Проектирование отопления частного дома. Варианты схем систем отопления. Тип циркуляции теплоносителя

Проектирование частного дома не обходится без расчета систем отопления. Под расчетом отопления подразумевается выбор котла (электрический, твердотопливный, жидкостный или газовый), подбор его необходимой мощности, тип отопления (самотечное или циркуляционное) материал труб, количество радиаторов и схема их расположения.

Расчет мощности котла зависит от многих факторов и ведется на основании расчета теплопотерь. Чтобы получить значение теплопотерь учитывается площадь дома количество окон и тип остекления стоят у вас простые деревянные окна или пластиковые с тройным стеклопакетом. Количество дверей ведущих наружу.

Кроме того расположение дома относительно сторон света и розы ветров также имеет значение. Материал из которого построен дом, тип кровли, наличие мансарды, тип климатической зоны все это тоже учитывается.

Хотя и существуют упрощенные способы расчета мощности котла, лучше всего доверить это дело специалистам. Получив необходимую величину мощности определяемся с типом топлива. Тут все зависит от доступности какого либо топлива. В лесных удаленных районах выбор признаться невелик. Кроме дров и привозного угля других вариантов как правило нет. Выбора нет и в степных газифицированных районах. Поэтому выбор зависит от условий проживания в том или ином регионе. Подробнее остановимся на типах отопления.

Естественная циркуляция требует соблюдения некоторых правил при монтаже. Прежде всего использование труб большого диаметра, для облегчения циркуляции теплоносителя. Должен соблюдаться уклон труб который обеспечивает движение теплоносителя. Котел каким бы он не был должен находится ниже радиаторов.

Стояк по которому происходит основная подача теплоносителя, делается из трубы большего диаметра, чем разводка на радиаторы. Также необходим расширительный бак , обеспечивающий подпитку водой всей системы. При нагреве котла вода расширяется и излишки выходят в расширитель, при понижении температуры, уменьшается объем теплоносителя и именно из этого бака добавляется вода, что бы система не прохватила воздух. При заливке системы бак оставляют заполненным, где то 1/3. Обязателен воздушный клапан или пробка позволяющая спустить воздух из системы. Достоинство такой системы в ее автономности работа котла практически не зависит от подачи электричества.

В системе с принудительной циркуляцией можно отступить от выше указанных правил особенно касаемо уклона подающего и возвратного трубопровода, что несколько упрощает монтаж обвязки. В нее включен циркуляционный насос , обеспечивающий перемещение воды по системе. Кроме того, можно использовать трубы небольшого диаметра, что в конечном итоге скажется на цене монтажа всей системы. Необходимо отметить, что такую систему лучше всего использовать при отоплении электрическими или газовыми котлами, так как при отключении электричества, автоматически прерывается подача топлива и не произойдет перегрева котла.

Выбор материала для трубопровода

Сейчас в строительстве используют стальные, медные и полимерные трубы:

1. Стальные трубы более терпимы к перегреву хотя монтаж этих труб более трудоемок.
2. Полимерные трубы просты в обработке, легко монтируются, долговечны в эксплуатации. Большим недостатком является боязнь перегрева теплоносителя. При большой температуре они начинают лопаться.
3. Самыми дорогими в обработке и монтаже являются медные трубы , но и самые долговечные и износостойкие, не боятся коррозии и перегрева хотя механически мене прочие чем стальные.

Разновидности радиаторов

В данный момент распространено множество моделей радиаторов из различных материалов это:

Не смотря на различный материал, с разным коэффициентом теплоотдачи, в изготовлении радиаторов присутствуют общие принципы . Какой бы конфигурации не были регистры , делают возможным произвести разборку и сборку радиатора, что позволяет увеличить или уменьшить количество регистров в одном радиаторе. Это дает возможность регулировать количество поданного тепла в отдельно взятую комнату. Расположение регистров в помещении следует оговаривать сразу, чтобы в последующей отделке они не мешали установке различной мебели.

Рассмотрим на примере: мы имеем одно этажный бревенчатый дом в котором четыре комнаты и санузел, нежилой чердак, покрытый рубероидом и шифером. Дом расположен в регионе, где средняя зимняя температура -35 C 0 . Общая площадь дома 60 кв. метров. Средний коэффициент удельной мощности для этого региона берем 2,0 кВт эту цифру берем в справочнике СНиП. Рассчитываем по приблизительной формуле мощность котла: W к=SдW уд где W к - мощность котла; S д - площадь дома; W уд - удельная мощность которая рассчитана на одну комнату. Имеем W к = 60*2,0/10= 12,0 кВт. подбираем ближайший по мощности котел в сторону увеличения.

Например расчёты показали необходимость 12 кВт мощности котла, а в продаже имеем 10 киловаттные и 15килловаттные котлы, берем 15 кВт. двухтрубная с естественной циркуляцией. Количество радиаторов равно количеству окон плюс один радиатор в санузел в самое влажное помещение в доме. Радиаторы должны располагаться под окнами с расчётом, что середина батареи совпадает с центром окна.

Если нам понадобились теплые полы , к примеру в детской комнате, то нужен будет более мощный котел и потребуется врезать в систему циркуляционный насос, который усиливает циркуляцию увеличивая теплообмен. Здесь рассмотрен не самый сложный вариант отопления.

Еще один пример: это будет двухэтажный дом с центральным входом. На первом этаже гостиная, столовая, кухня, ванная комната, санузел, котельная, гараж. Второй этаж: четыре спальные комнаты, санузел, душевая комната. Общая площадь 200 квадратных метров. Примерный расчет мощности котла проводим по выше указанной формуле может, изменится только удельная мощность. Теперь рассмотрим конкретную систему отопления. По расчётам нам хватает котла мощностью 30 кВт, перебоев с электроэнергией нет поэтому стоит электрический двухконтурный котел 35 кВт мощностью, способный автоматически поддерживать по заданным параметрам температуру в котле.

Автоматика реагирует на изменение температуры в подающей линии и при необходимости включает или выключает котел. Тип циркуляции принудительный, насос ставится на обратную линию(труба, которая заходит в котел и подводит остывшую воду. Рекомендуют при этом оборудовать байпас , который при отключении энергии позволит циркулировать теплоносителю естественным путем.

Все таки многие люди проживающие в частных домах предпочитают иметь энерго- независимые системы отопления будь то твердотопливный или газовый котел. Современные производители предоставляют широкий выбор моделей котлов различной мощности функциональности выбор сугубо за вами.

Тема этой статьи — проектирование отопления. Нам с читателем предстоит познакомиться с методами расчета потребности дома в тепловой энергии и мощности отдельных отопительных приборов, с выбором материалов и разводки отопления, с особенностями разных источников тепла и их экономичностью.

Что выбираем

1. Какие именно параметры отопления подбираются на стадии проектирования ?

Вот полный перечень:

• Источник тепла и тип котла;

Я намеренно ограничу список возможных вариантов водяным отоплением. Печи, котлы воздушного отопления и системы распределенного обогрева (например, газовые конвекторы или пленочный теплый пол в каждой комнате) требуют отдельного изучения в полностью посвященной им статье.

• Тепловая мощность котла;
• Тепловая мощность отдельных отопительных приборов;
• Схема разводки и подключения радиаторов;
• Материалы для отопления дома (трубы, батареи, запорная арматура и т.д.);

Выбор труб — одна из проблем, которые встанут перед нами при составлении проекта.

• Диаметр розлива и подводок.

Источник тепловой энергии

1. По каким параметрам подбирается котел ?

Их всего два:

• Экономичность (то есть минимальная стоимость киловатт-часа тепла);
• Удобство пользования (время автономной работы отопительного оборудования и то количество проблем, которое оно создает владельцу).

Экономичность

1. Какой источник тепла обеспечивает наиболее экономичное отопление загородного дома?

Магистральный газ при использовании конденсационного газового котла.

Этот прибор использует не только теплоту сгорания газа, но и теплоту конденсации продукта сгорания — водяного пара.

Вот примерные цены на киловатт-час тепловой энергии, полученной из разных источников:

• Природный газ — 50 копеек;
• Дрова — 90 копеек;
• Пеллеты (гранулы из прессованных опилок) — 1,4 рубля;
• Уголь — 1,6 рубля;
• Сжиженный газ из газгольдера — 2,3 рубля;
• Сжиженный газ из баллонов — 2,8 рубля;
• Дизельное топливо — 3,2 рубля;

• Электроэнергия — 4 рубля.

Лазейки

Да, у электрических систем отопления наиболее высокая стоимость киловатт-часа тепла. Однако существует ряд способов ее уменьшить.

Обогрев водяным теплым полом с электрокотлом позволит заметно (на 20- 30%) сократить расходы за счет перераспределения температур в помещении. Теплее всего воздух будет на уровне пола, а вот под потолком его температура снизится до 16-20 градусов.

Отсюда — меньшие утечки тепла через перекрытие и снижение средней температуры в помещении, приводящее опять-таки к уменьшению расхода тепловой энергии через ограждающие конструкции.

Распределение температур: слева — отопление радиаторами, справа — теплый пол.

Еще большую экономию обеспечит использование теплоаккумулятора в комплекте с двухтарифным счетчиком. Вода в баке объемом в 2-3 кубометра греется ночью, когда цена киловатт-часа минимальна. Днем накопленное тепло расходуется на обогрев дома.

Наконец, наибольшую экономичность обеспечивает эксплуатация тепловых насосов. Эти приборы расходуют электроэнергию не на нагрев воздуха в доме, а на перекачку тепла от низкопотенциальных источников (грунта, воды в незамерзающих водоемах или воздуха). В результате на каждый потраченный киловатт-час электричества в отапливаемое помещение транспортируется от 2,5 до 6 киловатт тепла.

Ахиллесова пята тепловых насосов — высокая стоимость оборудования и его монтажа. Приборы, работающие по схеме «воздух-вода», отличаются еще и привередливостью к уличной температуре: при ее снижении падает энергоэффективность (теплоотдача на киловатт электрической мощности), а при температурах ниже -25 — -30 прибор просто оказывается работать.

Удобство

1. Какая система отопления частного дома создает минимум проблем владельцу?

Лидирующее положение занимают все виды электрических отопительных установок. Они работают в автономном режиме неограниченное время, не требуют обслуживания, отвода продуктов сгорания и совместимы с выносными термостатами (в том числе программируемыми), что позволяет с минимальными затратами поддерживать в доме комфортный температурный режим.

На фото — ТЭНовый электрокотел, который я использую в качестве резервного источника тепла.

Незначительно уступают им газовые котлы в сочетании с магистральным природным газом. Котел с электророзжигом тоже может неограниченно долго работать автономно, но он требует отвода продуктов сгорания.

Эта особенность привязывает расположение прибора к , вентиляции или внешней стене дома (при использовании наддувной горелки с коаксиальным воздуховодом).

Газовый котел, питающийся от газгольдера или баллонов, требует периодического пополнения запасов энергоносителя. Газгольдер заправляется один-два раза в год, комплект баллонов придется возить на заправку примерно раз в неделю.

Дизельный котел работает до тех пор, пока в баке есть топливо. К его минусам мы отнесем неизбежный запах солярки, необходимость хранения в котельной большого объема топлива (сотен, а то и тысяч литров) и высокий уровень шума, сопровождающий работу дизельной горелки.

В хвосте нашего хит-парада уныло плетутся твердотопливные котлы. Они требуют чистки зольника и растопки раз в несколько часов.

Лазейки

И в этом случае есть ряд способов подтянуть позицию аутсайдера.

• Пиролизный котел разбивает процесс горения твердого топлива на два этапа: вначале оно тлеет при ограниченном притоке воздуха, затем летучие продукты неполного сгорания дожигаются в отдельной топке. Результат — гибкая регулировка тепловой мощности без потери КПД и, как следствие, автономность в 10-12 часов;

• Котел верхнего горения переносит процесс пиролиза дров или угля на верхнюю поверхность закладки топлива. При такой схеме работы увеличение объема закладки топлива приводит не к росту тепловой мощности котла, а к увеличению продолжительности горения. В результате растопка требуется лишь раз в сутки, а то и того реже;

Рекорд принадлежит котлу литовской компании Stropuva (к слову, разработчику концепции верхнего горения), проработавшему на одной закладке угля 31 час.

• Примерно такой же автономности можно добиться, используя классический твердотопливный котел в сочетании с теплоаккумулятором большого объема;

При охлаждении на 40 градусов 3 кубометра воды отдают 175 киловатт-часов тепла. Этого достаточно для обогрева дома площадью около 80 м2 в течение суток.

• Наконец, пеллетный котел с бункером для топлива и его шнековой подачей в топку способен работать без обслуживания до недели.

Мощность котла

1. Как выполнить тепловой расчет отопительной системы при известных параметрах отапливаемого дома?

Потребность дома в тепле рассчитывается по формуле Q=V*Dt*k/860, в которой:

• Q — мощность котла в киловаттах;
• V — отапливаемый объем (в м3);
• Dt — разница между уличной температурой и температурой в помещении;
• k — коэффициент теплопотерь, связанный с качеством утепления дома.

Последние два параметра нуждаются в комментариях.
Разница температур вычисляется как разность температуры в жилом помещении, соответствующей санитарным нормам, и температуры самой холодной пятидневки зимы.

Вот значения санитарных норм для жилых помещений:

Коэффициент утепления подбирается из следующего ряда:

• Утепленный фасад, энергосберегающее остекление или тройные стеклопакеты — 0,6-0,9;

• Стены в 2 кирпича, окна с остеклением в две нитки — 1-1,9;
• Стены толщиной в кирпич, окна с остеклением в одну нитку — 2-2,9;
• Полное отсутствие утепления (холодный склад, ангар) — 3-4.

Давайте в качестве примера рассчитаем проект системы отопления для следующих условий:

• Одноэтажный дом размером 6х8 метров с потолками высотой 3 метра расположен в Инкермане (температура самой холодной пятидневки — -11 С);
• Толщина каменных стен — около 50 см;
• Остекление окон — в одну нитку.

Очевидно, что в небольшом по площади доме все комнаты будут угловыми или торцевыми. Поэтому внутреннюю температуру мы принимаем равной 20С.

Толщина стен и остекление окон дают коэффициент утепления 1,8 — 2,0.

Считаем: Q=6*8*3*(20 — -11)*2/860=10 КВт (с округлением до целого значения).

Наш выбор — 10-киловаттный котел.

Размер и мощность отопительного прибора

1. Как рассчитать количество секций для радиаторного отопления отдельной комнаты?

Расчет тепловой мощности для отдельного помещения выполняется так же, как для дома в целом.

При этом следует учитывать дополнительную нагрузку в виде помещений без отопительных приборов — прихожих, коридоров, лестниц и т.д.

Чтобы пересчитать ватты в количество секций, нужно лишь разделить расчетную мощность на тепловой поток от одной секции. Соответствующие данные обычно можно найти на сайте изготовителя отопительного прибора. В их отсутствие можно воспользоваться очередной таблицей:

Важный момент: производители указывают тепловой поток для разницы температур между теплоносителем и воздухом в комнате в 70 градусов. При уменьшении дельты (скажем, температура батареи в 50 градусов при температуре воздуха 24С) мощность прибора будет пропорционально уменьшаться.

Давайте продолжим проектирование отопления в нашем доме в Инкермане и рассчитаем минимальное количество алюминиевых секций для температуры теплоносителя в 70 градусов при +25С в жилых комнатах.

Дельта температур будет равной 70-25=45 градусов. Номинальный тепловой поток от секции (200 ватт) уменьшится в 70/45=1,55 раза и составит 130 ватт. При потребности в тепле в 10000 ватт нам потребуется 77 секций.

Разводка

1. Как развести систему отопления от котла?

На мой взгляд, внимания заслуживают два типа разводки:

• Однотрубная ленинградка (розлив по периметру этажа с подключенными параллельно его трубе радиаторами). Она предельно проста в монтаже, обладает минимальной материалоемкостью (розлив всего один) и максимальной отказоустойчивостью: пока на концах розлива есть хотя бы минимальный перепад давлений, отопительный контур будет функционировать;

Самая простая и надежная система отопления — однотрубная ленинградка.

• Попутная двухтрубная система (петля Тихельмана). В отличие от тупиковых систем, она не требует балансировки (дросселирования ближних к котлу радиаторов) и обеспечивает одинаковую температуру всех отопительных приборов.

Отдельно стоит упомянуть систему напольного отопления — теплый пол. Уложенные в стяжку трубы превращают в отопительный прибор всю поверхность чистового покрытия пола.

Максимальная длина одного контура водяного теплого пола ограничена значением 100 — 120 метров, поскольку трубы имеют небольшой диаметр и, соответственно, достаточно высокое гидравлическое сопротивление. Именно поэтому для обогрева большого помещения приходится формировать несколько параллельных контуров с одинаковой температурой теплоносителя, что подразумевает коллекторную разводку.

Каждый отвод коллектора снабжается собственным дросселем для регулировки температуры контура.

Подключение радиаторов

1. Как подключить радиаторы, чтобы обеспечить их максимальную теплоотдачу ?

При количестве секций до десяти можно смело использовать одностороннее боковое подключение, типичное для многоквартирных домов. Благодаря разнице в диаметре коллекторов и вертикальных каналов все секции будут прогреты равномерно.

При большем количестве секций стоит предпочесть диагональное подключение. Оно позволит нагреть до одинаковой температуры неограниченное количество секций.

Ненамного уступает ему в теплоотдаче двухстороннее нижнее подключение. В этом случае основной объем теплоносителя циркулирует через нижний коллектор, что позволяет работать даже завоздушенным батареям. Верх секций прогревается за счет их теплопроводности.

Материалы и арматура

1. Какие виды дополнительного оборудования и материалов стоит приобрести для монтажа водяного отопления своими руками?

Начну с перечня элементов обвязки котла.

В закрытой (работающей с избыточным давлением) системе в список входят:

• Расширительный бак, компенсирующий увеличение объема теплоносителя при его нагреве. Его объем должен быть примерно равен 1/10 от количества теплоносителя;

Объем труб и батарей можно вычислить, заполнив контур водой и слив ее в мерную емкость. В сбалансированной системе отопления количество теплоносителя примерно равно 15 литрам на киловатт мощности котла.

• Автоматический воздухоотводчик, позволяющий избавиться от воздушных пробок;

• Предохранительный клапан. Он сбросит давление при нехватке объема расширительного бака или при закипании воды в теплообменнике котла;

Для открытой (без избыточного давления) системы используют открытый бак, который располагается в верхней точке контура и используется для заливки воды или антифриза, а также в качестве воздухоотводчика и предохранительного клапана.

• Манометр для контроля давления;

• Циркуляционный насос. Инструкция по подбору его производительности предельно проста: она должна быть не менее 1 м3/час на 25 киловатт мощности котла.

Для настройки температуры отдельных отопительных приборов и контуров могут использоваться дроссели или термоголовки, регулирующие проходимость в автоматическом режиме, в зависимости от комнатной температуры.

Для отключения батарей и участков контура применяются шаровые краны. От пробковых кранов и винтовых вентилей они выгодно отличаются отказоустойчивостью, огромным ресурсом и отсутствием потребности в обслуживании (в набивке сальников, в замене прокладок и т.д.).

Теперь перейдем к материалам и отопительным приборам.

Начну с небольшого лирического отступления.

Действующими СНиП максимальная температура любых инженерных систем в жилом здании ограничена значением в 95С. Однако в автономных системах отопления температура теплоносителя обычно не поднимается выше 70 — 75 градусов, а давление держится в пределах 1,5-2,5 атмосфер. Все параметры отопления стабильны и полностью подконтрольны владельцу.

Именно поэтому в проект отопления можно заложить недорогие и отопительные приборы, не обладающие большим запасом прочности и термостойкости.

Это:

• Напорные трубы из армированного алюминиевой фольгой полипропилена;

Материал труб — полипропилен с алюминиевым армированием.

Армирование не только увеличивает прочность трубы на разрыв, но и уменьшает ее удлинение при нагреве. Полипропилен — лидер по этому параметру среди всех пластиков: при повышении температуры на 50 градусов каждый погонный метр трубы прибавляет в длине 6,5 мм.

• Алюминиевые секционные радиаторы.

Диаметры

1. Как спроектировать отопление самому, подобрав оптимальные диаметры розливов и подводок к радиаторам?

Диаметр определяется:

• Тепловой нагрузкой на участок контура (то есть мощностью котла для розлива и мощностью отопительного прибора для подводок к нему);
• Скоростью циркуляции теплоносителя. Чем она выше, тем меньшим диаметром можно обойтись.

Разумный максимум скорости циркуляции — 0,7 м/с. При более высокой скорости появляются гидравлические шумы: вначале на дросселирующей арматуре, а при дальнейшем ускорении потока — на всех поворотах и фитингах.

Вот таблица зависимости внутреннего (подчеркиваю, внутреннего !) диаметра трубы от тепловой нагрузки при скорости потока теплоносителя 0,7 м/с:

Внешний диаметр полипропиленовых труб обычно на шаг больше внутреннего. Скажем, труба с номинальным размером 25 мм имеет внутренний диаметр около 20 мм.

В системе отопления с естественной циркуляцией (без циркуляционного насоса) сечение розлива обычно увеличивается на шаг относительно расчетного. Это делается для снижения гидравлического сопротивления трубопровода, работающего с минимальным перепадом давлений.

Заключение

Вот, собственно, и все. Теперь проектирование отопления вполне по силам читателю. Узнать о нем больше вам поможет видео в этой статье. Жду ваших дополнений к ней. Успехов, камрады!

Проектирование системы отопления дома сложное и ответственное дело, требующее профессиональных знаний и навыков. В ходе проектирования решается целый комплекс задач с учетом эксплуатационных характеристик объекта, его тепловых потерь и климатических условий местности.

Степень сложности проектирования системы отопления зависит от этажности строения, а также от подключения дополнительных объектов, таких, как гараж, теплица, бассейн и т.д.

При этом справедливо обратное утверждение: чем меньше этажей в доме, тем проще проект системы отопления, что позволяет для одноэтажных и двухэтажных коттеджей и загородных домов делать проекты отопления самостоятельно, без обращения к профессионалам.

Для этого необходимо знать, как именно разрабатывается проект, а также основные этапы проектирования. Но для начала нужно определить, о каком именно виде отопления идет речь: воздушном, водяном с использованием традиционных радиаторов, водяном с использованием теплого пола, лучистом или о комбинированном отоплении с использованием различных его видов.

В данном случае речь идет только о водяном отоплении, как наиболее распространенном.

Этап первый: определение потребности в тепловой энергии

Для этого необходим план дома с указанием точной площади каждого помещения, высоты потолка в нем, площади окон, наличия балконов и дверей, ведущих на улицу. На плане также необходимо указать высоту подоконника, что необходимо для подбора радиаторов.

Затем для каждого помещенияи определяется потребность в тепловой энергии. Для новых домов с хорошей теплоизоляцией для помещений с одной наружной стеной считается достаточным 1кВт тепловой энергии на 10м2 с последующей корректировкой в зависимости от высоты потолка, наличия оконного проема и наружной двери. Для помещений с двумя наружнымстенами или с выходом на балкон требуется 2,5 кВт тепловой энергии для обогрева 10м2 площади.

Для того чтобы получить величину общей потребности в тепловой энергии, необходимо просуммировать все полученные величина и округлить результат в большую сторону, а затем умножить его на поправочный коэффициент в зависимости, выбор которого производится в зависимости от климатических условий местности, в которой расположен дом. Для центральных районов нашей страны обычно используют поправочный коэффициент 1,2, что дает запас тепловой мощности 20 %.

Выбор котла и радиаторов

Зная потребность в тепловой энергии, можно выбрать котел. При этом необходимо учитывать, на каком виде топлива он будет работать, планируется использование одного вида топлива или нескольких.

Котел устанавливается в специально предназначенном для этого помещении: котельной. Это продиктовано требованиями безопасности. Следует отметить, что современное теплотехническое оборудование, например, электрические котлы отопления, а также газовые котлы с закрытой камерой сжигания, могут монтироваться в любом месте, в том числе и в жилых помещениях. Однако при наличии отдельного помещения котлы намного разумнее устанавливать с учетом всех требований безопасности:

• Объем котельной должен быть не менее 15м3. При этом высота помещения должна быть не менее 250 см
• К котлу, а также к запорной арматуре должен быть обеспечен свободный доступ
• Стены помещения должны быть огнестойкими, например, сделанными из кирпича, бетона или имеющими защитный слой из асбеста
• В котельной должен быть оконный проем, площадь которого рассчитывается путем умножения объема котельной на коэффициент 0,03. Окно обеспечивает естественное освещение в помещении, а также защищает от взрыва. Так в случае утечки газа и последующего его воспламенения взрывная волна выбьет окно, а строение при этом останется целым.
• С этой же целью защиты от взрыва дверь в котельную должна открываться наружу. При взрыве она будет сорвана с петель, но дом останется целым
• Котельная должна быть оборудована приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей в течение часа трехкратный обмен воздуха в помещении
• В котельную должен быть обеспечен постоянный приток воздуха, необходимого для горения. На каждые 10 кВт мощности котла для подачи воздуха должно быть отверстие (постоянно открытая форточка) площадью 10 см2.
• Диаметр дымовой трубы должен быть не меньше диаметра выходного отверстия котла
• Перед котлом должна быть свободная площадка площадью не менее 1м2.

После выбора котла и помещения для его установки, можно подбирать радиаторы в соответствии с потребностью в тепловой энергии для каждого помещения. На схеме дома отмечается место установки радиаторов.

Способ подключения радиаторов

Существует 4 способа подключения приборов отопления. Самым эффективным и производительным является способ подачи теплоносителя сверху с прохождением его по всему прибору отопления. При этом обеспечивается равномерный прогрев всех секций отопительного прибора.

При боковом подключении подачи и обратки радиатор также равномерно прогревается, но при этом в наиболее удаленных секциях скорость теплоносителя ниже, чем в начале радиатора, а значит и его теплоотдача хоть и незначительно, но меньше.

Подключение подачи и обратки снизу радиатора наиболее часто используется в однотрубных системах отопления. При этом прибор отопления используется максимум на 88%: теплоноситель просто не «продавливается» в его верхнюю часть, скорость циркуляции падает, что приводит к снижению КПД прибора отопления.

Еще один способ подключения радиаторов отопления с подачей теплоносителя снизу и выходом обратки сверху снижает КПД отопительного прибора на 22%. Использовать его можно только в том случае, если другого способа подключения просто нет.

После выбора способа подключения радиаторов еще раз просматривается план дома, и определяются помещения, где приборы отопления не нужны. Это могут быть кладовки, помещения, расположенные внутри отапливаемых помещений (например, гардеробная комната), а также помещения с автономными источниками тепла (например, сауна или баня).

Выбор теплоносителя

Выбор теплоносителя для системы отопления осуществляется также на стадии проектирования. Дело в том, что далеко не все приборы отопления могут работать на антифризе. Причина в его высокой текучести. Это значит, что для автономных систем отопления, эксплуатируемых постоянно и надежно защищенных от замерзания, лучше использовать воду. Если решено систему отопления заполнить антифризом, то в проекте следует предусматривать установку радиаторов отопления, рассчитанных на работу с ним.

Выбор схемы разводки

Определив место расположения радиаторов отопления и способ их подключения, рисуется схема разводки отопления. Для этого можно воспользоваться уже готовой схемой и просто «наложить» ее на план дома.

Рассматривать при этом нужно несколько схем отопления, например, двухтрубную и однотрубную с байпасной линией, отмечая на плане дома схему движения теплоносителя вначале к радиаторам, а затем обратно в котел.

Выбирать следует схему, реализация которой на практике окажется наиболее понятной и доступной.

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

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.

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

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.

Современные технологии позволяют выполнить проектирование с учетом требований и личных предпочтений хозяев жилища. К ответственному процессу, от которого напрямую зависит микроклимат и комфорт в комнатах, нужно подходить с особым вниманием, изучив все возможные варианты и остановив свой выбор на более оптимальном.

Из чего состоит система отопления?

Основным элементом отопительной конструкции является котел. Выбор центрального агрегата основывается на требуемой мощности. Для ее выяснения необходимо разделить общую площадь дома на удельную мощность.

Таким способом выясним минимальную мощность отопительного котла, способного обеспечить теплом все жилые помещения. К полученному числу обычно прибавляют 25%, тем самым возлагая на агрегат оптимальную нагрузку и оставив запас мощности на случай непредвиденных морозов.

Современные отопительные котлы снабжаются электронной системой управления и другими необходимыми элементами. Помимо отопительного котла проект отопления включает в себя схему разводки труб и радиаторов.

Такие элементы широко представлены на строительном рынке и могут быть произведены из различных материалов, отличающихся своими свойствами, качеством и, соответственно, ценой.

Выбор котла

Тип котла зависит от вида энергоносителя, на котором он функционирует. Подбирать основной элемент обогрева дома следует с учетом доступного вида топлива.

Газ

В силу своей экономичности самыми популярными остаются газовые агрегаты. Препятствием к их использованию может стать отсутствие газовых магистралей в непосредственной близости к земельному участку. Стоит отметить, что оборудование данного типа нуждается в постоянном обслуживании и контроле со стороны специальных служб.

Твердое топливо

Если местность не газифицировалась, проектирование систем отопления может выполняться с учетом использования котла на твердых видах топлива. Это позволит не зависеть от централизованной подачи энергоносителей, но потребует дополнительных источников поступления твердого топлива и сухого места для его хранения.

Жидкое топливо

Для устройства системы обогрева частного дома можно приобрести котел, работающий на жидком энергоресурсе. Однако дизель относится к дорогим видам топлива, поэтому расходы на его использование значительно возрастут. Также потребуется подземный монтаж специального резервуара, в котором он будет храниться. Следует помнить и о высокой степени пожароопасности дизеля.

Электричество

Использование электрического котла желательно предусматривать в совместной системе с электрическими радиаторами. Такой проект подразумевает преобразование электроэнергии в тепловую без водного ресурса – напрямую.

По аналогии с жидким топливом такой носитель энергии обойдется недешево. Если позволяют средства, в такой ситуации лучше остановить свой выбор на автономном отоплении, позволяющем получать электричество от солнечных и ветровых преобразователей или мини-гидростанций.

Какую систему выбрать?

Проектирование отопления частного дома осуществляется с учетом энергоносителя, которым будет производиться обогрев помещения. Существует несколько наиболее распространенных систем, при помощи которых во все внутренние помещения здания поступает тепло:

• водяная;
• воздушная;
• электрическая;
• открытого огня.

Под «открытым огнем» подразумевается каминный очаг или печь. Оба эти источника тепла малоэффективны в вопросе полноценного домашнего отопления, так как распространяют горячий воздух неравномерно. Они чаще всего включены в проект отопления в качестве декоративных элементов. На других системах остановимся более подробно.

Водяная

Проект отопления на основе наиболее распространенной водяной системы являет собой планирование замкнутого контура, по которому беспрерывно осуществляется циркуляция горячей воды. В этом случае функцию нагревателя выполняет котел, от которого по комнатам разводятся трубы и примыкают к радиаторам, отдающим основное количество тепла.

Осуществив теплоотдачу, вода перетекает обратно в котел, где снова нагревается и повторяет технологический цикл. Нагревателем для водяного типа отопления служат котлы, работающие на любом топливе. Водяная система обогрева делится на два типа: естественную и принудительную.

Естественная циркуляция

В первом случае теплоноситель циркулирует по трубам и радиаторам без воздействия дополнительной силы. Такой эффект достигается определенным способом монтажа элементов тепломагистрали.

Проектирование отопления при воды предусматривает необходимый угол наклона труб, дающий возможность протекать процессу под воздействием гравитации.

Горячая вода легче холодной, поэтому она проходит в высшей точке стояка. Отдав по пути свое тепло радиаторам, остывший теплоноситель вытесняется горячим и опускается в нижнюю точку системы (в котел), где снова нагревается.

Принудительная циркуляция

Принудительное перемещение воды по системе достигается работой циркуляционного насоса, интегрированного в отопительный котел. В отличие от естественной циркуляции принудительная нуждается в источнике электричества, от которого питается насос.

Разводка

Естественная и принудительная система циркуляции воды может использоваться при однотрубной, двухтрубной и . В первом случае проектирование систем отопления предусматривает монтаж одной трубы, которая выполняет функцию подачи и отвода воды одновременно.

При такой схеме температура дальнего от котла радиатора будет ниже, нежели ближнего. К тому же при выходе из строя одной батареи, остальные также перестанут функционировать, так как они не могут отключаться по отдельности.

Двухтрубная разводка дает возможность равномерного прогрева батарей благодаря тому, что подающая труба параллельно подключена к каждой из них. Вторая труба отводит остывший теплоноситель обратно в котел. При условии установки крана на каждом радиаторе их можно отключать по отдельности.

Коллекторная разводка наиболее удобна, так как после ее монтажа можно регулировать температуру теплоносителя в каждой отдельной комнате. Для данного способа обогрева помещения потребуется установка коллекторного шкафа.

Воздушная

Такую систему можно вмонтировать исключительно на этапе возведения постройки. Она не подходит для готового частного дома. Это объясняется необходимостью встройки металлических, пластиковых или текстильных воздуховодов, через которые выдувается горячий воздух, нагретый теплогенератором.

В помещение теплый поток поступает из-под потолка и вытесняет холодный воздух, который, в свою очередь, по воздуховодам возвращается к теплогенератору.

Проектирование отопления по методу воздушного обогрева позволяет монтировать систему для внешнего забора чистого воздуха, который подмешивается к потоку. Циркуляция может достигаться гравитационным или принудительным способом.

Естественный воздухообмен происходит за счет разницы температур, а принудительный осуществляется при помощи специального вентиляционного оборудования. Теплогенератор может сжигать дизельное топливо, природный газ (магистральный или баллонный) и керосин. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

Электрическая

Для отопления своего дома можно применить электрические приборы: конвекторы, инфракрасные длинноволновые обогреватели или системы «теплый пол». Также для достижения максимального эффекта, рекомендуется комбинировать несколько электроприборов.

При любом из этих способов не избежать больших платежей за потребление энергоносителя, поэтому устанавливать их рекомендуется в тех случаях, когда отсутствуют .

Что входит в проект?

Профессионально составленная проектная документация должна включать в себя следующие позиции:

1. фирменный бланк предприятия с печатью;
2. лицензия организации;
3. пояснительная информация к пунктам проекта;
4. подробный план разводки магистралей (в том числе и высотный);
5. смета;
6. инструкция по выполнению работ;
7. спецификация материалов и оборудования;
8. эскиз проекта;
9. чертеж с деталировкой всех узлов отопительной магистрали;
10. план проводки коммуникаций и подключения узлов.