Цель, назначение и период действия отопления

Основная цель отопления — создание теплового комфорта в помещениях, т.е. тепловых условий, благоприятных для жизни и деятельности человека.

Отопление способствует также увеличению срока службы зданий и оборудования, нормализации технологических процессов, повышению производительности труда людей и качества выпускаемой продукции

Отопление зданий начинают при устойчивом (например, в Р. Ф. в течение 5 суток) понижении температуры наружного воздуха до 8 гр. С (и ниже), когда теплопоступлений в помещения уже не достаточно для поддержания нормальной температуры. Заканчивают отопление при устойчивом повышении температуры наружного воздуха выше 8гр. С также в течение 5 суток.

Продолжительность отопления зданий в холодное время года называют отопительным сезоном

На большей части территории Р.Ф. характеризующейся суровой и длительной зимой, отопительный сезон продолжается 6-8 мес., на севере страны 9-10 мес.

Длительность отопительного сезона устанавливают на основании многолетних наблюдений как среднее число дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха 8 гр. С и ниже ( дана в СНиП для разных географических пунктов. В Москве продолжительность отопительного сезона принята равной 231 суток, т.е. примерно 7 месяцев.

Длительность конкретного отопительного сезона обычно отличается от средней продолжительности, зафиксированной в нормах. Холодной осенью, начинают отопление зданий раньше установленного срока, и продолжительность отопительного сезона увеличивается.

МДК.01.02 Технология эксплуатации системы отопления здания

Профессия 270802.13 Мастер ЖКХ

1.2 Назначение отопительных установок

Отопительные установки предназначены для подачи в помещения зданий тепловой энергии в количестве, равном теплопотерями. Следовательно, при понижении температуры наружного воздуха, а также при усилении ветра теплоподача в помещения должна увеличиваться, а при повышении наружной температуры — уменьшаться. Теплоподача в помещения, как видно, должна постоянно изменяться – регулироваться.

Кроме внешних метеорологических условий, на температуру отапливаемых помещений влияют неравномерные теплопоступления от внутренних производственных и бытовых источников, что требует дополнительного изменения теплоподачи отопительными установками.

Таким образом, отопительные установки должны обладать достаточной тепловой мощностью, быть надежными и гибкими в действии.

МДК.01.02 Технология эксплуатации системы отопления здания

Профессия 270802.13 Мастер ЖКХ

1.3.Отопительные установки и источники тепловой энергии.

Развитие отопительной техники определяется общими интеграционными и народнохозяйственными планами каждой страны. В зданиях массового строительства применяют совершенные, гигиенические и надежные отопительные установки, создающие благоприятные условия для труда, быта и отдыха трудящихся.

На развитие отопительной техники оказывает влияние вид применяемого топлива

В течение многих столетий использовалось твердое топливо (дрова, уголь и т.д.) и отопительные установки приспосабливались к его сжиганию. Известны многочисленные конструкции очагов и жаровен, каминов и особенно печей, получивших широкое распространение в России. Отопительные печи для сжигания твердого топлива часто применяют и сейчас.

С открытием новых видов топлива (природный газ, нефть) создаются отопительные установки и тепловые станции для сжигания с нагреванием промежуточной среды, переносящей теплоту в помещения. Происходящее истощение запасов природного топлива ограничивает его использование, в том числе и для отопления. В этих условиях ведутся поиски новых источников тепловой энергии.

Одним из теплоисточников на земле является солнечная энергия.

Малая плотность лучистого потока на поверхности Земли в холодное время года ограничивает использование отопительных установок на территории Р.Ф. В отдельных районах (на Камчатке, Дагестане и др.) для отопления применяют геотермическую энергию (глубинная теплота Земли) в виде горячей воды. Часто геотермическая вода вызывает усиленную коррозию или зарастание теплопроводов, что затрудняет ее непосредственное использование в отопительных установках.

Важным теплоисточником становиться атомная энергия. В нашей стране ведется строительство атомных станций теплоснабжения (АСТ). Сейчас здания и сооружения, расположенные близ атомных электростанций, отапливается водой, нагретой от атомных реакторов.

Для отопления помещений используется также электрическая энергия, в частности в районах расположения крупных гидроэлектростанций. Начинает применяться периодическое электрическое отопление зданий за счет теплоты, аккумулированной в ночное время.

МДК.01.02 Технология эксплуатации системы отопления здания

Профессия 270802.13 Мастер ЖКХ

Типовые схемы и правила составления проекта системы отопления одноэтажного частного дома

Система отопления в одноэтажном доме может быть смонтирована по различным схемам. При выборе оптимального варианта учитывают бюджет проекта и доступность видов топлива.

А также особенности конструктивных элементов частного жилого здания: площадь объекта, использованные при строительстве материалы, наличие складского помещения для установки котельного оборудования.

Давайте разберемся, каких правил следует придерживаться проектируя систему отопления, а от каких действий лучше отказаться, чтобы избежать проблем с отоплением в будущем.

Требования к индивидуальному отоплению

Тепловой узел необходимо планировать так, чтобы он соответствовал архитектурному проекту здания. Расположение всех функциональных элементов должно быть максимально удобным для эксплуатации и проведения плановых ремонтных работ без нарушения конструктивной целостности дома.

Базовые требования, предъявляемые к современным отопительным системам:

• энергоэффективность;
• простой монтаж и техобслуживание;
• высокие показатели теплоотдачи;
• полная/частичная независимость от электроэнергии.

Перед тем как приступить к проектированию теплоснабжения, нужно подобрать наиболее подходящий и экономный источник тепловой энергии — печку или камин, водяное, паровое, воздушное или электрическое отопление.

А еще предстоит определиться с принципиальной схемой трубной разводки для отопления одноэтажного частного дома, безошибочно рассчитать мощность и объективно оценить нагрузку на систему, учитывая все особенности.

Правильно установленная разводящая линия отопления даёт возможность организовать равномерный прогрев воздуха во всех комнатах частного дома за минимальное количество времени.

Классификация систем теплоснабжения

В одноэтажных зданиях, коттеджах, домах монтируют автономные системы обогрева или зависимые от внешних источников питания. Первые функционируют на сжиженном газе, дизельном, а также твёрдом топливе. Вторые – нуждаются в подключении к электросети или магистральному газопроводу.

Ещё одно различие между вариантами теплоснабжения заключается в необходимости участия человека в работе оборудования.

Системы с автоматизированным управлением не требуют круглосуточного мониторинга или ручной настройки. Поддержание комфортной температуры внутри здания обеспечивают термостаты и термодатчики.

Эти приборы регулярно контролируют изменение температурных показателей, что позволяет системе отопления учитывать все факторы, которые оказывают непосредственное влияние на температуру в помещении: солнечное тепло, излучение бытовых электроприборов, нагрев от ламп для освещения и т. д.

Автоматика даёт возможность изменять температурный режим в доме в разное время суток.

При классификации отопительных систем принимают во внимание такие признаки, как:

• тип носителя тепла — воздушные, водяные или паровые, комбинированные;
• вид используемого топлива — газовые, электрические, торфяные, дровяные, пеллетные, угольные;
• способ транспортировки рабочей жидкости — с естественной и принудительной циркуляцией;
• ход передвижения теплоносителя — попутные и тупиковые;
• способ подсоединения котельного оборудования — однотрубная и двухтрубная компоновка;
• схема разводки — с вертикальным или горизонтальным расположением разводящей линии, верхним или нижним, комбинированным.

В многоквартирных зданиях доминирует вертикальная схема разводки, а в одноэтажных встречается горизонтальная. Комбинированные методы подачи тепла преобладают в высотных новостройках.

Особенности циркуляции теплоносителя

В частных малоэтажных домах эффективно устанавливать системы обогрева с жидким теплоносителем. Для этого трубы заполняют незамерзающим антифризом или водой.

Движение рабочей жидкости по контуру отопления может осуществляться в естественном или принудительном режиме. Нагретая теплогенератором вода поступает в разводящий трубопровод, а потом – к радиаторам. Эту часть контура называют прямым ходом.

После попадания в батареи жидкость-теплоноситель остывает и стремительно направляется в котёл для подогрева. Этот промежуток называют обратным ходом. Чтобы ускорить транспортировку теплоносителя внутри системы монтируют циркуляционную помпу.

Естественное движение жидкости

В контуре отопления делают уклон горизонтальных трубопроводов, создавая этим условия для передвижения рабочей жидкости под действием гравитации.

А также устанавливают открытый расширительный резервуар — специальный бак для приёма избытка воды, чтобы обеспечить исправную и безопасную работу всех узлов инженерной сети.

Функционируют отопительные системы с естественной циркуляцией благодаря разной плотности нагретого и холодного теплоносителя. По законам физики горячая вода устремляется вверх.

В замкнутом контуре холодные потоки неизбежно вытесняют нагретые, заставляя их перемещаться в противоположную сторону от источника тепла. Движущаяся жидкость с потенциалом кинетической энергии проходит через все батареи, отдавая тепло. После возвращения к котельному оборудованию цикл повторяется.

Чтобы самотёчная конструкция полноценно работала, котёл устанавливают ниже центральной оси основного контура. Обычно теплогенератор монтируют в углублении пола, но иногда в подвалах, за исключением газовых агрегатов.

Подающий трубопровод от котла поднимают в вертикальном направлении до максимально возможной верхней точки. Это создаёт дополнительное пространство в замкнутом контуре для разгона рабочей жидкости.

Количество необходимой запорной арматуры в самотёчных отопительных системах сводится к минимуму. Жесткие требования предъявляются к диаметру установленных труб — он должен быть не меньше 32 мм. Поскольку скорость передвижения воды в контуре незначительная, с целью увеличить эффективность обогрева монтируют только трубы большого диаметра.

Автономная система отопления, принцип действия которой базируется на естественном способе циркуляции жидкости-теплоносителя, является самой простой. Такой проект обогрева дома легко реализовать на практике. Однако этот вариант подходит только для малогабаритных частных зданий, так как длина отопительного контура ограничена 30 метрами.

Главное преимущество самотёчных систем — полная независимость от электроэнергии. Более подробно о системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя читайте далее.

Принудительная циркуляция в системе

Для частных построек общей площадью больше 60 кв. м. проектируют отопление с принудительной транспортировкой рабочей жидкости. В замкнутом контуре устанавливают циркуляционный насос, чтобы обеспечить ускоренное движение горячего теплоносителя к радиаторам, а охлаждённого — к теплогенератору.

Монтаж труб в системе можно выполнять без уклона в горизонтальной плоскости. Вода перемещается из-за разницы показателей давления, которое возникает на участке магистрали между прямым и обратным ходом жидкости.

Существенный недостаток системы с принуждением — энергозависимость. Для постоянной циркуляции воды в контуре необходимо непрерывное функционирование насоса, а его работоспособность напрямую зависит от электроснабжения.

В случае внезапного отключения электричества оборудование просто не сможет перекачивать жидкость. Поэтому специалисты рекомендуют дополнительно устанавливать резервные генераторы, способные обеспечить стабильное, бесперебойное теплоснабжение даже в непредвиденных ситуациях.

Такие схемы можно задействовать при монтаже отопления в зданиях любой площади. Необходимо лишь выбрать циркуляционный насос с подходящими показателями мощности и обеспечить электропитание.

Однотрубная система обогрева

В доме устанавливается только одна линия магистрали под полом или над ним с последовательным подключением батарей. В таком отопительном контуре нет распределения на подающую трубу и обратную.

По периметру одноэтажного здания монтируется всего одна труба круглого сечения диаметром не меньше 32 мм, которую условно делят пополам. Отходящую от теплогенератора половину называют подачей, а вторую часть магистрали — обраткой. С помощью сварной или бесшовной трубы малого диаметра в закольцовку монтируют радиаторы/конвекторы.

Однотрубная схема включает следующие функциональные элементы:

• источник теплоснабжения (котёл);
• радиаторы отопления;
• расширительный резервуар;
• элементы разводки труб.

Нагретая жидкость поступает поочередно в радиаторы отопления, каждый раз отдавая часть своего тепла. После этого уже охлажденной возвращается в котел для следующего цикла подогрева. В каждой батареи теряется тепло и последний элемент в цепочке остается самым холодным в сравнении с другими.

Есть несколько способов, которые позволяют оптимизировать работу однотрубной системы. Можно дополнительно установить специальные термостатические клапаны для теплообменников, балансировочные вентили с регулируемым гидравлическим сопротивлением или компактные шаровые краны. Подобное оборудование помогает нормализовать подачу тепла к батареям.

Другой способ — увеличить количество секций каждого следующего радиатора в отопительном контуре. А также можно установить циркуляционную помпу. Насосное устройство подключают в конце обратки — месте, где рабочая жидкость имеет самые низкие показатели температуры.

Однотрубный вариант отопления отличается простой установкой и введением в эксплуатацию. Теплопотери сводятся к минимуму, поскольку абсолютно все коммуникации расположены внутри жилых комнат частного дома.

Такую схему можно организовать в виде системы с горизонтальной разводкой и принудительным движением теплоносителя или вертикальной сети обогрева с естественным, принудительным или комбинированным перемещением рабочей жидкости.

Также рекомендуем прочесть другой наш материал, где мы подробно рассмотрели однотрубную систему отопления для частного дома.

Горизонтальный способ разводки

Монтаж подающей трубы в горизонтальной плоскости выполняют с нужным уклоном по направлению движения нагретой воды. При этом все батареи по периметру дома должны быть установлены на одном уровне. Для выпуска воздуха из радиаторов используют краны Маевского или автоматические воздухоотводные устройства.

Горизонтальная магистраль может быть установлена в самой конструкции пола или смонтирована над ним. Чтобы избежать теплопотерь, во первом случае обязательно нужно утеплить трубы.

Вертикальный вариант разводки

В такой системе транспортировку жидкого теплоносителя обеспечивает естественный режим циркуляции, а потому устанавливать дополнительно насос нет необходимости. Энергонезависимость — главный плюс однотрубной вертикальной системы обогрева дома.

При таком способе разводки рабочая жидкость, нагретая до заданной температуры, перемещается вверх по стояку, после чего по распределительным трубам поступает в батареи. Эффективность функционирования вертикально расположенной однотрубной системы достигается установкой магистрали под уклоном, а также монтажом труб большого диаметра.

Конечно же, массивный трубопровод не украсит интерьер жилых комнат. Но этого очевидного недостатка можно избежать, если установить в системе циркуляционное оборудование.

Двухтрубная система обогрева

Главным отличием двухтрубной схемы отопления дома является наличие одной трубы для подачи воды и еще одной — для ее возвращения. Причем в первую поступает горячая жидкость, по второй к котлу направляется уже остывший теплоноситель.

Каждая батарея обслуживается как подающим, так и обратным стояком. Это даёт возможность регулировать количество получаемого тепла отдельными радиаторами. Если не учитывать охлаждение теплоносителя в трубах, выходит, что во все нагревательные элементы поступает жидкость с одинаковой температурой.

Двухтрубная схема отопления включает:

• теплогенератор;
• батареи;
• расширительный бак;
• трубы;
• запорную арматуру и специальные приспособления для выпуска воздуха.

От котла к расширительному резервуару идет труба с горячей водой. Затем она в отопительном контуре соединяется с разводящей линией. Помимо этого, в бак врезают переливной патрубок для своевременного отвода излишков теплоносителя в канализационную систему.

Из нижней части теплообменников выходят трубы, объединенные в одну обратную магистраль. По ней остывший теплоноситель возвращается назад в котел. Обратный трубопровод прокладывают строго параллельно верхним трубам. Он должен проходить через все комнаты, где проложена линия подачи горячей воды.

Двухтрубные системы с принуждением считаются самыми эффективными для одноэтажных домов и коттеджей, но они могут обеспечить теплом и двухэтажные здания большой площади.

А такие позволяют равномерно и очень быстро прогреть комнату и поддерживать разный температурный режим в помещениях. Кроме того, двухконтурное выполнение даёт возможность организовать не только обогрев дома, но и горячее водоснабжение.

Закрытые системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией монтируются в двух вариантах — с горизонтальной и вертикальной разводкой.

Первый способ реализуют в одноэтажных домах с длинным трубопроводом. В таких ситуациях подключение водяных радиаторов к отопительному контуру с горизонтальной разводкой — оптимальное решение.

При втором варианте разводки стояк расположен вертикально, что позволяет задействовать схему даже в многоэтажных зданиях. В подобных системах не накапливается воздух, поскольку образовавшиеся пузырьки мгновенно поднимаются в вертикальном направлении, прямо в расширительный резервуар.

Нижняя и верхняя схема разводки

При нижней разводке системы магистраль прокладывают в цокольном помещении или подвале. А также допускается монтаж труб под полом. Теплоноситель поступает в нагревательное оборудование снизу вверх.

Удаление смеси газов осуществляется через специальную воздушную линию, подсоединённую к стоякам. На случай непредвиденных аварийных ситуаций обратный и подающий стояки оснащены специальными кранами для отключения.

Чтобы реализовать схему с верхней разводящей линией, расширительный резервуар монтируют в высшей точке трубопровода. В том же месте выполняют и разветвление сети.

Типы двухтрубной системы горизонтальной компоновки

Самый распространенный вариант обогрева жилого одноэтажного дома — двухтрубная система теплоснабжения с горизонтальной разводкой.

Для организации такого отопительного контура используются следующие схемы:

• тройниковая или по другому периметральная;
• коллекторная, иначе лучевая.

Согласно тройниковой схеме трубы соединяются тройниками, трубопроводы прокладываются по периметру помещения, последовательно подключаются к приборам. Теплоноситель в периметральной системе перетекает от одной батареи в другую, несколько остывая по пути.

По движению нагретого и остывшего теплоносителя тройниковые варианты подразделяются на попутные и встречные. В тупиковой схеме горячая и охлажденная вода перемещается в разных направлениях. В попутной нагретый и отработанный теплоноситель течет в одну сторону.

В коллекторной схеме от центрального органа системы, коллектора, трубы проводятся к каждому из радиаторов, за счет чего теплоноситель поступает во все приборы одновременно.

Принцип устройства напоминает солнечные лучи, исходящие от расположенного обычно в центре распределителя теплового потока. В лучевых разновидностях разводки теплоноситель движется только в разные стороны.

Правила составления проекта системы отопления

Грамотно составленный проект позволяет запустить максимально эффективную и многофункциональную систему теплоснабжения.

Она должна бесперебойно работать в характерных для конкретной местности климатических условиях, где расположен одноэтажный дом, быть простой в эксплуатации.

Составление качественного проекта для отопления одноэтажного дома и точный расчет параметров системы выполняют по определенному плану:

1. На первом этапе необходимо сформировать техническую задачу с учетом всех требований и деталей к системе обогрева.
2. Второй шаг — сбор информации по частному объекту. Специалисты должны снять все показатели, чтобы составить схему отопительного контура.
3. Следующий этап — расчет тепловой передачи. Для этого нужно провести вычисления и выбрать оптимальную схему отопления, которая будет соответствовать базовым строительным стандартам и индивидуальным требованиям заказчика.
4. Когда все расчеты закончены, выполняются чертежи.
5. Последний этап — оформление и сдача готового проекта отопительной системы заказчику.

Основная задача проектирования — рассчитать правильную площадь отопительного оборудования, подобрать подходящие диаметры трубопроводов. А также определить производительность насосных устройств, рассчитать места врезания вентилей и узлов системы. Поэтому процесс целесообразно доверить профессионалам.

Если очень хочется провести расчеты самостоятельно, рекомендуем прочесть материал, где мы на примере провели расчет системы отопления для частного дома.

Какая информация нужна мастерам?

До того как начнутся монтажные работы, следует обговорить со специалистами все нюансы, показать свое видение отопительной системы.

Мастерам необходимо предоставить:

• полную информацию о материалах, из которых выполнена кровля здания, перекрытия стен, оконные конструкции;
• план одноэтажного дома;
• чертежи, где отмечены места сантехнических узлов.

На срок эксплуатации системы теплоснабжения влияет не только качество инженерного проектирования и умелый монтаж, но и выбранные материалы, установленное котельное оборудование, а также рациональное использование отопительных элементов.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике 3-D схема, устройство и монтаж системы обогрева однотрубной компоновки в одноэтажном частном доме:

Схематичное представление двухтрубной системы теплоснабжения из полипропилена, правильное подключение котельного оборудования и установка радиаторов отопления продемонстрированы в видео:

В видео детально разобран типовой проект отопления и расчёт тепловых потерь:

Современные системы теплоснабжения являются неотъемлемыми атрибутами функционирования частных домов, коттеджей и других объектов строительства. Профессионально выполненное проектирование — залог эффективной, надёжной и долгосрочной безаварийной работы индивидуальной теплосети.

Если после прочтения материала появились вопросы по теме статьи, вы можете задать их в расположенном ниже блоке. Там же можно оставить свой комментарий или поделиться собственным опытом с другими посетителями сайта.