Автономное отопление позволяет быть независимым от установленных норм потребления, цен на топливо и т.д. Это дает возможность контролировать процесс отопления и поддерживать максимально комфортную температуру в доме, при этом экономя ресурсы без участия кого-либо.
Выбор мощности котла
Система трубопроводов отопительного котла – это система труб и оборудования, предназначенная для подачи охлаждающей жидкости к радиатору.
Первым делом необходимо выбрать отопительный котел, производительность которого необходимо определить заранее.
Чтобы выбрать оптимальную производительность оборудования нужно учесть следующее:
- площадь всей постройки;
- количество окон и общая площадь остекления;
- количество и размер дверных проемов;
- свойства материалов, используемых для возведения стен, таких как теплопроводность;
- насколько качественно проведена теплоизоляция всех элементов конструкции здания;
- среднегодовая температура в районе строительства;
- положение здания, т.е. на какую сторону света «смотрит» главный, традиционно самый гладкий фасад.
Однако существует усредненная метрика, с помощью которой можно определить желаемую производительность без глубоких вычислений.
Для средней полосы в качестве отправной точки на 10 м2 отапливаемой площади может расходоваться 1 кВт. К расчетной мощности отопительного котла следует прибавлять не менее 20% запаса.
Далее нужно определиться с типом котла для отопления дома: с автоматической загрузкой или с ручной загрузкой.
Типы котлов отопления
В зависимости от используемого топлива автономные котлы бывают:
- твердотопливные;
- электрические котлы для отопления частного дома;
- газовые;
- на жидком топливе.
Порядок в списке определяет расходы на отопление в зависимости от вида топлива: газовые котлы будут наименее затратными в эксплуатации.
К котлам с ручной загрузкой относятся твердотопливные котлы. В качестве топлива использовались дрова, торф, уголь. Для загрузки топлива требуется вмешательство человека.
В обязанности человека также входит поддержание заданной температуры охлаждающей жидкости.
Исполнение агрегата – напольное. Оснащен минимальной автоматизацией. Котел отопления бывает одноконтурным и двухконтурным. Система водоснабжения подключена к двухконтурному котлу для нагрева горячей воды.
Характеристики полностью автоматического котла
Внутри агрегата находится теплообменник, который нагревается горелками, работающими на жидком или газообразном топливе. Датчик температуры котла постоянно контролирует температуру теплоносителя.
Как только температура достигает заданного значения, горелка гаснет и нагрев прекращается. При снижении температуры теплоносителя ниже установленного предела горелка снова зажигается.
Такой цикл затухания зажигания случается довольно часто, и в этом нет ничего плохого.
Подавляющее большинство установленных отопительных котлов перерабатывают газ или жидкое топливо для нагрева теплоносителя.
Это связано с обширной газификацией и высокой надежностью котлов.
Преимущества газовых и жидкотопливных котлов:
- простота в обслуживании;
- большое количество систем безопасности;
- некоторое оборудование (циркуляционный насос, манометр) входит в комплект.
- безусловным преимуществом является высокий КПД, в среднем 98%.
Есть и недостатки:
- в случае нехватки электроэнергии останавливается вся система и возникает угроза разморозки;
- высокая цена;
- постоянная работа циркуляционного насоса;
- только для использования в системах закрытого типа.
При установке данного отопительного оборудования нужно взять во внимание затраты на электроэнергию. Циркуляционный насос работает в постоянном режиме вне зависимости от того, нагрета охлаждающая жидкость или нет.
Твердотопливный котел с ручной загрузкой
В твердотопливных котлах топливо загружается и поджигается вручную. Интенсивность горения можно регулировать в ограниченном диапазоне. Время работы определяется в зависимости от времени горения загрузки топлива.
Твердотопливные котлы – популярное решение, которое является еще и универсальным, к их преимуществам относятся:
- не зависит от электричества;
- может использоваться в любых видах систем;
- низкая цена.
Котел отопления твердотопливный использует самое экономичное доступное топливо.
Есть очевидные минусы:
- как правило, в комплекте поставки присутствует минимальный набор оборудования;
- требуют постоянного человеческого контроля;
- низкая эффективность.
Одним из вариантов решения традиционной «зимней» проблемы может быть использование двух разных типов котлов в одном отопительном контуре.
В штатном режиме котел работает автоматически, а отопление на твердом топливе включается механически в случае аварии на газовой или электрической линии.
Такое решение не позволяет системе отопления переохлаждаться и замерзать. Вторым вариантом может быть использование специальной незамерзающей охлаждающей жидкости, называемой антифризом.
Выбор схемы обвязки котла отопления во многом зависит от типа отопительного агрегата.
Типы и схемы отопления
Целью системы отопления является передача тепла от котла к радиаторам. Передача энергии происходит за счет циркуляции теплоносителя.
Систему отопления можно реализовать в соответствии со следующими схемами:
- Открытая однотрубная схема;
- Закрытое однотрубное решение;
- Замкнутая двухтрубная схема.
Двухтрубная закрытая схема отопления считается наиболее прогрессивной и эффективной. Однако она самая дорогая и сложная в реализации.
При нагреве объем теплоносителя в системе отопления увеличивается и излишки теплоносителя собираются в расширительном бачке.
При охлаждении происходит обратный процесс.
В зависимости от того, как организован расширительный бак, системы отопления можно разделить на следующие виды:
- Закрытая;
- Открытая.
Система отопления открытого типа
В открытой системе должен быть установлен расширительный бак открытого типа. Общая компоновка такова: котел отопления расположен в самой нижней точке, а расширительный бачок – в верхней точке относительно радиаторов системы.
Чем больше разница высот между расширительным бачком и самым верхним радиатором, тем лучше.
В открытой однотрубной системе отопления циркуляция теплоносителя происходит естественным образом, а горячая вода или ее смесь с тосолом перемещаются за счет силы тяжести.
По мере остывания охлаждающая жидкость приобретает больший вес, из-за чего она постепенно опускается на более низкие уровни в системе. Более тяжелое вещество вытесняет более легкий теплоноситель.
Так они чередуются постоянно, т.е. теплоноситель движется по кольцам системы отопления.
Такая организация системы отопления имеет свои преимущества:
- Самое простое решение;
- Электричество не требуется, поскольку теплоноситель движется под действием силы тяжести;
- Менее чувствителен к резким повышениям давления (например, при кипячении).
Установка системы с естественным протоком теплоносителя требует наименьших денежных затрат, поскольку нет смысла в ней устанавливать автоматическую систему, перепускные клапаны и циркуляционные насосы.
Нельзя обойти стороной и недостатки:
- Постоянный контакт охлаждающей жидкости с воздухом может привести к загазованности;
- Возможность охлаждения охлаждающей жидкости в холодную погоду;
- Циркуляция охлаждающей жидкости относительно медленная;
- Радиаторы не могут достичь одинаковой температуры;
- Требуется большое количество охлаждающей жидкости.
Для открытых систем отопления постоянный контакт теплоносителя с кислородом воздуха может привести к усилению коррозии труб и радиаторов. Образование различных загрязнителей в целом снижает эффективность системы отопления.
Открытые однотрубные системы отопления легко сделать своими руками, но при этом стоит отметить, что их эффективность значительно ниже. Они отлично работают с котлами ручной загрузки. Как правило, используется для отопления небольших частных домов в один или два этажа.
Закрытые решения для систем отопления
Для замкнутого контура системы отопления расширительный бак должен быть представлен в качестве стального сосуда, в полости которого находится резиновый шарик или мембрана, находящаяся под давлением воздуха. Когда охлаждающая жидкость расширяется, груши сжимаются и освобождают свой дополнительный объем.
Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости позволяет быстрее и равномернее прогревать все радиаторы.
При этом охлаждающая жидкость очищается от всех присутствующих в ней газов сразу через специальный выпускной клапан. Трубопроводы остаются чистыми и не подвержены коррозии.
Преимущества закрытой системы:
- Чистая охлаждающая жидкость;
- Гарантированный тираж
- Свободное размещение оборудования;
- Минимальный объем охлаждающей жидкости;
- Трубы малого диаметра.
Недостатки закрытых систем: постоянное избыточное давление, повышенные затраты.
Закрытые однотрубные системы отопления еще достаточно дешевы, позволяя использовать все типы котлов.
Однотрубная система отопления
В зависимости от схемы обвязки системы отопления и того, как движется теплоноситель для находящегося внутри оборудования, системы отопления подразделяются на однотрубные и двухтрубные.
При однотрубной системе отопления от котла-подвода отходит магистральная труба большого диаметра. Он выполняет роль передатчика горячего теплоносителя и коллектора остывших форм.
Радиатор подключается к основной трубе последовательно через две более тонкие трубы. Один из них получает теплоноситель, второй его выпускает.
Теплоноситель проходит поочередно через все ячейки, выделяя по пути часть тепловой энергии.
Однотрубные системы можно разделить на следующие виды:
- проточная. В проточной схеме подводящие стояки как конструктивные элементы отсутствуют. Верхний радиатор соединен с нижним радиатором. В этом решении нельзя использовать регулирующий клапан, чтобы не блокировать попадание теплоносителя в следующее оборудование.
- с байпасом. В соответствии с данной схемой радиатор для отопления соединяется со стояком, но отделяется от контура посредством замыкающего звена. Теплоноситель поступает из подающего стояка. Распространяется на все устройства пачками, попадая на них почти одновременно, поэтому меньше охлаждение.
Отопительный контур с байпасом дает возможность регулировать температуру и устранять неисправное оборудование без отключения всей системы.
В связи с этим теряются варианты расхода точно так же, как и по скорости охлаждения теплоносителя. Но замены жидкости добиться легче.
Если в схеме отопления используется однотрубная схема, где теплоноситель циркулирует естественно, то обратки вообще нет и для подключения приборов используется только верхняя разводка.
Двухтрубная система отопления
В двухтрубной системе отопления одна магистраль подает горячий теплоноситель, который нагревается котлом. Второй – получить и охладить его обратно в отопительный агрегат.
Приемная труба называется подающей, а собирающая – обратной. Радиаторы отопления подключены параллельно.
Охлаждающая жидкость в самом холодном радиаторе имеет соответственно наименьшую температуру и набита более плотно, чем остальные радиаторы. Разница температур между патрубками подачи и обратки определяется в зависимости от интенсивности циркуляции теплоносителя. То есть, чем она больше, тем больше соответственно и разница.
Поэтому холодный радиатор быстрее нагреется. Таким образом, температура всех устройств, подключенных к одному коллектору, уравнивается.
Преимущества двухтрубного отопления:
- Настройка температуры одного радиатора не влияет на другие радиаторы;
- Гидродинамическая устойчивость всей системы;
- Легко позволяет подключать устройства регулирования горячего водоснабжения;
- Высокая скорость и эффективность.
Также стоит отметить и недостатки:
- двойное количество труб;
- относительно высокая цена;
- требуются шаровые и регулирующие клапаны.
Двухтрубные системы, невзирая на сложную конфигурацию, являются предпочтительным решением, в особенности в системах с автономными котлами.
Если не прибегать к сложным тепловым расчетам, можно использовать многолетний опыт строительства.
Для строительства линий подачи и сбора рекомендуется использовать двухдюймовую трубу (диматр 50 мм) для подключения к котлу.
Батареи, в зависимости от количества ячеек, подключаются к трубам подачи и обратки 1,5″ (25-35 ячеек), 1″ (10-25 ячеек), 3/4″ (менее 10 ячеек).
При организации автономной системы отопления с одним или несколькими котлами для достижения максимальной эффективности – наиболее оптимальный вариант – это двухтрубные системы.
Его можно применить к любому объекту. Подходит для любого типа радиатора и любого котла. Выбор отопительного решения зависит от требуемых стоимостных характеристик и приобретаемого отопительного котла.
