Классификация водяных отопительных систем по принципу работы
По принципу работы отопление имеет естественную и принудительную циркуляцию теплоносителя.
С естественной циркуляцией
Используют для обогрева небольшого дома. Теплоноситель перемещается по трубам благодаря естественной конвекции.
Фото 1. Схема водяной отопительной системы с естественной циркуляцией. Трубы необходимо устанавливать под небольшим уклоном.
По законам физики тёплая жидкость поднимается вверх. Вода, нагреваясь в котле, поднимается, после чего спускается по трубам к последнему радиатору в системе. Остывая, вода поступает в трубу обратки и возвращается в котёл.
Использование систем, работающих с помощью естественной циркуляции, требует создание уклона — это упрощает перемещение теплоносителя. Длина горизонтальной трубы не может превышать 30 метров — расстояние от крайнего в системе радиатора до котла.
Такие системы привлекают своей дешевизной, не требуется покупать дополнительное оборудование, практически не издают шума, когда работают. Минус в том, что трубы нужны большого диаметра и укладываться максимально ровно (в них почти нет давления теплоносителя). Невозможно обогреть большое здание.
Схема с принудительной циркуляцией
Схема с использованием насоса сложнее. Здесь, кроме батарей отопления, устанавливают циркуляционный насос, перемещающий теплоноситель по отопительной системе. В ней давление выше, поэтому:
- Можно укладывать трубы с изгибами.
- Проще обогреть большие здания (даже в несколько этажей).
- Подойдут трубы малого диаметра.
Фото 2. Схема системы отопления с принудительной циркуляцией. Для перемещения теплоносителя по трубам используется насос.
Нередко эти системы делаются замкнутыми, что избавляет от попадания воздуха в отопительные приборы и теплоноситель — наличие кислорода приводит к коррозии металла. В такой системе необходимы закрытые расширительные бачки, которые дополняют предохранительными клапанами и устройствами для сброса воздуха. Они обогреют дом любого размера и более надёжны в работе.
Способы монтажа
Для маленького дома, состоящего из 2—3 комнат, используют однотрубную систему. Теплоноситель перемещается последовательно по всем батареям, доходит до последней точки и возвращается по обратной трубе назад в котёл. Батареи подключаются снизу. Минус в том, что дальние комнаты прогреваются хуже, так как в них поступает уже слегка остывший теплоноситель.
Более совершенны двухтрубные системы — к дальнему радиатору укладывается труба, и от неё делают отводы к остальным радиаторам. Теплоноситель на выходе из радиаторов поступает в обратную трубу и перемещается в котёл. Эта схема равномерно прогревает все помещения и позволяет отключить ненужные радиаторы, но основной минус — сложность монтажа.
Коллекторное отопление
Основной минус одно- и двухтрубной системы — быстрое охлаждение теплоносителя, у коллекторной системы подключения этого недостатка нет.
Фото 3. Система водяного коллекторного отопления. Используется специальный распределительный узел.
Главным элементом и основой коллекторного отопления является особый распределительный узел, называемый в народе гребёнка. Специальная сантехническая арматура, необходимая для распределения теплоносителя по отдельным магистралям и независимым кольцам, циркуляционный насос, приборы, обеспечивающие безопасность и расширительный бак.
Коллекторный узел для двухтрубной системы отопления состоит из 2 частей:
- Входной — его подключают к нагревательному устройству, где он принимает и распределяет по контурам горячий теплоноситель.
- Выходной — подключают к обратным трубам контуров, необходим для сбора охлаждённого теплоносителя и подачи его в котёл.
Основное отличие коллекторной системы — любая батарея в доме подключена независимо, что позволяет регулировать температуру каждой или отключить её. Иногда используют смешанную разводку: к коллектору подключают независимо несколько контуров, но внутри контура батареи подключены последовательно.
Теплоноситель доставляет до батарей тепло с минимальными потерями, КПД этой системы увеличивается, что позволяет использовать котёл меньшей мощности и тратить меньше топлива.
Но и коллекторная система обогрева не лишена недостатков, к ним относится:
- Расход трубы. Потребуется потратить в 2—3 раза больше трубы, чем при последовательном подключении батарей.
- Необходимость установки циркуляционных насосов. Требует повышенного давления в системе.
- Энергозависимость. Не стоит использовать там, где возможны перебои электроснабжения.
Печи с варочной панелью
Если в печи имеется варочная панель, это большое преимущество. Можно приготовить еду и вскипятить воду в чайнике, не используя дополнительный источник тепла. В условиях дачного домика, у которого нет отдельной кухни, такая печь выручит. Подобных моделей много, варочную панель встраивают даже в обычные буржуйки. Конфорки бывают съёмными или стационарными.
Обычно варочную панель располагают в верхней части топки, расстояние до топлива минимально, это обеспечивает быстрое приготовление или разогрев блюд при незначительном расходе дров.
Так же бывает возможность установить ёмкость, в которой нагревается вода для хозяйственных нужд. Интерес представляют модели со встроенным духовым шкафом.
Такие модели оптимально используют тепловую энергию топлива.
Монтаж
Прогретая печка хорошо протапливает помещение и не коптит, однако продукты сгорания представляют опасность для человека. В связи с этим печь и дымовые каналы должен сделать специалист, знающий свое дело. И все же с главными принципами установки такого оборудования ознакомиться не помешает и владельцу дома.
https://youtube.com/watch?v=PXNy0pvXYEk
Расположение
Как и при установке любого отопительного другого оборудования, сначала нужно сделать проект, в котором следует указать расположение печи и расчетные данные. В большинстве случаев используют готовые чертежи и схемы.
Схема расположения системы отопления.
Располагать отопительный прибор следует так, чтобы его задняя стенка также обогревала помещение, т.е. не примыкала к улице. Если лицевая стенка будет направлена в сторону кухни, можно будет использовать печку для приготовления пищи. Камера сгорания должна выходить на веранду или в коридор.
Материалы
Для строительства применяют красный огнеупорный кирпич, который при укладке следует выдержать в воде 2-3 минуты. Кладут кирпич на специальный раствор, приготовленный из глины и воды, в соотношении 1:1. Некачественный раствор может привести к образованию трещин, плохой тяге, задымлению.
Дымоход
Отдельные требования предъявляются к дымоходу. Его канал должен быть герметичным и обеспечивать оптимальную скорость прохождения дыма. Необходимо предусмотреть также возможность очищения его от сажи.
Преимущества и недостатки
Печи, работающие на дровах и электричестве, в сравнении с обычными приборами, использующими только один вид топлива, имеют массу преимуществ. Такие агрегаты более:
- универсальны. Могут работать на одном из двух видов топлива, например, в отсутствие дров или планового отключения электроэнергии;
- экономичны. Дрова и электроэнергия относятся к самым доступным видам топлива, к тому же в подобной печи хорошо горит не только древесина, но уголь, паллеты из опилок и щепа;
- эффективны. Электро-дровяные печи для дома с водяным отоплением обладают продуманной конструкцией, благодаря которой обеспечивается высокая теплоотдача с минимальными потерями тепла;
- долговечны. При правильной эксплуатации такой прибор прослужит не менее 25 лет;
- автоматизированы. Нет необходимости осуществлять постоянный контроль за процессом — эти функции выполняет автоматика.
В качестве недостатков следует отметить следующие факторы:
- значительный вес. Вес чугунных печей может составлять несколько сотен килограмм, поэтому потребуются дополнительные затраты на усиление основания пола;
- высокая стоимость. Печи комбинированного типа стоят на 25 — 40% дороже аналогичных изделий работающих на одном виде топлива;
- дорогой монтаж и сервисный ремонт, что объясняется более сложной конструкцией подобных приборов;
- ограничения по мощности электрической части. Мощность ТЭНов не должна превышать мощности дровяной камеры.
Печь из кирпича
Печь – не только устройство обогрева дома, но и элемент декора
В небольшом доме можно установить одну печь, для топки которой потребуются дрова или уголь. Современное печное отопление частного дома предусматривает множество видов конструкций обогревательных сооружений. Следует выбрать такую, чтобы она предназначалось не только для отопления помещения, но и для приготовления пищи. Перед установкой печи нужно подобрать подходящее место, чтобы её использование было максимально эффективным:
- Топка должна быть направлена в сторону коридора или кухни, а обогреваемые поверхности — в комнаты. Проектируя печь, следует знать, что 1 м² её площади обогревает до 30 м² помещения.
- Нельзя ставить возле печки мебель или устанавливать перегородки, не сооружать печь в углу комнаты. Большая по площади стена её должна выходить в жилые помещения, тогда в них постоянно будет тепло.
- Конструкцию печки выбирать соответственно её назначению. Они бывают только для обогрева помещения или ещё и для приготовления пищи. В этом случае следует учесть варочную поверхность и духовой шкаф
Отопительная печь:
Строительство печного сооружения
Печное сооружение возводится во время строительства дома, но фундамент строится отдельно от общей закладки. Можно установить печь в уже построенном доме, но тогда потребуется поднять часть пола и делать отверстия в потолке и крыше для установки дымохода.
Подробная кладка печи:
Размер и глубина фундамента зависит от типа печной конструкции. Возводится сразу же после изготовления общего фундамента дома. Под кирпичную печь он должен быть монолитным железобетонным, на 10-15 см больше её параметров с каждой стороны. Требуется соблюдать размер глубины — от 0,5 м до 1 м. Если почва рыхлая, или близко расположены грунтовые воды, нужно фундамент не углублять, а увеличить его площадь.
Для постройки печи следует использовать хорошо обожжённый красный кирпич. При постукивании он отдаёт металлическим звуком. При падении если раскалывается, то на крупные куски. С ним легко работать, так как поддаётся правильному разлому. Участки печи, контактирующие с огнём, выкладываются огнеупорным кирпичом (топка и часть дымохода).
Подробная кладка печи:
Процесс обогрева помещения
Продуманное устройство печи в частном доме предопределяет эффективный обогрев помещения. В топке с подачей воздуха сгорает твёрдое топливо (обычно дрова или уголь). Естественная тяга способствует передвижению дымовых газов по каналам к выводящим вертикальным ходам, откуда они выходят наружу. За это время прогреваются кирпичные стены печи, а тепло от горячего камня распространяется по всем комнатам.
Продуманное устройство печи в частном доме определяет качество обогрева помещения
Технология установки водяного отопления в обычную печь на дровах
Проект печи с водяным контуром содержит указания на ее расположение и размеры
При этом важно учесть, каким образом расположены межкомнатные перегородки и мебель. Для габаритных сооружений значительного веса закладывают основательный фундамент из бетона
Основание печи и отделочный материал на полу необходимо отделить предохраняющим отступом, для защиты от пожара.
Для осуществления кладка применяется специальный раствор и кирпичи высокого качества. Учитывая сложность приготовления смеси и требования к качеству, иногда надежнее приобрести ее в готовом виде. Фундамент нуждается в обязательной гидроизоляции. Перед укладкой кирпичи рекомендуется погружать в воду на сутки. Вооружившись размерами кладочных элементов, подбирают соответствующую порядовку.
Внутрь сооружаемой конструкции монтируется регистр-змеевик: к нему впоследствии коммутируются подающие и обратные трубы. Одна из них служит для подачи горячего теплоносителя через расширительную емкость в систему. Вторая труба является каналом для возращения остывшей жидкости обратно к регистру. Перемещение воды обеспечивают гравитационные силы. Размеры соединительных швов допускаются в пределах 4-х мм. Нужно следить за тем, чтобы внутри топливника и дымохода не было острых углов. Лучше использовать скругленные соединения, не влияющие на эффективность отвода дыма. Это позволит заметно сократить количество образующейся в топливнике сажи.
Как сварить котел отопления своими руками
Схема изготовления котла длительного горения с теплообменником
До того как самому сварить котел отопления, нужно определиться с его конструкцией. Предпочтительно, чтобы она соответствовала современным требованиям к безопасности и эффективности работы. Поэтому в качестве примера будет рассмотрен котел пиролизного типа, изготовленный самостоятельно.
Как правильно сварить котел отопления подобного типа? Помимо сварочного аппарата для этого потребуются следующие материалы и инструменты:
- Листовая сталь, марки которой подбираются из данных таблицы, показанной выше. Для камеры сгорания толщина металла должна составлять 3-4 мм. Корпус можно сделать из стали меньшей толщины – 2-2,5 мм;
- Трубы для изготовления теплообменника. Их оптимальный диаметр 40 мм. Такой размер позволит быстро нагреть теплоноситель. Количество регистров — от 3 до 6;
- Как сварить котел отопления без режущего инструмента? Лучше всего для разрезания листов стали использовать «болгарку» со специальными дисками по металлу;
- Дверцы для топочной камеры и поддувала. Также нужно приобрести чугунные колосники. Это необходимо сделать заранее, так как по размерам комплектующих будут изготавливаться проемы и крепежные части котла;
- Уровень, рулетка и карандаш (маркер) для нанесения разметки;
- Защитный инвентарь – перчатки, маска сварщика, прозрачные рабочие очки и одежда из плотного материала с длинными рукавами.
Для наглядности можно посмотреть, как сварить отопление в частном доме. Видео или фотоматериалы помогут в работе, так как в них наглядно показаны все этапы и особенности их выполнения. Однако это нужно сделать только после составления чертежа и подготовки всех инструментов и комплектующих. Это относится ко всем этапам изготовления комплектующих, так как сварить отопление своими руками, включая котлы, регистры, гребенки, невозможно без правильной схемы.
Важно также подготовить место работы до того как сварить отопление в гараже. Чаще всего процесс изготовления проходит именно в нем. Для начала нужно обеспечить максимальное свободное пространство, убрав лишние предметы
Для начала нужно обеспечить максимальное свободное пространство, убрав лишние предметы.
В целях безопасности также из гаража следует вынести легковоспламеняющиеся жидкости – бензин, масло и т.д. И только после этого можно приступать к работе — сваривать отопление в гараже. Правильная сварка котла отопления заключается в изготовлении двух составляющих – непосредственно корпуса котла и теплообменника.
Теплообменник
Теплообменник для котла отопления
Этот элемент изготавливается до того, как сваривается котел отопления. Впоследствии он будет установлен в конструкцию, которая будет напрямую зависеть от его фактических габаритов.
Конструктивно он представляет собой 2 прямоугольных бака, соединенных между собой трубопроводами. Оптимальная толщина материала должна составлять 3-3,5 мм. Это связано с высокими температурами, которые будут воздействовать на поверхность. Специфику его изготовления можно посмотреть на видео — как сварить отопление в частном доме.
На листах стали делается разметка конструкции согласно чертежам. Сначала вырезается задняя панель и к ней приваривается перегородка для отведения дровяных (угольных) газов. На этом этапе нужно быть очень осторожным, так как сварной шов не всегда может обеспечить должное крепление. Затем к перегородке и задней стенке приваривается боковая и нижняя.
Нужно отметить, что самому сварить котел отопления довольно проблематично. Поэтому эту работу рекомендуется выполнять вдвоем. В особенности это касается этапа установки готового теплообменника. Его патрубки помещаются в заранее подготовленные отверстия, а трубы точечно привариваются к внутренним стенкам котла.
Нередко стоит вопрос — как сварить отопление внутри гаража без принудительной вентиляции. Для этого работы должны проводиться только с открытыми воротами, чтобы обеспечить нормальный приток свежего воздуха.
Основной проблемой самодельных конструкций является низкая эффективность работы. Для увеличения КПД рекомендуется делать двойные стенки, между которыми устанавливается базальтовый огнеупорный теплоизолятор. Сварить подобный котел своими руками для водяного отопления можно, но для этого нужно предусмотреть дополнительный расход материала. Сначала изготавливаются двойные стенки, которые заполняются утеплителем. Затем дальнейшая технология сварки конструкции полностью соответствует вышеописанной.
