Схема отопления и водоснабжения частного дома с газовым котлом
При проектировании загородного коттеджа закладывается несколько инженерных систем, обеспечивающих хозяев благами цивилизации. Вопрос, волнующий каждого — комфорт в собственном доме, который трудно представить без стабильной работы отопительной системы.
В городских условиях обогрев жилища осуществляется двумя способами, с использованием центрального или автономного (местного) отопления. Для подавляющего большинства владельцев загородных участков доступен только второй вариант, и все, что им надо сделать — подобрать оптимальный метод обогрева жилья. Обогрев можно осуществлять разными способами, самым распространенным из которых является газовое отопление частного дома.
Газовые котлы удобны в эксплуатации и обслуживании
Доминирование водяного отопления в частном секторе объясняется его достоинствами:
Надежностью системы. Процесс идеально прост и отлажен: нагретая от котла вода циркулирует в трубах по замкнутому контуру, отдает тепло и возвращается обратно.
Теплоемкостью (и теплоотдачей) воды. Она достаточна, чтобы эффективно и равномерно обогревать жилой дом. Остальные теплоносители (в том числе и антифризы) обладают худшими показателями.
Дешевизной. Вода — дешевый и экологичный теплоноситель.
Недостатками можно считать:
Затратный монтаж трубопровода.
Постоянный расход средств на нагрев системы (а где он не постоянный?).
Тепловую инерцию. Эффект после включения водяного отопления ощущается не сразу (по сравнению с воздушным).
Уход. Необходимо следить за состоянием системы: металлические элементы подвержены коррозии, радиаторы отопления должны содержаться в чистоте (пыль уменьшает теплообмен).
Особенности функционирования. Выключение отопления на зиму может привести к аварии (вода замерзнет и разорвет трубы). Владельцы летних дач должны подумать о замене воды на антифриз (или о замене системы).
Если из крана течет вода, система не завоздушена
Прежде, чем вода побежит по трубам, отдавая тепло и поднимая настроение, ее необходимо нагреть. Способ нагрева (вид отопления) выбирается, исходя из нескольких критериев:
Доступность топлива (его цена и возможность бесперебойного получения).
Затраты на монтаж системы (стоимость работы, оборудования и материалов).
Затраты на обслуживание и ремонт.
До начала работ составляется проект будущей отопительной системы. Схема отопления частного дома с газовым котлом учитывает размер и местоположение постройки, на основе чего подбираются компоненты:
Вид отопительной системы определяется выбранным топливом. В зависимости от используемого топлива встречаются:
Газовые котлы. Газ можно получать централизованно или создать собственное хранилище.
Экономный и надежный способ обогрева — газовый котел
На твердом топливе. Сырьем служит уголь, дрова, торф, топливные брикеты или пеллеты (древесные топливные гранулы).
Электрические. Используются электролизные (электродные), индукционные аппараты, а также котлы на ТЭНах.
Комбинированные. Популярны варианты — комбинации газа с твердым или жидким топливом.
Универсальные. Конструкция имеет несколько топок для разных видов топлива.
Монтаж газового отопления в частном доме предусматривает использование нескольких видов труб:
Стальные. Встречаются обычные и оцинкованные изделия, которые соединяются как сварным, так и механическим (резьбовым) способом. Могут стать причиной аварии (разрыв), если допустить замерзании воды.
Полимерные (пластиковые). Не подвержены коррозии, бесшумны, без проблем переносят мороз. Трубы обладают значительным коэффициентом теплового расширения и плохо справляются с высокими температурами (для обустройства дымохода и обвязки котла подходят только металлические трубы).
Медные трубы в разводке отопления частного дома газовым котлом
Металлопластиковые. Композитные (многослойные) изделия, надежные и долговечные. Монтаж проводится с помощью фитингов.
Медные. Не боятся замораживания из-за своей пластичности, обладают высокой теплопроводностью (выше, чем у стальных изделий). Медные трубы подвержены электрохимической коррозии и к тому же дороги.
Вода обладает значительным тепловым расширением (при нагреве до 90°C ее объем увеличивается на 4%). Если в открытой (не герметичной) системе это не критично, то в закрытой (с принудительной циркуляцией) — чревато повреждением оборудования. Чтобы не испортить систему и компенсировать давление в трубах, в нее встраивают расширительный бак (гидроаккумулятор).
Расширительный бак представляет собой герметичный стальной (иногда нержавеющий) баллон, состоящий из двух отсеков. Между отсеками встроена гибкая мембрана, разделяющая горячий теплоноситель и сжатый давлением газ.
Алгоритм действия расширительного бака
Производители выпускают батареи для разных систем отопления; они различаются по материалу изготовления (чугун, сталь, алюминий, биметаллические радиаторы) и по количеству секций. Существует несколько типов радиаторов отопления:
Секционные. Старые чугунные радиаторы и современные трубчатые стальные разновидности.
Панельные. Стальные цельноштампованные, с нагревательными и конвекционными пластинами, от которых зависит тепловая мощность радиатора.
Система водяного отопления нуждается в контроле. Для этого предназначены:
регулирующие и предохранительные клапаны (запорные вентили и терморегулирующие краны).
Манометр на расширительном баке контролирует давление в системе отопления
Существует два способа подведения газа к дому — централизованный и автономный; выбор целиком зависит от расположения жилья.
Магистральный газ. Непрерывная подача газа более функциональна и экологична, однако не лишена недостатков. Газовые трубы обычно прокладывают под землей, что продлевает эксплуатацию, но обходится дороже. На стоимость работ также влияет удаленность газопровода; для согласования подключения необходимо подготовить и согласовывать пакет документов. Неоправданно затянутые сроки подключения и высокая стоимость работ заставляют обратить внимание на альтернативный способ газификации.
Газгольдер. Под громким названием скрывается резервуар для хранения сжиженного природного газа. Когда поблизости нет магистрального газопровода, выходом станет газгольдер, принципом действия напоминающий огромную зажигалку и подходящий под любой вид котла. Автономное газовое отопление загородного дома — частое явление в Европе, где бережливый хозяин и не подумает тянуть ветку в несколько километров. Грамотно подобранный газгольдер (учитывающий расход топлива домохозяйством), пополняется 2-3 раза в год.
Газгольдер — автономная газификация
Использование газа в качестве отопления обладает массой преимуществ:
Стоимость. Газовое отопление выгодно благодаря лучшему соотношению цены и КПД по сравнению с другими видами топлива.
Безопасность. Благодаря автоматике отпадает необходимость постоянного внимания к процессу. За работой следят датчики, задача хозяев — регулировка температуры в доме.
Размеры. Газовый котел имеет небольшие габариты, что позволяет расположить его в небольшой комнате. Помещение для хранения топлива не нужно (что не скажешь о дровах, угле или солярке).
Экономичность. Современные газовые котлы способны обогревать большие площади; некоторые модели (двухконтурные) дополнительно поставляют горячую воду.
Независимость. Газгольдер позволяет домохозяйству не зависить от коммунальных служб.
Экономность газового отопления
Экологичность. Топливо хранится в газгольдере, продукты горения уходят через дымоход (не надо выгребать золу, отсутствует неприятный запах).
Отопление дома газом имеет некоторые отрицательные моменты:
Установку котельного оборудования, работающего на природном газе, согласовывают со службой Газтехнадзора, что сопровождается составлением проекта, договора и сбором разрешающих документов (лицензий).
Для безопасной работы системы необходимо отдельное помещение с хорошей вентиляцией, отдельным выходом на улицу и дымоходом. Также необходима автоматика, отслеживающая утечки газа. Системы с открытой (атмосферной) горелкой потенциально пожароопасны.
Изменение давления газа в трубопроводе может привести выходу котла из строя. Некоторые модели адаптированы к подобным форс-мажорам.
Некоторые системы нуждаются в электроэнергии.
Котельная с открытой горелкой нуждается в высоком дымоходе
Особенности конструкции позволяют разделить схемы разводки отопления по типам:
Одно- и двухконтурная (одно- и двухтрубная). Схема зависит от типа котла; одноконтурный используют только для отопления, двухконтурный способен еще и нагревать воду.
Попутная и тупиковая. Разновидности двухтрубной разводки. В первом случае движение горячего и охлажденного потока происходит в одном направлении, и время оборота воды для каждого радиатора (и скорость их нагрева) одинаково. Тупиковая схема предполагает встречное движение потоков; при этом радиаторы, расположенные ближе к котлу, нагреваются быстрее.
Вертикальная и горизонтальная. Условное деление по положению труб (стояков), подающих воду к радиаторам. Для одноэтажных частных домов используется горизонтальная схема. В жилищах с 2-3 этажами ее используют, если вертикально расположенные тубы не вписываются в дизайн (горизонтальные легче спрятать).
Схема радиаторного отопления двухэтажного дома; горизонтальная двухтрубная разводка
Установка газового отопления — выгодное решение для загородного дома. Подключение систем газового отопления проходит по двум принципиальным (подходящим не только для газа) схемам:
Их часто называют самотечными или гравитационными системами; принцип действия основан на физических свойствах теплоносителя. Нагретая вода имеет меньшую плотность, чем холодная. Давление обратного тока остывшей жидкости (прошедшей через трубы и отдавшей тепло) вытесняет из котла горячую. По стояку отопления она поднимается вверх, заполняя горизонтальные трубы и радиаторы.
Установка котлов отопления в частном доме
Чтобы система работала эффективно, и вода не застаивалась, монтаж труб отопления проводится с уклоном 3-5°, а котел устанавливается как можно ниже (например, в подвале). У схемы есть очевидные преимущества:
Простота. При монтаже необходимо выполнить только одно условие — организовать уклон трубопровода.
Независимость. Схема с газовым котлом отопления не нуждается в электроэнергии.
Тишина. В схему не включены приборы (циркуляционные насосы) создающие фоновый шум.
Практичность. Срок службы составляет 25-30 лет без капитального ремонта.
Схема отопления частного дома с газовым котлом — однотрубная горизонтальная система водяного отопления с естественной циркуляцией
Ограничение длины контура. Чтобы система функционировала эффективно, длина замкнутого контура не должна превышать 30 м, что осуществимо только в небольших домах.
Обслуживание. Самотечные конструкции подвержены засорению; необходима периодическая промывка.
О выборе схемы отопления в следующем видео:
В схему включаются водяные насосы, заставляющие воду циркулировать принудительно. Насосная схема не ограничивает использование схем отопления; возможны верхний и нижний розливы теплоносителя, одно- и двухтрубная схема. Циркуляционный насос чаще устанавливается перед котлом и позволяет обходиться без организации уклона трубопровода.
Главное условие схемы с принудительной циркуляцией — бесперебойное электропитание на весь период отопления. Недостатком системы является ее завоздушивание (как правило, в начале отопительного сезона).
Сравнение схем с естественной и принудительной циркуляцией
Совмещает предыдущие типы, со своими особенностями:
Разводка из металлических труб монтируется с уклоном.
Насос подключается при помощи обводной трубы (байпаса).
Если электросеть работает с перебоями, обогрев дома идет за счет естественной циркуляции; насос включается, если нужно быстро прогреть дом.
Принцип работы газовых котлов прост: при сжигании газа выделяется энергия, которая аккумулируется водой, а затем высвобождается в жилых помещениях, нагревая их. Существует несколько критериев, которые помогают оценить выгоду той или иной модели газового устройства. Помимо компании-производителя и цены прибора большинство критериев взаимосвязаны; это делает возможной проведение комплексной оценки.
При проектировании систем газового оборудование для отопления частного дома, котлы средней мощности часто располагают в подсобных помещениях
Мощность является ключевым фактором, обеспечивающим бесперебойную работу системы. При оценке необходимой мощности учитывается площадь и параметры жилья (высота потолков, количество окон), а также зимние температуры в месте расположения дома. Для нормальной эксплуатации (долгой и без поломок) котел должен иметь запас по мощности.
От этого параметра зависит:
Место установки. Определяет тип компоновки прибора. Настенный (позволяет сэкономить место) или напольный (более мощный, надежный и дорогой).
Тип горелки. Открытый или закрытый. Устройство горелки определяет способ удаления продуктов сгорания (дымоход с естественной тягой или принудительная вентиляция).
Контуры. Выбор хозяев — будет ли котел только согревать дом, или еще обеспечивать семью горячей водой.
Экономичность. Она зависит от КПД котла и у последних моделей составляет 90-95%.
Контроллер для обслуживания системы отопления
Оснащенность. Приобретенный вместе с котлом программатор (регулятор температуры) способен сэкономить 20-25% затрат на отопление. Безопасность эксплуатации можно повысить с помощью дополнительных элементов: датчика пламени (если пламя погасло, подача газа прерывается автоматически), датчика контроля тяги, датчика блокировки котла (при отключении газа).
Чтобы подобрать подходящее устройство по описанным критериям, необходимо:
Определить требуемую мощность с учетом площади жилья. В среднем принимается расход 1 кВт на 10 м 2 .
Если нужен двухконтурный котел (не только согревать, но и обеспечивать горячей водой), выбирается котел с запасом по мощности не менее 25%.
Если перебои в подаче электричества — суровая реальность, выбирается прибор с механической автоматикой. В сочетании с естественной циркуляцией получится практичная и надежная, хоть и несколько старомодная система.
Если проблемы с электричеством отсутствуют, приобретается современный агрегат с электронной автоматикой и принудительной (по умолчанию) циркуляцией.
О том, как выбрать газовый котел в следующем видео:
При покупке стоит выбирать организацию, которая занимается не только продажей котлов и сопутствующего оборудования, но и их установкой. Такой подход позволяет:
Получать советы специалистов не только при покупке, но также при монтаже, отладке и эксплуатации оборудования.
Быть уверенным в качестве котла и его сервисном обслуживании (своевременной поставке запчастей).
Быть уверенным в отсутствии проблем с гарантийным обслуживанием (которые могут появиться, если установка проводилась сторонним мастером).
Профессиональный монтаж газового отопления — эффективная работа системы
Порядок действий можно описать следующим образом:
Составление проекта и его утверждение (при подключении к магистральной линии), заключение контракта с монтажной бригадой.
Покупка газового оборудования (требования проекта не ограничивают выбор модели).
Установка газгольдера или врезка и подключение к общей линии.
Установка и подключение котла.
Пробный запуск, технологические проверки.
О монтаже котельной с двухконтурным котлом в следующем видео:
Многие владельцы загородных домов используют газовый камин как альтернативу газовому водяному отоплению; они находят данный способ практичным — камин украшает интерьер и экономит средства. Камин справляется с задачей, если площадь жилья небольшая (до 60 м 2 ); в основном он используется как источник дополнительного или резервного отопления.
Газовым каминам есть что предложить — экономичность, удобное регулирование и чистое сгорание
Покупателям предлагаются камины разного размера, дизайна и типа установки (встречаются встраиваемые, пристенные и островные модели). Конструктивно (автоматика, горелки) они совпадают с газовыми котлами. Камины, в отличие от котла, располагаются в жилой комнате и нагревают непосредственно воздух; они соответствуют высоким стандартам экологической и противопожарной безопасности.
Газовое отопление частного дома — современный способ обеспечить комфорт семьи; автономное отопление позволит достигнуть независимости от аварий и профилактических плановых ремонтов магистральных сетей. Особенно удобны автоматизированные системы, следящие за экономным расходом топлива, меняющие температуру по расписанию и контролирующие безопасность процесса.
Если дом предназначен для круглогодичной эксплуатации, нужно позаботиться о его отоплении. Наиболее экономичный вариант – использование газового котла и водяного контура (выбор экономичных газовых котлов отопления для частного дома).
Какие существуют схемы отопления частного дома с газовым котлом и как выбрать подходящую?
Система отопления частного дома с газовым котлом состоит из следующих частей:
- сам котел и сопутствующее оборудование – приборы контроля, безопасности, дымоход, автоматика (виды автоматики для газовых котлов отопления);
- отопительный трубопровод;
- обогревательные приборы – радиаторы и/или теплый пол;
- дополнительное оборудование: расширительный бак, в системах с принудительной циркуляцией – насос, если в системе больше одного контура – коллекторный узел.
Котел оснащается температурным и предохранительным клапаном, контрольным манометром. У каждого радиатора своя группа арматуры: запорные/регулировочные краны, воздухоотводчики.
Если в системе обогрева радиаторов нет, только теплые полы, арматура устанавливается на распределительный коллектор.
В зависимости от типа котла (открытый или закрытый) отвод продуктов сгорания осуществляется либо через обычный дымоход, либо по коаксиальной трубе через вырубленное отверстие в стене прямо на улицу.
Забор воздуха для горения у котлов с открытой топкой – прямо из комнаты, у закрытых – по коаксиальной трубке с улицы. Во втором случае подача принудительная, используется встроенный вентилятор для поддува.
Радиаторы различаются габаритами, количеством секций, материалом изготовления:
- чугун;
- сталь;
- медь;
- алюминий;
- биметалл (сердечник стальной, корпус алюминиевый);
- пластик.
Дольше всех держат тепло чугунные батареи, они же самые дешевые. Но у них слишком высокая инерция, трудно встраиваются в системы с автоматическим регулированием отопления. Наиболее надежные во всех отношениях и самые дорогие – медные.
Насос в классической радиаторной системе обогрева устанавливают на обратную трубу (по которой в котел возвращается остывший теплоноситель) и оснащают фильтрами для очистки воды.
В системах теплых полов циркулирует не очень горячий теплоноситель (до 50 градусов), насос можно ставить на горячую трубу на входе в распределительный коллектор (подбор насоса для теплого водяного пола).
Назначение расширительного бака – сброс избыточного давления. Баки бывают открытые и закрытые. В открытых устройствах горячий воздух/пар уходит через специальный клапан прямо в пространство. Такой бак устанавливают в самой высокой точке контура (обычно на чердаке).
Закрытый бак – герметичная емкость с разделяющей мембраной: при увеличении давления за счет деформации мембраны пространственное соотношение секций изменяется, это компенсирует избыток горячего воздуха.
Баки оснащаются специальными клапанами для слива излишков горячего теплоносителя. Устанавливать их можно на любой высоте.
Сегодня при устройстве отопления открытые баки применяются редко, а в системах с принудительной циркуляцией не применяются вообще.
Материалы изготовления труб:
- нержавейка;
- металлопластик;
- полипропилен;
- сшитый полиэтилен;
- медь;
- чугун.
Для теплых полов выбирают металлопластик и сшитый полиэтилен – они прочные, хорошо гнутся, продаются единой бухтой. Реже используется медь, она дорогая.
При установке радиаторного отопления нужно обращать внимание на рабочие характеристики пластиковых труб: температуры и давления в этих системах высокие.
При монтаже скрытым способом (в стену и др.) предпочтителен пластик, т.к. трубы соединяются неразъемными соединениями. Стальные трубы устанавливают открыто, т.к. они соединяются резьбой и фитингами, а это чревато протечками.
Схемы отопления частного дома настенным газовым котлом подразделяются по нескольким параметрам:
- по типу разводки – однотрубная, двухтрубная, лучевая;
- по направлению – вертикальная и горизонтальная;
- по числу контуров – один (отопительный) или два (отопление и ГВС);
- по типу циркуляции – принудительная или естественная.
Однотрубная схема отопления частного дома с газовым котлом настенным самая простая: одна труба, которая отходит от котла, обходит по очереди все отопительные приборы и доставляет в котел уже остывший теплоноситель. В двухтрубной для обратки (охлажденного теплоносителя) предусмотрена вторая труба.
Первый вариант используется в домах с небольшим обогреваемым пространством, а также в технических постройках – гаражах и др., т.к. при последовательном обходе всех батарей теплоноситель остывает, разогрев приборов в начале и конце контура различен.
Частично эту проблему можно решить за счет установки регулирующих кранов на радиаторы: меньше горячего теплоносителя расходуется в начале трассы, основной поток уходит дальше.
Плюсы этой системы: простой монтаж, минимум соединений, проще расчет гидравлического давления. Минус: невозможность отключить часть контура (например, в подсобке) когда необходимости в обогреве этого помещения нет.
При двухтрубной разводке дом прогревается более равномерно. Использование регулировочных кранов позволяет добиться почти идеального температурного баланса между разными зонами. Минусы – эта система сложнее и дороже.
Оптимальный вариант для просторного коттеджа – лучевая разводка. Подразумевается наличие минимум одного коллекторного узла, от которого к каждому прибору уходит собственная горячая труба. Минус – такая система самая дорогая и трудная в установке.
Плюсы – в каждый прибор теплоноситель поступает горячим, а при использовании регулирующей арматуры, установленной непосредственно в коллекторном узле – еще и разогретым до необходимой кондиции. При монтаже теплых полов, отдельно или в совокупности с радиаторами, используется только лучевая разводка.
В первом случае трубопровод монтируется под небольшим уклоном: теплоноситель стекает по трубе от одного радиатора к другому под собственной тяжестью. Во втором для прогонки по трубам горячей жидкости используется циркуляционный насос.
Однотрубная система с естественной циркуляцией (т.н. «ленинградка») используется для небольших построек, отапливаемых только радиаторами. Скорость тока жидкости в таком трубопроводе небольшая, при проходе большого расстояния вода гарантированно остынет.
Второй недостаток – сложность проектировки: чтобы жидкость перемещалась с максимальным КПД, нужен точный расчет уклона. В конструкции теплых полов такую систему использовать нельзя, т.к. их располагают горизонтально.
Минусы принудительной системы – выше стоимость, необходимость электропитания для насоса. Некоторые модели в процессе работы шумят.
Преимущества: высокая скорость движения теплоносителя, простота проектировки системы, экономия на трубах: для принудительных систем можно выбирать тонкие. Для естественных потребуются трубы большего сечения, только так получится ускорить поток.
Вертикальная разводка подразумевает наличие стояков, по которым горячий теплоноситель спускается к радиаторам.
Такая схема оптимальна для двух/трехэтажных коттеджей.
Циркуляция теплоносителя – только принудительная: иначе он просто не поднимется на нужную высоту. В одноэтажном доме стояков может не быть вообще, разводка горизонтальная.
Принципиальных отличий в монтажной схеме двухконтурной системы от одноконтурной нет. Есть эксплуатационная особенность: когда включается ГВС, отключается отопление. Это не имеет значения в большом доме: инерционность системы позволяет удерживать тепло долгое время.
Для маленького трубопровода режим частых отключений отопительного контура может оказаться критичным. Если длина отопительного контура небольшая и количество радиаторов невелико, а горячей воды требуется много – лучше отказаться от двухконтурной системы: отдельно установить газовый котел отопления и проточную колонку для ГВС.
В сочетании с двухконтурным котлом (обзор видов газовых котлов отопления для частного дома) рекомендуется принудительная циркуляция, иначе возобновление работы отопления после его остановки потребует долгого времени. Диаметр труб лучше увеличить, для отопления использовать чугунные батареи (в силу инерционности они долго остывают).
Читайте в нашей следующей статье о том, какие бывают виды газовых горелок для котлов отопления.
Видео о газовой системе отопления своими руками.
15 Апр 2019 admin 11