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.

Типовые схемы систем отопления

Содержание

Типы отопительной разводки

В наше время существует большое количество разновидностей отопительной разводки. Весьма популярными системами обогрева помещений считаются однотрубные и двухтрубные схемы. Эти типы имеют существенные различия.

Перед тем, как сделать выбор в пользу той или иной схемы, необходимо ознакомиться с этими двумя типами максимально подробно. Это поможет избежать нерациональных трат, а что самое главное – выбрать тот тип отопительной разводки, который окажется наиболее эффективным и менее затратным в том или ином жилом помещении.

Как раз о том, в чем заключаются главные отличия этих двух схем, а также какие они имеют преимущества и недостатки мы и поговорим в рамках данной статьи.

Однотрубная схема

В такой схеме подвод горячей воды для обогрева помещения и отвод уже остывшей производится по одной отопительной трубе. Все установленные приборы имеют последовательные соединения. Температура воды на входе во все батареи существенно снижается после снятия тепла с рядом стоящего радиатора. Данные схемы уже обычно не применяются, т.к. они неэкономичны и считаются устаревшими. Раньше они очень часто устанавливались во многоэтажных зданиях.

Самым существенным минусом такой системы считается то, что каждый отопительный радиатор невозможно отрегулировать под нужную температуру. В результате расход тепла существенный, его невозможно снизить или увеличить, что доставляет хозяевам немало проблем.

Этот недостаток можно легко устранить благодаря установке однотрубной схемы, которая в разы экономичней и современней. Отличительной особенностью такого способа выступает то, что первый радиатор имеет самую высокую, а последний – самую низкую температуру.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В высотных домах применение такой системы позволяет не расходовать средства на покупку длинных подводящих сетей, которые отличаются довольно высокой стоимостью. Обычно однотрубная система изготавливается по типу вертикально расположенных стояков, которые протягиваются через все этажи строения. Еще на этапе составления плана отопительной системы производятся точные расчеты теплоотдачи радиаторов отопления. Если имеется такая потребность, мастера осуществляют регулировку посредством использования специальных радиаторных вентилей.

Однако данная схема не готова отвечать потребностям владельцев квартир, проживающих на разных этажах. А все потому, что в период межсезонья в жилом помещении держится либо чрезмерно высокая температура, либо очень низкая. Все это становится причиной некомфортных условий для проживания.

В небольших частных домах 1-трубная схема используется в гравитационных сетях. В них движение нагретой воды происходит за счет того, что нагретая и остывшая вода имеет разную плотность. Достоинством такой системы можно назвать то, что она энергонезависима. Вне зависимости от негативных внешних факторов отопительная система функционирует бесперебойно, поэтому в помещении всегда поддерживается необходимая температура, отвечающая потребностям жильцов.

Простая схема однотрубного отопления с верхней разводкой

Нельзя не упомянуть и о существенном недостатке данной системы. Например, температура воды по радиаторам не распределяется равномерно. Самая высокая температура наблюдается у радиаторов, которые установлены на отопительной ветке самыми первыми. Чем дальше установлена батарея, тем холодней будет в ней теплоноситель. Соответственно, в удаленных жилых помещениях температура воздуха будет прогреваться плохо.

Двухтрубная схема

Двухтрубные системы устроены несколько по-другому: подвод горячей воды и отвод холодной производится по разным трубам.

Существуют различные схемы двухтрубных систем:

Они устанавливаются в зависимости от потребностей заказчика.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

Двухтрубная схема устанавливается вне зависимости от площади и типа дома – количество этажей не играет существенной роли, т.к. эффективность отопления не будет снижаться. Такой способ предоставляет возможность распределять горячую воду с самыми незначительным потерями. Кроме того, можно добиться максимальной теплоотдачи. Двухтрубная система зарекомендовала себя как самая эффективная и экономичная, поэтому пользуется большим спросом.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Такой вариант – это популярная разновидность двухтрубной схемы. Однако попутная имеет свою особенность – в ней совпадает направление движения воды в обратке и в подаче. Попутная схема нашла свое широкое применение в отопительных системах с довольно удаленными ветками. Применение данного варианта предоставляет возможность равномерно распределить горячую воду и снизить гидравлическое сопротивление ветки.

Лучевая (веерная) схема применяется преимущественно во многоэтажных жилых домах. Примечательной особенностью данной схемы является возможность установки в каждой отдельной квартире индивидуального теплового счетчика. При лучевой схеме на всех этажах монтируется коллектор с выходами на каждую квартиру трубопровода. Главный плюс такого способа заключается в том, что жильцы имеют возможность оплачивать то количество тепла, которое они расходуют. Это предоставляет возможность владельцам квартир экономить немалые средства во время отопительного сезона.

Веерная или лучевая система отопления.

В частных домах данная схема используется с той целью, чтобы распределить трубопроводы между разными этажами. Делается это для лучевого подключения каждой отдельной батареи к коллектору. Иными словами, к каждой отопительной единице подсоединяется индивидуальная труба обратки и подачи. Веерная схема предоставляет возможность равномерно распределить горячую воду и свести гидравлические потери к минимуму.

Важный момент: при веерной схеме на одном этаже установка производится исключительно цельными трубами. Если будут применяться медные или полимерные трубы, трубопроводы допустимо заливать в специальную бетонную стяжку. Благодаря этому можно снизить потенциальную угрозу нарушения герметичности отопительных труб в местах их состыковки.