Как спроектировать систему отопления

Как спроектировать систему отопления – подбор параметров

При создании системы отопления в частном доме «с нуля» важно не ошибиться с ее параметрами, правильно подобрать к условиям котел, схему разводки, радиаторы и др. Можно прибегнуть к помощи специалистов, или проектных организаций, но придется оплачивать их труд. Можно сделать все своими руками.

Рассмотрим насколько сложно спроектировать систему отопления самостоятельно и можно ли воспользоваться приблизительными расчетами? Что нужно учесть при создании отопления в доме самостоятельно

Можно ли рассчитать систему отопления

При создании системы отопления главное ответить на множество технических вопросов о параметрах для конкретного дома. Например: мощность котла, скорость движения жидкости, размещение радиаторов, мощность каждого радиатора, материал труб, их размещение, диаметр участков труб, вид запорной арматуры…

Ответить на все эти вопросы и другие подобные, поможет тепловой и гидравлический расчет.

Нам нужно определиться — сколько потребуется энергии для отопления конкретного дома и каждой комнаты в нем.
А затем исходя из этого, посчитать сколько жидкости (теплоносителя) в минуту и какой температуры подать в каждую комнату, подобрать радиаторы и рассчитать диаметры труб и т.п. и т.д.

Но сделать это непросто. Подобные расчеты делают специалисты, а расчеты с ответственностью за их результаты делают только проектные организации имеющие лицензию. А такой расчет влетит в копеечку.

Можно, конечно, воспользоваться программами доступными в сети интернет и сделать какие-либо расчеты самостоятельно, но где гарантия, что там не будет ошибки, если его делает не специалист теплотехник?

Данные для расчета собрать не получится

Сбор исходных данных для расчета — непосильная для пользователя задача. Какой воздухообмен в доме? Сколько энергии приходит с солнечным светом? Какая влажность конструкций? и др. Расчеты на специальных программах будут отражать реальность лишь приблизительно, не точнее, чем расчет в одно действие.

Да и результаты расчетов в итоге сводятся к тому, что предстоит выбрать ту или иную модель котла, имеющие конкретные характеристики, трубопровод с фиксированными диаметрами, например 20 мм или 25 мм, количество секций на радиаторе…. Т.е. данные расчетов нужны лишь для выбора того, что есть в продаже.

Можно пойти другим путем — воспользоваться приблизительными прикидками и опытом проектирования и эксплуатации систем в подобных условиях. Ведь эти условия сходные и часто повторяются и выбор уже наверняка не однократно делался.

Ошибки при проектировании отопления

Как известно, ошибки в прикидках системы отопления «на глазок» не носят критического характера в подавляющем большинстве случаев. Возможны небольшой перерасход средств или несбалансированность системы.

Но чаще, к примеру, газовый котел «обычной» для данного дома мощности, гонит своим встроенным насосом со стандартной скоростью воду по трубам «типичного» сечения, на «стандартные » для данных комнат радиаторы, которые расположены «как положено» и подсоединены по «типовой» параллельной двухтрубке.

И ничего особенного в этом нет – в итоге отличная система и работает как положено. А то что, к примеру были излишние затраты на мощность радиаторов, которая на 30% больше чем нужно, то это уже мало кого интересует вообще…

В прикидках «на глазок» упущением будет недобрать мощности. Вот тогда будут проблемы — котел работает на пределе, в помещении холодно, придется все переделывать. Но проблема недобора мощности, возможно, решается утепление здания.

Утеплить здание заранее

Прежде чем пытаться заниматься отоплением, нужно хотя бы в общих чертах определить как здание утеплено и сколько оно теряет энергии. Например, по самой грубой шкале:

утеплено в соответствии с нормативом, теплопотери минимальны;
утеплено почти нормально;
слегка утеплено, например, имеются стены из пенобетона и пластиковые окна, а остальное не утеплено;
совсем не утепленное.

Определиться с утепленностью здания не сложно, определяя приблизительно сопротивление теплопередаче каждой ограждающей конструкции и сравнивая их значение с нормативным требованием СНиП 23-02-2003 «ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ». Это заменит собой основу теплового расчета. Примерное сопротивление теплопередачи очень просто рассчитать по виду материала и его толщине.

После вывода о степени утеплении здания можно принимать решение о том, каким же способом сделать температуру в комнатах приемлемой – утеплять дальше или монтировать мощнее отопление.

Какие параметры выбрать

Для примера, речь идет о здании, которое утеплено «хорошо» .

Тогда необходимый расход энергии — 1 кВт на 10 м кв, следовательно, для дома площадью 150 м кв — мощность котла 15 кВт. Далее, берется 20% запаса, принимается котел мощностью 18 кВт.

Но такие дома до сих пор встречаются не часто. Обычно дом «недоутепленный», ведь срывать полы и утеплять фундамент, к примеру, «никто не собирается». Тогда прибавляем уже «на глазок» 15% мощности и считаем, что 22 кВт котел подойдет.

Суммарная мощность радиаторов выбирается большей мощности котла процентов на 20. Далее эта мощность распределяется по комнатам.

Как воплотить в жизнь принятые решения по мощности, какие выбрать трубы, радиаторы, как их распределить и как решить множество других технических вопросов, можно узнать и на данном ресурсе.

Далее вкратце рассмотрим выбор основных параметров системы отопления – способ движения теплоносителя и схему разводки трубопроводов.

Самотечное отопление или с принудительной циркуляцией — что выбрать

Самотечная – не требует электроэнергии. Но ее мощности не хватает для больших площадей, она гораздо дороже в создании из-за низкого размещения котла (ниже радиаторов) и большого диаметра труб, для обеспечения наименьшего гидравлического сопротивления.
Принудительная – рекомендуется специалистами, как наиболее простая, дешевая. Но требует установку электрогенератора, на случай прекращение электроснабжения.

До сих пор не редко для небольших домов делают самотек, отчасти и «по привычке», ведь раньше эта система была основной, и работала всегда отлично.
Что именно выбрать зависит от площади (самотек плохо работает если на этаж более чем 150 м кв.), и стабильности электроэнергии.

Схема отопления

Существуют два основных типа системы отопления — однотрубная и двухтрубная.

В однотрубной теплоноситель движется по кольцу, состоящему из одной трубы, к которой последовательно подключены радиаторы.
В двухтрубной системе горячий теплоноситель подается к радиаторам по одной трубе, а охлажденный отводится к котлу по другой.

Однотрубной системе присущи два больших недостатка, поэтому в частном строительстве она применяется редко, несмотря на незначительную экономию труб.

Недостатки следующие. Теплоноситель остывает, поэтому последний радиатор значительно холоднее первого. Поэтому система не может быть протяженной, применима в небольших домах, а последние радиаторы должны быть большей мощности для выравнивания тепловой отдачи.

Изменение параметров работы одного радиатора влияет на другие. Сложно настроить отбор необходимой тепловой мощности для каждого радиатора.

Двухтрубные системы

Различают несколько видов двухтрубных схем включения радиаторов.

Последовательная (попутная схема) – все радиаторы одного этажа подключаются к одному подающему трубопроводу и к одной обратке. Схема наиболее стабильная, не требует регулировок, применима в самых больших домах.
Тупиковая (крыльевая схема) – все отопление разбивается на несколько плечей состоящих из двух трубопроводов — подачи и обратки, между которыми подключены параллельно радиаторы. Схема отлично работает в небольших домах, при условии равенства плечей.
Лучевая (коллекторная схема) — от коллектора отходят пары трубопроводов на каждый радиатор. Имеется недостаток в сложности прокладке труб, и сложности настройки распределения в коллекторе. Но системой можно оперативно управлять из одного места, а все трубы небольшого диаметра. Применяется при условии установки коллектора в центре и равенства всех подключений.

Обычно для частного дома выбирают попутку, если дом большой. Или тупиковую с разбивкой отопления на 2 или несколько одинаковых плечей для небольшого дома, что позволяет снизить диаметры основных трубопроводов.

Как видим, разобраться в выборе основных параметров системы отопления не так уж и сложно. Сделанные решения определяют и выбор всех технических средств системы отопления.

Проектирование отопления

Отопление. Тема очень серьезная о которой нужно задуматься еще при проектировании дома. Чтобы потом не возникло проблем . В идеале проектирование отопления лучше всего доверить специальным организациям. Которые не только разработают и сделают необходимы расчеты, но и проведут монтаж. Но в целях экономии многие хотят решить эту задачу своими силами. Обычно это делается по типовому проекту без каких либо расчетов, что в последствии приводит к определенным проблемам: неправильный выбор отопительного котла, что приводит перерасходу топлива; неравномерное распределение температур, из за чего в одних комнатах может быть жарко, в других холодно, также это может привести соответственно пересушке воздуха либо к повышенной влажности. Моя цель научить самостоятельно, проектировать и рассчитывать систему отопления, что бы лишить себя в дальнейшем проблем.

Пример системы отопления с естественной циркуляцией

Приведу пример одной системы отопления с естественной циркуляцией, которая была сделана по типовому проекту. Дом двухэтажный. Котельная находится на первом этаже. Требуемую мощность отопительного котла ни кто не рассчитывал, поэтому котел был установлен, можно сказать, тот который первый попался на глаза. Система отоплении однотрубная.

Сделана очень просто, по периметру дома проложена труба диаметром 150 мм. В последней комнате труба поворачивает на 180 0 , и обратная магистраль проходит параллельно под подающей магистралью. Напомню, система работает с естественной циркуляцией. Обратная магистраль проходит через две комнаты и спускается в кухню, которая находится на первом этаже и возвращается обратно в котел. Что получается, в первой комнате по ходу теплоносителя, трубопровод проходит по двум стенам из-за чего в комнате очень жарко. Во второй комнате трубопровод проходит тоже по двум стенам, но там уже заметный недогрев воздуха и заметно повышена влажность. В третьей комнате некомфортно холодно и влажно. На кухню поступает уже совсем остывший теплоноситель.

Чтобы не было таких неприятностей отоплению стоит уделить внимание еще при проектировании дома, а не когда дом уже построен. Реконструкция этой системы влетит в копеечку. Самое простое это установить циркуляционный насос, это позволит добиться равномерности температуры по всей системе, что приведет к повышению температуры в комнатах. Но при такой системе невозможно произвести регулирование температуры в каждой комнате отдельно, а это большой недостаток. Такая система больше подошла бы для промышленного помещения. И теперь чтобы добиться комфортной температуры в каждой комнате нужно, произвести проектирование системы со всеми теплотехническими расчетами.

Что нужно знать для проектирования

Для того чтобы правильно спроектировать отопление необходимо знать строительную конструкцию здания, планировку и назначение, климатические условия и положение здания на местности, температуру помещения.

Проектирование системы обычно начинают с теплотехнического расчета наружных ограждений, теплового режима в помещении, определение тепловых нагрузок для отопления. Далее выбираются параметры теплоносителя и гидравлического давления в системе, вид отопительных приборов (выбор и размещение отопительных приборов) и схемы системы. После того как система выбрана начинаем конструирование. На плане размещаем отопительные приборы, стояки , магистрали и др. элементы. Назначение уклона труб, компенсацию удлинения, изоляцию труб, места спуска и наполнения системы водой, выбор запорно-регулирующей аппаратуры. И заключительная стадия это теплогидравлический расчет системы состоящий соответственно из гидравлического и теплового расчета труб и приборов.

При проектирование водяного отопления предпочтение лучше всего отдавать насосной однотрубной системе. Систему с естественной циркуляцией стоит применять только при технико-экономическом обосновании ее преимущества по отношению к насосной. Самой экономичной считается однотрубная система проточного типа, ее используют тогда когда нет необходимости в индивидуальном регулировании теплоотдачи отопительного прибора либо при использовании конвекторов с воздушным клапаном. Если необходимо индивидуальное регулирование телоотдачи отопительных приборов то используют систему проточно-регулируемого типа с кранами КРТ. Когда нужно уменьшить потерю давления в приборных узлах используют однотрубные системы с замыкающими участками у приборов с кранами КРП.

Если три этажа и более, то рекомендуется использовать вертикальные однотрубные системы. С верхней разводкой используют для централизованного удаления воздуха, с нижней в безчердачных зданиях с технологическим подпольями и подвалами. Системы с опрокинутой циркуляцией используют только в зданиях повышенной этажности.

В протяженных зданиях рекомендуется применять горизонтальные однотрубные системы. Бифилярные системы стоит устраивать при одинаковых тепловых нагрузках приборов.

Двухтрубные системы с верхней разводкой стоит устраивать в малоэтажных зданиях (один или два) особенно при естественной циркуляции воды.

Давление в системе отопления определяется положением и местом присоединения расширительного бака, давлением в нем если бак закрытого типа и давлением развиваемым насосом.

Конструирование системы можно начать с выбора труб, в наше время выбор очень велик, стальные, медные, пластиковые, металлопластиковые и т.д. Их диаметра, толщины стенки. Трубы прокладывают в большинстве случаев открыто и учитывают их теплоотдачу при расчетах, также возможна прокладка скрытая: трубы укладываются в специальные каналы или замоноличиваются, в местах соединения делают лючки. Длина подводки к отопительному прибору не должна превышать 1,25-1,5 м, уклон 5-10 мм на всю длину. До 0,5 м уклон можно не делать.

Запорно-регулирующую арматуру выбирают следующим образом: на подводках к отопительным приборам при однотрубных стояках ставят регулирующие краны с пониженным коэффициентом местного сопротивления типа КРПП(роходной) и КРТ(трехходовые), при двухтрубных стояках устанавливают краны сповышеным коэффициентом местного сопротивления типа КРД (двойного регулирования) и КРП (проходные с дросселирующим устройством). Регулирующие краны у отопительных приборов не ставят в тех местах где циркулирующая вода может замерзнуть. В малоэтажных зданиях арматуру на стояках не ставят.

Циркуляционные насосы как правило устанавливают на общей обратной магистрали системы отопления, на общей подающей магистрали устанавливают в том случае если нужно уменьшить давление в отопительном котле.

Тепловую изоляцию труб устанавливают в том случае если трубы проходят в не отапливаемых помещениях, если труба проходит внутри наружной стены, в подпольных каналах, либо в тех местах, где циркулирующая вода может замерзнуть (у наружных дверей). Также тепловую изоляцию предусматривают во избежание ожогов людей либо перегрева помещения. КПД изолирующего слоя должен быть не менее 0,75.

Ориентировочно при низкотемпературной воде можно считать, что 1 м подающей трубы удлиняется на 1 мм, обратной трубы на 0,8 мм. Поэтому при проектировании нужно предусматривать компенсацию труб, чтобы не допустить их деформацию. Компенсацию удлинения подводок к отопительным приборам делают путем их изгиба. Компенсация, прежде всего, выполняется путем естественных изгибов связанных с планировкой здания.

Расширительные баки применяю для систем мощностью до 6 МВт. В верхней точке системы чаще всего размещают бак открытого типа, закрытого типа размещают в котельной.

После того как систему сконструировали нужно ее рассчитать. Для того чтобы узнать мощность отопительной установки, и провести расчет всех элементов системы производят подробный расчет тепловых потерь помещений здания. Тепловые потери через наружные ограждения зависят от конструкции и теплофизических свойств строительного материала и от архитектурно-планировочного решения здания. Отсюда можно сделать вывод, что правильный выбор теплозащитных свойств ограждающих конструкций позволит значительно с экономить на отоплении и снизить тепловую нагрузку на отопительную установку. Также большое влияние на тепловые потери оказывает воздействие ветра, поэтому у отдельно стоящих зданий теплопотери будут больше.

Эффективность отопления прежде всего зависит от материала и конструкции наружного ограждения. Поэтому проектирование и расчет отопления начинают с выбора материала и конструкции ограждения и их теплотехнического расчета. Конструкцию ограждения выбираютот температурно-влажностного режима воздуха в здании и климатических характеристик района в соответствии с нормами. К примеру в зданиях с мокрым и влажным режимом стоит учитывать паропроницание и накопление влаги в толще ограждения, что снижает его сопротивление теплопередаче, приводит к появлению сырости, поражению грибком. К перерасходу тепла также приводит воздухопроницание конструкций, особенно через щели дверей, окон, стыки панелей. Применение слишком массивных конструкций приводит к перерасходу строительных материалов и соответственно к повышенным затратам.

Во избежание колебаний температуры в зимнее время и перегрева воздуха летом ограждения должны обладать необходимой теплоустойчивостью. Расчеты выполняются по нормам.

Методики расчета

Расчет тепловых потерь, возможно, сделать при помощи таблиц, что значительно упрощает и ускоряет расчет, но это возможно если проектируемая конструкция ранее применялась. Если вы проектируете конструкцию самостоятельно то нужно производить теплотехнический расчет.

Самостоятельное проектирование отопления коттеджа: советы по выбору комплектующих, обзор систем теплоснабжения

Проектирование и установка отопительной системы самостоятельно является сложной задачей. Для ее решения необходимо предварительно решить ряд важных вопросов – выбрать оптимальный вариант энергоносителя, определиться со схемой расположения труб и радиаторов. Именно поэтому важна практическая реализация системы отопления коттеджа своими руками: схемы, проекты.

Схемы отопления коттеджа – разводка трубопровода
Однотрубная система коттеджа
Двухтрубная схема отопления коттеджа
Коллекторное теплоснабжение коттеджа
Газовое отопление коттеджа
Выбираем котел для комплектации системы отопления коттеджа
Дополнительное оборудование теплоснабжения для коттеджа
Отопление коттеджа без газа – возможные варианты
Печное теплоснабжение коттеджа
Отопление коттеджа ПЛЭН

Схемы отопления коттеджа – разводка трубопровода

В этой статье будет рассмотрено только водяное отопление коттеджа своими руками, как одно из самых оптимальных и экономичных. Наряду с ним можно обустроить дополнительные системы теплоснабжения – геотермальное и ПЛЭН. Благодаря им будут снижены затраты на эксплуатацию и повысится уровень комфорта проживания в коттедже.

Любой проект отопления коттеджа начинается с выбора схемы расположения трубопроводов. От нее будет зависеть скорость нагрева радиаторов, ремонтопригодность системы и возможность расширения для теплоснабжения дополнительных помещений или бытовых построек.

Однотрубная система коттеджа

Монтаж однотрубной схемы является одним из самых простых способов сделать отопление коттеджа под ключ. Ее принцип проектирования заключается в установке только одной магистрали, к которой последовательно подключаются радиаторы.

Для нее необходимы мощные газовые котлы для отопления коттеджа, так как по мере прохождения горячей воды через радиаторы будет наблюдаться существенное снижение ее температуры. Однотрубная схема отличается простотой монтажа и небольшими затратами на закупку материалов. Однако в настоящее время эта схема системы отопления коттеджа практически не применяется по следующим причинам:

Проблемы при выполнении гидравлического и теплового расчетов. Сложно спрогнозировать возможное давление в системе отопления коттеджа, так как характеристики теплоносителя изменяются по мере его остывания;
Сложность регулировки степени нагрева батарей. Ограничение притока теплоносителя в одну из них изменит тепловой режим работы всей системы;
Ограниченное количество подключаемых батарей.

Именно поэтому данная схема отопления коттеджа применяется для зданий, чья площадь не превышает 50 м². Для возможности демонтажа или ремонта радиаторов на каждый из них необходимо установить байпас.

Двухтрубная схема отопления коттеджа

Двухтрубная система отопления

Для улучшения эксплуатационных параметров рекомендуется установка двухтрубной системы отопления коттеджа. Она отличается от вышерассмотренной наличием дополнительной магистрали – обратной трубы. При этом подключение радиаторов происходит параллельно.

Если планируется отопление коттеджа газом – необходимо позаботиться о снижении его расхода. Это можно осуществить несколькими способами. Но самым оптимальным является установка двухтрубной системы отопления коттеджа. Для самостоятельного проектирования и выбора материалов для монтажа по этой схеме необходимо учитывать такие моменты:

Обязательный расчет диаметра труб для минимизации гидравлических потерь и недопущения снижения давления в системе отопления коттеджа;
Расход материала по сравнению с однотрубной увеличится как минимум вдвое. Это повлияет на общий бюджет по созданию проекта отопления коттеджа;
Обязательная установка терморегуляторов на радиаторы. С их помощью можно изменять нагрев приборов без влияния на общие параметры системы.

Для этой схемы системы отопления коттеджа свойственна конструкторская гибкость. В случае надобности можно установить дополнительные стояки (горизонтальные или вертикальные) для подключения новых радиаторов или проведения теплоснабжения в другое помещение или здание.

Для улучшения внешнего вида комнат можно выбрать схему отопления коттеджа со скрытым монтажом труб. Однако необходимо обеспечить доступ к ключевым узлам системы.

Коллекторное теплоснабжение коттеджа

Коллекторное отопление коттеджа

Как правильно сделать отопление в коттедже, если его площадь равна или превышает 200 м². Даже установка двухтрубной системы в этом случае будет нецелесообразна. Для решения этого вопроса лучше всего применить коллекторную разводку трубопроводов.

В настоящее время это один из самых сложных способов организации отопления коттеджа своими руками. Для равномерного распределения теплоносителя по большой площади здания применяется многолучевая схема разводки трубопроводов. Сразу после котла устанавливается основной и обратный коллекторы, к которым подключаются несколько независимых магистралей. В отличие от двухтрубной отопительной системы коттеджа, коллекторная предусматривает возможность регулирования работы теплоснабжения для каждого отдельного контура. Для этого устанавливаются приборы контроля — терморегуляторы и расходометры.

К особенностям коллекторного отопления коттеджа, сделанного своими руками, относят:

Равномерное распределение тепла по всем контурам, независимо от их удаленности;
Возможность использования труб небольшого диаметра – до 20 мм. Это связано с небольшой протяженностью каждого узла системы;
Увеличенный расход труб. Для того чтобы правильно сделать коллекторное отопление в коттедже – необходимо заранее составить схему установки трубопроводов. Они могут монтироваться на стену или в пол;
Обязательный монтаж насоса для каждого контура. Это связано с большим гидравлическим сопротивлением, возникающим в коллекторе. Оно может препятствовать циркуляции теплоносителя.

Во время выбора уже готового проекта теплоснабжения коттеджа или при его самостоятельном составлении нужно учитывать тепловые потери здания. От них будет зависеть расчетная мощность всей системы.

Для двух и трехэтажных коттеджей с большой площадью лучше всего подойдет схема системы теплоснабжения с несколькими распределительными коллекторами.

Газовое отопление коттеджа

Схема отопления с газгольдером

Одним и оптимальных вариантов для создания схемы поддержания комфортной температуры в загородном доме является отопление коттеджа газом. Для этого необходимо подключиться к центральной распределительной магистрали или обустроить место для хранения баллонов. Альтернативой такой организации является монтаж газгольдера – специального хранилища газа.

Но на первом этапе необходимо правильно подобрать котел для отопления коттеджа. Он должен обеспечить оптимальную мощность работы всей системы, быть надежным и функциональным.

Выбираем котел для комплектации системы отопления коттеджа

Основным параметром любого отопительного обозревания является его номинальная мощность. Это же относится и к котлам для отопления коттеджа. Для расчета этого параметра лучше всего воспользоваться специальными программными комплексами. Предварительно необходимо рассчитать тепловые потери здания.

После определения номинальной мощности котла – следует выбрать его модель. Основными параметрами являются его функциональные и эксплуатационные характеристики:

Способ установки – напольный или настенный. Если выбрана схема отопления небольшого коттеджа – можно остановиться на настенных моделях. Для домов с большой площадью необходимо устанавливать мощные газовые котлы. Они в большинстве своем имеют напольную монтажную схему;
Наличие второго контура нагрева воды для организации горячего водоснабжения;
Приборы контроля и безопасности работы котла. Они позволят обеспечить оптимальное давление в отопительной системе коттеджа. Этот параметр для закрытой системы с принудительной циркуляцией варьируется от 3 до 6 атм.

Читайте также:

Как выбрать алкидную грунтовку?

тепловые потери в коттедже

Немаловажным моментом является предварительный расчет расхода газа на отопление коттеджа. Этот параметр указывается производителем в паспорте. Для приборов мощностью 24 кВт потребление в среднем равен 1,12 м³в час. Соответственно, чтобы получить предварительный расход газа на отопление коттеджа необходимо эту величину умножить сначала на 24, а затем на количество дней в отопительном сезоне.

Установку газовых котлов для отопления коттеджа должны осуществлять компании с лицензией на проведение этого типа работ. В противном случае представители управляющей компании будут вправе отключить дом от центральной магистрали.

Дополнительное оборудование теплоснабжения для коттеджа

Схема отопления и горячего водоснабжения коттеджа

Профессиональное планирование отопления в коттедже подразумевает выбор всех компонентов системы по заранее рассчитанным параметрам. В противном случае даже при установке современного и экономичного газового котла для теплоснабжения коттеджа КПД всей системы будет неудовлетворительным.

Нужно учитывать, что приобретая проект отопления коттеджа под ключ, будет проблематично изменить какие-либо характеристики компонентов системы. Поэтому нужно заранее ознакомиться с содержанием технической документации. Для этого нужно знать основные технические свойства элементов теплоснабжения коттеджа:

Радиаторы. С их помощью происходит передача тепловой энергии от горячей воды в помещение. Важным параметром является удельная мощность – Вт. Эта суммарная величина установленных в комнате радиаторов должна соответствовать расчетной для помещения;
Трубопроводы. На их диаметр и материал изготовления влияет тепловой режим работы отопления. Эффектное отопление коттеджа с помощью газового котла подразумевает низкотемпературный режим работы – 55/40 или 65/50. Это позволит уменьшить расход газа на теплоснабжение коттеджа. Для таких схем можно применять полимерные трубы;
Группа безопасности. К ним относятся расширительный бак, воздухоотводчики и спускные клапана. В обязательном порядке предусматривается монтаж запорной арматуры на ответственных участках магистрали – разветвлениях, при подключении радиаторов.

На практике комплектация отопительной системы во многом зависит от характеристик здания – его площади, степени теплоизоляции, выбранной схемы отопления. Параметры каждого прибора должны быть заранее рассчитаны.

Для газового отопления коттеджа обязательно предусматривается монтаж надежной системы отвода угарных газов – дымохода. Для этого рекомендуется применять сэндвич-дымоходы.

Отопление коттеджа без газа – возможные варианты

Но что делать, если нет возможности организации газового теплоснабжения коттеджа? Установка твердотопливных котлов не всегда целесообразна. Поэтому владельцы загородной недвижимости рассматривают альтернативные варианты отопления коттеджа без газа.

Самый простой способ поддержания комфортной температуры в комнатах коттеджа – установка электрического отопительного котла. Он может быть как основным источником тепловой энергии, так и вспомогательным. Однако для него будут характерны высокие затраты на потребление электроэнергии. Это существенно скажется на семейном бюджете проживающих в большом коттедже.

Поэтому предлагаем рассмотреть другие альтернативные способы отопления коттеджа без газа. Каждый из них имеет специфику обслуживания и комплектации и не всегда подойдет для организации теплоснабжения конкретного жилого здания.

Вместе с установкой электрического котла для отопления коттеджа рекомендуется монтаж теплового аккумулятора. С его помощью можно перейти на ночной режим работы оборудования – в это время действует льготный тариф оплаты отопления.

Печное теплоснабжение коттеджа

Печное отопление вместе с электрическим котлом

При первичном анализе можно сделать вывод, что печное отопление коттеджей является неэффективным. Однако нужно учитывая особенности эксплуатации и характеристики загородного дома — его общий объем, степень теплоизоляции и периодичность проживания.

Для небольших по площади зданий и при отсутствии газовой магистрали можно сделать комбинированное теплоснабжение. Учитывая, что во многих старых коттеджах установлено печное отопления – для улучшения его характеристик делают небольшую модернизацию:

Монтаж электрического котла. В нем обязательно должен быть датчик температуры теплоносителя и функция отключения ТЭНа при достижении оптимального нагрева воды. В печь монтируют теплообменник и подключают его к общей системе водяного отопления. В результате происходит нагрев теплоносителя от нее, а электрический котел лишь поддерживает нужный уровень температуры;
Воздушное отопление. Вокруг топки печи устанавливают стельной воздушный карман, который изолируется от камеры сгорания. К этой конструкции подключаются воздушные магистрали, которые доставляют горячий воздух в помещения коттеджа. Для увеличения скорости воздухообмена возможен монтаж вентиляторов.

Также можно остановиться на традиционном печном отоплении дома. Тогда следует сделать систему воздушных каналов–дымоходов. С их помощью будет нагреваться стена, рядом с которой установлена печь. Печное отопление подразумевает ежегодную прочистку дымоходов. Большое количество сажи внутри труб ухудшит показатели тяги.

Отопление коттеджа ПЛЭН

Схема пленочного отопления

Если же необходимо сделать отопление коттеджа без газового оборудования и при этом сохранить максимально полезный объем в помещения – лучше всего установить пленочные потолочные системы.

Основным нагревательным элементом в отоплении ПЛЭН является тонкая пленка, на поверхности которой нанесены карбоновые полосы. При прохождении по ним тока происходит повышение температуры и как следствие этого — генерирование ИК волн. Распространяясь, они нагревают не воздух, а предметы, попавшие в зону действия системы.

При выборе пленочного отопления коттеджа следует учитывать такие факторы:

Обязательная хорошая теплоизоляция дома. Средняя мощность пленочного теплоснабжения составляет 180 Вт/м². При высоких тепловых потерях через наружные стены система попросту не сможет их компенсировать;
Площадь покрытия ПЛЭН должна составлять не менее 75% всего потолка в комнате.

Также помимо нагревательных элементов необходимо установить системы контроля работы пленки. Для этого лучше всего использовать специальные терморегуляторы и программаторы, подключаемые к датчикам температуры.

Для надежности работы отопления коттеджа рекомендуется пробрести уже готовый проект или заказать его для конкретного здания. В последнем случае инженеры учтут все нюансы – характеристики дома, климат в регионе.

В качестве альтернативы модно рассмотреть пример организации отопления коттеджа с помощью системы водяных теплых полов:

Типовые схемы систем отопления и способы подключения радиаторов

Системами отопления являются искусственно созданные инженерные сети различных сооружений, основными функциями которых является обогрев зданий в зимнее и переходное время года, компенсация всех теплопотерь строительных конструкций, а также поддержание параметров воздуха на комфортном уровне.

Разновидности разводки отопления

В зависимости от способа подвода теплоносителя к радиаторам распространение получили следующие схемы систем обогрева зданий и сооружений:

Однотрубная.
Двухтрубная.

Данные способы отопления принципиально различаются друг от друга, и каждый обладает как положительными свойствами, так и отрицательными.

Однотрубная схема отопительных систем

Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.

В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.

Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.

Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.

Отопление по однотрубной схеме в частном доме.

В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.

Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.

Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

Боковое (стандартное) подключение;
Диагональное подключение;
Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Проектирование систем отопления для загородных коттеджей: как не наделать ошибок

Если вы строите загородный дом или всерьез занимаетесь ремонтом существующего, уже на этапе планирования нужно позаботиться о том, как будет производиться обогрев помещений в холодное время года.

Правильное проектирование систем отопления в частном жилом строительстве – гарантия комфорта зимой, рационального использования ресурсов и эффективной работы оборудования.

В этом материале мы рассмотрим системы отопления для частного дома, расскажем как выбрать оптимальный вариант и на примере покажем как правильно спроектировать систему отопления.

Шаг 1 – схема отопления

Первоочередная задача при проектировании отопления – определиться с отопительной схемой. Выделяют однотрубную и двухтрубную схемы. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Подумайте, что для вас важнее: экономия средств, равномерный нагрев или эстетическая составляющая.

Что такое однотрубная схема?

Однотрубная схема отопления дома представляет собой цепочку последовательно подключенных радиаторов. Теплоноситель нужной температуры поступает в из стояка в отопительную магистраль.

Он движется от одного радиатора к другому, постепенно отдавая часть тепла. Таким образом, нагрев может быть неравномерным.

При реализации однотрубной схемы с верхней разводкой магистральная труба прокладывается по периметру всего отапливаемого контура выше приборов и оконных проемов. Радиаторы в этом случае подключаются в верхней части, что само по себе не очень эстетично.

И на входе, и на выходе радиатор оснащается отсекающими задвижками. На входе может ставиться терморегулирующая головка.

В схемах с нижней разводкой трубопровод проходит ниже обогревательных приборов. Смотрится такой вариант гораздо лучше, но требует обязательной установки кранов Маевского на каждую батарею.

Необходимы они для отвода излишков воздуха из верхней части батарей, образованных в результате поставки теплоносителя снизу без предварительного прохождения через открытый расширительный бак для разгазованности.

Преимущества однотрубного отопления загородного дома:

экономия на материалах;
простота проектирования и монтажа.

Относительно небольшое количество труб ощутимо отражается на внешнем виде отопительной системы, которую в большинстве случаев прокладывают открытым способом.

сложность контроля температуры;
работа каждого радиатора зависит от состояния всей системы;
ограниченность про протяженности, возможность обрабатывать контур длиной не более 30 м.

Чтобы обеспечить возможность временного или постоянного отключения одного или нескольких радиаторов без остановки системы, под каждым из них прокладывается байпас – обводная труба с системой клапанов.

Усовершенствование схемы Ленинградка подключения батареи путем установки двух или трех запорных кранов позволяет отключать отдельный прибор для ремонта без остановки работы системы и слива из нее теплоносителя. Подробнее о обустройстве однотрубной системы отопления в частном доме далее.

Двухтрубная модель отопления

Гораздо более совершенная схема – двухтрубная. Принцип ее действия заключается в наличии двух труб – подающей и обратной, к которым параллельно подключаются радиаторы.

Теплоноситель поступает по подающей трубе к каждому прибору с одинаковой температурой. После прохождения радиатора вода поступает в обратную трубу. Такой схемой можно обеспечить равномерный нагрев всего коттеджа.

Преимущества двухтрубной схемы отопления загородного дома:

независимость приборов друг от друга;
равномерный нагрев;
возможность управлять теплоотдачей каждого радиатора с помощью установленных на приборы терморегуляторов.

Кроме сравнительно высокого расхода материалов материалов и стоимости проектирования, двухтрубная система отопления практически не имеет недостатков.

Шаг 2 – произведение расчетов и архитектурная часть

Архитектурная часть проектирования отопления предполагает обустройство или строительство помещения для оборудования – котельной загородного дома, а также выбор и расчет дымохода. Чтобы верно спроектировать мощность оборудования, диаметр труб, объем теплоносителя и другие параметры, следует произвести вычисления.

Расчетная часть не требует глубоких знаний из области высшей математики, достаточно подставить в формулы нужные коэффициенты и воспользоваться калькулятором.

Проектирование котельной по всем правилам

Прежде чем приступать к проектированию разводки и покупке материалов, нужно выбрать подходящее место для расположения теплогенератора. Это может быть отдельная комната в доме – котельная. Если лишнего помещения нет, можно соорудить пристройку.

Для газового котла, который будет работать от центрального газопровода, нужно организовать котельную по всем правилам, ведь газовые службы строго следят за выполнением норм эксплуатации газового оборудования. При размещении котла в неположенном месте или с нарушениями, проект не будет подписан и пользоваться котлом будет запрещено до устранения замечаний.

Основные требования к котельным в коттеджах:

высота потолков от 2,5 м;
объем помещения от 15 м 3 ;
ограждающие конструкции котельной должны обладать пределом огнестойкости 0,75 ч;
должно быть предусмотрено естественное освещение;
обязательно наличие вентиляции.

Расположение котла зависит и от его мощности. Так, если мощность агрегата составляет 151-350 кВт, его можно расположить только в отдельном помещении подвала или первого этажа, а также в пристройке. Котлы, мощностью 61-150 кВт допускается располагать и на втором или последующих этажах.

Приборы до 60 кВт могут находиться даже на кухне загородного дома, при условии наличия там окна с форточкой. Рекомендуем также прочесть материал о том, как грамотно обустроить котельную в загородном доме.

Выбираем дымоход и определяемся с размером

Еще одна важная деталь при проектировании – дымоход. Он будет выводить продукты сгорания наружу. Основные требования, которые предъявляют к дымоходам:

предел огнестойкости материала не должен быть меньше 1 ч;
все соединения и стыки должны быть обработаны огнестойкими материалами;
дымоход должен быть абсолютно газонепроницаем;

Сечение дымохода определяется согласно предписаниям СНиП 2.04.05-91. Размер дымоходного канала зависит от мощности теплогенератора.

По материалам изготовления дымоходы могут быть:

кирпичными;
металлическими;
керамическими.

Вариант из кирпича обычно проектируется еще на этапе возведения загородного дома. трубы бывают стеновыми, насадными и коренными. Устройство стенового варианта возможно только в период возведения стен постройки. Коренной и насадной тип можно соорудить как после возведения стен, так и после сооружения крыши.

Металлический дымоход используется сейчас повсеместно. Нержавеющая сталь – надежный, прочный материал, которому не страшны горячие продукты сгорания. Современные дымоходы проектируют в виде так называемых сэндвич-систем. Трубу из нержавейки помещают в такую же, но большего диаметра. Свободное пространство между ними заполняется утеплителем, как правило – базальтовой ватой.

Керамическая труба дымохода используется не так часто. Ее главное достоинство – высокая жаростойкость, а главный недостаток – хрупкость. Кроме того, керамический дымоход достаточно тяжелый.

Проектирование дымохода – ответственный шаг. Размер отверстия – один из важнейших параметров. Оно зависит от производительности и мощности котла.

Средние диаметры круглых дымоходов:

для котлов, мощностью до 3,5 кВт – 16 см;
до 5,2 кВт – 19 см;
до 7,2 – 22 см.

При вычислении высоты дымохода, учитывается высота крыши и расстояние от дымохода до конька. Если труба расположена близко к верхней точке кровли (до 1,5 м), высота высота дымохода будет выше крыши на 0,5 м. Если расстояние между ними больше (от 1,5 до 3 м), дымоход должен быть как минимум на одном уровне с коньком.

Расчет необходимой мощности системы

Для того, чтобы произвести расчет отопительной системы загородного дома, нужно учесть сразу несколько факторов, это:

климатическая зона, в которой расположен коттедж;
мощность источника тепловой энергии;
источники и объем потерь тепла;
площадь и объем отапливаемых помещений;
количество радиаторов и их размер;
наличие утепления ограждающих конструкций.

Чтобы подобрать мощность котла и радиаторов отопления, используют такие формулы:

М_к – мощность котла;

S_пом. – площадь помещения;

УМ_к – удельная мощность котла на 10 кв. м. отапливаемой площади.

УМ_к зависит от региона. Для Москвы и Московской области принимают значение 1,2-1,5 кВт. Запас 30% будет достаточным для одноконтурного котла. Если предполагается двухконтурная схема, необходимо добавить еще 20% на подогрев воды.

Таким образом, дом 9×9 в Подмосковье может отапливаться одноконтурным котлом мощностью: М_к=81 x 1,5/10 + 30% = 16 кВт.

Зная мощность оборудования, можно высчитать минимальный объем воды в системе отопления коттеджа по формуле:

V= М_к x 15.

Для того же дома в Подмосковье в систему нужно будет залить V= 16 кВт x 15 = 240 л теплоносителя.

Циркуляция – естественная или принудительная?

При проектировании отопления для загородного дома нужно определиться с тем, как теплоноситель будет циркулировать в системе: под действием гравитации или при помощи насоса.

Естественный способ хорош тем, что для функционирования системы не требуется электроэнергия. Циркуляция осуществляется за счет физических свойств жидкости при изменении температуры.

Недостатки системы, устроенной по такому принципу:

нужно больше теплоносителя;
трубы должны быть большего диаметра;
нужно соблюдать уклон в 2%.

Кроме того, для баланса температуры в сети с естественной циркуляцией необходимо увеличивать количество секций у батарей, расположенных в дальше всех от котла.

Принудительная циркуляция работает при гораздо меньшем количестве жидкости и диаметре трубопровода, уклон не требуется, а выбор радиаторов существенно расширяется.

Однако для полноценного функционирования нужно будет оснастить систему не только насосом, но также измерительными приборами и расширительным баком. Все это должно быть учтено при проектировании системы с принудительной циркуляцией.

Проектирование отопления: пошаговая инструкция

Как спроектировать отопление самому? Этим вопросом задается почти каждый владелец частного дома. Самостоятельное проектирование отопления позволит сэкономить средства, не нанимать профессиональных проектировщиков. Для квартиры в многоэтажном доме с централизованным отоплением эта тема не актуальна, а вот строительство автономного отопления в частном доме – весьма важная задача. Материал статьи на тему проектирование отопления – пошаговая инструкция даст основы самостоятельной разработки собственной системы отопления.

Выбор вида отопления

На первом этапе определяется вид отопления. Выделяют следующие главные виды отопления:

Водяное отопление;
Воздушное отопление;
Электрическое отопление;
Печное отопление.

Выбор вида отопления зависит от доступности различных типов топлива, планируемой схемы, поставленных задач для комплекса отопления. Печное отопление предназначено для обогрева небольших площадей, имеет нестабильный характер работы, требует ручного обслуживания. Воздушное отопление обладает многими достоинствами, но требует точного аэродинамического расчета сети распределения воздуха. Провести такой расчет без профессиональной помощи очень трудно.

Самыми популярными, распространенными видами обогрева помещений являются водяное и электрическое отопление. В обоих случаях теплоносителем является вода (при установке электрического котла), при установке отдельных приборов электрического нагрева воздух нагревается непосредственно рабочими элементами этих устройств (ТЭНами, спиралями, излучателями и так далее).

Выбор источника теплоты

Основной элемент каждой системы отопления – источник тепла (теплогенератор). Отопительный котел выполняет главную функцию – производит тепло, преобразуя энергию топлива в тепловую энергию. Выбор котла зависит от наличия доступа к топливу. По типу топлива котлы подразделяются на следующие виды:

Котлы, работающие на природном газе;
Твердотопливные котлы;
Жидкотопливные котлы;
Электрические котлы.

Газовые котлы требуют наличия поблизости действующего магистрального трубопровода природного газа. Установка их требует получения разрешения, выполнения газового проекта, соблюдения требований к рабочему помещению котла.

Котлы, работающие на твердых видах топлива (дровах, угле, торфе и прочих) не требуют согласований на установку. Обслуживание оборудования производится в ручном режиме, необходимо иметь запас топлива.

Теплогенераторы, потребляющие жидкое топливо (сжиженный газ, дизтопливо и так далее), требуют строительства специального хранилища с повышенными мерами безопасности.

Определив вид топлива и соответственно, котла, производят расчет требуемой мощности котлоагрегата.

Мощность котла

Выбор мощности котла производится по параметрам отапливаемой площади. Мощность котла зависит от объема помещений и теплопроводности ограждающих конструкций – стен, окон, пола, потолка, дверей и так далее. Точный расчет производится по специальным методикам, но можно провести и укрупненный расчет.

В основе укрупненного расчета лежит показатель количества тепла, требуемый для отопления 1 квадратного метра площади. Этот показатель для помещений со средними показателями тепловой изоляции составляет 100 Ватт. Он актуален для помещений с высотой потолка не более 2,7 метра. При больших значениях высоты показатель увеличивается на 25 – 30%.

Для отопления дома общей площадью (например) в 150 квадратных метров (с высотой потолка менее 2,7 метра) потребуется тепловая мощность в 15 кВт. Кроме этого, в производительность котла закладываются следующие дополнительные величины:

Резерв мощности – минимум 15 – 20%;
Производство горячей воды – минимум 30%.

При наличии собственного котла имеет смысл возложить на него производство горячей воды. Закладываемая величина является расчетной и зависит от уровня водопотребления. Уровень потребления воды зависит от количества проживающих в доме человек и частоты использования горячей воды. Общие расчеты говорят о том, что эта величина составляет обычно не менее 30% от тепловой мощности котла.

По приведенным показателям вычисляется общая мощность котла. Для дома площадью 150 квадратных метров и собственным производством горячей воды (для нужд семьи из 3 человек) мощность составит 23,4 кВт. Округляя в большую сторону, выбирается котел мощностью 24 кВт.

После определения конкретного вида и модели котла производят выбор приборов отопления.

Выбор отопительных приборов

Подбор отопительных приборов производится по желанию владельца. Автономная система отопления не предъявляет каких-то особых требований к приборам отопления. Условия работы независимой системы являются щадящими по сравнению с централизованными сетями.

По способу обогрева выделяют три основных вида приборов:

Конвекторы;
Радиаторы;
Регистры или пояс труб (стальных).

Регистры или прокладка труб среднего сечения по периметру помещений сейчас практически не применяются, главными типами приборов являются конвекторы и радиаторы.

Конвекторы состоят из теплообменника (медного или стального), скрытого в металлическом корпусе. В корпусе имеются отверстия и решетка для конвективного движения воздуха. Конвекторы обладают меньшей скоростью нагрева, но имеют более эстетический вид и продолжительный срок службы.

Радиаторы по материалу изготовления подразделяются на следующие:

Алюминиевые;
Биметаллический сплав;
Стальные;
Чугунные.

Каждый тип имеет ряд особенностей, преимуществ и недостатков. Радиаторы состоят из отдельных секций, имеют высокую скорость нагрева и различный внешний облик.

После выбора типа отопительных приборов определяют места установки и единичную мощность каждого прибора. Отопительные приборы рекомендуется устанавливать в местах наибольших тепловых потерь – под окнами, около витражей. Кроме этого, радиаторы (конвекторы) часто устанавливают рядом с дверями, у холодных наружных стен (со слабой тепловой изоляцией).

Единичная мощность каждого прибора подбирается по площади отдельного помещения. При высоте потолка менее 2,7 метра мощность отопительного прибора выбирается из расчета 100 Вт на 1 метр отапливаемой площади, при более высоких потолках – увеличивается на 25 – 30%. Мощность конвекторов имеет типовой размерный ряд – их подобрать несложно.

Радиаторы состоят из секций, поэтому нужно верно определить число секций в каждом радиаторе. Количество секций рассчитывается исходя из единичной мощности секции. Для чугунного радиатора МС-160 она составляет 160 Вт, для МС-140 – 140 Вт и так далее. Единичная мощность зависит от типа материала батареи и температурного режима работы оборудования.

Вместо отдельных радиаторов или конвекторов часто выбирают систему напольного отопления (водяной теплый пол). Об его устройстве и расчете будет написана отдельная статья.

Последним этапом, после определения мест установки отопительных приборов, производится составление схемы разводки трубопроводов.

Разводка трубопроводов отопления

Сначала определяется общий тип системы отопления. Существует три основных вида схем водяного отопления:

Однотрубная;
Двухтрубная;
Коллекторная.

В однотрубной схеме радиаторы подключены последовательно, в двухтрубной системе – параллельно, в коллекторной конфигурации – подключаются к коллектору, независимо друг от друга. Часто эти схемы комбинируются между собой. Кроме них большой популярностью пользуется водяной теплый пол.

После выбора схемы подбирают тип подключения отопительных приборов. Конвекторы в силу своих конструктивных характеристик подключаются по общему принципу. Радиаторы имеют три основных типа подключения. Если составить рейтинг по эффективности работы, то типы подключений занимают следующие позиции:

Диагональное;
Боковое;
Нижнее.

Схему разводки отопления нужно начертить на копии архитектурного плана (или плана БТИ) дома. Это даст понимание общей картины, упростит подсчет материалов. Чертеж с указанием диаметров трубопроводов, отопительных приборов, запорной арматуры и других элементов послужит своеобразным проектом отопления частного дома. По нему намного проще производить монтаж системы, чем делать это по памяти.

Стандартное проходное сечение подключения радиатора составляет полдюйма (Ду 15 мм – диаметр условный). Перемычки на радиаторах однотрубной схемы также монтируются из трубы внутренним Ду 15 мм. Выход из настенного котла имеет проходное сечение 20 мм, поэтому ветки системы сооружаются обычно с таким же диаметром. К конечным на ветке отопления радиаторам диаметр трубопровода снижают до 15 мм.

Выход из напольного котла имеет диаметр 1,25 дюйма. Исходя из этого размера сооружается система с постепенным снижением диаметров к конечным отопительным приборам. Или трубопроводы с диаметром выхода котла перераспределяют по направлениям (с уменьшением диаметра) возле котла – на отопление, на бойлер приготовления горячей воды, на контур теплых полов и так далее.

На этом этапе (выполнение общей схемы) процесс проектирования завершается. Производится подсчет материалов, приборов отопления, запорной арматуры, трубопроводов, фитингов и прочих элементов. Следующий этап – монтаж отопления своими руками или с привлечением специалистов.

Проектирование системы отопления в частном доме своими руками

Почему стоит взять в свои руки разработку системы отопления в собственном доме? Во-первых, это выгодно с экономической точки зрения, во-вторых, проект, составленный собственноручно, даст полное представление о работе каждого участка системы, её слабых и сильных сторонах.

Цели проектирования и исходные данные
Расчёт и размещение радиаторов
Котёл и его обвязка
Схемы подключения
Работа с альтернативными типами систем

Цели проектирования и исходные данные

Прежде чем приступить к проектированию отопления в доме, нужно чётко описать ряд поставленных задач. В общем случае проект должен давать развёрнутый ответ на вопросы такого порядка:

какого типа будет система?
какой мощности теплового агрегата будет достаточно, чтобы восполнить потери тепла в доме?
как распределить генерируемое им тепло по всем помещениям?
как разместить радиаторы и трубы, чтобы они не мешали расстановке мебели и прочим коммуникациям?
как развести систему с минимальным вложением материалов?
как обеспечить настройку системы для разных температурных режимов?
как сделать систему отопления безопасной и простой в обслуживании?

Естественно, разработка проекта не может начаться, если об объекте проектирования ничего неизвестно. В первую очередь нужна описательная документация здания: планы этажей, срезы в разных плоскостях сечения, экспликация помещений с их площадью и кубатурой.

Вторая часть исходных данных касается теплотехнических свойств постройки. Необходимо уточнить температурный режим для каждой комнаты, посчитать теплопотери как среднего значения, так и в самую холодную пятидневку. При расчёте утечек тепла через ограждающие конструкции обязательно должны учитываться окна, двери, характер перекрытий и смежных помещений — методика описана в СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий». Согласно этим принципам ведения расчёта нужно определить как индивидуальные теплопотери в каждой комнате, так и их долю в общих потерях дома.

Расчёт и размещение радиаторов

Определив количество тепла, которое нужно вкладывать в каждое помещение, производится выбор типа и числа нагревательных приборов. Проще всего с электронагревателями: их электрическая мощность практически эквивалента тепловой (КПД близок к единице). С отоплением на жидком теплоносителе всё несколько сложнее.

Тепловая мощность водяных радиаторов определяется как количество теплоты, которое радиатор способен рассеять в окружающую среду. Есть множество факторов, влияющих на это значение: интенсивность конвекции воздуха, длина линии, температура и тип теплоносителя, скорость его протока. Производители радиаторов указывают лишь приближенные значения, в среднем от 100 до 250 Вт на одну секцию.

В принципе, при теплопотерях дома около 8 кВт/ч было бы достаточно закупить 60–80 радиаторных секций и равномерно распределить их по дому. Подход верный лишь отчасти, нужно учесть и другие моменты:

нет практического смысла греть помещения, которые не контактируют с улицей, поэтому радиаторы располагают преимущественно на ограждающих стенах;
теплопотери в одной комнате могут превышать потери остальных в 1,5–2 раза. Тепловую мощность нужно делить именно пропорционально теплопотерям, а не кубатуре помещения;
если в гостиной или кухне допустимо поддерживать 16–18 °С, то в спальной комнате нужно держать 22 °С, а в детской — 21–24 °С.

Для каждой батареи нужна обвязка, поэтому секции устанавливаются максимально плотными группами в целях экономии трубопроводной арматуры. С другой стороны, разнесение радиаторов в пространстве обеспечивает более равномерный и эффективный прогрев — между экономией и эффективностью приходится искать компромисс. Самый простой способ расчёта — делить число радиаторов для комнаты на количество окон в ней. Но определённый набор секций не всегда вписывается под подоконник, поэтому возможен монтаж дополнительного нагревательного прибора в соответствии с функциональным зонированием — у места отдыха, например, или рядом с рабочим столом.

Котёл и его обвязка

Для любого теплового агрегата имеют определяющее значение два параметра. Первый — максимальная генерируемая мощность, которую устройство способно отдать при сжигании топлива или преобразовании электроэнергии. Второй показатель — коэффициент преобразования энергии, от которого зависит фактический выход тепла с устройства.

У газовых котлов потери могут составлять до 30%: из-за неправильно настроенной горелки большая часть тепла вылетает в трубу, а тяга от горения высасывает тёплый воздух из помещения, вызывая прилив холодного уличного. Электрические котлы всю свою мощность отдают в виде теплового излучения с небольшими потерями (до 2–3%). Наибольшей энергетической ценностью обладают системы геотермального типа, которые вместо потерь обеспечивают придаток до 200% за счёт низкопотенциального тепла литосферы.

В конечном итоге важна именно фактическая мощность котла — она должна покрывать теплопотери дома с запасом около 15–25%. Коэффициент надёжности необходим как для того, чтобы оборудование не работало на износ, так и на случай нештатных ситуаций, когда необходимо обеспечить быстрый прогрев всего жилища.

Работа с газовыми котлами — наиболее сложная часть проекта. Необходимо не только подобрать агрегат соответствующей мощности, но и правильно организовать вывод продуктов горения. Для регулировки скорости тяги рекомендуется установка автоматических шиберов и вентиляторов-дымососов. Остатки тепла можно собирать экономайзером, включённым в цепь обратного тока, а забор воздуха для горения лучше делать не из котельной, а с улицы или из подпола.

Отопление на жидком теплообменнике имеет ещё один технический нюанс — описание гидравлической системы. Следует составить поуровневую схему трассировки труб, определить общее водоизмещение системы, компенсировать расширение теплоносителя расширительным баком и определить подходящую скорость циркуляции. Далее, согласно требуемой эффективности отопления в разных зонах жилища, могут организоваться отдельные контуры с разной интенсивностью циркуляции и температурой теплоносителя.

Схемы подключения

На подключение радиаторов в каждой комнате дома уходит куча времени. Лучше, если это время будет проведено за карандашом и бумагой, а не с сопутствующей порчей материалов и трудовых ресурсов. Схема прокладки труб и их соединений должна быть досконально продумана.

Разные типы подключений имеют отличия в распределении итоговой мощности. Наиболее классическая схема — двухтрубная. При правильно подобранной скорости циркуляции обеспечивает равномерный нагрев каждого радиатора в системе и допускает возможность индивидуальной регулировки.

Однотрубная схема подключения — это, скорее, способ локальной группировки радиаторов. Например, три радиатора одной комнаты могут быть последовательно связаны трубой с установкой общего терморегулятора и запорной арматуры. Но как общий случай такое подключение невозможно.

1 — котел отопления; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы с диагональным подключением; 4 — кран Маевского; 5 — расширительный бак мембранного типа; 6 — вентиль для слива и наполнения системы; 7 — насос

Ленинградка — отдельная разновидность однотрубной системы, в которой радиаторы подключены через закорачивающий кран. Она допускает возможность регулирования, пусть и не такую гибкую, как при двухтрубной системе — при смене теплового режима придётся перенастраивать регуляторы по всей длине крыла.

Выбор схемы разводки осуществляется всегда с учётом особенностей планирования помещения. Например, при большом удалении котельной от жилых помещений радиаторы запитывают кольцом Тихельмана — аналогом двухтрубной системы, хорошо организующей магистральные и разводящие трубопроводы. Максимальной функциональностью и удобством настройки обладает система отопления построенная «звездой» с использованием коллекторной группы. Однако этот вариант требует значительных начальных вложений.

Работа с альтернативными типами систем

В век экономии энергоресурсов выглядит всё более оправданной такая концепция отопления: обеспечить общую минимальную температуру центральной системой отопления, а затем проводить локальный нагрев в зонах, обитаемых жильцами наиболее часто, например инфракрасными обогревателями или системой воздушного отопления.

В таких случаях приходится работать с источниками лучевого отопления, и принцип их действия не всегда понятен. Но стоит вспомнить про расчёт теплового баланса, как картина становится яснее. Попробуйте при расчётах поднять желаемую температуру внутри дома на пару градусов, и вы легко определите недостаток мощности такого теплового режима. А зная производительность прибора, достаточно просто будет вычислить время, за которое он наполнит теплом помещение с дефицитом тепловой мощности.

Как мы уже говорили, электрическое отопление более эффективно в плане КПД, но не все его типы одинаково практически полезны. Характер генерируемой теплоты тоже важен: конвектор греет воздух, а от него греются находящиеся внутри помещения предметы. ИК-обогрев, напротив, нагревает предметы напрямую, отток тепла в таком случае менее выражен.