Отопление дома

Данная статья содержит описания существующих систем отопления дома, а также рекомендации и советы, связанные с выбором и установкой отопительной системы. Также даны описания положительных и отрицательных моментов от использования различных видов теплоносителей.

При строительстве частного дома всегда встает вопрос о выборе оптимального способа отопления. Отопление дома может осуществляться с помощью различных устройств, работающих на разных видах топлива. Выбор отопительной системы должен основываться исходя из месторасположения частного дома, подведенных к нему коммуникаций, а также из финансовых возможностей. Но стоит отметить, что иногда дорогостоящая установка системы отопления, достаточно быстро окупается за счет экономичного расхода или дешевой стоимости топлива. Рассмотрим основные и наиболее популярные системы отопления на сегодняшний день. (См. также: Автономные системы отопления)

Система водяного отопления.

Рисунок 1: Устройство системы водяного отопления

Такая система считается наиболее простой и надежной. Она устроена, так что котел осуществляет нагрев воды, которая поступает по трубопроводу к батареям отопления, отдает через них тепло в помещение и снова возвращается в котел. Такая циркуляция воды поддерживается специальным насосом. Таким образом, получается замкнутая цепочка, которая состоит из генератора тепла, трубопровода и батарей отопления. Топливом для такого генератора могут служить: каменный уголь, дрова, газ, керосин, а также центральное электроснабжение или альтернативные виды энергии. То есть такую систему можно применять и при наличии рядом с домом газовой магистрали, и при отоплении дома без газа тоже.

Для правильной работы такой системы необходимо подбирать отопительное оборудование, мощности которого будет достаточно для обогрева всего помещения:

При общей площади от 60 до 200 кв. м. будет достаточно котла мощностью до 25 кВт.

Для площади от 200 до 300 кв. м. необходимо чтобы котел имел мощность уже 25-35 кВт.

Если площадь дома составляет от 300 до 600 кв. м. то необходимая мощность котла будет составлять 35-60 кВт.

Ну а в случае если площадь дома составляет от 600 до 1200 кв. м. для обогрева помещения необходимы очень мощные котлы 60-100 кВт.

Не рекомендуется использовать для обогрева электрические котлы, так как мощностей подведенной к дому энергии не всегда достаточно, также часто случаются перебои в электроснабжении, и стоимость электроэнергии на сегодняшний день достаточно высока.

Рисунок 2: Тепловой генератор для системы водяного отопления

Трубы для такой системы отопления тоже могут быть выполнены из различных материалов:

Из стали, а также оцинкованной и нержавеющей стали. Трубы из обычной стали подвержены коррозии, а вот оцинкованные и выполненные из нержавеющих материалов трубы лишены этого недостатка.

Из меди. Эти трубы очень хорошо переносят высокие температуры и сильное давление. Соединение таких труб осуществляется с использованием высокотемпературной пайки с серебросодержащим припоем. Такие трубы можно спрятать в стенах дома.

Трубы из полимерных материалов. К ним относятся металлопластик, полипропилен, армированный алюминием, а также полиэтилен. Трубы из этих материалов легки в установке и не требуют владения профессиональными навыками. Помимо этого они очень прочные и устойчивы к коррозии, а также внутри них не образуется осадка.

Абсолютной надежностью могут «похвастаться» только медные трубы.

Также системы водяного отопления могут быть одноконтурными и двухконтурными. При установке одноконтурной системы будет осуществляться только отопление помещения. А при использовании двухконтурной помимо отопительной функции будет осуществляться еще и нагрев воды. (См. также: Отопление дома. Батарея отопления)

Следует отметить, что печное отопление тоже относится к водяной системе. Единственное отличие в том, что происходит отопление дома дровами и углем. Такая система отопления широко распространена в провинции и является очень экономичной.

Система воздушного отопления.

Такие системы бывают гравитационными и с принудительной вентиляцией. При использовании гравитационной системы отопления воздух будет двигаться входе естественной циркуляции из-за разности температур. А при использовании системы принудительной вентиляции для распределения потоков воздуха используется вентилятор с электроприводом.

Обогрев помещений, при использовании данной системы отопления, происходит за счет подачи в помещение нагретого воздуха. Такая система полностью автономна. Основным ее элементом является тепловой генератор, который может быть как стационарным, так и мобильным. (См. также: Отопление частного дома твердотопливным котлом)

Жидкое топливо или газ подаваемые из горелки сгорают в специальной камере, полученное в результате тепло через воздуховод поступает в помещение, а продукты сгорания уходят в дымоход.

Рисунок 3: Схема воздушной системы отопления

Классификация воздуховодов.

По форме воздуховоды могут быть:

Круглые, с внутренним сечением 100-200 мм, являются наиболее прочными.

Прямоугольные, в виде коробов, размеры варьируются от 100х150 мм до 3200х4000 мм. Такие воздуховоды хорошо использовать при большой площади поперечного сечения, а также при монтаже в сложных условиях.

При установке системы воздушного отопления дома, воздуховоды любой формы крепятся к потолку с использованием забивных анкеров.

По жесткости воздуховоды могут быть:

Жесткие воздуховоды, которые выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали. Они подойдут абсолютно для любых помещений.

Гибкие воздуховоды, только круглого сечения, выполненные из термопластичного материала на специальном каркасе из стали.

Из черной стали с грунтовкой (для дымоходов).

Из меди, во влажных помещениях.

На основе алюминиевых сплавов, легко выдерживают высокие температуры, устойчивы к коррозии.

Из оцинкованной или нержавеющей стали. Такие воздуховоды обладают высокими антикоррозийными свойствами, повышенной огнестойкостью, а также долговечны.

Пластиковые, легкие, удобные в работе, не подвержены коррозии, а также имеют антистатические свойства. Закрепляются на металлические или пластиковые скобы.

Текстильные воздуховоды из воздухонепроницаемой ткани, являются экономичными, удобными в транспортировке и монтаже, но обеспечивают только приток воздуха.

Если воздуховод проходит через не отапливаемое помещение или примыкает к уличной стене, то необходимо произвести его тепловую изоляцию. Что будет способствовать сохранению требуемой температуры воздуха в отапливаемом помещении.

Электрическая система отопления.

Рисунок 4: Электрическая отопительная панель

При отсутствии подведения дома к газовой магистрали, возможно отопление дома без газа, с использованием электрических систем. Существует множество различных обогревательных приборов, работающих от электричества, для обогрева частных жилых домов. В зависимости от мощности отопительных приборов, а также размеров помещения можно применять несколько обогревательных элементов одновременно. Главное чтобы хватало мощности подаваемого к дому электричества.

Достоинства и недостатки систем отопления в зависимости от теплоносителя.

Положительными моментами использования природного газа, в качестве теплоносителя является его экономичность, а также высокий КПД и простота контроля температуры. Но для установки оборудования потребуется много вложений, также необходимо наличие газовой магистрали или установка резервуара.

К плюсам систем, работающих на жидких энергоносителях, можно отнести высокую производительность, практичность и высокий уровень автоматизации. Отрицательными качествами является повышенная опасность возникновения пожара, а также высокая токсичность продуктов сгорания.

Положительными качествами твердотопливных систем является низкая стоимость оборудования, доступность топлива. Но при этом процесс практически не автоматизирован, и его необходимо постоянно контролировать.

Электрические системы просты и легки в установке, способны быстро обогреть помещение и их очень легко регулировать. Но они создают высокую нагрузку на электросеть, а также приходиться дорого оплачивать услуги за электроэнергию.

И, наконец, печное отопление. Производя отопление дома своими руками, такая система является идеальной. При простое этой системы не возникнет никаких последствий, также существует возможность приготовления пищи и хорошая теплоотдача и быстрый обогрев помещения. Но при этом необходимо поддерживать наличие постоянного запаса дров, а если вовремя не перекрыть тягу, то существует возможность отравления угарным газом. Еще печь занимает много места, и дом при таком виде отопления прогревается неравномерно.

Расчет количества радиаторов отопления по площади и объему помещения

При замене батарей или переходе на индивидуальное отопление в квартире встает вопрос о том, как рассчитать количество радиаторов отопления и число секций приборов. Если мощность батарей окажется недостаточной, в холодное время года в квартире будет прохладно. Избыточное количество секций не только ведет к ненужным переплатам – при системе отопления с однотрубной разводкой жильцы нижних этажей останутся без тепла. Рассчитать оптимальную мощность и количество радиаторов можно, опираясь на площадь или объем комнаты, учитывая при этом особенности помещения и специфику разных видов батарей.

Расчет по площади

Наиболее распространенной и простой методикой является способ расчета мощности приборов, требуемой для обогрева, по площади обогреваемого помещения. Согласно усредненной норме, на отопление 1 кв. метр площади требуется 100 Вт тепловой мощности. В качестве примера рассмотрим комнату, имеющую площадь 15 кв. метров. Согласно данному методу, для ее обогрева потребуется 1500 Вт тепловой энергии.

При использовании данной методики нужно учесть несколько важных моментов:

• норма в 100 Вт на 1 кв. метр площади относится к средней климатической полосе, в южных регионах для обогрева 1 кв. метра помещения требуется меньшая мощность – от 60 до 90 Вт;
• для областей с суровым климатом и очень холодной зимой на обогрев 1 кв. метра требуется от 150 до 200 Вт;
• метод подходит для помещений со стандартной высотой потолков, не превышающей 3 метра;
• способ не учитывает потери тепла, которые будут зависеть от расположения квартиры, количества окон, качества утепления, материала стен.

Методика расчета по объему помещения

Способ расчетов с учетом объема потолка будет более точным: он учитывает высоту потолков в квартире и материал, из которого сделаны наружные стены. Последовательность вычислений будет следующей:

1. Определяется объем помещения, для этого площадь комнаты умножается на высоту потолка. Для комнаты площадью 15 кв. м. и высотой потолка 2,7 м он будет равен 40,5 кубометрам.
2. В зависимости от материала стен на обогрев одного кубометра воздуха тратится разное количество энергии. По нормам СНиП для квартиры в кирпичном доме этот показатель равен 34 Вт, для панельного дома – 41 Вт. Значит, полученный объем нужно умножить на 34 или на 41 Вт. Тогда для кирпичного здания на обогрев комнаты в 15 квадратов потребуется 1377 Вт (40,5*34), для панельного – 1660, 5 Вт (40,5*41).

Корректировка результатов

Любой из выбранных способов покажет лишь приблизительный результат, если не будут учитываться все факторы, влияющие на уменьшение или увеличение теплопотерь. Для точного расчета необходимо полученное значение мощности радиаторов умножить на приведенные ниже коэффициенты, среди которых нужно выбрать подходящие.

В зависимости от размеров окон и качества утепления через них помещение может терять 15–35% тепла. Значит, для вычислений мы будем использовать два связанных с окнами коэффициента.

Соотношение площади окон и пола в комнате:

• для окна с трехкамерным стеклопакетом или двухкамерным с аргоном – 0,85;
• для окна с обычным двухкамерным стеклопакетом – 1,0;
• для рам с обычным двойным остеклением – 1,27.

Стены и потолок

Потери тепла зависят от количества наружных стен, качества теплоизоляции и от того, какое помещение расположено над квартирой. Для учета этих факторов будет использоваться еще 3 коэффициента.

Число наружных стен:

• нет наружных стен, потери тепла отсутствуют – коэффициент 1,0;
• одна наружная стена – 1,1;
• две – 1,2;
• три – 1,3.

• нормальная теплоизоляция (стена толщиной в 2 кирпича или слой утеплителя) – 1,0;
• высокая степень теплоизоляции – 0,8;
• низкая – 1,27.

Учет типа вышерасположенного помещения:

• отапливаемая квартира – 0,8;
• отапливаемый чердак – 0,9;
• холодный чердак – 1,0.

Высота потолков

Если вы пользовались способом расчета по площади для комнаты с нестандартной высотой стен, то для уточнения результата придется ее учесть. Коэффициент можно узнать следующим образом: имеющуюся высоту потолка разделить на стандартную высоту, которая равна 2,7 метра. Таким образом мы получим следующие цифры:

• 2,5 метра – коэффициент 0,9;
• 3,0 метра – 1,1;
• 3,5 метра – 1,3;
• 4,0 метра – 1,5;
• 4,5 метра – 1,7.

Климатические условия

Последний коэффициент учитывает температуру воздуха на улице в зимнее время. Отталкиваться будем от средней температуры в наиболее холодную неделю года.

Расчет количества секций радиаторов

После того как нам стала известна мощность, требуемая для обогрева помещения, мы можем произвести расчет батарей отопления.

Для того чтобы рассчитать количество секций радиатора, нужно поделить рассчитанную общую мощность на мощность одной секции прибора. Для проведения вычислений можно пользоваться среднестатистическими показателями для разных типов радиаторов со стандартным осевым расстоянием, равным 50 см:

• для чугунных батарей примерная мощность одной секции составляет 160 Вт;
• для биметаллических – 180 Вт;
• для алюминиевых – 200 Вт.

Справка: осевое расстояние радиатора – это высота между центрами отверстий, через которые подается и отводится теплоноситель.

Для примера определим требуемое число секций биметаллического радиатора для комнаты площадью 15 кв. м. Предположим, что вы считали мощность простейшим способом по площади помещения. Делим требуемые для ее обогрева 1500 Вт мощности на 180 Вт. Полученное число 8,3 округляем – необходимое число секций биметаллического радиатора равно 8.

Важно! Если вы решили выбрать батареи нестандартного размера, узнайте мощность одной секции из паспорта прибора.

Зависимость от температурного режима системы отопления

Мощность радиаторов указывается для системы с высокотемпературным тепловым режимом. Если система отопления вашего дома работает в среднетемпературном или низкотемпературном тепловом режиме, для подбора батарей с нужным количеством секций придется произвести дополнительные расчеты.

Для начала определим тепловой напор системы, который представляет собой разницу между средней температурой воздуха и батарей. За температуру приборов отопления берется среднее арифметическое от значений температуры подачи и отвода теплоносителя.

1. Высокотемпературный режим: 90/70/20 (температура подачи — 90 °C, обратки —70 °C, за среднюю температуру в помещении принимается значение 20 °C). Тепловой напор рассчитаем так: (90 + 70) / 2 – 20 = 60 °С;
2. Среднетемпературный: 75/65/20, тепловой напор – 50 °С.
3. Низкотемпературный: 55/45/20, тепловой напор – 30 °С.

Чтобы узнать, сколько секций батареи вам понадобится для систем с тепловым напором 50 и 30, нужно умножить общую мощность на паспортный напор радиатора, а затем разделить на имеющийся тепловой напор. Для комнаты 15 кв.м. потребуется 15 секций алюминиевых радиаторов, 17 – биметаллических и 19 – чугунных батарей.

Для отопительной системы с низкотемпературным режимом вам потребуется в 2 раза больше секций.