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.

Проектирование системы отопления дома

Проектирование отопления дома. С чего начать?

В этом разделе мы, инженеры компании «Интегра Инжиниринг”, просто и доступно объясним, на что нужно обратить внимание, когда вы начинаете проектирование системы отопления дома и какие узкие моменты нужно обязательно учесть.

Проектирование отопления дома. Шаг 1. Какой котёл выбрать?

Определитесь с местом расположения и типом котла

Проектирование отопления дома начинается с вычисления отапливаемой площади. Исходя из этого, определяют и тип котла.

Для дома небольших размеров (до 200 м2) можно купить настенный котёл с функцией приготовления горячей воды. Однако, вы должны понимать, что горячая вода начнёт готовиться в котле только после того, как вы откроете кран. Какое-то время придётся подождать, чтобы нагретая вода дошла от котла до, например, душевой кабины. Если вы установите котёл мощностью более 26 кВт, обеспечивающий горячей водой одновременно 2 точки (например душ и кухонную мойку), то при открытии горячей воды в мойке будет «проскок» холодной воды в душе. Это происходит из-за того, что котёл не успевает отреагировать на резкий повышенный расход. А следовательно, не может сразу увеличить мощность нагрева. Те, кто жил в квартире с газовой колонкой, меня поймут, хотя многих такое положение вещей вполне устраивает.

Если вы не хотите испытывать подобные ограничения – можно рассмотреть установку настенного одноконтурного котла с бойлером (желательно от 100 л). Как правило, с обычным настенным котлом не возникает сложностей по установке (его чаще всего размещают на кухне и вписывают в кухонный гарнитур). Другое дело – установка одноконтурного котла с бойлером. Тут необходимо выделить место под бойлер, а также под расширительный бак к нему. Разумеется, нужно предусмотреть пространство для необходимой запорно-предохранительной арматуры и трубопроводов. На кухне обычно столько места нет, и приходится организовывать котельную в отдельном помещении.

Проектирование отопления дома. Шаг 2. Требования к помещению

Размещение котла на кухне

По площади, объёму и габаритам ограничения маловероятны, потому как самая маленькая кухня площадью 6 м2 и высотой 2.5м уже отвечает требованиям для установки котла мощностью до 60 кВт.

Проблемы с проектированием отопления дома могут возникнуть как раз с большим объёмом кухни. Или, если она совмещена с гостиной и не отделяется от неё дверью. По нормативам газовщиков в помещениях, где установлено газоиспользующее оборудование, необходимо устраивать систему естественной вентиляции, в простонародье – вытяжку. Диаметр вытяжной трубы рассчитывается на трёхкратный часовой воздухообмен в помещении. Формул приводить не буду, потому как в газовом проекте, который вы будете заказывать, вам всё рассчитают. Но чтобы вы в последствии не удивлялись, поясню.

Представим, что у вас кухня с высотой потолков 3,5 м и площадью 20 м2. При этом она не имеет двери, отделяющей её от 80-метровой гостиной. Так вот, для газовщиков это является единым помещением площадью 100 м2. И вытяжка для обеспечения трехкратного воздухообмена у вас получится диаметром не 272 мм (как для 20 м2, что тоже не мало), а 610 мм! Даже, если вы посчитаете, что, убрав газовый котёл в отдельное помещение, сможете уменьшить диаметр вытяжки – это тоже ещё не всё. Теперь вы должны избавиться от газовой плиты, потому как она тоже является газоиспользующим оборудованием. И для неё предусмотрены те же нормативы. А вот удобна ли вам будет электроплита, пусть решает тот, кто больше готовит в семье.

Что касается площади остекления и форточек – тут вопросов особо нет, потому как размеры окон на кухне всегда будут больше, чем это необходимо. Коротко поясню, для чего нужно соблюдать нормативы по вытяжке и остеклению в помещении кухни с газовым котлом, да и вообще для котельной в целом. Это безопасность в первую очередь! Вытяжка нужна главным образом для удаления природного газа в случае его утечки, предотвращая скопление взрывоопасной концентрации. А площадь остекления рассчитывается на возможный взрыв – чтобы стёкла вылетели, а не стены треснули.

Размещение котла в отдельном помещении

Теперь поговорим об отдельных помещениях для котлов – котельных. Требования по площади, объёму и высоте потолков можно найти в свободном доступе из нормативной документации:

• один котёл до 30 кВт – это 7,5 м3 и 2 м высота потолков (любой этаж, в т. ч. цоколь).
• один или два котла от 30 до 60 кВт – это 13,5 м3 и высота потолков уже 2,5 м минимальная (любой этаж, в т. ч. цоколь).
• от 60 до 150 кВт – минимум 15 м3 (любой этаж, в т. ч. цоколь).
• от 150 до 350 кВт – только первый или цокольный этаж с отдельным выходом на улицу, либо в пристрое, либо в отдельно стоящем здании.

Что касается оконного проёма (остекления) – оно обязательно. Рассчитывается как 0,03 м2 от одного кубометра объёма, но не менее 0,8 м2.

Норматив по вытяжке тот же, что и для кухни. Его я приводил выше – это трёхкратный воздухообмен.

Проектирование отопления дома. Шаг 3. Требования к дымоходам

Коаксиальные дымоходы настенных котлов (труба в трубе) здесь рассматривать не будем, т. к. с ними всё просто, а вот с атмосферными котлами есть нюансы.

Допустим, вам нужно проектирование системы отопления дома, где в кирпичной стене уже заложен дымоходный канал (или 2 канала). На что стоит обратить внимание?

Во-первых, площадь сечения этого канала

Площадь сечения должна быть не меньше площади дымохода котла. Если канал равен площади кирпича, то, казалось бы, проблем нет, но это далеко не так. Чаще всего дымоходы кирпичной кладки собираются толщиной в полкирпича. А т. к. он обязательно должен выходить, как минимум на 0,5 м из кровли, то его обязательно нужно утеплить во всех участках, где он выходит на улицу.

Если этого не сделать – срок жизни такого дымохода составит от 3-х до 5-ти лет. После чего он разрушится и упадёт, обязательно повредив кровлю или соседние постройки. Происходит это из-за того, что продукты сгорания (кислотный пар), впитываются в стенки дымохода. А при отрицательной температуре на улице ещё и замерзают, т. к. котёл работает не постоянно, а с остановками. Идет процесс эрозии, приводящий к разрушению дымохода. Утепление дымохода тоже не панацея – она лишь затормозит этот процесс.

Во-вторых, внутреннее устройство дымохода в канале стены

Лучше всего изолировать продукты сгорания от кирпичной кладки. Труба из нержавейки прекрасно справляется с этим, но и тут есть подводный камень. Круглая труба Д160 не пролезет в канал площадью в один кирпич (250х125). Поэтому вам придётся заказывать нержавеющую трубу прямоугольного сечения. Разумеется, придётся изготовить и переходник с прямоугольного на круглое (т. к. подавляющее большинство газовых котлов имеет именно круглое сечение трубы). А всё, что делается не по стандарту и под заказ – дорого стоит!

Поэтому закладывайте бОльшие каналы дымоходов, чтобы в них можно было разместить стандартные трубы из нержавейки.

В третьих, материал трубы дымохода

Почему из нержавейки, а не из оцинковки – спросите вы. Отвечаю: оцинковка сгниёт через несколько лет – кислотосодержащие дымовые газы уничтожат её, а нержавейка простоит много десятилетий. Но это касаемо только традиционных атмосферных котлов! В последнее время стали популярны конденсационные котлы. Обычная нержавейка в дымоходах этих котлов гниёт так же, как оцинковка в традиционных. Связано это с их принципом работы. В процессе горения кислотосодержащие пары намного быстрее превращаются в кислотные капли в связи с более низкой температурой отходящих газов и стекают по дымоходу. Обычная нержавейка не справляется с постоянным пребыванием в такой среде и начинает корродировать. Выход – ставить специальный пластиковый дымоход или заказывать дымоход из кислотостойкой нержавейки. И то, и другое – решения не из недешёвых.

Неплохим решением может оказаться дымоход из сендвич-труб. Он не обязательно прокладывается внутри кирпичной кладки. Достаточно закрыть его коробом из негорючего материала, допустим из ГВЛ. Толщина утеплителя в сендвиче этого дымохода может быть от 2,5 см, а для уличной части будет вполне достаточно 5 см. Внешний слой покрытия внутри помещения в этом случае не обязательно нержавейка. Подойдёт вполне и оцинковка, которая будет также долговечной. А вот уличный слой лучше заказать окрашенный (как правило, в цвет кровли) или изготовить из нержавейки, потому как обычная оцинковка потускнеет и будет портить вид. Но оголовок трубы обязательно делается из нержавейки. Здесь даже крашеная оцинковка со временем начнёт гнить. Ствол дымохода должен быть вертикальным – допускается относ в сторону двумя углами 30 гр и длинной 1 м, но это делать не желательно.

Сендвич-дымоходы до 2-х метров высотой при проектировании системы отопления допускается монтировать без дополнительной поддержки. Если длина трубы больше – необходимо разработать опорную конструкцию, к которой они будут крепиться с помощью кронштейнов. Не стоит забывать и про снеговую нагрузку, которая может снести ваш дымоход при таянии снега и схода его с кровли.

Высота дымохода определяется старым СНиПом, где нормы высот остались неизменными ещё с 1972 года.

Компания «Интегра Инжиниринг” разработает проект отопления вашего дома, подберет экономически взвешенное и эффективное решение. Чтобы в вашем доме всегда было комфортно, а оборудование не создавало проблем.