Виды систем отопления для частного дома: сравнительный обзор + плюсы и минусы каждого вида

Основные элементы водяной системы отопления

К основным элементам системы водяного отопления относят:

• отопительный котел;
• устройство, подающее воздух в камеру сгорания;
• оборудование, отвечающее за удаление продуктов сгорания;
• насосные агрегаты, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя по отопительному контуру;
• трубопроводы и арматуру (фитинги, запорные клапаны и др.);
• радиаторы (чугунные, стальные, алюминиевые и др.).

Выбор котла по количеству контуров

Для отопления коттеджа можно выбрать одноконтурный или двухконтурный котел. Чем отличаются данные модели котельного оборудования? Одноконтурный котел рассчитан лишь на нагрев теплоносителя, предназначенного для циркуляции по системе отопления. К одноконтурным моделям подключают бойлеры косвенного нагрева, которые снабжают объект горячей водой технического назначения. В двухконтурных моделях предусмотрена эксплуатация агрегата в двух направлениях, не пересекающихся друг с другом. Один контур отвечает только за отопление, другой — за горячее водоснабжение.

Выбор котла по виду топлива

Самым экономичным и удобным видом топлива для современных котлов во все времена был и остается магистральный газ. Эффективность газовых котлов не оспаривается, так как их КПД составляет 95%, а в некоторых моделях данный показатель зашкаливает за 100%. Речь идет о конденсационных агрегатах, способных «вытягивать» тепло из продуктов сгорания, улетающих в иных моделях просто «в трубу».

Отопление загородного коттеджа настенным газовым котлом является одним из популярных способов обогрева жилого пространства в газифицированных регионах

Однако далеко не все территории газифицированы, поэтому большой популярностью пользуется котельное оборудование, работающее на твердом и жидком топливе, а также на электричестве. Использовать для отопления коттеджа электрокотлы еще удобнее и безопаснее, чем газ, при условии, что в регионе налажена стабильная работа электросетей. Многих владельцев останавливает стоимость электроэнергии, а также ограничение нормы ее отпуска для одного объекта. Требование подсоединения электрокотла к трехфазной сети с напряжением 380 В также не всем по душе и по карману. Сделать электрическое отопление коттеджей экономичнее можно за счет использования альтернативных источников электроэнергии (ветряков, солнечных батарей и др.).

В коттеджах, построенных в отдаленных регионах, отрезанных от газовых и электрических магистралей, устанавливают жидкотопливные котлы. В качестве топлива в данных агрегатах применяют дизельное топливо (солярку) или отработанное масло, если есть источник его постоянного пополнения. Очень сильно распространены твердотопливные агрегаты, эксплуатирующиеся на угле, дровах, торфяных брикетах, пеллетах и др.

Отопление загородного коттеджа твердотопливным котлом, работающем на пеллетах — гранулированных дровяных гранулах, имеющих цилиндрическую форму и определенный размер

Выбор котла по мощности

Определившись с типом котельного оборудования по топливному критерию, приступают к выбору котла нужной мощности. Чем выше данный показатель, тем дороже модель, поэтому надо не просчитаться при определении мощности агрегата, приобретаемого для конкретного коттеджа. Нельзя идти по пути: чем меньше, тем лучше. Так как в этом случае оборудование не справиться в полной мере с задачей обогрева всей площади загородного дома до комфортной температуры.

Какое отопление в коттедже выгоднее всего

Если есть возможность подключиться к газовой магистрали, это идеальный вариант. Водяное отопление в коттедже от газового котла было и остается самым выгодным. В качестве отопительных приборов лучше всего использовать радиаторы.

Теплый пол в коттедже

Альтернатива традиционным батареям – водяной теплый пол. Однако в регионах с суровым климатом одного только напольного обогрева будет недостаточно. Можно выбрать комбинированный вариант: радиаторы и теплый пол.

При отсутствии газа приходится выбирать, какой источник энергии обойдется дешевле всего. Это может быть электричество, твердое или жидкое топливо. При расчетах ориентируются на площадь, этажность коттеджа. Также важны тип строительных материалов, особенности теплоизоляции.

Схема комбинированного отопления и ГВС

Как лучше распределить тепло по дому

Для правильного распределения тепла необходимо заранее провести расчет теплопотерь, выявить участки наибольших теплопотерь и провести ряд других расчетов и измерений. Это позволит рационально распределить радиаторы или другие конечные устройства для теплообмена (воздуховоды, теплые полы).

Также необходимо учитывать работу системы вентиляции, ведь вместе с воздушными потоками внутри дома переносится и немалое количество тепла.

Выбор радиаторов

Наибольшей популярностью пользуются такие разновидности:

1. Алюминиевые радиаторы. Отличаются доступной ценой и простым монтажом.
2. Биметаллические. Стоят дороже алюминиевых, но служат гораздо дольше, более устойчивы к агрессивным воздействиям.
3. Стальные. Обладают достаточно большим весом, сложны в монтаже. Подходят только для систем, в которых нет высокого давления, так как оно может повредить изделие.

Хотя в продаже можно встретить и чугунные радиаторы – это устаревшее решение, которое уступает всем остальным по большинству параметров.

Теплые полы

Теплые полы бывают электрическими или водяными. Электрические варианты подходят для небольших комнат, могут быть неплохим дополнением к другим отопительным системам, когда монтаж трубопровода будет сложнее в сравнении укладкой такого пола.

Водяные полы более универсальны, часто используются в качестве альтернативы радиаторным системам отопления.

Виды теплоносителя

Источник тепловой энергии (котел, например) передает ее теплоносителю, а тот уже радиаторам. Существуют 3 основных вида теплоносителей для отопления:

• Воздух;
• Вода;
• Смесь воды и антифриза.

Что нужно знать перед выбором теплоносителя? Рекомендуется изучить следующую информацию:

1. Большинство котлов работают исключительно с водой.
2. Водяное отопление нагревается помещение быстрее остальных.
3. Не рекомендуется использовать чистую воду в холодных местностях, так как возможный сбой котельной или теплового узла приведет к замерзанию воды. А лед разорвет трубы.
4. Смесь воды с антифризом на основе этиленгликоля будет жидкой и при низкой температуре.
5. Антифриз ни в коем случае не должен превышать 2/3 от всего объема, иначе наступит коррозия радиаторов и котлов.
6. Автомобильный антифриз непригоден для отопления.

Как выбрать лучшую систему

Отопительных систем существует множество. Все они имеют привлекательные стороны и значимые недостатки. Неподготовленному человеку довольно сложно в них сориентироваться и осуществить правильный выбор

Чтобы не ошибиться, нужно точно знать, на какие моменты следует обратить свое внимание

Во-первых, это доступность топлива и его стоимость. Можно считать это ключевым моментом. Как бы ни понравилась система, но если топливо для нее труднодоступно, поставляется в регион с перебоями или имеет слишком высокую стоимость, стоит подумать о другом варианте. Иначе отопление дома влетит «в копеечку» и окажется неэффективным.

Второй момент – возможность комбинирования отопительных систем. В некоторых случаях очень практичным может оказаться использование основной и дополнительно системы. Это дает уверенность, что при возможных перебоях с поставками энергоносителя дом не останется без тепла. Кроме того, появляется возможность сэкономить, поскольку можно использовать самый экономичный на данный момент способ обогрева.

И, наконец, финансовая сторона вопроса. Нужно определить, какую сумму потребитель сможет выделить на приобретение оборудования, его грамотный монтаж и последующее регулярное обслуживание.

Преимущества и недостатки схем отопления

Наименее затратной является однотрубная схема водяного отопления, и в этом состоит ее единственное достоинство. Недостатков гораздо больше:

• Тепло распределяется по радиаторам неравномерно.
• Для обслуживания и ремонта одного прибора приходится отключать весь контур.
• Отсутствует возможность независимо регулировать температуру на каждом радиаторе.

Оптимальной по соотношению стоимости и практичности является двухтрубная схема, в которой возможна автономная регулировка температуры на каждом радиаторе. Правда, она требует точного расчета, иначе в контуре могут образоваться «мертвые» зоны, в которых теплоноситель циркулирует плохо или вообще не движется.

Схемы двухтрубных систем отопления

Если же домовладельца не смущают значительные расходы, лучше установить коллекторную систему отопления. Понадобится больше труб, зато ремонт любого участка можно будет выполнить без отключения остальных. При этом появляется возможность регулировать теплоотдачу каждого радиатора из одной точки.

Радиаторы и трубы отопления

Помимо современных отопительных котлов не менее важными компонентами являются трубы и радиаторы. Они необходимы для эффективной передачи тепловой энергии воздуху в помещении. Во время проектирования системы необходимо решить две задачи – уменьшить тепловые потери при транспортировке теплоносителя по трубам и улучшить теплоотдачу батарей.

Любые современные радиаторы отопления должны не только иметь хорошие показатели теплопередачи, но и удобную для ремонта и обслуживания конструкцию. Это же касается трубопроводов. Их монтаж не должен вызывать затруднений. В идеале установку может осуществить сам владелец дома без применения дорогого оборудования.

Современные радиаторы отопления

Конструкция радиаторов отопления

Для увеличения теплоотдачи в качестве основного материала изготовления батарей все чаще используют алюминий. Он имеет хорошие показатели теплопроводности, а для получения нужной формы можно применять технологию литья или сварки.

Но нужно учитывать, что алюминий очень чувствителен к воздействию воды. Современные чугунные радиаторы отопления лишены этого недостатка, хотя и обладают меньшей энергоемкостью. Для решения этой проблемы была разработана новая конструкция батарей, у которых водяные каналы изготавливаются из стальных или медных труб.

Эти современные трубы для отопления практически не подвергаются коррозии, имея минимальные размеры и толщину стенок. Последнее необходимо для эффективной тепловой передачи алюминию энергии от горячей воды. У современных радиаторов отопления есть несколько преимуществ, заключающихся в следующем:

• Долгий срок эксплуатации – до 40 лет. Однако он зависит от условий работы и своевременного выполнения прочистки системы;
• Возможность выбора способа подключения – верхнее, нижнее или боковое;
• В комплектацию может входить кран Маевского и терморегулятор.

В большинстве случаев модели современных чугунных радиаторов отопления делают дизайнерскими. Они имеют классические формы, некоторые из них изготавливаются в напольном варианте с элементами художественной ковки.

КПД радиатора отопления зависит от правильной установки и способа подключения. Это обязательно учитывается при монтаже системы.

Современные трубы отопления

Полимерные трубы для отопления

Выбор современных труб отопления во многом зависит от материала их изготовления. В настоящее время чаще всего используют полимерные магистрали из полипропилена или сшитого полиэтилена. Они имеют дополнительный армирующий слой из алюминиевой фольги или стекловолокна.

Однако они имеют один существенный недостаток — относительно низкий порог температурного воздействия до +90°С. Это влечет большое температурное расширение и как следствие – повреждение трубопровода. Альтернативой полимерным трубам могут служить изделия из других материалов:

• Медные. С точки зрения функциональности медные трубопроводы соответствуют всем требованиям к отопительной системе. Они просты в монтаже, практически не изменяют форму даже при экстремально высоких температурах теплоносителя. Даже при замерзании воды стенки медных магистралей будут расширяться без повреждения. Недостаток – высокая стоимость;
• Нержавеющая сталь. Она не подвергается ржавлению, ее внутренняя поверхность имеет минимальный коэффициент шероховатости. К недостаткам можно отнести стоимость и трудоемкий монтаж.

Как правильно подобрать оптимальную комплектацию современного отопления? Для этого необходимо воспользоваться комплексным подходом – сделать правильный расчет системы и согласно полученным данным выбрать котел, трубы и радиаторы с соответствующими эксплуатационными характеристиками.

В видеоматериале показан пример современного отопления дома с помощью системы теплый пол:

Альтернативное отопление для коттеджа или частного дома

В качестве альтернативных источников тепловой энергии чаще всего применяются тепловые насосы или солнечные коллекторы. Последние могут быть еще и источником электричества. Стоимость такого оборудования на данный момент астрономическая и позволить их себе могут только владельцы больших очень больших жилых объектов, где такие инвестиции окупятся за обозримый срок. В развитых странах правительства активно субсидируют применение такого оборудования. Ну а на пространстве бывшего СССР использование тепловых насосов и солнечных коллекторов оказывается гораздо дороже газа, угля и даже электричества.

Воздушное отопление здания

Это еще один вид отопления частного дома. Его главная отличительная черта – отсутствие теплоносителя. Воздушная система устроена так, что потоки воздуха проходят через теплогенератор, где разогреваются до нужной температуры. Далее по специальным воздуховодам, которые могут иметь самую разную форму и размеры, воздушные массы направляются в обогреваемые помещения.

По законам конвекции разогретые потоки поднимаются, остывшие движутся вниз, где смонтированы отверстия, через которые воздух собирается и отводится к теплогенератору. Цикл повторяется.

Такие системы могут работать с принудительной и естественной подачей воздуха. В первом случае дополнительно монтируется насос, нагнетающий поток внутри воздуховодов. Во втором – движение воздуха осуществляется благодаря разнице температур. Понятно, что системы с принудительной циркуляцией более эффективны и мощны.

Различаются и теплогенераторы. Они могут работать на самом разном топливе, что обуславливает их эксплуатационные характеристики. Более всего востребованы газовые, электрические и твердотопливные приборы. Их недостатки и достоинства близки к аналогичным котлам водяного отопления.

Циркуляция воздушных масс внутри здания может осуществляться разными способами. Это может быть закрытый цикл без добавления воздуха с улицы. В этом случае качество воздуха внутри помещения невысоко. Оптимальный вариант – циркуляция с добавлением воздушных масс извне. Неоспоримым достоинством воздушного отопления считается отсутствие теплоносителя.Благодаря этому удается сэкономить энергию, необходимую на его обогрев.

Кроме того, не требуется монтаж сложной системы труб и радиаторов, что, несомненно, тоже увеличивает экономичность системы. Система не имеет риска протечек и промерзаний, как ее водяной аналог. Она готова к работе при любых температурах. Жилое пространство нагревается предельно быстро: от запуска теплогенератора до повышения температуры в помещениях проходит, буквально, около получаса.

Еще один значимый плюс – возможность совмещения отопления воздухом с вентиляцией и кондиционированием. Это открывает самые широкие возможности для реализации максимально комфортного микроклимата в здании. Система воздуховодов в летнее время может с успехом использоваться для кондиционирования помещений. Установка дополнительного оборудования даст возможность увлажнять, очищать и даже обеззараживать воздух.

Оборудование для воздушного отопления хорошо поддается автоматизации. «Умное» управление позволяет снять с домовладельца обременяющий контроль над работой приборов. Помимо этого система самостоятельно подберет максимально экономичный режим функционирования. Воздушное отопление очень просто в монтаже и долговечно. Средний срок его эксплуатации составляет порядка 25 лет.

К достоинствам можно отнести и отсутствие труб и радиаторов, что дает простор для фантазии дизайнеров, оформляющих интерьер. Стоимость такой системы вполне доступна для большинства домовладельцев. Более того, окупается она достаточно быстро, поэтому ее востребованность растет.

Есть у воздушного отопления и недостатки. К ним можно отнести значительную разницу между температурами в нижней и верхней частях комнаты. В среднем она составляет 10?С, но в помещениях с высокими потолками может доходить до 20?С. Таким образом, в холодное время года потребуется усиление мощности теплогенератора.

Еще один минус – довольно шумная работа оборудования. Правда, это можно нивелировать подбором специальных «тихих» приборов. При отсутствии системы фильтрации на выходных отверстиях возможно появление большого количества пыли в воздухе.

Водяные теплые полы

Водяные полы гарантируют комфортное пребывание в помещении. Пол с водяным подогревом — достаточно непростая конструкция, но рентабельная за счет удобства и уюта. Монтаж такого сооружения влетает в копеечку, но популярен из-за незначительных счетов при эксплуатации. Под напольное покрытие прокладываются трубы, а по ним циркулирует подогретая вода. Для правильной циркуляции требуется насос. Вариант обогрева очень хорошо подойдет для загородных домов большой площади в которых не подключено центральное отопление. В данной ситуации покупка и монтаж водяного пола обойдется дешевле, нежели приобретение и установка электрической системы отопления (за счет цен на электричество).

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50 см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1 л/мин примерно равен мощности в 1 кВт (1000 Вт).

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

• алюминиевые — 190Вт
• биметаллические — 185Вт
• чугунные — 145Вт.

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м2 площади. Тогда на помещение 16м2 нужно: 16м2/1,8м2=8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

• биметаллический радиатор — 1,8м2
• алюминиевый — 1,9-2,0м2
• чугунный — 1,4-1,5м2.

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м2/2м2=8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Система «Теплый пол»

Система «теплый пол» набирает популярности с каждым годом, это обусловлено повышенным комфортом в помещении. Поскольку система является низкотемпературной, энергопотребление в домах снижается на 20-30%.

Монтируются теплые полы парктически под любым видом покрытия и представляют собой конструкцию из пластиковых труб. Подача тепла в систему осуществляется от двух источников тепла: городская система отопления или от автономного газового котла.

Главные преимущества:

• сниженное энергопотребление;
• равномерный подогрев площади помещения;
• комфортный и оптимальный источник отопления;

Недостатки:

• монтаж осуществляется только в новостроях или в частном доме, который строится;
• пол поднимается на 5 см;
• не рекомендуется использовать как основную систему отопления.

Итог

Организация системы отопления в частном доме возможна различными способами, в зависимости от пожелания клиента

Самым распространенным вариантом является использование газового котла, в данном случае внимание стоит обратить именно на конденсационный газовый котел, так как намного экономичнее расходует энергию

В случае с твердотопливным котлом необходимо предусмотреть отдельное помещение для буферной емкости и хранения сырья. Установка такого оборудования предусматривает регулярное обслуживание.

Экономичную эксплуатацию электрического котла гарантирует оформление специальных тарифов, в другом случае использование элктрокотла как основного источника тепла считается не рациональным.

Тепловой насос отлично справляется с низкотемпературным отоплением и потребляет минимум энергии. Такое оборудование стоит значительно выше других источников тепла, но при этом быстро окупается.

Система «Теплый пол» залог комфорта в помещении и поддержания оптимальной температуры. При этом теплый пол не рекомендуется использовать как основной источник тепла.

Сравнение затрат различных отопительных систем

Зачастую выбор определенной системы отопления основывается на стартовой стоимости оборудования и его последующего монтажа. Опираясь на этот показатель, получаем следующие данные:

• Электричество. Первоначальные вложения до 20000 рублей.
• Твердое топливо. Покупка оборудования потребует от 15 до 25 тысяч рублей.
• Котлы на жидком топливе. Установка обойдется в 40-50 тысяч.
• Газовое отопление с собственным хранилищем. Цена 100-120 тысяч рублей.
• Централизованная газовая магистраль. За счет высокой стоимости проведения коммуникации и подключения стоимость превышает 300000 рублей.

Альтернативные способы отопления

Нетрадиционные источники энергии все еще не могут полностью заменить традиционные, но их применение положительно повлияет на себестоимость основного отопления.

Человечество использует энергетические дары природы:

• солнце;
• ветер;
• тепло грунта или водоема.

Солнечные коллекторы

Самый простой способ получить дармовое тепло, к тому же не требующий затрат энергии. Коллектор представляет собой выставленный на солнце радиатор, который трубами соединен с теплоаккумулятором (большая бочка с водой).

В системе циркулирует теплоноситель, который нагревается в радиаторе, а затем отдает полученное тепло теплоаккумулятору. Последний посредством теплообменника греет рабочую среду для системы отопления.

Самыми эффективными являются вакуумные коллекторы, в которых трубки радиатора помещены в колбы с откачанным воздухом (теплоноситель как бы находится в термосе).

Ветрогенераторы

Использовать энергию ветра напрямую для отопления нельзя, сначала ее приходится преобразовывать в электрическую. Для этого нужны такие устройства:

• ветрогенератор (для производства 4 кВт энергии понадобится 10-метровая крыльчатка);
• аккумулятор;
• инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.

Слабое место системы – аккумулятор: стоит дорого, менять его приходится часто.

Тепловой насос

Устройство, полностью аналогичное тем, которые работают в холодильниках и кондиционерах, позволяет «выкачать» тепловую энергию из низкопотенциальных источников – грунта или воды с температурой +5 — +7 градусов.

Система требует электроснабжения, но за каждый кВт потраченной электроэнергии удается получить от 3 до 5 кВт тепла.

Принцип работы теплового насоса

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.