешение и справки на руки, переходят к демонтажу старой системы и установки индивидуального отопления в квартире. На практике, для оформления документов и получения разрешения необходимо от 3-х до 6 месяцев.

В газовое хозяйство предоставляется техпаспорт и схема с указанием места установки котла. После одобрения выбранного для установки котла и после того, как были обговорены сроки его установки, можно переходить непосредственно к монтажу системы индивидуального отопления.

Право на подключение индивидуального отопления в квартире имеют только работники фирм, поставляющих газ. У них же есть и соответствующее разрешение на подобные работы. Заниматься самостоятельно монтажом системы не рекомендуется во избежание судебных разборок.

Заявление на установку газового котла WORD 81.00 KB

Пример технического паспорта на газовый котел PDF 1.07 MB

Какой котел выбрать?

Рассматривать варианты необходимо руководствуясь площадью дома. Немалое влияние оказывают и климатические факторы. Прогреть помещения в регионах со средними показателями минусовой температуры в пределах 15°С, можно прибором меньшей мощности. Большое влияние оказывает и степень изношенности строения, при условии смены отопления на новую: герметичность дверей, утепление окон и общее состояние дома. Немалый вес на выбор оказывает и доступность энергоресурсов. По возможности, лучше приобретать котел, работающий от электричества и на газу одновременно.

При выборе учитываются и функциональные особенности. Не слишком популярные у населения котлы, работающие на дорогом электричестве, привлекают многих, отсутствием открытого источника пламени, а значит и продуктов горения, попадание которых в помещение нежелательно. Менее востребованы устройства, работающие на твердом топливе. Отпугивает потребителей, в этом случае, необходимость заготовки и выделение площади под его складирование.

Твердотопливные котлы характеризуются и цикличностью прогрева. Очень трудно поддерживать единую температуру, понемногу подбрасывая дрова. Если же других возможностей проведения автономного отопления для дома нет, есть несколько советов по минимизации издержек:

предусмотрите монтаж дополнительного оборудования, например теплоаккумулятора;

путем снижения количества топок, можно изменить режим горения с переменного на постоянный;

плавное и равномерное отопление обеспечивают газовые или дизельные котлы.

Устройство

Схема, по которой работают индивидуальные отопительные системы, выглядит так: котел, сжигая топливо, выполняет нагрев воды и передаёт ее в трубы, а они, в свою очередь, нагревают воздух. В качестве топлива может использоваться любой источник энергии. Его выбор, как правило, зависит от технических и эксплуатационных особенностей котла. Помимо основного теплогенератора, конструкции также дополнительно оборудуют автоматикой, регулирующей арматурой, циркуляционными насосами, батареями и трубопроводами.

Батареи (радиаторы) представляют собой отопительный прибор, выполняющий конвекторно-радиаторные функции. Они состоят из нескольких секций, в которых для циркуляции тепла размещены внутренние каналы. На сегодняшний день в продаже имеются стальные, чугунные, биметаллические и алюминиевые радиаторы. При этом чугунные изделия чаще всего используют при оформлении ретро стиля, выбирают для низкотемпературных систем, а алюминиевые отлично подходят для воздушного отопления. Самыми распространенными видами являются биметаллические батареи, они устойчивы к агрессивной среде и высокому давлению.

Многие квартиры и дома также обогревают при помощи уникальной системы «теплый пол». Ее устройство предусматривает установку труб в залитый бетонной стяжкой пол, по которым циркулирует горячая вода. Особенностью такой системы является то, что она обеспечивает равномерное нагревание помещений, исключая холодные зоны. Чтобы повысить эффективность нагрева, ее комбинируют с панельными радиаторами и обязательно прокладывают термоизоляцию. Воздушное же отопление характеризуется приточно-отточным устройством, при котором нагретый котлом воздух передается в батареи при помощи специальных вентиляционных каналов.

В независимости от вида отопления его работа невозможна без трубопровода. Для монтажа индивидуального обогрева обычно применяют медные, пластиковые и металлопластиковые трубы. Иногда встречаются также стальные трубопроводы, но им свойственен короткий срок эксплуатации и высокая цена, поэтому оптимальным вариантом являются пластиковые изделия. Их выпускают из полиэтилена и полипропилена. При этом металлопластиковые трубы считаются намного качественнее, так как изготовляются из нескольких материалов: алюминия, полиэтилена и защитного слоя ПВХ.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Движение жидкости по замкнутому контуру (контурам) может происходить в естественном или принудительном режиме. Вода, нагретая отопительным котлом, устремляется к батареям. Эту часть контура отопления называют прямым ходом (током). Попав в батареи, теплоноситель остывает, и направляется обратно в котел для нагрева. Этот промежуток замкнутого маршрута называют обратным ходом (током). Для ускорения циркуляции теплоносителя по контуру применяют специальные циркуляционные насосы, врезаемые в трубопровод на «обратке». Выпускаются модели отопительных котлов, в конструкции которых предусмотрено наличие подобного насоса.

Естественная циркуляция теплоносителя

При естественной циркуляции движение воды в системе идет «самотеком». Это возможно за счет физического эффекта, проявляющегося при изменении плотности воды. Горячая вода имеет меньший показатель плотности. Жидкость, идущая по обратному ходу, имеет большую плотность, а потому легко вытесняет уже нагревшуюся в котле воду. Горячий теплоноситель устремляется вверх по стояку, а далее распределяется по горизонтальным магистралям, проведенным под небольшим уклоном, составляющим не более 3-5 градусов. Наличие уклона и позволяет двигаться жидкости по трубам самотеком.

Схема отопления, основанная на естественной циркуляции теплоносителя, является самой простой, а потому ее легко реализовать на практике. К тому же в этом случае не требуется наличие других коммуникаций. Однако подходит этот вариант лишь для частных домов небольшой площади, так как длина контура ограничена 30 метрами. К недостаткам можно отнести и необходимость монтажа труб большего диаметра, а также низкое давление в системе.

Принудительная циркуляция теплоносителя

В автономных отопительных системах с принудительной циркуляцией воды (теплоносителя) по замкнутому контуру присутствует в обязательном порядке циркуляционный насос, который обеспечивает ускоренный ток нагретой воды к батареям, а остывшей – к нагревательному прибору. Движение воды возможно из-за разности давлений, возникающей между прямым и обратным током теплоносителя.

При монтаже данной системы не требуется соблюдать уклон магистрали трубопровода. В этом заключается преимущество, а вот существенный недостаток кроется в энергозависимости такой отопительной системы. Поэтому на случай отключения электричества в частном доме должен быть генератор (мини-электростанция), который обеспечит функционирование системы отопления в экстремальной ситуации.

Схему с принудительной циркуляцией воды в качестве теплоносителя можно использовать при монтаже отопления в доме любой площади. При этом выбирается насос подходящей мощности и обеспечивается его бесперебойное электропитание.