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.

Схемы системы отопления частного дома. Основные правила и ошибки проектирования

Сегодня как профессиональные проектировщики, так и сантехники могут нарисовать грамотную схему системы отопления частного дома. Именно такую схему, которую возьмет самостоятельный застройщик или сантехник и смонтирует по ней систему отопления.

В интернете можно найти огромное количество схем систем отопления, но большинство из них лишь рекомендации в общих чертах. И то часто такие схемы отображают неправильный подход и вводят в заблуждение людей, которые хотят смонтировать отопление в частном доме.

Помимо того многим приходиться переделывать свои системы отопления после использования непроверенных схем. В итоге человек из-за непроверенной халявы просто попадает на деньги и платит за свою систему отопления два, а то и три раза.

При этом можно не гнать лошадей и выделить время на составление схемы системы отопления для своего частного дома. И это время позволит вам сэкономить как минимум 50% при монтаже вашей системы отопления.

Схема отопления. Два пути ее создания

Как же правильно сделать схему системы отопления частного дома? Для этого у вас есть два пути:

Вы можете обратиться к проектировщикам, и они Вам по вашим желаниям и тех. условиям начертят схему Вашего отопления именно схематично, так как совсем немногие проектировщики владеют именно знаниями и специальными программами, в которых заложены трубы и фитинги из различных материалов.

Ведь кто-то хочет систему из медных труб, кто-то из ППР, а кто-то из металлопластика. В итоге часто рисуют именно принципиальную схему. А вам, как самостоятельному застройщику, придется долго вникать в то, какие трубы и фитинги применить и как их посчитать.

И зачем в таком случае переплачивать проектировщикам за схему, которую Вы и сами можете нарисовать от руки. Такую схему может нарисовать практически любой человек со средним образованием.

Мне на почту постоянно приходят такие схемы системы отопления частного дома. И все они нарисованы разными способами, в разных программах или просто от руки.

Это кстати второй способ. Чтобы сделать схему системы отопления частного дома, Вы рисуете ее сами или вам кто-то помогает. А после можете выслать ее человеку, который является мастером в монтаже систем ОВК, чтобы он взглянул на вашу схему системы отопления и ее прокомментировал, а так же дал советы и рекомендации по тому, как вашу схему подправить или ее реализовать. Здесь я хочу сделать упор на то, чтобы Вы сами нарисовали схему отопления вашего дома.

Потому что часто именно Вы сами будете монтировать отопление по вашей схеме, будете контролировать наемных мастеров и в последствии будете смонтированную систему эксплуатировать именно по ранее нарисованной схеме.

А не так что: «Дмитрий, нарисуйте мне схему отопления для моего дома. Вот планы.»

При таком раскладе Вам подойдет первый способ. Это проектировщик или Вы сами.

Так же необходимо понимать, что те схемы, которые выдают проектировщики, часто не принимаются сантехниками, у которых свой подход, свои любимые системы и свой любимый материал для монтажа систем отопления частного дома.

Есть, конечно, проектировщики, которые работают на специальных программах, например, Audytor. Такие программы позволяют им сделать проект самого дома со всеми расчётами по расходу воды, теплопотерями и так далее. В такой программе очень удобно сделать схему всех систем отопления частного дома. И по этой схеме самостоятельно смонтировать систему отопления или проконтролировать монтаж наемной бригады.

Так же такая программа позволяет загрузить в нее спецификации труб и фитингов от разных производителей. И после всех расчетов программа выдает спецификацию необходимого оборудования, труб и фитингов для вашей системы отопления.

С такой спецификацией Вы идете в любой сантехнический магазин и покупаете все до последнего отвода. И благодаря подогнанной схеме со всеми размерами и обозначениями можете самостоятельно смонтировать вашу систему отопления.

Но дело в том, что таких проектировщиков мало. И часто они загружены работой на несколько месяцев вперед и стоимость их услуг недешевая.

Но если посчитать Ваши возможные потери в связи с предоставлением Вам неправильной схемы и возможной переделкой вашей системы, то ожидание очереди и вложение в грамотную схему более чем разумная инвестиция.

Рекомендации по рисованию схемы отопления

Для тех, кто все таки решил сделать схему самостоятельно и попросить, например, меня, ее покритиковать или подправить, в этой статье я дам вам несколько ключевых рекомендаций именно на примере одной присланной мне схемы отопления частного дома.

Чтобы изначально правильно нарисовать схему отопления частного дома необходимо определится с тем, какая у вас будет система отопления. Это исходит из того каким основным энергоносителем Вы обладаете. Как раз об этом я подробно рассказал и показал в курсе «Как выбрать систему отопления для своего дома»

Так вот, если Вы определили Ваш энергоноситель и саму систему отопления, то переходим к ее рисованию.

Дело в том, что в независимости от того, какой у Вас будет котел основной и будет ли резервный котёл, необходимо нарисовать распределительный компланарный коллектор. Потому что у Вас нет гарантий по долговременному использованию отдельного котла. И Ваш котел основной завтра станет резервным.

Тогда будет ясно, сколько необходимо места для всей схемы системы отопления частного дома. И ко всему удобству, именно будущего использования Вашей системы отопления на базе компланарного коллектора Вы сможете при его изготовлении или заказе заложить от одной до нескольких запасных контуров для подключения котлов или именно систем отопления.

Подробно о подборе или самостоятельном изготовлении распределительного коллектора Вы можете узнать здесь.

Далее необходимо расположить коллектор на вашем листе, на котором Dы будете рисовать Dашу схему отопления. Я предлагаю взять лист формата А4 и отдельно на маленьком листочке нарисовать коллектор и, приложив его на большой лист, определить его место расположения.

Коллектор на плане можно расположить в середине, если у Вас напольные котлы или как на нашем плане снизу, если котлы настенные.

Теперь располагаем контуры отопления таким блоками в виде квадратов или прямоугольников. Подписываем: Радиаторы 2-эт, Теплые полы 1 – эт, бойлер косвенного нагрева и так далее.

Можно так же выделить сам коллектор с котлами и бойлером, например, именно относящимся к расположению в котельной.

Теперь необходимо прорисовать именно ваши выбранные схемы системы отопления. Например, в нашем случае это двухтрубная система радиаторного отопления, система теплого пола, бойлер косвенного нагрева.

После необходимо расположить на схеме системы отопления частного дома все дополнительное оборудование в виде кранов, насосов, манометров, термометров, расширительных баков, предохранительных устройств и приборов КИПиА.

Три способа монтажа систем отопления частного дома

Здесь важно определить Ваш бюджет, так как можно смонтировать Вашу систему отопления тремя способами:

Первый — это монтаж самой простой и дешевой системы отопления, которая будет работать как старый утюг на углях. То есть регулировка вашей системы отопления будет ручная. Так работают множество именно самотечных систем.

Второй способ — это монтаж условно автоматической системы отопления на базе термоголовок и выносных или встроенных термостатах. Такая система позволяет обеспечить регулировку температуры и ее поддержание в Ваше отсутствие.

Третий способ — это монтаж дорогой системы отопления с возможностью ее подключения к системе умный дом. Или на базе использования погодо зависимых контроллеров, модулей подмеса и других продвинутых способов регулировки и мониторинга систем отопления частного дома.

На схеме мы видим с Вами именно второй вариант. То есть именно система на условно автоматическом регулировании температуры.

Основные ошибки проектирования схемы отопления

Здесь хочу обратить Ваше внимание на несколько ключевых моментов, в которых допускается именно самое большое количество проблем проектирования схемы системы отопления дома.

Первая проблема — это именно не понимание того, что при проектировании схемы отопления необходимо обращать внимание на диаметры труб. В нашем случае диаметры труб заужены до нельзя.

Возьмем систему радиаторного отопления: Магистрали системы отопления заложены дм 20 мм трубами ППР. При этом я очень часто говорю и показываю, что монтаж отопления начинается именно с труб 32 ППР, как вариант. И что трубой дм 20 мм подключаются сами радиаторы.

И вот очередная схема и опять труба дм 20 мм на все радиаторы. Да, я не исключаю использование хотя бы трубы дм 25. Но это только тогда, когда Вам грамотный проектировщик рассчитает всю гидравлику и подберет необходимые клапаны с регулировкой и с точными цифрами для осуществления регулировки.

В остальных случаях начинаем с труб дм 32 мм с возможностью подключения на нее не более 8-ми радиаторов по десять секций.

То же для системы теплого пола. На распределитель теплого пола от двух контуров до десяти при их длине не более 100 метров каждый необходимо монтировать трубу дм 32 ППР. Если контуров больше и по количеству или длине, то необходимо разделять на два, три и так далее коллекторов.

Также часто спрашивают о том, где нарисовать и смонтировать циркуляционный насос, на подаче или обратке?

Если у вас моно система, то есть или радиаторы или теплые полы, то можно один насос смонтировать на обратный трубопровод.

Если система комбинированная, где есть радиаторы, теплые полы, бойлер косвенного нагрева, то в таких системах необходимо монтировать циркуляционные насосы на трубопровод подачи.

Так как за насосом надо смонтировать обратный клапан, чтобы н5 было передавливания через другие контуры. Так же перед насосом для контура теплого пола необходимо смонтировать трехходовой клапан для регулировки температуры теплоносителя в теплые полы.

И насос именно должен с клапана вытягивать теплоноситель и тем образом его смешивать, а не давить в него: как на схеме.

Споры продолжаются до сих пор по этому поводу. Я предлагаю не спорить, а посмотреть на импортные насосные модули или группы. На всех сначала смонтирован трехходовой и после насос, который тянет с трех ходового клапана.

Те же ошибки именно по поводу выбора диаметров труб сделаны при обвязке бойлера косвенного нагрева. Практически на всех бойлерах вывода холодной, горячей воды и отопления размером 1 дюйм.

И зачем тогда уменьшать трубы, тем более, когда у нас распределение воды происходит через распределители. Здесь важно максимально сохранить диаметр магистральных труб от бойлера.

Так как воды начинает не хватать именно тогда, когда диаметры труб уменьшают. И часто звучит от монтажников, типа: Зачем вам переплачивать за трубы большего диаметра?

А то, что воды будет не хватать, не его забота.

Ко всему на схеме на бойлер косвенного нагрева тоже смонтирован трехходовой клапан. Он там не нужен.

На бойлер не нужно монтировать группу безопасности. Надо группу в нашем случае смонтировать на подачу магистрального коллектора. А на бойлер на вводе холодной воды подключить расширительный бак, клапан предохранительный на 8-10 бар, сливной кран и обратный клапан.

Реле температуры монтируют не на трубу рециркуляции горячего водоснабжения, а в тело самого бойлера на высоту 1/3-я от низа бойлера.

В общем как обычно, хотим, как лучше, а получается как всегда.

• Чтобы рисовать грамотные схемы системы отопления частного дома, необходимо определить основной и резервный энергоноситель.
• Необходимо определить какие у Вас будут системы отопления. Назовем их контуры. Будет ли бойлер косвенного нагрева.
• Необходимо нарисовать все системы отопления отдельно.
• Необходимо нарисовать магистральный коллектор.
• 
• После чего необходимо соединить все эти системы в одну и дальше переходить к составлению спецификации по этой схеме.

В следующих статьях продолжим тему составления схемы системы отопления частного дома и составлению спецификации для закупки оборудования и монтажа системы отопления вашего дома.