Какие трубы лучше использовать для отопления частного дома: какие трубы выбрать для отопления частного дома, выбор труб, какие бывают

Какой тип выбрать?

На строительном рынке сейчас имеется множество разновидностей изделий, применяемых для монтажа отопительной системы, созданных на основе разных материалов:

1. Стальные — сейчас применяются достаточно редко. У них низкая степень надежности, потому что быстро портятся из-за коррозии, а от высоких температур разрываются.
2. Металлопластиковые — коррозии не подвержены, однако на сгибах и от воздействия большого давления иногда нарушается их целостность.
3. Медные — у них самый долгий срок эксплуатации, отличаются удобством ремонта, но они и самые дорогостоящие.
4. Полимерные — это полипропиленовые и полиэтиленовые изделия. По соотношению между ценой и качеством они наиболее оптимальные.

Выбрать необходимые элементы для системы отопления несложно, если изучить маркировку, где отмечено допустимое давление и температура теплоносителя.

Какие варианты труб можно использовать

При проведении работ по монтажу отопительного котла могут применяться элементы, выполненные из металлов и полимеров

При выборе следует обращать внимание на такие характеристики, как теплоизоляционные свойства, легкость в установке и эксплуатации, долговечность, а также стоимость изделий

Исходя из суммы этих критериев, для выполнения обвязки применяются следующие виды труб.

Качественные, но дорогие изделия из меди

Медная обвязка встречается относительно редко, поскольку такие трубы стоят достаточно дорого, а также требуют особого мастерства при укладке.

В то же время выполненные из этого металла конструкции имеют ряд существенных преимуществ, а именно:

• хорошую теплоотдачу;
• устойчивость к коррозии и агрессивным веществам;
• стойкость к замерзанию;
• высокую теплостойкость.

Медь быстро и хорошо прогревается при минимальном количестве тепловой энергии, поэтому детали, выполненные из этого материала, будут постоянно выделять тепло в процессе транспортировки теплоносителя.

Медные трубы способны выдерживать значительно большие температуры, нежели пластиковые (до +300°С), при этом они практически не изменяются в размерах. Горячий теплоноситель может циркулировать и в стальных конструкциях, но в этом случае увеличивается риск коррозии

Трубы из этого металла стойко выдерживают воздействие окружающей среды. Со временем они могут лишь покрыться тонким слоем окисла, что совершенно не влияет на эксплуатационные характеристики.

В отличие от труб, выполненных из стали или полимеров, пластичные медные конструкции не разрываются при замерзании находящегося в них теплоносителя.

К недостаткам медных труб для отопления, относятся невозможность их применения для создания закрытых конструкций в штробах, а также уже упомянутая дороговизна.

Бюджетные изделия из стали

Еще одним распространенным вариантом являются изделия, выполненные из стали.

К их преимуществам относятся:

1. Высокая прочность, позволяющая легко переносить механические нагрузки.
2. Низкий температурный коэффициент линейного расширения, благодаря чему длина деталей остается неизменной даже при высоком нагреве.
3. Высокая теплопроводность, позволяющая эффективно производить теплоотдачу.

К недостаткам, прежде всего, относится склонность к коррозии, разрушающей металл, из-за чего подобные элементы требуется покрасить или покрыть антикоррозионным составом.

Недостатком стальных элементов является сложность в укладке, требующая специального оборудования и профессиональных умений. Изготовление конструкций из подобных элементов необходимо доверять специалистам

При выборе лучше отдать предпочтение стальным трубам из нержавейки: они стоят дороже, однако демонстрируют большую устойчивость к воздействию окружающей среды и лучшие рабочие характеристики.

Прочные и легкие полипропиленовые трубопроводы

Подобные изделия, сделанные из современных видов пластиков, получили широкое распространение благодаря множеству положительный сторон.

Основные преимущества:

1. Доступная стоимость: цены на подобные изделия значительно ниже, нежели на металлические аналоги.
2. Легкий вес. Такие элементы весят совсем немного, благодаря чему можно сэкономить силы и средства на их складирование, транспортировку и установку.
3. Простота монтажа. Пластиковые трубы легко собираются в готовые конструкции. С помощью специального паяльника даже неспециалист сможет быстро устроить обвязку.
4. Скорость циркуляции теплоносителя. В полипропиленовых трубах, даже если они имеют сложную форму, практически не образуются засоры. Это облегчает течение воды, скорость которой остается неизменной на протяжении всего срока эксплуатации (20-50 лет).
5. Хорошая устойчивость к высокому давлению. Это позволяет использовать пластиковые элементы даже при сложных условиях эксплуатации.

Основной недостаток PPR-труб – высокий показатель коэффициента теплового расширения, благодаря чему эти изделия при нагревании несколько увеличиваются в длину. Для противодействия этому явлению приходится принимать меры, устанавливая компенсаторы.

Полипропиленовые трубы позволяют создавать контуры отопления любой степени сложности. Однако конструкции с большим количеством элементов затрудняют проведение монтажа и негативно сказываются на КПД отопительной системы

Кроме того, существуют специальные варианты труб, к которым относятся армированные алюминиевой фольгой изделия с маркировкой PN 25 – их можно использовать в системах с давлением до 2,5 мПа и температурой +95°С, а также усиленные элементы PN 20, допускающие эксплуатацию в условиях температуры +80°С и давления 2 мПа.

Характеристики полипропиленовых труб

Так как пайка или склеивание полимерных изделий заметно отличается от сварки металлических труб, то собрать несложный отопительный контур вполне по силам даже начинающему монтажнику. Если на завершающем этапе работ открытые металлические части необходимо окрашивать, то на полипропилен достаточно установить термоизоляцию.

При использовании труб Valtec со стекловолокном нет необходимости в торцевании, армирование не влияет на скорость и качество работы. Благодаря применению полипропиленовых труб быстро проводится подключение батарей как в частном доме, так и квартире.

Полипропиленовые трубы в процессе эксплуатации трубопроводов демонстрируют отличные характеристики, практически не уступают металлическим изделиям.

Способность выдерживать высокое давление

Так как полипропилен достаточно пластичен, его способность противостоять давлению сильно снижается с приближением температурных показателей системы к температуре его плавления.

Способность полипропиленовых выдерживать высокое давление зависит от таких параметров как:

• толщина стенок трубы;
• рабочие характеристики трубопровода;
• толщина и вид армирующего слоя.

Термоустойчивость

В низкотемпературных системах отопления, а также холодного и горячего водоснабжения полипропиленовые трубопроводы способны безаварийно выполнять свои функции в течение нескольких десятков лет. Производители научились при помощи модификации материала и различных армировок добиться отличных показателей по устойчивости к низким и высоким температурам.

Например, путем добавления морозостойкой добавки, представляющей собой концентрат каучука в полипропилене, можно добиться температуры хрупкости изделия до -40 ºС. Путем введения в полипропилен модификаторов эластичности производители получают изделия с отличной эксплуатационной прочностью, позволяющие создавать надежные неразъемные соединения.

Слабо проводят тепло

При плотности 0,90–0,91 г/см3 полипропилен обладает низкой теплопроводностью, что снижает потери в контурах систем отопленºия

Это особенно важно, если протяженность трубопроводов значительна, а мероприятия по термоизоляции затруднены или произведены плохо

Для того, чтобы рассчитать потери трубопроводов применяются специальные методики, однако установлено, что коэффициент теплопроводности полипропиленовых магистралей примерно в двадцать раз ниже, чем у стальных. Это означает, что на своем пути от теплового генератора до отопительного прибора теплоноситель в полипропиленовых трубопроводах выполняет свою полезную работу в разы лучше, чем в металлических.

Устойчивы к коррозии

В системах с применением только полимерных труб источниками ржавчины могут выступать лишь подключенные к ним приборы. В таких контурах частицы оксида железа не приводят к нарушению целостности трубы, а могут оказывать влияние только на насосы, запорную арматуру и тепловые приборы.

В диапазоне рабочих температур от +20 до 100 ºС полимерные изделия PPR показывают абсолютную химическую стойкость не только к воде, но и антифризу, техническому спирту, винному уксусу, техническому глицерину, этиловому спирту, молоку, сокам и даже 10 % серной кислоте.

Длительный срок эксплуатации

По заверениям производителей, изделия из полипропилена могут служить до 50 лет, а гарантия предоставляется на срок не менее 15 лет. Срок службы полимерных магистралей зависит от двух главных показателей: рабочей температуры и давления.

При повышенных показателях срок службы полипропиленовых трубопроводов резко снижается. Если соблюдается условие, что давление рабочей жидкости не превышает 4–6 атмосфер, а температура находится в пределах 60–75 ºС, то вполне можно рассчитывать, что полипропиленовая магистраль прослужит долго.

Материал труб

Прежде чем определять, какой диаметр трубы лучше подойдет для отопления частного дома, необходимо решить из какого материала будет выполнен сам трубопровод. Это позволяет обозначить способ монтажа, стоимость проекта и заранее спрогнозировать возможные теплопотери. Прежде всего, трубы подразделяются на металлические и полимерные.

Металлические

Сталь (чёрная, нержавеющая, оцинкованная).

Характеризуются отменной прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям. Срок эксплуатации – не менее 15 лет (при антикоррозийной обработке до 50 лет).

Рабочая температура — 130⁰C. Максимальное давление в трубе — до 30 атмосфер. Не горючи. Однако тяжелы, сложны в монтаже (потребуется специальное оборудование и существенные временные затраты), подвержены коррозии. Высокий коэффициент теплопередачи повышает теплопотери ещё на этапе транспортировки теплоносителя к радиаторам. Требуется постмонтажная окраска. Внутренняя поверхность шероховата, что провоцирует накопление отложений внутри системы.

Максимальная температура рабочей среды — 250⁰C. Рабочее давление – 30 атмосфер и более. Эксплуатационный ресурс – более 100 лет. Высокая устойчивость к замерзанию носителя и коррозии.

Последнее накладывает ограничение на совместное использование меди с другими материалами (алюминием, сталью, нержавейкой); медь совместима только с латунью. Гладкость внутренних стен предотвращает образование налёта и не ухудшает пропускную способность трубопровода, что снижает гидравлическое сопротивление и даёт возможность использования труб меньшего диаметра. Пластичность, лёгкий вес и простая технология соединения (пайка, фитинги). Малая толщина стенок и соединительных фитингов сводит на нет гидравлические потери.

Самый значимый недостаток – крайне высокая стоимость, цена на медные трубы превышает цену на пластиковые аналоги в 5-7 раз. Кроме того мягкость материала делает его уязвимым в отношении находящихся в теплосистеме механических частиц (примесей), которые в результате абразивного трения приводят к износу труб изнутри. Чтобы продлить срок жизни медных труб, систему рекомендуется укомплектовывать специальными фильтрами.

Полимерные

Могут быть полиэтиленовыми, полипропиленовыми, металлопластиковыми. Каждая модификация обладает собственными техническими характеристиками в зависимости от технологии производства, используемых добавок и специфики строения.

Срок службы – 30 лет. Температура носителя — 95⁰C (кратковременно — 130⁰C); излишний нагрев приводит к деформации труб, сокращая эксплуатационный ресурс. Характеризуются недостаточной устойчивостью к замерзанию теплоносителя, в результате чего разрываются. Гладкость внутреннего покрытия предотвращает образование налёта, улучшая тем самым гидродинамические показатели трубопровода.

Пластичность материала позволяет прокладывать трубы без использования резки, сокращая тем самым количество фитинговых соединений. Пластик не вступает в реакцию с бетоном и не ржавеет, что позволяет скрыть теплопровод в полу и обустраивать «тёплые полы». Особым преимуществом пластиковых труб считается хорошие звукоизоляционные свойства.

Полиэтиленовые трубы под воздействием высоких температур склонны к значительному линейному расширению, что требует обустройства дополнительных компенсационных петель и точек крепления.

Уровень давления в контуре предопределяет не только диаметр полимерных труб, но и толщину стенок, которая варьируется в диапазоне от 1,8 до 3 мм. Фитинговые соединения упрощают монтаж контура, но увеличивают гидравлические потери.

Решая, какой диаметр выбрать, следует учитывать специфику маркировки различных труб:

• пластиковые и медные маркируются по внешнему сечению;
• стальные и металлопластиковые – по внутреннему;
• часто сечение обозначается в дюймах, для проведения расчёта их требуется перевести в миллиметры. 1 дюйм = 25,4 мм.

Чтобы определить внутренний диаметр трубы, зная размеры внешнего сечения и толщины стенок, следует от внешнего диаметра отминусовать удвоенное значение толщины стенок.

Принцип работы водяного отопления частного дома

Зная принцип работы, можно легко сделать своими руками водяное отопление частного дома с насосом, это достаточно просто. Поэтому многие и выбирают этот тип обогрева.

Кроме труб, радиаторных элементов и котельного агрегата, отопительная сеть (ОС) состоит:

• из расширительного бака;
• циркуляционного насосного оборудования;
• терморегулятора;
• манометра;
• клапанов предохранителей;
• воздухоотводчика.

Из-за расширительного бачка в ОС нет воздуха, а также он аккумулирует чрезмерно перегретую воду. При помощи циркуляционного насосного оборудования происходит беспрерывное движение жидкости в отопительной сети.

Двухтрубный контур

Оборудования для конструирования разводки двухтрубного вида отопления нужно больше. Дополнительно требуется больше финансовых средств и монтажных работ.

В подобной схеме горячая вода распределяется равномерно и заодно в ней можно легко регулировать и настраивать функционирование системы.

Нагревается теплоноситель посредством двухконтурного котла за счет энергии газа.

При монтаже двухтрубной разводки необходимо установить на верхних позициях специальные автостравливающие клапаны. В одноэтажном доме подобные элементы устанавливаются на самой последней батарее.

Посредством терморегуляторов регулируется температура.

Большие помещения лучше оборудовать двухтрубным типом разводки и циркуляционным насосом. При площади меньше 100 кв. м однотрубный тип с естественным движением жидкости в системе сможет в полной мере обеспечить обогрев помещения.

Для исключения ошибок рекомендуется доверять создание проекта и монтаж системы отопления профессиональным сантехникам.

Определение диаметра труб для однотрубной системы с принудительной циркуляцией

Принцип остается тем же, меняется методика. Давайте используем другую таблицу для определения диаметра труб с иным принципом занесения данных.

В ней оптимальная зона скоростей движения теплоносителя окрашена в голубой цвет, значения мощностей находятся не в колонке сбоку, а внесены в поле. Потому сам процесс немного другой.

По этой таблице рассчитаем внутренний диаметр труб для простой однотрубной схемы отопления на один этаж и шесть радиаторов, подключенных последовательно. Начинаем расчет:

• На вход системы от котла подается 15 кВт. Находим в зоне оптимальных скоростей (голубой) значения близкие к 15 кВт. Их два: в строке размером 25 мм и 20 мм. По понятным причинам, выбираем 20 мм.
• На первом радиаторе тепловая нагрузка снижается до 12 кВт. Находим это значение в таблице. Получается, что от него идет дальше такого же размера — 20 мм.
• На третьем радиаторе нагрузка уже 10,5 кВт. Определяем сечение — все те же 20 мм.
• На четвертый радиатор, судя по таблице, идет уже 15 мм: 10,5 кВт-2 кВт=8,5 кВт.
• На пятый идет еще 15мм, а после него уже можно ставить 12 мм.

Еще раз обратите внимание, что в расположенной выше таблице определяются внутренние диаметры. По ним затем можно найти маркировку труб из нужного материала

Кажется, проблем с тем, как рассчитать диаметр трубы отопления, быть не должно. Все достаточно понятно

Но это справедливо для полипропиленовых и металлопластиковых изделий — у них теплопроводность невысокая и потери через стенки незначительные, потому при расчете их во внимание не берут

Другое дело — металлы — сталь, нержавейка и алюминий. Если протяженность трубопровода значительная, то и потери через их поверхность будут значительными.

Установка и разводка системы — монтаж

Для возведения отопительного контура в частном доме нужно учесть некоторые детали. Существуют разные схемы разводки системы

Важно, выбрать и спроектировать наиболее оптимальный вариант. Циркуляция носителя бывает естественной и принудительной

В некоторых случаях удобен первый вариант, в других — второй.

Естественная циркуляция происходит за счет изменения плотности жидкости. Горячий носитель характеризуется меньшим показателем плотности. Вода, направляющаяся по обратному пути, более плотная. Таким образом нагретая жидкость поднимается по стояку и двигается по горизонтальным магистралям. Они монтируются под небольшим углом, составляющем не более пяти градусов. Уклон позволяет перемещаться носителю методом самотека.

Схема отопления, работающая на основе естественного циркулирования, считается самой простой. Для выполнения ее монтажа не нужно обладать высокой квалификацией. Но она подходит только для зданий небольшой площади. Длина магистрали в этом случае не должна превышать тридцать метров. Из минусов этой схемы можно выделить низкое давление внутри системы и необходимость применять каналы значительного сечения.

Принудительная циркуляция подразумевает наличие специального циркуляционного насоса. Его функция — обеспечивать перемещение носителя по магистрали. При реализации схемы с принудительным движением жидкости не нужно создавать наклона контура. Из ее недостатков можно выделить энергетическую зависимость системы. Если произойдет отключение электричества, движение носителя в системе будет затруднено. Поэтому желательно, чтобы в доме присутствовал собственный генератор.

Разводка бывает:

• Однотрубной.
• Двухтрубной.

Первый вариант реализуется через последовательное протекание носителя через все радиаторы. Такая схема является экономной. Для ее реализации потребуется минимальное число труб и фасонных частей к ним.

Для этого нужно воспользоваться так называемой «Ленинградской» схемой разводки.

Она подразумевает монтаж обходных труб и запорной арматуры на каждом радиаторе. Такой принцип позволяет обеспечить бесперебойную циркуляцию носителя при отсечении какой-либо батарее.

Установка двухтрубной схема отопления в частном доме заключается в подключении к каждому радиатору обратного и прямого тока. Это увеличивает расход каналов примерно в два раза. Но реализация этого варианта позволяет регулировать теплоотдачу в каждой батарее. Таким образом, будет возможность отрегулировать температурный режим в каждом отдельно взятом помещении.

Двухтрубная разводка бывает нескольких видов:

• нижняя вертикальная;
• верхняя вертикальная;
• горизонтальная.

Нижняя вертикальная разводка подразумевает пуск по полу нижнего этаже здания или его подвалу подающий контур. Затем от основной магистрали по стоякам носитель идет вверх попадает в радиаторы. От каждого прибора идет «обратка», доставляющая остывшую жидкость к котлу. Реализуя эту схему, нужно установить расширительный бак. Также есть необходимость в монтаже на всех приборах отопления, находящихся на верхних этажах, кранов Маевского.

Верхняя вертикальная разводка устроена иначе. От отопительного агрегата жидкость идет на чердак. Далее носитель движется вниз через несколько стояков. Он идет через все радиаторы и возвращается в агрегат по магистральному контуру. Чтобы удалять из это системы воздух нужен расширительный бак. Эта схема более эффективная, чем предыдущая. Поскольку внутри системы присутствует более высокий показатель давления.

Горизонтальная схема разводки двухтрубного типа с принудительной циркуляцией наиболее популярная.
Она бывает трех разновидностей:

• с лучевым распределением (1);
• с попутным перемещением жидкости (2);
• тупиковой (3).

Вариант с лучевым распределением состоит в соединении каждой батареи с котлом. Такой принцип работы наиболее удобный. Тепло равномерно распределяется во всех помещениях.

Вариант с попутным движением жидкости довольно удобный. Все магистрали, идущие к радиаторам обладают равной длиной. Регулировка такой системы достаточно простая и удобная. Для монтажа данной разводки нужно приобрести значительное количество каналов.

Последний вариант реализовывается путем использования небольшого числа каналов. Минус — значительная длина контура от дальней батарее, что усложняет регулировку функционирования системы.

Расчет диаметра для двухтрубной системы отопления

Считать будем на примере простого дома в два этажа. На каждом из этажей имеем два крыла. В самом доме будет установлена двухтрубная система отопления с такими параметрами:

• в сумме потеря тепла – 36 кВт;
• потеря на 1-ом этаже – 20 кВт;
• потеря на 2-ом – 16 кВт;
• установлены трубы из полипропилена;
• работа системы в режиме 80/60;
• температура – 20 С.

Ниже показана таблица (а) исходя из данных которой, мы будем определять искомый диаметр трубы. В таблице зелёным цветом отмечены ячейки с наилучшей(оптимальной) скоростью движения жидкости.

Считаем.Через участок трубы, которая соединяет первую развилку и котёл, проходит весь объём жидкости, следовательно, и всё тепло, а это 38 кВт. Давайте определим, какую здесь нужно брать трубу.

Берём нашу таблицу, в ней ищем соответствующую строчку, потом идём по зелёным ячейкам и смотри вверх. Что мы видим? А видим мы, что при таких параметрах нам подходит два варианта: 50 и 40 мм. Естественно (об этом писалось выше) выбираем меньший диаметр трубы для отопления дома 40 мм.

Дальше смотрим на развилку, которая разделяет движение теплоносителя на второй и первый этажи (16 и 20 кВт). Опять смотрим значения по таблице и получаем, что в оба направления нужен диаметр трубы 32 мм.

На каждом этаже у нас по два крыла. Контур также разделяется на две ветки. Считаем первый этаж:

20 кВт / 2 = 10 кВт на крыло

Второй этаж по аналогии:

16 кВт / 2 = 8 кВт на каждое крыло

Опять берём нашу таблицу и определяем, что на данных участках нужна труба с сечением 25 мм. Также по таблице хорошо видно, что такой диаметр используем до тех пор, пока нагрузка не упадёт до 5 кВт, потом будем использовать трубы по 20 мм.

Вот таким нехитрым способом мы рассчитали все диаметры трубы для отопления дома нужных нам полипропиленовых труб для двухтрубной системы отопления.

Для обратной подачи воды не нужно рассчитывать ничего, там всё намного проще: всю разводку делаете трубами аналогичного диаметра, что и на прямую подачу. Как видите, ничего сложного нет. Нужна лишь хорошая, подходящая под конкретный случай, таблица.

Некоторые нюансы расчёта диаметра для металлических труб

Но вот на протяжённых системах может случиться так, что самые последние в цепи обогревательные элементы будут холодными или слегка тёплыми. Это тоже следствие неправильного выбора диаметра трубы. К счастью, потери тепла легко можно рассчитать:

q = k * 3,14 * (tв-tп)
q — потери тепла на 1 метр (Вт/с);
k – коэффициент теплопередачи (Вт * м/с);
tв — температура горячей подаваемой воды (С);
tп — температура окружающей среды (С).

Возьмём трубу диаметром 40 мм. Допустим стенка будет толщиной в 1.4 мм. Материал – сталь. Рассчитаем:

q = 0,272 * 3,15 * ( 80 – 22 ) = 49 Вт/с

Вот и ещё одно доказательство того, почему нужно брать диаметр трубы для отопления дома с меньшим диаметром. Ведь ясно, что чем более толстая труба, тем намного больше мы потеряем тепла.

А в данном примере мы получили потери в практически 50 Вт на 1 метр расстояния. И если система довольно протяжённая, то можно потерять всё тепло.

Но не расстраивайтесь! Такие точные расчёты нужны только для многоэтажных жилых домов. Для индивидуальных систем отопления всё проще: расчёты округляют в большую сторону и этим получают определённый запас.

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:

• Мощность агрегата: напрямую связана с площадью отапливаемых помещений и температурным режимом, который обычно выбирают, руководствуясь строительными нормативами и ГОСТами.
• Количество контуров: если в доме не организовано горячее водоснабжение, практичнее выбрать двухконтурную модель, которая может нагревать воду.
• Место расположения: обычно агрегат устанавливают внизу в подвальном помещении на пол, встречаются и подвесные варианты для домов малой площади.
• Материал изготовления агрегата и теплообменника: чугун, нержавеющая сталь, медь.
• Вид камеры сгорания по способу подачи воздуха в топку: открытая или закрытая.
• Наличие систем автоматического управления и контроля, возможность программирования режимов работы.
• Способность котла работать с альтернативным топливом: актуально для жидкотопливных модификаций.

Рис. 14 Конструкция газового котла Rinnai

При выборе котла могут быть полезны следующие советы:

• Если в доме отсутствует горячее водоснабжение, рациональное и дешевле выбрать двухконтурного модель котла, чем устанавливать отдельно одноконтурный агрегат и газовую колонку, электрический бойлер.
• При пользовании электроэнергией ночной тариф обходится значительно дешевле дневного, в этом случае можно сэкономить на стоимости электроэнергии. Для этого ночью сильно прогревают весь дом за исключением спальных комнат, а днем отключают котел на длительное время или эксплуатируют его в режиме минимального обогрева.
• Для надежного функционирования всех котлов, которыми управляет автоматика с питанием от электросети, следует приобрести электрогенератор с автоматическим включением при пропадании электричества – это позволит котельному оборудованию продолжить свою работу при аварийных ситуациях на линии электропередач.

Рис. 15 Устройство твердотопливного котла Kolton

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.

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 отопительная система

Разновидности труб для отопления: плюсы и минусы материала

Современные автономные системы отопления монтируются из металлических или пластиковых труб. Термин «металл» объединяет несколько видов: сталь, нержавейку или медь. Категория пластиковых труб более обширна, они изготавливаются из полипропилена, металлопластика и сшитого полиэтилена.

Таблица 1. Сравнительные эксплуатационные характеристики основных видов отопительных труб.

Материал	Температура теплоносителя, град С	Шероховатость, мм	Потери давления, Па/м	Линейное расширение, мм/м2*град
Сталь	Не ограничена	0,07	5	0.012
Металлопластик	95	0,004	1,5	От 0,025 до 0,03
Полиэтилен	90	0,007	1,8	От 0.15 до 0,17
Полипропилен	70	0,01	2,0	От 0.15 до 0,17

Металлические изделия

Несколько десятилетий назад металлическими трубопроводами были оборудованы практически все системы обогрева многоэтажных и частных домов. Для изготовления использовались следующие виды материалов:

• Стальные изделия из черного или оцинкованного металла. За счет отменной прочности и высокой устойчивости металла к механическим внешним повреждениям срок эксплуатации отопительной сети достигает 20 лет. Стальные трубы не имеют ограничения по температуре теплоносителя. Поэтому их часто использовали для парового отопления, в котором температура достигает 100 – 130 градусов. Для стальных тепловых трасс показатель максимального давления составляет 30 атмосфер. Основные недостатки: подверженность коррозии, большая масса изделий, необходимость сварки соединений, высокая теплопроводность, внутренняя шероховатость.

Полимерные трубы

В настоящее время отопительные трубы из полимеров находятся вне конкуренции. Ими заменяют устаревшие стальные трубопроводы и применяют для прокладки новых тепловых сетей многоэтажных зданий, частных домов и квартир.

В отопительных системах применяют разные модификации полимерных изделий:

• Сшитый полиэтилен. Основное достоинство – термическая устойчивость материала, прочность соединений, низкий коэффициент гидравлических потерь. Для отопления применяют изделия с внутренним армированием, сохраняющим первоначальную форму трубы при длительном воздействии теплоносителя с высокой температурой. Большой плюс полиэтиленовых коммуникаций – монтаж производится без специального инструмента и оборудования.
• Металлопластик. Трубная модификация отличается многослойной структурой из двух слоев сшитого полиэтилена, клеевой оболочкой и алюминиевой вставкой. За счет такой конструктивной особенности достигается высокая устойчивость к высокой температуре подогретой воды, появляется возможность изгибать металлопластиковую трубу в любом направлении, а значит, сокращать количество соединяющих фитингов.
• Полипропилен. Главное ограничение таких труб состоит в том, что они могут выдерживать температуру теплоносителя до 70 градусов. Значительный коэффициент теплового линейного расширения в комплексе высокой текучестью материала приводит к провисанию магистрали и ее деформациям. Поэтому полипропиленовые трубы нуждаются в установке дополнительных крепежных элементов. Основные плюсы — простота сборки и невысокая стоимость материала.

Таблица 2. Основные различия полимерных отопительных труб.

Технические показатели полимерных труб	Трубы из сшитого полиэтилена	Полипропиленовые трубы	Металлопластик
Стоимость 1пог. метра и соединительных фитингов	Средняя стоимость	Самая низкая стоимость	Самый дорогой вариант
Удобство монтажа	Монтаж специальными гильзами и фитингами	Монтаж специальным сварочным оборудованием	Муфтовые соединения или неразборные пресс-фитинги
Виды типоразмеров	От 12 до 25 мм	Большой выбор типоразмеров	Диаметры до 50 мм
Степень линейного удлинения	При максимальной температуре носителя 1 метр трубы удлиняется на 2 мм	Высокий коэффициент линейного удлинения. Исключение составляют армированные трубы – 0,26 -0,3мм/м	Не более о,25 мм/м
Термическая устойчивость	От 50 до 100 град.	До 120 град.	95 град.
Гибкость	В разогретом состоянии трубы хорошо гнутся	Гибкость минимальная. Для поворотов и изгибов линии требуются угловые фитинги и отводы	Хорошая гибкость
Нормативный срок службы	До 50лет	Не менее 25 лет	От 15 до 25 лет
Устойчивость при замораживании системы	Многократные цикли размораживания	Многократные цикли размораживания	До 3-х циклов