Автономная система отопления частного дома — полное руководство

Электроотопление: виды и выбор, что экономнее? Для обогрева зданий и помещений разного назначения необходимы системы отопления. Для этих целей используется оборудование на разных источниках энергии: камины, электроприборы, системы на газе. Выбор системы зависит от доступности конкретного энергоресурса, его цены и удобства эксплуатации. Один из возможных и часто используемых вариантов — электрическое отопление.

Подробный обзор

Где разместить инфракрасный обогреватель

Важно определиться, где лучше разместить обогреватель. Вариантов немного: на полу или потолке, а также на стене. Для разных видов помещений, исходных задач выбирается наиболее оптимальный, у каждого есть свои особенности, плюсы и минусы.

С потолка тепловыми лучами хорошо «прорезается» все пространство. Минус в верхнем размещении — сложно подобрать эстетичный вариант, нельзя сочетать с натяжными потолками, да и сама высота помещения должна быть не менее 2,5 метра.
Напольный способ прост в исполнении, эффективен, но пол испытывает постоянные механические нагрузки, и есть вероятность повреждения системы обогрева. К тому же, ее придется прятать под ковер, напольное покрытие, а это снижает КПД излучения.
Укрепить обогреватель ИК типа можно и на стене. Если это кажется неэстетичным, всегда есть возможность превратить его в элемент дизайна, преобразовав в панно или иную интерьерную фишку.

Монтаж теплого пола как разновидности пленочного обогрева

Теплый пол — это вариант пленочного инфракрасного обогрева. Такой обогреватель представляет собой комплекс из тонких генераторов-полосок, которые последовательно соединяются, образуя полосу нужной длины. К блоку управления можно подключать несколько таких греющих элементов, а сам блок включается в электросеть.

Есть варианты с размещением подобных пленок и на потолке, и на стенах, но наиболее часто используется напольный метод монтажа, хотя бы из-за его простоты. Сама балластная нагрузка от массы напольного покрытия становится способом фиксации, тогда как при других вариантах нужны специальные крепежные приспособления.

Чтобы теплоотдача была максимальной, необходимо выбрать напольное покрытие с высокой теплопроводностью. Если «укутать» пол ковром, теплоотдача сильно снизится. Дерево лучше пропустит тепловые волны, но максимально высокий КПД от напольного ИК обогрева достигается при использовании кафельной плитки.

Теплый ИК пол

Общие аспекты электрического отопления

За исключение котлов, все виды электрического отопления не требуют внешних нагревательных и вспомогательных устройств (контуров и радиаторов отопления, дымоходов), что является их несомненным плюсом. Они довольно легки в управлении и монтаже, обладают малой инерционностью. Часто возможно подключение электронных блоков управления и дистанционная работа с ними.

Опять же, большинство рассмотренных видов электро-отопления довольно дороги в свей эксплуатации. Мощность практически всех приборов, нужная для обогрева помещения определенной площади, требуется примерно одинаковая, и она довольна велика. Принято считать, что для отопления 100 кв. метров с высотой потолка 2,5−3 м требуется 12−16 кВт мощности электроприбора.

Тут еще влияет фактор географического нахождения обогреваемого дома. В южных районах страны расходы на электрическое отопление будут гораздо меньше, чем в северных. Большую роль играет и конструкция, утепление дома. Чем теплее и меньше сам дом, тем меньше потребуется электроэнергии для его обогрева. Обычно электричество применяют для обогрева небольших по площади одноэтажных домов или квартир в домах городского типа при наличии мощной проводки. В остальных случаях электрическое отопление применяют как вспомогательное.

И самое главное — такой вид отопления делает вас полностью зависимыми от наличия самой электроэнергии, т. е. делает систему энергозависимой.

Большую экономию дает применение электродных котлов, теплых инфракрасных обогревателей и приборов с автоматическим регулятором режима и температуры (так называемый умный дом).

Похожие записи: Отопительные котлы на твердом топливе Итальянские котлы Baxi и отзывы о них Котлы отопления для дома

Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя

Эффективная передача тепла в помещение в водяных системах отопления напрямую зависит от скорости движения теплоносителя во внутреннем отопительном контуре.

Для небольших отапливаемых объектов, необходимую скорость движения горячей воды можно обеспечить с помощью естественной циркуляции, а для более крупных объектов со сложными многоуровневыми контурами нагрева, скорость теплоносителя достигается путем применения электрического центробежного насоса.

Читайте также:  Виды схем отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Естественная циркуляция

Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя

Эти системы правильнее называть гравитационными. Поскольку нагреваемая вода поднимается по вертикальной трубе, под воздействием гравитационного эффекта, вызванного разностью температур теплоносителя и, следовательно, различной плотностью жидкости, создающей напор. Данная труба считается подающим стояком.

Дальше теплоноситель движется по подающему трубопроводу к отопительным приборам. В которых тепло передается окружающему воздуху и благодаря конвекции распространяется по комнате. Вода остывает и по обратному трубопроводу возвращается в котлоагрегат.

Ее плотность увеличивается, создается напор, вытесняющий нагретую воду из котла в подающий трубопровод для следующего цикла нагрева.

Принудительная циркуляция

Это современные эффективные системы отопления способные отапливать дом любой этажности и площади с многоуровневыми контурами отопления зданий, работающие с разными режимами нагрева, например, традиционная радиаторная система с вариантом «теплый пол». Обвязку трубопроводов, возможно, выполнить трубами небольшого диаметра, которые располагают под любым углом и в любом месте исходя из принятого дизайна и габаритов комнат.

Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя

Преимущество данных систем объясняется высоким уровнем регулирования, способным обеспечить индивидуальный режим нагрева для каждого помещения в разрезе суток и отопительных месяцев.

Существует всего один недостаток этого варианта отопления — он относится к энергозависимым, поэтому для обеспечения бесперебойности необходимо предусмотреть аварийный источник электрической энергии, который, скорее всего, понадобится и котлоагрегату.

Какая система теплоснабжения лучше

Этот вопрос будет, прежде всего зависеть от бюджета, который способен выделить собственник на организацию системы отопления. Немаловажное значение имеет доступность топлива, климатический район строительства и состояние теплоизоляции стен дома.

Если анализировать систему теплоснабжения для центрального района России для многоуровневого жилого дома от 200 до 300 м2, когда владелец не обременен средствами, то наиболее перспективные варианты теплоснабжения будут распределяться следующим образом:

Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя
  1. Тепловой насос.
  2. Газовые котлы.
  3. Твердотопливные котлы.
  4. Теплый пол.
  5. Электрические котлы.

В любом случае перед выбором системы отопления в частном доме, собственнику потребуется обратиться к специалистам, чтобы они могли оценить все теплозначимые факторы объекта отопления, чтобы обеспечить долговременную работу теплосетевого оборудования с низкой себестоимостью тепловой энергии.

Тем не менее, по большинству технико-экономический показателей тепловой насос и геотермальные установки — лучшее направление в развитии систем отопления.

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:

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:

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.
Читайте также:  Скорлупа ППУ для изоляции труб — теплоизоляция труб

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:

Рис. 13 Электрокотел — устройство

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

Варианты устройства двухтрубной системы

При монтаже вертикальной двухтрубной отопительной системы применима нижняя, а также верхняя, схема разводки отопления от котла. Теперь поподробнее о каждой из них.

Варианты устройства двухтрубной системы

Вертикальная система с нижней разводкой

Варианты устройства двухтрубной системы

Устраивают ее следующим образом:

Варианты устройства двухтрубной системы
  • От нагревательного котла пускают по полу нижнего этажа дома или по подвалу подающий магистральный трубопровод.
  • Далее от магистральной трубы пускают вверх стояки, которые обеспечивают попадание теплоносителя в батареи.
  • От каждой батареи отходит труба обратного тока, которая отводит остывший теплоноситель обратно в котел.
Варианты устройства двухтрубной системы

При проектировании нижней разводки автономной системы отопления учитывают необходимость постоянного выведения воздуха из трубопровода. Выполняется это требование с помощью монтажа воздушной трубы, а также установки расширительного бака, использования кранов Маевского на всех радиаторах, находящихся на верхнем этаже дома.

Варианты устройства двухтрубной системы

Варианты устройства двухтрубной системы

Схема двухтрубной автономной системы водяного отопления дома с нижней разводкой. Теплоноситель поднимется вверх по вертикальным стоякам из центральной трубы

Варианты устройства двухтрубной системы

Вертикальная система с верхней разводкой

Варианты устройства двухтрубной системы

В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.

Варианты устройства двухтрубной системы

Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают расширительный бак. Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

Варианты устройства двухтрубной системы

Варианты устройства двухтрубной системы

Схема двухтрубной автономной системы отопления дома с верхней разводкой. Теплоноситель двигается вверх по центральному стояку, а затем опускается вниз, проходя по всем установленным радиаторам

Варианты устройства двухтрубной системы

Горизонтальная система отопления – три основных типа

Варианты устройства двухтрубной системы

Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:

Варианты устройства двухтрубной системы

Вот так это выглядит:

Три схемы устройства горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления, которые чаще всего используются при строительстве малоэтажных домов и частных коттеджей

Инструкция по монтажу

Итак, опишем этапы монтажа, когда насосы циркуляционные врезают на байпас. Эта схема используется чаще всего и рекомендована специалистами из-за таких преимуществ:

Инструкция по монтажу
  • быстрый, удобный демонтаж;
  • удобное временное отключение.

Для мокрых вариантов горизонтальное ровное положение критически важное:

Инструкция по монтажу

На рынке есть разные модификации уже собранных байпасных петель: под сварку, под фланцы, с сегментами для запорных элементов.

Если не целесообразно покупать готовую сборку, например, когда все детали есть в наличии или если есть особенности локации размещения, то делают обвязку байпаса с нуля. Но потребуются навыки работы с трубами (сварка, нарезка резьбы).

Инструкция по монтажу

Удачная, рекомендуемая локация — между мембранным баком и котлом. Ниже универсальный вариант: для открытых/закрытых контуров, для подсоединения коллекторным методом (нескольких помп).

Порядок сборки

Инструкция по монтажу

Схема с движением воды, обратите внимание: отсекающие краны обязательные — при снятии прибора для ремонта, обслуживания их перекрывают:

Начинают со сборки узла (модуля) с кранами: по одному на вх./вых. помпы, третий — часть нижней прямой трубы. Надо тщательно замерить сегмент обратки, для точного вваривания отрезка с запирающей арматурой.

Инструкция по монтажу

Примеряют байпасную петлю, отмечают места вварки на трубе, делают там дрелью со спецсверлами отверстие под диаметр монтируемого отрезка, сваривают соединение.

Врезают весь узел с нижним отсекающим краном на основной трубе, в нашем случае — на подаче от газового котла:

Инструкция по монтажу

Последний этап — подключают насос к питанию.

Подключение помпы к питанию

Инструкция по монтажу

Итак, система полностью собрана, насос подобран, установлен, дальше — аппарат подключается к питанию. Перед процедурой обесточивают полностью всю линию — на щитке выключают автомат. Устройство может иметь вилку под розетку или без нее — просто проводки определенной длины для подсоединения напрямую к домашней сети на щиток.

Читайте также:  Все что нужно знать о регулировке батарей отопления

Процедура: провода насоса подсоединяются, учитывая полярность, к линии. Клеммы подписаны, имеют стандартную расцветку. Если прибор без кабеля с вилкой под розетку и решено применить именно такое подключение, то ее можно докупить в любом магазине, кабель потребуется трехжильный, обычно сечения 2.5 мм² хватит с избытком.

Инструкция по монтажу

Крайне желательное наличие заземления (трехжильная проводка), поскольку близость к воде создает значительные риски попадания тока на элементы оснащения. Рекомендовано подсоединить прибор через бесперебойник (ИБП), к нему также можно подключить котел.

Отличное решение — врезка в систему термостата (см. схему ниже), он же может быть сразу в составе агрегата, который будет автоматически производить отключение при падении температурных значений теплоносителя ниже выставленных рамок.

Инструкция по монтажу

Крайне желательно также устанавливать прибор с подключением к сети через дифавтомат (его аналог УЗО+АВ) или через автоматику котла, на которой по умолчанию должны быть приняты все эти меры. А также, если на какой-либо линии с розеткой есть защитная автоматика и насос не слишком мощный, например, 90 Вт, то есть она выдержит все вешаемые на нее потребители, то отдельную индивидуальную проводку с АВДТ, УЗО под помпу можно не ставить. Прибор можно подключить на такую розетку и не заморачиваться.

Допускается подсоединения без заземления, например, когда дом старый с двухжильной проводкой, но тогда на схеме жизненно важно наличие дифавтомата или УЗО+АВ.

Инструкция по монтажу

Расчет электрического отопления

Отдельно стоит поговорить и о расчете. В общем, расчет систем электрического обогрева практически ничем не отличается от подбора мощности газового или любых других систем. В первую очередь необходимо посчитать теплопотери дома или квартиры. А систему подобрать таким образом, чтобы она их полностью компенсировала потери тепла. Но такой расчет достаточно трудоемкий и требует здания многих факторов: расположения дома, наружных температур, теплотехнических характеристик стен, окон и других конструкций. Несмотря на все свою сложность этот метод дает наибольшую точность при подборе систем электрического отопления.

Но существуют и упрощенные методы. Например, самый простой из них состоит в том, что на каждые 10 м2 площади помещения подбирается электроприбор мощностью 1 кВт. то есть на комната 25 м квадратных необходим конвектор 2,5 кВт. Такой метод достаточно ненадежный, но он помогает быстро и без проблем подобрать нужную мощность в большинстве случаев.

Расчет системы отопления

Попробуем рассчитать стоимость водяного отопления. Возьмём газ как самое недорогое топливо. Считается, что на обогрев 10 м2 требуется 1кВТ энергии. Соответственно, на условный дом площадью 100 м2 необходим котёл мощностью 10 кВт.

10 кВт*24 часа*30 дней = 7200 кВт/час.

Котёл не всегда будет работать на полную, так что делим это значение пополам и получаем месячный расход топлива — 3600 кВт/час. Отопление требуется примерно 7 месяцев в год, так что 3600 кВт/час*7 = 25200 кВт/час.

Рассчитав мощность, рассчитаем количество топлива: 1 м3 вырабатывает энергии 10 кВт/час, так что 25200 кВт/час делим на 10 и получаем 2520 м3.

Электрические котлы: удобно и надежно

Основное преимущество установки таких котлов – возможность обустроить в готовом здании отопление с минимальными изменениями. Котел можно подключить к уже существующей системе водяного отопления и таким образом существенно сэкономить на проектировании и монтаже коммуникаций. Существуют такие виды электрокотлов:

  • ТЭНовые;
  • электродные;
  • индукционные.

Разнообразие опций и функций современных котлов позволяет:

Электрические котлы: удобно и надежно
  • контролировать и регулировать температуру теплоносителя, а с помощью водяной системы отопления с соответствующими регулирующими приборами — в здании в целом и в каждом помещении в частности;
  • установить режим автоматического включения и отключения, поддержания уровня температуры, при наличии программатора на необходимый срок вперёд;
  • минимизировать риски для детей, обеспечить безопасность.

Электрические котлы могут устанавливаться вместе с тепловым оборудованием, работающим на газе или жидком топливе, и подключаться в случае необходимости как резервные системы.

Для установки электрокотла не нужны дымоотводные системы, отдельная топочная, он компактен и может быть установлен в любом месте

Детальный обзор автоматики для газовых котлов отопления

Каждая система газового отопления в частном доме или городской квартире имеет индивидуальные технические характеристики и особенности. Газовые котлы отличаются не только функциональностью и принципом работы, но и системой управления. В целях безопасности все модели газовых котлов, оборудованы приборами и устройствами автоматической регулировки отопительного оборудования. Для получения более полного представления об автономном отоплении в доме, следует разобраться, как работает система автоматики газового котла, и какие виды таких устройств существуют .

Детальный обзор автоматики для газовых котлов отопления

Отопительный газовый котел представляет собой сложное инженерно-техническое изделие, в процессе эксплуатации требующее к себе постоянного внимания. Автоматическое управление способно обеспечить необходимый контроль параметров работыра котла, делая отопительную систему по-настоящему автономной.