Автономное отопление своими руками: пошаговый процесс монтажа

Почему электричество

Электрическое отопление отличается от классических водно-печных и газовых систем большей экономичностью и практичностью. Первый аспект мы оставим для обсуждения чуть ниже, а эксплуатационные достоинства опишем здесь:

Электрическое отопление не только бесшумное, но и экологичное. Оно транспортируется безопаснее газа и вообще не выделяет вредных веществ, как в атмосферу, так и внутрь помещения. При отсутствии отходов пропадает и необходимость выводящих дымоходов и тяговых конструкций. Отопление на угле или древесине и вовсе не идет в сравнение электро системами. Отопление электричеством не требует больших единовременных затрат. Провести сравнение можно на примере газа: чтобы подключить дом вы должны закупить оборудование для каждого помещения, провести монтаж коммуникаций, котла, врезаться в общую магистраль. Причем сделать все это необходимо вместе, поскольку отложить подведение какой-то части дома к системе невозможно. А электрический способ позволяет организовать последовательный монтаж: сначала подключаются самые важные части дома, а затем, по мере накопления средств, ¬– периферийные. Благодаря возможности использования в частном доме или квартире многотарифного счетчика, а также постоянному развитию технологий в данное сфере, отопление электричеством уже сейчас – самое экономное среди аналогов

Не стоит заострять внимание на высокой цене оборудования – оно быстро окупается за счет низкого энерго потребления. Практически каждый способ организации электро отопления позволяет провести монтаж своими руками, без множества дополнительных инструментов

Безусловно, использование электрических систем для отопления нельзя назвать идеальным. Работа по качественному обогреву каждого дома требует учитывать многие особенности. В некоторых регионах стоимость электричества может быть настолько большой, что от газа не отказаться. В старых многоквартирных домах сложно перейти на электрическое отопление по двум причинам: очень непросто отключиться от центральной магистрали, да и электросеть придется разводить снова, с учетом мощного оборудования.

Несмотря на это, общая картина склоняет весы в сторону электричества. Для помещений, в которых газа нет или отсутствует возможность его подвести, оно и вовсе является настоящим спасением.

Оптимальная схема разводки под самостоятельный монтаж

Домашнее отопление строится на базе двух схем: однотрубной и двухтрубной. Кроме того, бытовую разводку можно построить и на коллекторной основе, но начинающим мастерам такую схему собрать сложно, поэтому далее по тексту не будем рассматривать этот вариант, сосредоточившись только на одно- и двухтрубных вариантах.

Однотрубная разводка предполагает следующий план циркуляции теплоносителя: горячий поток покидает рубашку котла и переливается по трубе в первую батарею, из которой он попадает во вторую и так далее, до самого крайнего радиатора. Обратка в такой системе фактически отсутствует – ее заменяет короткий отрезок, соединяющий крайнюю батарею и котел. Причем при оформлении однотрубной принудительной схемы на этом отрезке размещается напорное оборудование (циркуляционный насос).

Такую систему очень легко собрать. Для этого нужно установить котел, развесить батареи и пробросить по одной нитке разводки между каждыми предустановленными элементами отопительного контура. Однако за простоту монтажа придется расплатиться отсутствием механизмов управления теплоотдачей радиаторов. Регулировать температуру в комнате в этом случае можно, только меняя интенсивность горения топлива в котле. И никак иначе.

Разумеется, с учетом дороговизны топлива этот нюанс устроит только немногих домовладельцев, поэтому одноконтурную разводку стараются не использовать в помещениях площадью от 50 квадратных метров. Однако к небольшим строениям такая разводка подходит просто идеально, как и к естественной схеме циркуляции теплоносителя, когда напор генерируется за счет температурного и гравитационного побуждения.

Коллекторная разводка отопительной системы

Двухтрубная система устроена немного иначе. В этом случае действует следующая схема движения теплоносителя: вода покидает рубашку котла и попадает в напорный контур, из которого она сливается в первую, вторую, третью батареи и так далее. Обратка в этой системе реализована в виде отдельного контура, уложенного параллельно напорной ветке, и прошедший батарею теплоноситель сливается в обратную линию, возвращаясь в котел. То есть в двухконтурной схеме радиаторы соединены с напорной  и обратной трубой с помощью специальных ответвлений, врезанных в две основные магистрали.

Чтобы сделать такой контур, нужно использовать больше труб и фитингов, но все затраты окупятся в ближайшем будущем. Двухконтурный вариант предполагает возможность регулировки теплоотдачи каждой батареи. Для этого достаточно вмонтировать в связанное с радиатором ответвление от напорной магистрали запорно-регулирующий вентиль, после чего появляется возможность управлять объемами прокачиваемого сквозь батарею теплоносителя, не вмешиваясь в общую циркуляцию. Благодаря этому можно оградить себя не только от перегрева воздуха в конкретной комнате, но и от бессмысленного перерасхода топлива и личных средств, выделенных на его закупку.

У этого варианта схемы разводки есть только один минус: на его основе очень сложно собрать эффективную систему на естественной циркуляции теплоносителя. Зато на базе насоса она работает намного лучше одноконтурного аналога. Поэтому далее по тексту мы будем рассматривать пошаговые инструкции сборки одноконтурной системы на естественной циркуляции и двухконтурной сети на принудительном побуждении движения теплоносителя.

Варианты однотрубной разводки

При однотрубной схеме может использоваться верхняя и нижняя разводка отопления. При нижнем подключении к радиаторам трубы не портят интерьер помещения и могут быть скрыты за отделкой. Этот вариант чаще используется в контурах с принудительной циркуляцией.

Верхняя разводка системы отопления прокладывается под потолком. Этот вариант удобен тем, что при движении теплоносителя сверху вниз с приборов удобно спускать воздух посредством кранов Маевского. Верхняя разводка больше подходит системам с естественным током теплоносителя.

Схемы с гравитационной и принудительной циркуляцией

Схема однотрубного отопления частного дома с газовым котлом или другим нагревательным оборудованием бывает с гравитационным и принудительным током теплового носителя. Особенность систем с естественным движением теплоносителя заключается в том, что в них не используется насосное оборудование. Жидкость движется по трубам за счет разницы объема и плотности нагретой и охлажденной воды (антифриза).

В самотечных сетях обязательно устанавливается расширительный бак. Его монтируют в верхней точке системы – на чердаке или высоко под потолком. Нагревательное оборудование устанавливается в низшей точке сети, чтобы вода могла сама стекать по трубопроводу в котел. Именно поэтому котельное оборудование монтируют в подвале или цокольном этаже. Если это сделать невозможно, то пол в котельной специально понижают.

Контуры с принудительной циркуляцией обязательно укомплектовываются насосным оборудованием, которое отвечает за транспортировку теплоносителя. Насос устанавливают на обратном трубопроводе перед насосом

В этом месте жидкость в трубах имеет наименьшую температуру, что важно для насосного оборудования, чувствительного к горячей среде. При этом не нужно делать уклон обратки в сторону котла

Контуры с гравитационным током применяют в небольших одноэтажных домах. Сети с принудительной циркуляцией можно использовать для обогрева большого по площади дома или многоэтажной постройки. Главное условие – наибольшее удаление радиатора от насоса не должно превышать 30 м, потому что прибор не сможет подавать воду на большее расстояние.

Системы открытого и закрытого типа

Разница между системами открытого и закрытого типа заключается в конструкции расширительного бака. Эта емкость нужна для компенсации расширения нагретого теплоносителя. Без бака это бы приводило к критическому повышению давления в сети. При расширении теплоносителя излишек жидкости поступает в бак. При его охлаждении вода снова возвращается в трубопроводы.

Разница между баками открытого и закрытого типа:

1. Расширительная емкость открытого типа может быть самостоятельно изготовлена из подручных материалов. Это обычный бак с крышкой или без нее. Главный минус сетей открытого типа в том, что через открытую емкость в контур попадает кислород, который становится виновником коррозии радиаторов и трубопроводов. Также это приводит к завоздушиванию системы, поэтому на все радиаторы обязательно устанавливают краны Маевского.
2. Баки закрытого типа состоят из двух камер – воздушной и водяной. Эти две камеры разделены эластичной мембраной. В газовой камере обязательно создается необходимое давление. При поступлении избытка расширившейся жидкости в камеру, мембрана продавливается в газовый отсек, из-за чего там повышается давление. После охлаждения теплоносителя давление в газовой камере выдавливает жидкость обратно в трубопроводы.

Минусы открытых емкостей в том, что вода из бака постоянно испаряется, поэтом ее приходится доливать. В открытых контурах нельзя использовать антифриз. Системы закрытого типа надежно защищены от коррозии и завоздушивания. В них можно применять антифриз.

Солнечный коллектор для отопления частного дома своими руками

Солнечный вакуумный коллектор

Гелиосистема отопления частного дома является хорошей альтернативой для организации дополнительного источника получения тепла. Для того чтобы сделать бесплатное отопление своими руками такого вида понадобится солнечный коллектор.

Принцип работы заводских моделей основан на передаче тепловой энергии от теплоносителя воде через теплообменник. Циркуляция жидкости, находящейся в сети трубок, происходит за счет разницы температур в верхней и нижней точках конструкции. В качестве дополнительного устройства для повышения КПД в бесплатное отопление частного дома на солнечном коллекторе может быть включен насос.

В вакуумных установках тепло от солнечного света передается особой газообразной смеси. Так уменьшается показатель инертности – нагрев воды через теплообменник происходит намного быстрее, чем для жидкостных моделей

Стоимость уже готовых моделей напрямую зависит от их номинальной мощности, конструктивных особенностей.

Модель	Характеристики	Стоимость, тыс. руб.
Вакуумный с рамой	Только конструкция	От 62
Коллектор для ГВС, 3600 л/сут	Вместе с магистралями	От 180
ГВС+отопление	Включая накопительный бак	От 325

Конструкция самодельного солнечного коллектора

Учитывая столь высокую стоимость – можно ли сделать отопления дома бесплатной энергией самостоятельно? Для этого понадобится следующее:

• Деревянная рама. Оптимальный размер – 2000*1500 м;
• Трубки из прозрачного полимера – сшитого полиэтилена. К ним нужны фитинги и переходники;
• Теплообменник. Можно использовать от старого котла отопления. Лучше всего – от газового;
• Накопительная емкость.

На раму устанавливаются трубки, причем они должны располагаться вертикально. С помощью фитингов и переходников они формируют змееобразный контур. Для уменьшения тепловых потерь лицевая часть защищается листом прозрачного поликарбоната, который потом красится в черный цвет. Подробнее о технологии изготовления бесплатного отопления дома своими руками можно ознакомиться в видеоматериале:

https://youtube.com/watch?v=H9eBcnAzXmY

Однако подобные проекты отопления частного дома бесплатно малоэффективны. Главным недостатком является зависимость от погодных условий.

Батареи отопления в частном доме

Для автономного отопления применяют все известные типы батарей. Применение того или иного типа радиаторов определяется требованиями к дизайну помещения и в значительной степени зависит от финансовых возможностей.

Батареи, если их расположить в порядке увеличения цены, расположатся так:

• чугунные батареи;
• стальные батареи;
• алюминиевые батареи;
• биметаллические батареи.

Для дач и загородных домов, если в них никто постоянно не живет, нужно обязательно сливать теплоноситель, чтобы избежать размораживания системы. Это обстоятельство ограничивает применение стальных батарей, которые при отсутствии воды будут активно коррозировать.

Как сделать автономное отопление своими руками?

Если вы решили обогреть свой дом самостоятельно, то начать, пожалуй, нужно с изучения принципа работы системы.

Прежде чем что-либо предпринимать, нужно просчитать оптимальный вариант именно для вашего дома, должна быть тщательно продуманная схема монтажа автономного отопления. И схема эта должна подходить именно вашему дому с его планировкой и типом комнат.

После следует рассмотреть варианты обогрева и подобрать тот, который будет лучшим образом подходить именно вам. А вариантов будет достаточно много.

Затем возникнет необходимость разобраться с тем, как расположен дом относительно сторон света и понять особенности ветровой нагрузки. Это понадобиться для проектировки подходящей схемы автономного отопления.

Нужно определить уровень мощности термокотла. При этом было бы хорошо учитывать следующие показатели:

1. Максимальный уровень нагрева котла – этот пункт будет иметь значение в сильные морозы, ведь он свидетельствует о том, какая степень дополнительного нагрева может быть у оборудования.
2. Где и сколько радиаторов будет установлено в доме.
3. Схема разводки – причём главным фактором в этом будет место предположительного размещения самой печи или котла.
4. Теплоизолирующие свойства дома и материал, которым обработаны стены. Он может быть холодным, типа бетона, камня или кирпича, или тёплым – вроде дерева.

Всё это нужно для того, чтобы просчитать особенности необходимого вам отопления и добиться того, чтобы схема подключения автономного отопления была составлена правильно.

Если возникают какие-то проблемы, можно воспользоваться онлайн вариантом просчёта теплопотерь дома. Только после тщательной работы по планированию, можно приступать к непосредственной установке.

Необходимые для монтажа инструменты

Минимальный набор для крепления системы обогрева выглядит следующим образом: два газовых ключа, разводные ключи, дрель, инструмент для завинчивания шурупов, молоток. Понадобятся и другие инструменты, но без перечисленных, уж точно, не обойтись.

Схемы отопления в частном доме своими руками

Насколько эффективным будет обогрев, зависит от особенностей монтируемого контура. Схема отопления в частном доме своими руками может реализовываться по-разному. Предлагаем ознакомиться с возможными вариантами, чтобы выбрать наилучший вариант.

Всегда можно выбрать подходящий вариант

Схема однотрубной системы отопления частного дома своими руками

Однотрубная схема предполагает, что теплоноситель от котла начинает двигаться по единственной магистрали, а затем по ней же возвращается обратно. Радиаторы к магистрали подключают обоими концами. Правильно смонтированная однотрубная система отопления частного дома своими руками работает следующим образом:

• теплоноситель нагревается до +75÷85°С и начинает перемещаться по трубопроводу. Дойдя до первого радиатора, часть горячей воды заполняет батарею, а оставшаяся продолжает двигаться по трубам;
• пройдя по радиатору и отдав тепло в окружающее пространство, вода смешивается с теплоносителем, снижая его температур на пару градусов;
• на следующем радиаторе ситуация повторяется. В результате в последнюю батарею вода поступается значительно остывшая, что уменьшает количество отдаваемого тепла.

Схема и порядок монтажа однотрубного отопления предполагает наращивание секции радиаторов, начиная со второго от котла, чтобы обеспечить равномерный обогрев всех помещений частного дома. Водяное отопление работает достаточно эффективно, если содержит не более 5 батарей. В многоэтажном строении часто монтируется несколько стояков. Такая вертикальная схема предполагает наличие стабильно работающих 3÷4 батарей.

Однотрубная модель не всегда эффективна

Схема двухтрубной отопительной системы

Стабильный и надежный вариант, обеспечивающий подачу к радиаторам, расположенным в различных комнатах, теплоноситель, прогретый до одинаковой температуры. Нагретая вода движется по одной трубе, а остывшая – возвращается по другой.

В зависимости от выбранной разводки двухтрубная схема может быть:

1. Тупиковой. Теплоноситель, подаваемый по соответствующей ветки, заполняет все радиаторы, а по обратной – возвращается. Балансировка позволяет обеспечить равномерный прогрев всех батарей;
2. Попутной. Петлеобразная схема отопления загородного дома.Своими руками выполняя монтажа, следует добиваться того, чтобы теплоноситель по основной и обратной ветви двигался в одном направлении. Подходит для достаточно протяжного контура;
3. Коллекторной. Подходящий вариант для большого частного дома. Для запитки каждого радиатора используется отдельная двухтрубная ветка, присоединяемая к распределительной гребенке.

Двухконтурный контур позволяет лучше прогреть все комнаты

Схема водяного отопления двухэтажного дома

При монтаже системы в двухэтажном строении редко выбирают самотечную схему. Здесь лучшим выбором становится водяное отопление в частном доме с принудительной циркуляцией. Контур может быть одно- , двухтрубным либо лучевым.

Схема выбирается индивидуально

Коллекторная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

В состав коллекторной (лучевой) системы водяного отопления входит коллектор, представляющий собой устройства, используемого для сбора теплоносителя. К каждому радиатору подсоединяются две трубы: прямая и обратка. Такая схема отопления с принудительной циркуляцией одноэтажного дома позволяет лучше всего спрятать прокладываемые трубы. При этом в каждой комнате может быть своя температура.

Для размещения коллектора используется специальный шкаф. Недостатком такой схемы является повышенная стоимость из-за необходимости закупки нового оборудования.

Коллекторная схема обойдется дорого

Рекомендации по расчету отопительной системы частного дома

Перед тем, как собрать систему отопления в частном доме, потребуется информация о точном количестве тепловой энергии. Существует два способа подсчета – простой примерный и точный расчетный. Первый вариант из-за его простоты и обеспечения корректного результата обычно применяют реализаторы отопительного оборудования. В этом случае для подсчета тепловой мощности необходимы параметры площади помещений, которые необходимо обогреть.

Берется отдельная комната, вычисляется ее площадь, после чего полученный результат умножают на 100 Вт. Определив таким образом параметр для каждого помещения, в итоге суммируют все показатели для получения общего значения.

В более точном подсчете в учет используются дополнительные показатели:

1. Для умножения на 100 Вт берутся параметры комнат с одной контактирующей с улицей стеной, имеющей один оконный проем.
2. Угловые помещения с одним окном умножаются на 120 вт.
3. Площади помещения с двумя наружными стенами и двумя и более окнами следует умножить на 130 Вт.

Если для подсчета требуемой мощности системы обогрева дома использовать примерный способ, то это может привести к недостаче обогрева жилищ для жителей северных регионов. В то же время жители южных регионов при таком подходе к вычислению переплатят за чересчур мощные приборы. Второй (расчетный) метод обычно используется специалистами-проектировщиками. Благодаря большей точности он позволяет определить уровень теплопотерь через стены здания.

Перед началом вычисления проводят обмер дома, рассчитывая площадь стен, окон и дверей. Далее определяется толщина каждого из используемых для возведения стен, полов и потолка строительных материалов. Каждый из этих материалов имеет определенный коэффициент теплопроводности, выражаемый в единицах Вт/(м · ºС). Его подставляют в формулу для расчета термического сопротивления R (м2 ºС / Вт): R = δ / λ, здесь δ – толщина материала стены в метрах.

Для расчета количества теплопотерь через наружные стены используется формула QТП = 1/R х (tв – tн) х S, где:

• QТП – количество теплопотерь, Вт;
• S – площадь помещения, м2;
• tв – ожидаемая внутренняя температура;
• tн – уличная температура в самый холодный период

Процедура расчета осуществляется персонально для каждого помещения в доме, для чего в формулу по очереди подставляют показатели термического сопротивления и площади для наружной стены, окна, двери, полов и кровли. Далее все полученные параметры необходимо сложить, что даст возможность получить общий показатель теплопотерь. Внутренние перегородки в этом случае в учет не берутся.

Достоинства и недостатки автономной отопительной системы

Само название автономной системы отопления подразумевает отказ от некачественных и дорогостоящих услуг сторонних поставщиков тепловой энергии.

Таким образом, обладатель автономной отопительной системы приобретает следующие преимущества:

1. Возможность начинать и заканчивать отопительный сезон в соответствии с погодными условиями.
2. Осуществляется ручное управление мощностью устройств, что позволяет выставлять комфортную температуру в каждом из помещений в зависимости от времени суток.
3. На период отсутствия людей систему можно выключить либо настроить на экономное расходование ресурсов.
4. Двухконтурная схема позволяет получить не только тепло, но и горячую воду для кухни и душа.
5. Пользователь обретает полную свободу от диктата поставщика тепловой энергии, его графика включения и отключения батарей. Домовладельцы становятся независимы от аварий на теплотрассах и газопроводах.

Делая выбор в пользу автономной отопительной системы, нельзя также не учитывать и некоторых недостатков её использования:

1. Владельцу жилья придётся постоянно думать о пополнении запасов топлива, искать лучшую цену, закупаться впрок, перевозить и хранить горючие материалы рядом с домом.
2. Если речь идёт о твердотопливном котле, потребуется вручную загружать топливо и выносить золу. Немало времени отнимает контроль процесса горения.
3. Индивидуальная система отопления – это комплект дорогостоящих устройств и материалов – котла, труб, радиаторов, насосов, арматуры и автоматов управления.
4. В случае использования электронагревателей, достоинства выбора в значительной степени нивелируются огромными счетами на оплату электроэнергии.

Расчет мощности

Для примера рассмотрено помещение площадью 20 м кв. и высотой в 2,7 м с одной внешней стеной. Для квартиры, где не утеплены стены, отсутствуют стеклопакеты, ориентировочная потребность в тепловой мощности на 1 м куб. расходуется 41 Ватт. В рассматриваемом примере общие параметры всего помещения составляют: 20х2,7 = 54 м куб. Требуемый диапазон тепловой мощности: 54х41 = 2214 Ватт или 2,2 кВт.

Дальше требуется определение площади излучающей поверхности обогревателя, обеспечивающего заданные показатели тепловой мощности для конкретных помещений. Для примера взят чугунный радиатор, каждая секция которого 150 Вт, при регулируемой температуре жидкости в 70 гр. Определение нужного количества секций в радиаторе происходит путем деления тепловой мощности помещения на мощность 1-й секции: 2214:150 = 14,7 (количество секций).

Обеспечить в помещении тепло и уют позволит радиатор длиной в 15 секций. Но во многих квартирах и домах предусмотрена теплоизоляция и стеклопакеты. Эти меры позволяют сократить теплопотери. Именно в утепленных помещениях целесообразно использовать электроотопление, как основной источник тепла.

Для этих помещений расчет необходимой тепловой мощности на 1 м куб. помещения требует 30 Вт. Тогда мощность для всей площади составит: 54х30 = 1620 Вт или 1,6 кВт. Число секций в радиаторе составит: 1620:150= 10,8. В расчетах будет использоваться 11 секций.

Эффективность и экономичность разных способов обогрева для радиатора с 11 секциями вычисляется с учетом площади 1 секции батареи в 0,254 м кв. Площадь 11 секций: 11:0,254= 2,8 м кв. Это параметры излучающей площади с температурой в 70 гр., позволяющей достигнуть комфортных условий для проживания. Это может быть электрорадиатор или панель с заданными параметрами теплового излучения.

Так рассмотрена простая методика расчета необходимой тепловой мощности, исходя от условий помещения. Как вычислить требуемую мощность отопительных приборов? Этому служит КПД, указанный в характеристиках приборов прямого обогрева. Обычно его показатель близок к 100%.

Монтаж системы отопления частного дома

Может проводиться одновременно со строительством дома или же устанавливаться в уже эксплуатируемое здание.

В первом случае монтаж более простой, экономичный и позволяет монтировать трубы в стены или укладывать на пол.

Однако, независимо от того, на какой стадии проводится индивидуальное отопление в доме, нужно выдержать требования к его установке:

монтаж системы производится только в теплом помещении. Не допускается запуск системы при температуре ниже 5оС. Это нужно чтобы избежать переохлаждения теплоносителя;

трубы устанавливаются вдоль/внутрь стен или монтируются в пол. Минимальная высота установки – 150 мм. В противном случае трубы можно повредить при монтаже плинтусов;

исключаются перепады труб. Это позволит избежать появления воздушных пробок в системе;

радиаторы устанавливаются возле окон на расстоянии не менее 150 мм. от пола и 50 мм. от подоконника. При этом радиаторы всех помещений нужно располагать на одном уровне. Радиаторы разного типа устанавливаются в соответствии с рекомендациями изготовителя;

обязательно наличие расширительного бачка и слива, чтобы избежать сбоя в работе системы. Слив необходим, чтобы иметь возможность полностью заменить теплоноситель в системе. Рекомендуется производить замену воды в системе не реже чем раз в 7 лет. Для систем с антифризом не реже чем раз в 3-4 года (по спецификации производителя) и с обязательной промывкой системы.

Порядок выполнения монтажа системы отопления:

• установка котла;
• разводка труб;
• установка радиаторов;
• состыковка радиаторов и труб с установкой терморегуляторов;
• установка расширительного бачка и насоса;
• подключение котла к системе.