Прохождение отопительной магистрали с горячей водой недалеко от места проживания является прерогативой городских жителей многоквартирных домов, в загородных коттеджных поселках, сельской местности и на дачах наличие проложенной рядом тепловой трассы большая редкость. Решить проблему обогрева жилья в холодное время года помогает автономная система отопления, которую домовладельцы монтируют в своем доме с помощью специалистов многочисленных фирм или пользуются услугами частных мастеров — проведение работ своими руками проблематично ввиду высокой сложности и необходимости применения специального сантехнического инструмента.
Обычно индивидуальные дома отапливают нагретой водой, благодаря высокой теплоемкости она является основным видом теплоносителя в отопительных системах, если необходимо принять меры для защиты от промерзания труб, в системе используют специальные незамерзающие жидкости (этиленгликоль, пропиленгликоль). Подогрев жидких теплоносителей производят с помощью отопительных котлов, работающих на различных видах топлива, основная задача хозяина при выборе метода отопления — подбор оптимального вида топлива и котла с точки зрения удобства пользования, минимизации затрат при монтаже и эксплуатации, надежности и долговечности системы.
Рис. 1 Автономная система отопления и пример подключения котла
Возможно будет полезным почитать про Подключение котла к системе отопления
- Плюсы и минусы автономного отопления
- Автономная система отопления — принцип работы и основные узлы
- Автономная система отопления воздушными конвекторами
- Разновидности жидкостных автономных отопительных систем
- Котлы для водяного автономного отопления — виды и особенности
- Автономный обогрев газовыми котлами
- Автономная система отопления на твердом топливе
- Автономная система отопления на жидком топливе
- Автономная система отопления на электричестве
- Критерии выбора котла для автономного отопления частного дома
- Подбор котла для автономного отопления по мощности
- Этапы монтажа отопительной системы своими руками
- Оформление разрешительных документов для обустройства автономного отопления
- Автономное отопление в квартире — проблемы, с которыми вы столкнетесь
Плюсы и минусы автономного отопления
Под автономным отоплением в первую очередь понимают независимость от различных факторов, природных условий и организаций, которые в той или иной степени связаны с реализацией тепловых услуг или отопительных материалов в данной местности. Преимуществом индивидуального отопления являются:
Рис. 2 Автономная система отопления в частном доме — вариант схемы отопления и горячего водоснабжения ГВС
Невзирая на многочисленные плюсы, автономное отопление имеет довольно существенные минусы, основные из них:
Рис. 3 Принцип работы закрытой отопительной системы
Автономная система отопления — принцип работы и основные узлы
Любая автономная отопительная система включает в себя следующие основные узлы:
Генератор тепла. Представляет собой устройство, преобразующее электрическую или энергию сгорающего топлива в тепловую, при этом в теплогенераторе одновременно происходит передача тепловой энергии теплоносителю. В качестве теплового носителя используются две основные формы окружающей среды — воздушные массы и жидкость. Чаще всего в системах обогрева применяют очищенную дистиллированную воду, обладающую наивысшим коэффициентом теплоемкости, то есть способностью переносить и накапливать энергию, все другие жидкости, в том числе и незамерзающие антифризы, значительно уступают воде по данному показателю.
Для преобразования топлива в тепловую энергию и передачи ее носителю происходит процесс его сгорания в отопительных котлах, если используется электричество, нагревание теплоносящей среды осуществляется за счет разогрева материала с большим электрическим сопротивлением переменному току и его взаимного теплового обмена с рабочим телом.
Теплопроводная магистраль. Нагретый в котле теплоноситель подается к теплообменным приборам по трубам, ранее повсеместно использовался стальной трубопровод (реже медный из-за высокой стоимости), с развитием химической промышленности сталь постепенно вытесняют трубы из полимеров: полипропилена ППР, сшитого полиэтилена и металлопласта РЕХ.
Полимерные трубы благодаря своей гибкости и эластичности сделали возможным монтировать в зданиях многоконтурные теплые полы с водяным обогревом, что было нереально осуществить при наличии металлических трубопроводов.
Теплообменные приборы. Теплоноситель от котла по трубам поступает в теплообменные приборы, которыми в большинстве случаев являются радиаторы, жидкость проходит сквозь них и отдает тепло воздуху благодаря большой площади корпуса теплообменника. Для повышения или снижения тепловой отдачи предусмотрена возможность изменения конфигурации батарей за счет добавления или снятия отдельных секций, материалом изготовления радиаторов являются сталь или алюминий, обладающие хорошей теплоотдачей (высоким коэффициентом теплопроводности).
Рис. 4 Воздушный конвектор – принцип работы
Автономная система отопления воздушными конвекторами
Воздушная автономная система отопления обычно предполагает использование электрических конвекторов, встроенный вентилятор которых подает воздух на нагревательные элементы, после чего он попадает в помещение. Нагревать воздух могут кондиционеры, работающие в режиме отопления, и обычные дешевые электрические обогреватели без вентиляторов с открытой спиралью, или масляные, где нагревательный элемент погружен в теплоноситель. Последним словом техники является использование для обогрева энергосберегающих тепловых насосов типа воздух-воздух, полученная в результате их функционирования тепловая энергия передается воздушным массам и распространяется по всей площади помещения за счет встроенных вентиляторов.
Отопление помещений нагретым воздухом является не слишком популярным методом у потребителя и обладает следующими особенностями:
Рис. 5 Отопление кондиционерами
Помимо небольших тепловых генераторов, работающих на электричестве, для воздушного отопления используются стационарные крупногабаритные теплогенераторы, работающие на газу или жидком топливе, их основными узлами являются (рис. 7):
Рис. 6 Автономная система отопления тепловыми насосами
Разновидности жидкостных автономных отопительных систем
Отопительные системы обогрева индивидуального дома с использованием в качестве теплоносителя воды и незамерзающих жидкостей (антифризов) отличаются по ряду признаков, основные различия:
По типу используемого топлива. Самыми популярными видами энергии для нагрева теплоносителей являются электричество, газ, жидкие горючие углеводородные смеси (дизельное топливо, мазут, масло, керосин), большое количество твердых горючих материалов — дрова, уголь, торфяные брикеты и пеллеты различного состава. Электроэнергия может быть получена как от энергетических компаний, так и самостоятельно при использовании солнечных батарей, ветровых или гидравлических генераторов.
По виду тепловых генераторов. В современных отопительных системах для передачи энергии теплоносителю используют нагревательные котлы, имеющие конструктивные особенности и различия между аналогами для каждого вида топлива. При недостатке средств многие умельцы собирают автономное отопление своими руками, используя вместо заводских котлов самостоятельно собранные конструкции преимущественно на твердом топливе, типичный пример — металлическая печка в жилом помещении с расширительным баком на чердаке и стальной трубопроводной системой с радиаторами.
Читайте также: Как подключить полотенцесушитель к системе отопления, водоснабжения
Рис. 7 Принцип работы и основные узлы газового конвектора
По материалу трубопровода. Полимерные трубы из полипропилена ПП, сшитого полиэтилена и металлопласта РЕХ постепенно вытесняет изделия из металлов, на объектах старой постройки по-прежнему используются наружные стальные трубопроводы для подводки воды к радиаторам. Некоторые домовладельцы при наличии значительных финансовых средств делают подводку теплоносителя через медные трубопроводы полностью или на отдельных участках. Современные продвинутые системы монтируют из специальных тонкостенных стальных труб по обжимной технологии соединения элементов сантехнической арматуры с помощью фитингов.
По методу подачи теплоносителя к теплообменникам. Существуют 2 основных способа подачи нагретой жидкости к патрубкам радиаторов отопления — однотрубный и двухтрубный, иногда используется комбинированное подключение. Для подсоединения трубопровода теплых полов применяется коллекторная разводка, позволяющая подключать к одному распределительному узлу несколько контуров, системы из большого числа радиаторов подсоединяют через гидрострелки или радиаторное коллекторы. При подключении теплообменных радиаторов используют различные схемы разводки трубопроводов — лучевую, тупиковую, попутную, специальную горизонтальную (ленинградка).
Также существуют различные способы подключения входных и выходных патрубков теплообменных радиаторов к тепловой магистрали — вертикальный, горизонтальный, диагональный, нижний.
Рис. 8 Схемы разводки труб
По расположению накопительного бака. Расширительный бак, являющийся важным элементом любой отопительной системы, может быть герметичного типа заводского изготовления (гидроаккумулятор красного цвета) и вмонтирован в контур в любом удобном месте — такие системы называют закрытыми, так как к теплоносителю не имеется прямого доступа. Перемещение жидкости по трубопроводу в системах данного типа осуществляется с помощью циркуляционного электронасоса, устанавливаемого внизу недалеко от котла рядом с гидроаккумулятором.
У другой разновидности отопительных систем, называемых самотечными, накопительный бак устанавливается вверху на чердаке, трубопроводы имеют небольшой уклон при подходе к радиаторам, на их выходе малый угол наклона выдержан в сторону котла. Циркуляция жидкости в системе происходит самотечным методом за счет того, что нагретая вода или антифриз имеют меньшую плотность и поэтому выталкиваются вверх более плотными холодными слоями.
Рис. 9 Открытая автономная система отопления
Котлы для водяного автономного отопления — виды и особенности
Отопительные котлы являются наиболее воздействованным оборудованием в частном секторе, с их помощью и только обогревают дома, но и нагревают холодную воду для хозяйственных нужд и личного пользования в целях гигиены, используя двухконтурные модификации. Котлы заводского изготовления отличаются надежностью и высоким сроком службы, относительно доступной ценой, эффективностью и комфортностью работы, при установке простых безколлекторных систем отопления только с радиаторами возможен монтаж всего отопительного оборудования своими руками. При выборе котла в первую очередь исходят из стоимости и доступности топлива, их основные варианты рассмотрены ниже.
Автономный обогрев газовыми котлами
На сегодняшний день газовое автономное отопление является безусловным лидером по распространенности благодаря низкой стоимости газа и развитой сети газопроводных магистралей.
Отопление газом имеет следующие особенности:
Рис. 10 Газовый котел – основные узлы
Автономная система отопления на твердом топливе
Котлы на твердом топливе являются классикой и стоят на первом месте по распространенности в областях, где отсутствует централизованное газоснабжение, твердотопливное отопление имеет следующие особенности:
Рис. 11 Твердотопливный тепловой генератор – принцип работы
Автономная система отопления на жидком топливе
Жидкотопливные теплогенераторы не так часто встречаются в быту, как газовое и твердотопливное оборудование, в отличие от отечественного потребителя, такой вид отопления пользуются высокой популярностью у жителей стран Западной Европы. Особенностями отопления зданий с помощью котлов на жидком топливе являются следующие факторы:
Рис. 12 Жидкотопливный котел – главные узлы
Автономная система отопления на электричестве
Электричество является самым простым и доступным видом энергии, который можно получать как от государственных линий электропередач, так и самостоятельно, используя энергию солнца, ветра, движущейся воды, в электрогенераторах электроэнергию получают путем сжигания жидкого топлива. Электрокотлы довольно сильно отличаются от аналогичных агрегатов следующими свойствами:
Рис. 13 Электрокотел — устройство
Возможно будет интересно: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками
Критерии выбора котла для автономного отопления частного дома
При выборе типа котла для отопления не возникает альтернативны только в том случае, если к дому подведен газ, он является самым дешевым видом топлива и в сравнении с другими источниками (электроэнергия не рассматривается) имеет ряд эксплуатационных преимуществ — не требует места для хранения запасов, выделяют в окружающую среду меньше продуктов горения, не так интенсивно загрязняет дымоходную систему.
Основными параметрами, на которые обращают внимание при выборе котла, являются:
Читайте также: Монтаж стояков отопления: что нужно знать, если делаешь это сам
Рис. 14 Конструкция газового котла Rinnai
При выборе котла могут быть полезны следующие советы:
Рис. 15 Устройство твердотопливного котла Kolton
Подбор котла для автономного отопления по мощности
В паспортных данных на котел обязательно указывается его номинальная мощность, иногда производитель приводит площадь помещений в квадратных метрах, которую может отопить данный котел. Для усредненных вычислений принимают расход 1 кВт тепловой мощности агрегата на обогрев 10 квадратных метров жилого помещения при высоте потолков 2,5 — 2,7 м. Если высота больше, вводят поправочный коэффициент, к примеру, мощность умножают на 1,23 при расстоянии от пола до потолка 3,2 м.
Также при расчетах учитывают климатическую зону, в которой находится дом, она включается в формулы в виде поправочного коэффициента и лежит в диапазоне от 0,7 для южных районов до 2 при расположении жилья в северных областях. Если применяют для нагревания воды котел двухконтурный, его расчетную мощность увеличивают на 20 — 25%.
Для определения мощности теплового генератора иногда используют СНиП 2.04.07-86, согласно которому для малоэтажных домов, если наружная средняя температура составляет -25 °С, теплопотребление считают по норме 173 — 177 Вт/м2, а в квартирах многоэтажек норматив принимают равным 97 — 101 Вт/м2.
Подводя итог, следует отметить, что для приблизительных ускоренных расчетов с учетом различных факторов (горячее водоснабжение, высокие потолки, холодный климат) котел обычно выбирают со средней мощностью, которая должна составлять около 1,5 кВт на 10 м2 помещения.
Рис. 16 Пример расчета тепловой мощности
Этапы монтажа отопительной системы своими руками
Установить простую систему отопления в доме своими руками без коллекторной разводки и укладки теплых полов задача, которая по силам многим домовладельцам при наличии простого строительного и сантехнического инструмента. Для эффективного и качественного проведения работ так же понадобятся знание схемы установки котла (инструкция в помощь), технологии монтажа трубопроводов различного типа, специальные навыки спайки или сварки труб, если выбран полипропиленовый или стальной трубопровод. Монтаж автономной системы отопления в частном доме или квартире своими руками от а до я проводят поэтапно в следующем порядке:
- Самостоятельно составляют или заказывают схему отопления в архитектурной организации, учитывающую конструктивные особенности своего дома, строительство колодца для подсоединения к газопроводной магистрали.
- Определяют вид топлива и котла, который будет использоваться для обогрева помещений, его конфигурацию (двухконтурный или одноконтурный).
- Выбирают материал труб, если их планируется прятать под полом при подведении к радиаторам отопления, приобретают изделия из сшитого полиэтилена РЕХ подходящего диаметра. Их неоспоримым преимуществом является гибкость, возможность соединения между собой и подключения к отопительному оборудованию с помощью компрессионных фитингов, не требующих специального обжимного или паечного сантехнического инструмента.
Если трубопровод прокладывают по поверхности, можно использовать полипропилен, стальной или медный трубопровод, элементы которых соединяются пайкой или сваркой.
- Подбирают тип теплообменных приборов, рассчитывая количество радиаторов и необходимые мощности батарей в соответствии с площадями отапливаемых помещений и оптимальной температуры в помещениях, количество секций подсчитывают вручную или с помощью калькуляторов.
- Определяются со схемой подключения своих батарей, она может быть однотрубной или двухтрубной, лучшие результаты показывает попутная двухтрубная разводка, обеспечивающая одинаковую температуру нагрева всех подключенных к линии радиаторов.
Рис. 17 Газовый котел для автономного отопления — вариант монтажа
Штробы также делают и в стенах, если трубопровод пускают по поверхности и хотят его спрятать для повышения эстетичного внешнего вида.
Рис 18 Твердотопливный котел мощностью 20 кВт в подвале
Оформление разрешительных документов для обустройства автономного отопления
Для устройства системы автономного отопления в загородном доме придется обращаться в сельскую или городскую администрацию по месту проживания, так как монтаж подобной системы является перестройкой или перепланировкой помещения, понадобятся следующие документы:
- Заявление утвержденной формы, которая оговорена в Правительственном Постановлении от 25.04.2005 г. №266.
- Свидетельство о праве собственности с приложением сопутствующих документов: государственной регистрации, договоров дарения или передачи жилья в собственность, нотариально заверенном праве наследования.
- При долевом участии потребуется подтверждение владения недвижимостью от всех собственников и их согласие на монтаж системы (подпись всех проживающих в заявлении).
- Ксерокопия техпаспорта помещения.
- Подтверждение архитектурных органов и организаций, занимающихся охраной памятников, статуса жилья — представляет ли оно архитектурную, историческую или культурную ценность.
- Проект устройства или перепланировки, состоящий из плана размещения газопроводной магистрали и установки котла.
- При установке мощного электрокотла (если значение превышает 30 кВт) потребуется копия его паспорта с подтверждением максимальной мощности, договор электроснабжения.
- Проект переустройства дома (перенос или демонтаж внутренних перегородок, стен, дверных и оконных проемов), если он происходит при установке оборудования. Его составляет проектная организации, в документах содержится основная информация по устанавливаемой системе, технические расчеты. Так же проектные решения согласовываются со службами пожарной охраны, санитарно-эпидемиологической станцией, газовщиками.
- Технические условия подключения газовой магистрали (выдается газораспределительными государственными организациями или частными собственниками топлива и коммуникаций), устройства вентиляции в помещении с котлом.
Данный пакет документов подается в межведомственную комиссию, отвечающую за эксплуатацию жилищного фонда и размещенную в администрации, ожидать ответа следует около 45 дней.
После проведения работ по подключению и монтажу сетей соответствующими службами, составляется акт приемки, его копия подается в службу регистрации объектов недвижимости.
Рис. 19 Установленный котел на жидком топливе
Автономное отопление в квартире — проблемы, с которыми вы столкнетесь
Для обустройства автономного отопления в квартире придется руководствоваться целым рядом документов и нормативно-правовых актов, основными из них являются Федеральный закон о теплоснабжении 190-ФЗ, статьи 26, 27 Жилищного кодекса, Правительственное Постановление №307.
Также понадобятся разрешительные документы от местных органов и жильцов соседних квартир. Учитывая фактор, что для автономного отопления в квартирах рационально использовать взрывоопасный газ, получить разрешение практически нереально, особенно после серии последних взрывов газа в многоквартирных домах. В этом случае не помогут даже согласие архитектурных служб и газовиков, муниципалитет будет для подстраховки отказывать в любых случаях, ссылаясь на Федеральные законы.
Добиться своего можно только через суд с помощью опытного адвоката, но эта мысль с учетом финансовых расходов и сопротивления властей еще более абсурдна, чем решение устроить автономный обогрев квартиры газом, согласованный с государственными органами.
Рис. 20 Электрокотел в доме
Индивидуальное отопление в основном монтируют жильцы индивидуальных домов в частном секторе, попытка его обустройства с целью отказа от централизованного водяного обогрева и перехода на газ абсурдна с логической, технической, финансовой, разрешительной точки зрения и может быть оправдана лишь астрономическими ценами на общедомовое водное отопление. Понятно, что если многоквартирный дом отключен от теплотрассы и горячего водоснабжения, жильцам не остается другого выхода, как самостоятельно монтировать газонагревательное оборудование для обогрева помещений с использованием малогабаритных, преимущественно подвесных котлов.
Стоит отметить, что общепризнанным лидером по экономии финансовых средств, удобству пользования, являются системы, работающие на природном газу, наиболее дешевое, но не слишком удобное с практической точки зрения — отопление на твердом топливе. Электрические и жидкотопливные котлы более затратны, но последние можно подключать к газовой магистрали, используя в качестве топлива природный газ.