Как сделать отопление частного дома из полипропилена своими руками | Тепло Сервис
Содержание
- 1 Принципы системы отопления частного дома
- 2 Почему стоит выбирать полипропиленовые трубы?
- 3 Какие материалы и инструменты требуются для монтажа системы отопления?
- 4 Монтаж системы отопления
Для создания тепла и уюта в доме система обогрева просто необходимо. В условиях же северных территорий это даже непременное условие для возможного проживания в доме.
Систему отопления в частном доме можно поручить установить фирме или создать самостоятельно.
Принципы системы отопления частного дома
Прежде чем начинать монтаж системы отопления, нужно понимать, где будут находиться ключевые элементы системы.
Лучше всего создать схему отопления, которая поможет ориентироваться и при закупе необходимых материалов и узлов.
В частности, на схеме следует отобразить расположение:
- Котельного оборудования.
- Батарей.
- Расширительного бака.
- Труб и задвижек.
Лучше всего, если в доме под котел и основное оборудование будет размещаться в отдельной комнате. Это полезно и с точки зрения содержания топлива, и обслуживания котла. Такая схема должна быть и в случае, когда продукты сгорания выходят через дымоход.
Система отопления может быть организована следующими способами:
- Теплоноситель подается сверху. Внутри труб теплоноситель переносится самостоятельно. Неожиданные проблемы с электрической системой в такой ситуации не повлияют на работу теплоснабжения.
- Теплоноситель подается снизу с помощью принудительного подъема насосом. Циркуляция возможна только при создании давления. Такой вариант выбирают владельцы многоэтажных домов.
Разведение труб, которые обычно теперь устанавливают из полипропилена, может быть выполнено самостоятельно. Количество изгибов и соединений зависит от геометрии пространства и личного желания.
Почему стоит выбирать полипропиленовые трубы?
Полипропиленовые трубы в работе систем отопления завоевали доверие у многих владельцев частных домов.
Причинами, по которым все чаще выбирают такой вид строительных материалов, являются:
- Удобство и простота монтажа.
- Долговечность системы отопления.
- Низкий уровень затрат в сравнении с другими материалами.
- Отсутствие посторонних шумов.
- Надежность работы.
- Сохранение хорошей пропускной способности независимо от срока эксплуатации.
Кроме того, полипропиленовые трубы имеют небольшой вес. Внутренняя поверхность труб не ржавеет, а за счет того, что не откладывается налет из элементов, присутствующих в воде, они способны долго служить и не требуется изменение давления в системе.
Следует учесть, что полипропиленовые трубы у разных производителей могут отличаться. Лучше брать те, что давно представлены на рынке. Кроме того, армированные трубы удобнее и надежнее в эксплуатации.
Какие материалы и инструменты требуются для монтажа системы отопления?
Если выбор котельного оборудования, а также принципа работы самой системы сделан, то необходимо приступить к следующему этапу – подготовке к монтажу.
Чтобы работа шла продуктивно, под руками в процессе установки системы отопления должны быть:
- Полипропиленовые трубы.
- Ножницы по металлу. Это позволит разрезать полипропиленовые трубы.
- Лобзик с набором насадок, эффективнее в работе электрический.
- Перфоратор. Потребуется делать каналы в стене для прокладки труб или их протягивания через стены.
- Маркер.
- Рулетка, уровень.
- Швейдер.
- Фитинги.
- Крепежные детали.
Длина труб должна учитывать не только количество комнат и протяженность по ним, но также различные повороты, простенки, дополнительные соединения. Некоторые владельцы протягивают трубы по полу, что позволяет не только избежать разрыва системы, но и обеспечить тепло.
Монтаж системы отопления
При проведении работ по установке системы отопления нужно убедиться, что котел установлен в помещении, где проведена защита от огня. Дымоход также должен соответствовать требованиям пожарной безопасности.
Гидравлическая система считается более предпочтительной для установки в частном доме. Ведь вода уже доказала, что это очень хороший теплоноситель.
В зависимости от доступности коммуникаций и различных видов топлива выбирают системы, работающие:
- На газе;
- На электричестве. Достаточно дорогое удовольствие, но если газовой магистрали нет, то вполне доступно. Нужно учесть, что такая система требует проводки специального силового кабеля.
- На твердом топливе (уголь, дрова).
- На пеллетах.
- На жидком топливе.
После установки котла и до разведения труб необходимо установить радиаторы. Количество секций зависит от того, насколько теплым требуется сделать помещение и от его площади. Радиаторы отличаются по теплоотдаче в зависимости от материала изготовления и собственного размера. В частные дома в последние годы предпочитают устанавливать алюминиевые варианты. У них не только высокая теплоотдача, но и симпатичный дизайн.
Разводку конструкций принято делать с принудительной циркуляцией в две трубы.
Рабочая температура для монтажа от 5 градусов тепла внутри помещения. Швейдером нужно проходить места разреза трубы, чтобы не было остатков металлической оболочки. Фитинги же лучше дополнительно усилить фум-лентой. При соединении труб потребуется также проводить сварочные работы, поэтому следует продумать систему защиты от пожара.
Работы по установке системы отопления занимают обычно два дня. Если дом большой и установка ведется самостоятельно, то время может увеличиться.
Узнаем как организовать отопление частного дома своими руками: расположение труб
Залогом комфортного проживания в частном доме в зимний период является расчет мощности системы и правильный монтаж контуров, что поможет сократить расход используемой для отопления энергии.
Поэтому, когда выполняется отопление частного дома своими руками, расположение труб необходимо подбирать в зависимости от площади отапливаемого помещения и сложности системы. Главным звеном отопительной системы является котел. От его мощности зависит качество прогрева контуров и количество используемой энергии. Котлы бывают на твердом топливе, электричестве и газе, но при этом схема расположения труб бывает только двух типов.
Схема отопления: частный дом
Система отопления бывает однотрубной и двухтрубной. Однотрубная отопительная система нуждается в более высоком давлении внутри контуров. Радиаторы подключаются только последовательно, что не позволяет регулировать их мощность. Если уменьшить мощность на одном из них, автоматически уменьшится нагрев остальных радиаторов в контуре. В такой системе необходимо предусматривать вертикальный разлив теплоносителя. Для этого устанавливают вертикальные стояки, а расширительный бак располагают выше месторасположения контура, например, на чердаке.
Двухтрубная система гораздо эффективнее в этом плане, но требует большего расхода материалов в процессе монтажа. В системе предусмотрено две магистрали с теплоносителем. Одна магистраль (верхняя) является подающей, а вторая (нижняя) – отводящей. Нижнюю отводящую магистраль называют обраткой. Когда проектируется отопление частного дома своими руками, расположение труб указывается в технической документации. Диаметр труб должен совпадать с диаметром входных отверстий на котле. В контурах с естественной циркуляцией выдерживают уклон труб в расчете 5 мм на каждый метр магистрали. Расширительный бак устанавливают на высоте не менее 2,5-3 м от котла. Контур магистрали замыкается в отопительном котле.
Подача теплоносителя в контуре
Подача теплоносителя в контуре выполняется двумя способами:
— с применением естественной циркуляции: вода в магистрали движется под воздействием собственной силы тяжести и разницы температур, при этом в контурах создается низкое давление;
— с использованием принудительной циркуляции: вода в магистрали передвигается под воздействием циркуляционного насоса, при этом давление внутри контуров значительно выше — недостатком такой циркуляции является зависимость насоса от электроэнергии.
Делаем отопление частного дома своими руками: расположение труб
Для подачи теплоносителя к радиаторам используется верхняя и нижняя разводка. В однотрубной системе теплоноситель подается по вертикальным стоякам с верхнего этажа на нижний, а остывшая вода вновь попадает в подающий контур. Именно поэтому контуры на верхнем и нижнем этаже нагреваются неравномерно, нижний этаж будет прогреваться хуже. При верхней раздаче в такой системе горячий теплоноситель сначала попадает на чердак или в другое техническое помещение (наивысшую точку системы) в распределительный бак, из которого разносится вниз по контурам вначале на второй этаж, затем на первый. Когда устанавливается отопление частного дома своими руками, расположение труб (стояков) в двухтрубной системе может быть как горизонтальным, так и вертикальным. Также предусматривается в обратке место слива воды из контуров отопительной системы. В системе с нижней разводкой используют расположение труб внизу системы, а движение теплоносителя организуют снизу вверх.
При такой разводке системы схема расположения труб отопления может быть однотрубной и двухтрубной.
Пластиковые трубы загрязняют системы питьевой воды после лесных пожаров
Когда в 2020 году лесные пожары охватили холмы недалеко от Санта-Крус, штат Калифорния, они выбросили токсичные химические вещества в водоснабжение как минимум двух населенных пунктов. В одном образце был обнаружен бензол, канцероген, в 40 раз превышающий государственный стандарт питьевой воды.
Наше тестирование подтвердило источник этих химикатов, и ясно, что лесные пожары — не единственные пожары, которые подвергают опасности системы питьевой воды.
В ходе нового исследования мы нагрели пластиковые водопроводные трубы, обычно используемые в зданиях и системах водоснабжения, чтобы проверить, как они будут реагировать на близлежащие пожары.
Результаты, опубликованные 14 декабря, показывают, насколько легко лесные пожары могут вызвать широкомасштабное загрязнение питьевой воды.
Они также показывают риски, когда загорается только часть здания, а остальная часть остается в эксплуатации. В некоторых наших тестах тепловое воздействие вызвало выщелачивание более 100 химикатов из поврежденного пластика.
Как инженеры-экологи, мы консультируем сообщества по безопасности питьевой воды и ликвидации последствий стихийных бедствий. Экстремальные сезоны лесных пожаров на западе США подвергают большему количеству сообществ опасности, которую они могут не осознавать. Только в этом году более 52 000 пожаров уничтожили более 17 000 строений, многие из которых были домами, подключенными к системам водоснабжения. Поврежденные теплом пластиковые трубы могут продолжать выщелачивать химические вещества в воду с течением времени, а очистка системы водоснабжения от загрязнения может занять месяцы и миллионы долларов.
Непонятный источник загрязнения
Причина загрязнения питьевой воды после лесных пожаров ставит власти в тупик с тех пор, как она была обнаружена в 2017 г.
После пожара в Таббсе в 2017 г. уровни сопоставимы с опасными отходами. Загрязнения не было в водоочистных сооружениях или источниках питьевой воды. Некоторые домовладельцы обнаружили загрязнение питьевой воды в своей сантехнике.
Тесты показали, что содержание летучих органических соединений в некоторых районах достигло уровня, представляющего непосредственный риск для здоровья, в том числе уровень содержания бензола превышал установленный Агентством по охране окружающей среды порог содержания опасных отходов в 500 частей на миллиард. Бензол был обнаружен на уровне, в 8000 раз превышающем федеральный лимит питьевой воды и в 200 раз превышающий уровень, вызывающий немедленные последствия для здоровья. Эти эффекты могут включать головокружение, головные боли, раздражение кожи и горла и даже потерю сознания, среди других рисков.
Пластиковые водопроводные трубы не обязательно должны гореть, чтобы быть проблемой. Эндрю Уэлтон/Университет Пердью, CC BY-ND
В этом году лесные пожары вызвали загрязнение питьевой воды по крайней мере еще в двух калифорнийских системах питьевой воды, и испытания в других сообществах все еще продолжаются.
Проблема с пластмассами
Пластмассы повсеместно используются в системах питьевой воды. Их часто дешевле устанавливать, чем металлические альтернативы, которые выдерживают высокие температуры, но уязвимы для коррозии.
Сегодня водопроводные трубы под улицей и те, которые подают воду к водосчетчикам клиентов, все чаще изготавливаются из пластика. Трубы, которые транспортируют питьевую воду от счетчика к зданию, часто пластиковые. Счетчики воды также иногда содержат пластик. Частные колодцы могут иметь пластиковые обсадные трубы, а также заглубленные пластиковые трубы, по которым колодезная вода доставляется в пластиковые резервуары для хранения и здания.
Трубы внутри зданий, которые подают горячую и холодную воду к кранам, также могут быть пластиковыми, как и соединители кранов, погружные трубки водонагревателя, трубки холодильника и льдогенератора.
Некоторые распространенные типы труб для питьевой воды: черный пластик из полиэтилена высокой плотности; белый — ПВХ; желтый – ХПВХ; красный, темно-бордовый, оранжевый и синий — PEX; зеленый — полипропилен; а серый — полибутилен.
Металлические трубы свинцовые, железные и медные. Эндрю Уэлтон/Университет Пердью, CC BY-ND
Чтобы определить, могут ли пластиковые трубы быть причиной загрязнения питьевой воды после лесных пожаров, мы подвергли общедоступные пластиковые трубы воздействию тепла. Температура была похожа на жар от лесного пожара, который излучается в сторону зданий, но его недостаточно, чтобы загорелись трубы.
Мы протестировали несколько популярных пластиковых труб для питьевой воды, включая полиэтилен высокой плотности (HDPE), сшитый полиэтилен (PEX), поливинилхлорид (PVC) и хлорированный поливинилхлорид (CPVC).
Бензол и другие химические вещества образовывались внутри пластиковых труб просто при нагревании. После того, как пластмассы остыли, эти химические вещества попали в воду. Это произошло при температуре до 392 градусов по Фаренгейту. Пожары могут превышать 1400 градусов.
В то время как исследователи ранее обнаружили, что пластмассы могут выделять бензол и другие химические вещества в воздух при нагревании, это новое исследование показывает, что поврежденные теплом пластмассы могут напрямую выщелачивать десятки токсичных химических веществ в воду.
Что делать с загрязнением
Сообщество может остановить распространение загрязнения воды, если поврежденные трубы можно быстро изолировать. Без изоляции загрязненная вода может попасть в другие части системы водоснабжения, через город или в здание, вызывая дальнейшее загрязнение.
Во время пожара на молниеотводном комплексе CZU недалеко от Санта-Крус в одном водоснабжении были клапаны системы распределения воды, которые, по-видимому, содержали загрязненную бензолом воду.
Промывка поврежденных теплом труб не всегда удаляет загрязнения. Помогая городу Парадайз, штат Калифорния, восстановиться после пожара в лагере в 2018 году, мы и Агентство по охране окружающей среды США подсчитали, что для безопасного использования некоторых пластиковых труб потребовалось бы более 100 дней безостановочной промывки водой. Вместо этого чиновники решили заменить трубы.
Различные типы труб по-разному реагируют на нагрев. Эндрю Уэлтон/Университет Пердью, CC BY-ND
Даже если дом не поврежден, мы рекомендуем проверить воду в частных колодцах и инженерных сетях, если на участке возник пожар.
При обнаружении загрязнения рекомендуем найти и удалить источники загрязнения из термоповрежденного пластика . Некоторые пластмассы могут со временем медленно выделять такие химические вещества, как бензол, и это может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких лет, в зависимости от масштабов загрязнения и использования воды. Кипячение воды не помогает и может привести к выбросу бензола в воздух.
Предотвращение широкомасштабного загрязнения
Местные жители могут принять меры, чтобы избежать загрязнения питьевой воды в случае пожара. Водопроводные компании могут установить запорные клапаны в сети и устройства предотвращения обратного потока, чтобы предотвратить попадание загрязненной воды из поврежденного здания в сеть инженерных сетей.
Страховые компании могут использовать ценообразование для поощрения владельцев недвижимости и городов к установке труб из огнеупорного металла вместо пластиковых. Правила не допускать растительности к счетчикам и зданиям также могут уменьшить вероятность того, что тепло достигнет пластиковых компонентов системы водоснабжения.
Домовладельцы и сообщества, занимающиеся восстановлением после пожаров, теперь имеют больше информации о рисках, когда они решают, стоит ли использовать пластиковые трубы. Некоторые, как город Парадайз, решили перестроиться из пластика и пойти на риск. В 2020 году в городе снова случился пожар, и жители были вынуждены снова эвакуироваться.
Эндрю Дж. Уэлтон, адъюнкт-профессор гражданской, природоохранной и экологической инженерии, Университет Пердью ; Амиша Шах, доцент кафедры гражданского строительства и природоохранной и экологической инженерии, Университет Пердью и Кристофер П. Исааксон, доктор философии. Студент, Университет Пердью
Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.
Дома с нулевым потреблением энергии стали возможными благодаря пластмассам
Ранее опубликовано в журнале Plastics Engineering и опубликовано с разрешения Общества инженеров по пластмассам .
Представьте себе дом, который производит собственное электричество. Иногда он может использовать некоторую энергию из энергосистемы, а иногда может возвращать ее обратно. Но, в конце концов, давать и брать баланс.
На самом деле нам не нужно воображать, потому что такие дома уже существуют. И пластик играет фундаментальную роль.
Дома с нулевым потреблением энергии
Они известны как дома с нулевым потреблением энергии. Нулевая энергия не означает, что дома не используют энергию для отопления, охлаждения и электричества. Это просто означает, что собственное энергоснабжение дома равно потреблению энергии дома. Как уже отмечалось, дома иногда могут использовать энергию из общественной электросети, а иногда могут подавать энергию в сеть, но со временем дома становятся энергетически нейтральными, поэтому их иногда называют «чистая нулевая энергия».
Дома, которые на самом деле производят больше энергии, чем потребляют с течением времени, называются домами с «положительной энергией» или «чистой положительной энергией».
Эти дома стали реальностью благодаря сочетанию пассивных источников энергии, таких как солнечная и геотермальная энергия, а также правильному дизайну с современной изоляцией из пенопласта и других материалов.
Потраченная энергия
Почти 40 процентов энергии нашей страны потребляется в наших домах и зданиях, а на отопление и охлаждение приходится большая часть энергии, используемой в типичном американском доме, согласно данным Управления энергетической информации США (EIA). К сожалению, большая его часть тратится впустую из-за устаревших методов строительства. Кроме того, по оценкам EIA, шесть процентов энергии теряется при передаче по линиям электропередач. Растрачиваемая впустую энергия не только вредит окружающей среде, но и бьет по нашим кошелькам.
Дома с нулевым потреблением энергии могут внести значительный вклад в усилия нашей страны по повышению энергоэффективности двумя способами: путем предоставления пассивного электричества на месте и устранения потерь мощности при передаче на большие расстояния.
NIST
Откуда мы знаем, что это действительно работает? Национальный институт стандартов и технологий (NIST) построил «Жилую испытательную лабораторию с нулевым потреблением энергии» недалеко от Вашингтона, округ Колумбия, в 2013 году. В свой годовой юбилей 1 июля NIST объявил, что дом производит больше энергии, чем потребляет, достаточно чтобы «электромобиль мог проехать около 1440 миль».
NIST обнаружил, что «вместо того, чтобы платить почти 4400 долларов за электроэнергию — расчетный средний годовой счет для сопоставимого современного дома в Мэриленде — виртуальная семья из четырех человек, проживающая в полностью электрическом испытательном доме, фактически зарабатывала кредит, экспортируя избыточную энергию в местная коммунальная служба».
Дом достиг этого «несмотря на пять месяцев температуры ниже среднего и вдвое превышающего норму количество снегопадов».
Какую роль играют пластмассы?
Изоляция, безусловно, является ключом к снижению потерь энергии в любом доме, независимо от того, с нулевым потреблением энергии или нет.
И это не новые или уникальные системы изоляции — все они доступны для строителей.
Например:
- Листы пенополистирола под фундаментом дома и вокруг него создают барьер и изолируют полы и стены. Фундамент заливают прямо на изоляционные листы, которые также крепятся к нижележащим стенам фундамента.
- Утепленные бетонные формы — обычно опалубки из вспененного полистирола, которые штабелируются и заполняются бетоном и арматурой для создания стен — обеспечивают отличные изоляционные свойства и создают очень прочное здание.
- В конструкционных теплоизоляционных панелях обычно помещаются большие листы пенополистирола между ориентированно-стружечными плитами (OSB), создавая большие стеновые системы с небольшим количеством швов, повышенным коэффициентом сопротивления теплопередаче и повышенной прочностью.
- Полиизо или пенополиуретан, уложенный под кровельную систему вместо мансардного этажа, помогает герметизировать здание от протечек и повысить R-значение кровельной системы. Дом NIST использовал этот метод для достижения значения R 75 в своей кровельной системе, что примерно вдвое превышает типичное значение R. Кроме того, поскольку чердак представляет собой закаленное пространство, воздуховоды не пропускают холодный или горячий воздух в незакаленное пространство.
- В здании NIST использовались шестидюймовые стойки вместо четырехдюймовых, чтобы увеличить пространство для изоляции между стойками, а также пластиковый барьер для воздушной влаги и четыре дюйма полиизо на внешней стороне, что практически устраняет тепловые мосты (перенос тепла между внутренние и внешние, вызванные неизоляционными материалами).
- Хотя полиэтиленовая пленка не используется во всех вышеперечисленных системах изоляции, она значительно снижает инфильтрацию наружного воздуха, помогая снизить потребление энергии для обогрева или охлаждения дома.
- Наконец, пластиковые герметики (герметики, мастики, пены, ленты) наносятся на любые оставшиеся зазоры, которые могут существовать между полами, стенами, крышами и окнами, а также вокруг соединений воздуховодов.
По оценкам NIST, его дом почти на 70 процентов эффективнее, чем дом среднего района.
«Самое важное различие между этим домом и домом, соответствующим нормам Мэриленда, заключается в улучшении тепловой оболочки — изоляции и воздушного барьера», — говорит инженер-механик NIST Марк Дэвис. «Практически устранив непреднамеренное проникновение воздуха и удвоив уровень изоляции в стенах и крыше, нагрузка на отопление и охлаждение резко снизилась».
Чтобы фактически достичь нулевого энергопотребления, используются многие другие энергосберегающие изделия, изготовленные из пластика, такие как пластиковые трубы для лучистого тепла и эффективной подачи воды, изолированные оконные рамы, облицованные пластиком, высокоэнергоэффективные холодильники и даже пластиковая кровельная черепица, в состав которой входят солнечные батареи в самой плитке вместо того, чтобы устанавливать как плитку, так и панели.
Насколько пластиковая изоляция и другие строительные материалы способствуют повышению энергоэффективности домов с нулевым потреблением энергии или типичных загородных домов? Однолетнее исследование, проведенное Franklin Associates, показало, что использование пластиковых строительных материалов позволило сэкономить 467,2 трлн БТЕ энергии по сравнению с альтернативными строительными материалами. Этого количества энергии, сэкономленной в течение года, достаточно для удовлетворения среднегодовых потребностей в энергии 4,6 миллиона домохозяйств в США.
Будущее
В то время как дома с нулевым потреблением энергии все еще находятся за пределами нормы, многочисленные события и тенденции побуждают значительно повысить энергоэффективность, начиная от опасений по поводу последствий изменения климата и заканчивая существенными обновлениями строительных норм и правил.
Чтобы способствовать повышению энергоэффективности, NIST планирует «разработать тесты и измерения, которые помогут повысить энергоэффективность национального жилищного фонда и поддержать разработку и внедрение экономически эффективных проектов и технологий с нулевым потреблением энергии, методов строительства.