Система отопления для небольшого строения - классика и современные решения

Как работает отопление дома – простая физика

Частный дом и другие отдельно стоящие строения это замкнутая система, в которой необходимо поддерживать комфортную для жизни и работы температуру – как правило, от 18 градусов и выше. В летний период, когда снаружи строения температура превышает необходимую цифру внутри, отопление не функционирует: его заменяет «антипод» - кондиционер воздуха, понижающий градусы внутри до нужного уровня. 

При наступлении холодного периода, окружающий воздух становится холоднее 15 градусов и тепло из дома начинает перетекать наружу. Если не снабдить помещения источником дополнительного тепла, то температура в доме станет равна температуре снаружи, что, разумеется, нам не подходит. Таким образом, задача отопления сводится к выбору и установке в строении источника тепла достаточной мощности. 

Как определить достаточную мощность? Для этого есть несколько формул, сложных и не очень, но для начала и базового понимания порядка цифр можно принять цифру 100 Вт на 1 м2 площади. Эта мощность приблизительно отражает количества тепла, уходящего из строения с нормальной теплоизоляцией и при температуре воздуха снаружи не ниже минус 20 градусов Цельсия.

Главные элементы системы отопления – от котла до радиаторов

Существует достаточно много способов обогреть дом, но в данной статье мы остановимся на централизованном отоплении с передачей тепла жидким теплоносителем – от самых базовых и давних его вариантов, до современных. Данная система отопления состоит из следующих компонентов:

• центральный источник тепловой энергии – котёл (газовый, электрический или твердотопливный);
• распределительный узел, управляющий подачей нагретого теплоносителя в разные контуры отопительной системы;
• трубы, передающие теплоноситель от центрального источника к вторичным источникам (радиаторам);
• вспомогательные элементы, улучшающие работу системы и позволяющие её контролировать.

Нагревательный котёл, как правило, имеет в составе горелку или ТЭН. В них происходит непосредственное преобразование химической или электрической энергии в тепло. Горелка механически совмещена с теплообменником – устройством, позволяющим передать образовавшееся тепло теплоносителю, который, в свою очередь, доставит его до радиаторов и трубок водяного тёплого пола. Современные котлы оснащаются «умной» электроникой, управляющей работой горелки, а также режимом циркуляционного насоса. Наиболее простые котлы не имеют встроенного насоса – они относятся к самой простой системе отопления, о которой мы расскажем дальше. 

Труба PP-R RUBIS (стекловолокно) SDR 7.4 (PN20) ХВС ГВС отопление L=4м Дн-20х2.8мм PROAQUA	Коллектор с шаровыми кранами 3/4 х1/2"х2 вых. конус TERMA (14015)	Коллектор с шаровыми кранами 3/4 х1/2"х3 вых. конус TERMA (14016)

Классическая однотрубная система отопления: просто и дёшево

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией появилась одной из первых – она не требует электричества и насосов, а расход материалов при её монтаже наименьший. Принцип работы данной системы следующий: котёл или печь нагревают бак с водой или теплоносителем до температуры 40 градусов и выше. Под действием силы тяжести, холодная вода опускается вниз, а горячая поднимается вверх: система труб с уклоном, проходящих через радиаторы, наполняется горячей водой, а холодная вода из радиаторов сама стекает вниз, обратно к нагревательному баку. 

Главное преимущество однотрубной системы – простота. В ней нет сложных механических частей и электрических аппаратов, по сути, для её работы требуется лишь источник тепла, всю циркуляцию обеспечивают законы физики. Но есть и минусы, которые в настоящее время почти вытеснили однотрубную систему из применения:

• высокая вероятность образования воздушных пробок;
• сложность или невозможность регулировки системы и отдельных радиаторов;
• трудность ремонта, особенно в холодный сезон: для замены радиатора или чистки труб нужно отключать всю систему отопления;
• высокая инерционность системы – вся система разогревается и остывает целиком.

В какой-то мере эти минусы можно исправить установкой воздухоотводчиков и циркуляционного насоса, но радикально улучшить эффективность системы отопления можно лишь с переходом на двухтрубную систему. 

Современные системы обогрева и их компоненты

Система отопления, в которой подача теплоносителя осуществляется двумя трубами: подачи и обратки, является наиболее эффективной, удобной и технологичной. В данной системе, в отличие от предыдущей однотрубной, радиаторы присоединяются не последовательно, а параллельно. Каждый радиатор снабжается двумя кранами для оперативного отключения, а также приборами для регулировки режима работы. 

Преимущества двухтрубной системы отопления:

• независимая регулировка теплоотдачи каждого радиатора;
• возможность ремонта и замены радиатора без отключения всей системы;
• отличная масштабируемость: можно отапливать любые строения, от дачного домика до многоэтажного торгового центра;
• возможность простой модернизации без переделки системы.

• тупиковая система, в которой трубы заканчиваются заглушкой, а теплоноситель в обеих трубах движется в противоположных направлениях;
• попутная (петлевая схема), в которой теплоноситель движется в одну сторону;
• лучевая схема («звезда»), в которой трубы расходятся веером от распределительных коллекторов.

Тупиковая система имеет преимущества, определяющие её популярность: простой монтаж и экономия на трубопроводах, имеющих меньшую протяжённость, чем в попутной системе. Однако необходимость балансировки системы специальными клапанами ограничивает её применения лишь простыми строениями с небольшим числом радиаторов. 

Попутная схема отопления, благодаря тому, что теплоноситель в ней преодолевает равное расстояние в трубопроводах подачи и обратки, сбалансирована гораздо лучше тупиковой, что упрощает её проектирование и наладку. При установке радиаторов одинакового размера, система считается сбалансированной автоматически, а при комбинации из радиаторов с разным количеством секций, настройка системы выполняется намного проще, чем в тупиковой системе. 

Лучевая разводка отопления в последнее время встречается всё чаще. Это обусловлено её важным преимуществом: её ветви можно отключать и регулировать независимо от соседних – раздельно управлять каждым помещением или даже каждым радиатором. Особенно актуальна такая возможность ввиду всё более частого применения электронных устройств управления, например через сеть Wi-fi. На коллектор устанавливаются так называемые сервоприводы. Посредством этих устройств, производится изменение положения игольчатых клапанов, что обеспечивает закрытие и открытие подачи теплоносителя в нужную ветвь системы. 

Спасибо, что дочитали – надёжной системы отопления и тёплого дома!