Устройство водяного отопления
Отопление это процесс нагрева воздуха в помещении, который компенсирует потери тепла в доме из-за понижения температуры на улице.
Отопление дома происходит за счет передвижения теплоносителя по помещению. В случае водяного отопления теплоноситель, нагретая вода, движется по трубопроводу, поступает в радиаторы отопления, которые нагреваясь, отдают тепло в помещения.
Общая схема системы отопления такова. В генераторе тепла вода нагревается. Под собственным давлением или под воздействием циркуляционных насосов вода движется по замкнутому контуру теплопровода. При своей циркуляции вода охлаждается, передавая тепло помещению, и возвращается обратно в генератор тепла. Этот процесс повторяется пока система водяного отопления включена и все ее составные части работают исправно.
Виды котлов и других водогрейных аппаратов
Эффективность работы отопления в частном доме зависит от установки, нагревающей рабочее тело (воду). Правильно подобранный агрегат вырабатывает количество теплоты, необходимое для радиаторов и бойлера косвенного нагрева (при наличии), экономно расходуя энергоносители.
Автономная водяная система может работать от:
- водогрейного котла, использующего определенное топливо — природный газ, дрова, уголь, солярку;
- электрокотла;
- печи на дровах с водяным контуром (металлической или кирпичной);
- теплового насоса.
Дополнение. Есть комбинированные типы отопителей, одновременно совмещающие 2—3 энергоносителя, например, уголь – природный газ, дрова – электричество (один экземпляр показан ниже на фото). Также существуют универсальные котлы, куда можно установить дизельную форсунку, газовую или пеллетную горелку – на выбор.
Чаще всего для организации отопления в коттеджах применяют именно котлы – газовые, электрические и твердотопливные. Последние изготавливаются только в напольном исполнении, остальные теплогенераторы – настенном и стационарном. Дизельные агрегаты используются реже, причина – высокая цена горючего. Как правильно выбрать водогрейный бытовой котел, рассматривается в подробном руководстве.
Печное отопление, совмещенное с водяными регистрами или современными радиаторами – неплохое решение для обогрева дачи, гаража и небольшого жилого домика площадью 50—100 м². Недостаток — помещенный внутрь печки теплообменник нагревает воду бесконтрольно. Чтобы избежать закипания, важно обеспечить принудительную циркуляцию в системе.
Справка. Раньше подобные схемы делались самотечными – без насоса, с открытым расширительным бачком. Регистры и магистрали сваривались из стальных труб диаметром 40…80 мм (внутренний), прокладываемых с уклоном 3—5 мм на 1 м для лучшего самотека. Отопление называли паровым, поскольку система не боялась закипания.
- основная проблема — дороговизна оборудования;
- из-за холодного климата аппараты типа «воздух – вода» попросту неэффективны;
- геотермальные системы «земля – вода» сложны в монтаже;
- электронные блоки и компрессоры тепловых насосов весьма дороги в ремонте и обслуживании.
Из-за высокой цены срок окупаемости агрегатов превышает 15 лет. Но эффективность установок (3—4 кВт теплоты на 1 затраченный киловатт электроэнергии) привлекает мастеров – умельцев, пытающихся собрать самодельные аналоги из старых кондиционеров.
Как своими руками изготовить простейший вариант теплового насоса, смотрите на видео:
Читайте также:
Однотрубные и двухтрубные системы водяного отопления
Также различаются однотрубная и двухтрубная системы водяного отоплении. В однотрубной системе радиаторы подключены к системе отопления последовательно, в двух трубной параллельно.
На это об основных принципах водяного отопления все! Тепло вашему дому.
Несколько визуальных сконструированных рисунка систем водяного отопления:
Закрытая,двухконтурная закрытая система водяного отопления с бойлером ГВС с Экспансоматом
Закрытая, двухконтурная закрытая система водяного отопления
Закрытая одноконтурная система отопления
Открытая система водяного отопления с искусственной циркуляцией и расширительным баком
Открытая система водяного отопления с естественной циркуляцией и расширительным баком
©Obotoplenii.ru
Правила установки отопительных приборов
Радиаторы и конвекторы устанавливают в зонах максимальных тепловых потерь – под окнами, у витражей, рядом с проемами дверей. При этом соблюдаются нормативные требования по величине расстояний до ограждающих конструкций. Это необходимо для обеспечения качественного конвективного теплообмена.
Радиаторы обычно крепятся к стене, но имеется возможность отдельной, напольной установки.
Конвекторы имеют несколько видов установки:
- Настенное;
- Внутрипольное;
- Отдельное.
Также существует особый вид конвекторного отопления – плинтусное. В основе его лежит установка приборов малого размера в зоне плинтусов пола.
Проведение расчетов
Чтобы установка отопительных систем своими руками приносила желаемый эффект, требуется произвести некоторые расчеты. В самом простом случае необходимо рассчитать следующее:
- газовый котел;
- количество материалов;
- количество радиаторов.
Расчет газового котла
В общем случае газовый котел можно рассчитать примерно, исходя из того, что 1 кВт мощности нужен для отопления примерно 10 кв. м. площади дома.
Схема отопления двух этажного дома.
Если более точно необходимо узнать необходимую мощность, то можно воспользоваться следующей формулой:
М = к*О*Тр.
В этой формуле:
- м — необходимая мощность котла;
- к — коэффициент тепловых потерь дома;
- о — объем отапливаемого помещения;
- тр — наибольшая разность температур внутри дома и снаружи.
Коэффициент потерь дома может иметь следующие значения, зависящие от материала, из которого построен дом:
- от 3 до 4 — для легкого дома, выполненного из досок, но не из бревен;
- от 2 до 3 — для здания, выполненного из кирпича (один слой);
- от 1 до 2 — для здания из кирпича (два слоя);
- от 0,6 до 1 — для хорошо утепленного дома.
Стоит заметить, что данные показатели не являются абсолютным правилом. Данные цифры показывают снижения потерь тепла стенами дома по мере его утепления.
Например, если дом сложен из полубруса, при этом его стены утеплены как снаружи, так и изнутри, то дом можно считать хорошо утепленным.
Пример расчета
Схема распределения теплоносителя.
Для проведения расчета по вышеописанной формуле не хватает только объема здания и разности температур. С объемом здания тут все понятно — надо просто умножить длину на ширину и на высоту. Если комнат несколько, то их объемы суммируются. Остается разобраться только с разностью.
Нужно взять самую высокую температуру прогревания своего дома (например, 25 градусов) и самую низкую температуру, которая наблюдается зимой в конкретном районе (например, -35 градусов). Теперь от одной температуры надо вычесть другую — 25 — (-35) = 60 градусов.
Теперь можно легко посчитать необходимую мощность котла. Пусть объем всего отапливаемого помещения равен 100 кубометрам, а коэффициент выбран, 1,5. Тогда:
1,5*100*60= 9000 Вт, или 9 кВт — это и есть минимальная мощность котла.
-
Читайте также:
Стоит сказать, что данный расчет не является точным и не учитывает многих факторов, однако его результаты можно брать за основу при выборе отопительного оборудования.
Расчет количества радиаторов
Как видно из предыдущего расчета, на 1 кв. м отапливаемой площади нужно примерно 100 Ватт мощности котла. Этим же показателем можно охарактеризовать и то минимальное количество тепла, которое нужно выработать на каждый квадратный м площади, чтобы создать в доме нормальный микроклимат.
Если учесть, что один элемент радиатора в среднем вырабатывает примерно 150 Ватт мощности в виде тепла, то нетрудно посчитать необходимое количество секций радиатора, которое требуется установить в каждой комнате.
Для более точного же определения существует формула — М = (П/М1)*100 где М — это искомая величина; П — площадь отапливаемого помещения; М1 — мощность в виде тепла от одного элемента радиатора.
Расчет количества материалов
Такие расчеты не влияют на эффективность всей системы отопления частного дома, но могут существенно сэкономить средства, так как не придется покупать лишний материал. Хотя монтаж системы своими руками всегда требует некоторого запаса, расчеты провести все же нужно.
Методика проведения очень проста. Сначала требуется определиться с типом схемы. Затем обозначить все места установки основных узлов (котла, радиаторов, коллекторных шкафов и так далее), а уже после этого можно чертить схему отопления на листе бумаги и высчитывать количество труб, количество и виды арматуры (тройники, ниппели, угольники и так далее).
Основные компоненты
Ключевой компонент системы — котел. Основным его предназначением считается преобразование воды в пар. В дальнейшем он переходит в трубопровод.
Котел должен быть достаточно мощным, чтобы потянуть одновременно два этажа
Элементами конструкции здесь считаются:
- система труб;
- коллекторы;
- барабан.
Паровое пространство
Здесь можно ставить дополнительное оборудование. Оно может быть полезно, если требуется сепарация пара. Интенсивный обмен между паром и водой — основа работы котла. Устройства для обогрева делят на водо- и жаротрубные. В последнем случае нагретые газы движутся в каналах труб, обустроенных в емкости с водой.
Водотрубные модификации работают по немного иному принципу. Здесь движется вода по каналам, построенным внутри камеры с газами. Сначала она нагревается, после чего начинает кипеть. Вода перемещается в естественном режиме внутри котла.
В любых разновидностях котлов действует одно и то же правило превращения воды в пар. Сначала жидкость проводят в резервуар, находящийся в верхней зоне устройства. Далее она перетекает в коллектор и поднимается в расположенный наверху барабан, перемещаясь через область нагрева. Внутри трубы формируется пар, идущий наверх. Он может двигаться сквозь сепаратор, где отделяется от жидкости. Дальше он переходит в паропровод.
Отопление можно без труда установить своими руками
В котле можно использовать различные варианты топлива. В соответствии с этими особенностями конструкция может быть видоизменена. Перемены могут касаться и типа работы камеры сгорания. Допустим, колосниковая решетка потребуется для тех случаев, когда задействуется твердое топливо. В то же время понадобятся особые горелки, если топливо газообразное либо жидкое. Смешанные варианты более удобны и практичны.
Радиаторы и система труб
Показатели температуры в паровой системе находятся в пределах +100…+130°С. По сравнению с водяными они намного выше. Вот почему для обустройства систем похожее оборудование применять не рекомендовано. Это касается труб из полипропилена и металлопластика. Предельные рабочие показатели указанных материалов лежат в пределах +90…+100°С, применять их строго запрещено.
Конденсат, образуемый внутри деталей, приводит к быстрому разрушению материала труб. Нельзя забывать, что сталь неустойчива к коррозии. Агрессивная среда теплоносителя усиливает этот недостаток. Необходимо соединение с помощью сварки, что требует больших временных и трудовых затрат. Лучше брать трубы из оцинкованной стали. Эти изделия противостоят повышенным температурам и предполагают использование резьбового метода для соединения. Такой подход существенно упрощает рабочий процесс. Единственное, что может послужить препятствием для приобретения таких изделий, — их высокая цена.
Еще одним идеальным вариантом считаются трубы из меди. Материал пластичный, не боится термического воздействия, прочный, не подвержен коррозии. Чтобы соединить медные компоненты, прибегают к пайке. Медный трубопровод долговечный, однако стоит дорого.
