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.

Проект отопления коттеджа — схема монтажа системы своими руками

Особенности однотрубной системы отопления

Выбор одно- или двухтрубного отопления не зависит от этажности дома – подходят оба типа, но для зданий с 2-мя и более этажами обязательна установка циркуляционного насоса.

Наиболее эффективным считается обогрев с жидким теплоносителем (водой или антифризом), тогда как для маленьких одноэтажных домов, например, летних дач, можно рассмотреть и другие варианты.

Принцип работы и отличительные признаки

Отопительные радиаторы, согласно однотрубной схеме подключаются последовательно, то есть теплоноситель сначала попадает в один прибор, ближний к котлу, от него по трубопроводу – в другой и т.д. Закольцованный контур, который представляет собой сеть, подходит и для 2-этажного дома, так как он удобно располагается вдоль стен по периметру.

Простейшая схема однотрубного отопления для 2-этажного здания: от стояка подачи теплоноситель поступает в отопительные радиаторы, подключенные в последовательном порядке

Наличие запорной арматуры способно улучшить пользование системой. Например, кран Маевского предназначен для удаления воздушных «пробок», которые часто возникают во время простоя, то есть в летний период. Кроме него используют различные модели балансировочных вентилей, шаровых кранов, специальных регуляторов.

Принудительный способ циркуляции в однотрубной конструкции при временном отсутствии электричества можно заменить естественным, но для этого необходим монтаж мембранного бака и расположение горизонтальных труб под наклоном до 5º.

Оценка недостатков и преимуществ

Основным плюсом однотрубных сетей считают более легкое составление проекта и непосредственно сам монтаж. Минимум труб позволяет не ориентироваться на сложную планировку помещений, а просто прокладывать трубопровод строго по периметрам обоих этажей. Ценится и экономия на приобретении для единственной магистрали меньшего количества элементов – труб, кранов.

Одна труба занимает намного меньше места, чем две, поэтому ее можно замаскировать под напольным покрытием, незаметно проложить в дверных проемах, то есть произвести монтаж без нарушений интерьера.

Одним из главных недостатков однотрубной системы, актуальным для дома с 2 этажами, является быстрое остывание теплоносителя во время последовательного перемещения сквозь радиаторы (+)

К недостаткам можно отнести необходимость в покупке более мощного циркуляционного электронасоса, вследствие чего возрастает плата за электроэнергию. Регулировать уровень температуры в конструкции с последовательным подключением сложнее: при понижении интенсивности нагрева в ближайшем радиаторе автоматически произойдет понижение температуры во всей магистрали.

Особенности отопительных схем

Оптимальным теплоносителем для двухэтажного частного здания является вода.

Однако по конструкции схемы водяного отопления отличаются:

• типом разводки — верхней или нижней;
• количеством труб — однотрубная система или двухтрубная;
• расположением стояка — вертикальное или горизонтальное;
• циркуляцией — принудительной или естественной;
• движением теплоносителя — тупиковым или магистральным.

Для отопления частного дома оптимальной считается схема с естественной циркуляцией. Количество этажей обогреваемого здания в этом случае роли не играет. Главное — правильно выбрать место, где будет расположен расширительный бак.

Для полноценной работы системы с естественной циркуляцией бак должен находиться в высшей точке здания — на чердаке или на втором этаже.

Благодаря такому размещению бака движение теплоносителя происходит сверху вниз, обеспечивая равномерное прогревание радиаторов, а соответственно, и воздуха в помещениях.

Необходимая направленность перемещения теплоносителя возможна, при условии укладки труб под уклоном.

Кроме того, по мере приближения к котлу, диаметр труб, по которым происходит обратное движение теплоносителя, должен расширяться.

Основные преимущества системы с естественной циркуляцией: независимость от электропитания, простота и надежность эксплуатации, отсутствие шума.

Основные недостатки системы с естественной циркуляцией:

• сложный монтаж, связанный с прокладкой труб под уклоном;
• недостаток напора для обогрева больших площадей;
• в зависимости от направления движения теплоносителя наблюдается разница температур, что негативно сказывается на работе бака;
• кислород, содержащийся в теплоносителе, способствует внутреннему разрушению системы с естественной циркуляцией;
• необходимо контролировать уровень теплоносителя, подливая его по мере испарения, что приводит к образованию накипи на внутренней поверхности труб.

Альтернативой отопительной системе с естественной циркуляцией теплоносителя считается схема с принудительной циркуляцией.

Проект

Независимо от того, в каком виде представлен проект — полный предусмотренный пакет документов или только графическая часть самой системы — в нем должны быть отражены все характеристики и параметры сети целиком и отдельных ее элементов, узлов и устанавливаемого оборудования.

Желательно, чтобы проект на отопление все-таки содержал пояснительную часть. В ней должны быть описаны предусмотренные моменты, которые, скорее всего, понадобятся при последующих реконструкциях дома или системы отопления, а также будут нелишними в предстоящем монтаже. К таким разделам относятся:

Обойтись без качественно выполненной системы отопления не может ни одно современное строение, будь то частный дом или хозяйственная постройка. Правильно выполненный проект отопления и качественный монтаж отопительного контура гарантируют поддержание заданной температуры в помещении на протяжении отопительного периода.

Проект отопления частного дома выполняется по определенным правилам в несколько этапов:

• на первом рассчитывается техническое устройство отопительной системы,
• на втором — на планах этажей сооружения проектируется размещение приборов отопления,
• на третьем — производится техническое обоснование и выбор экономически целесообразных оборудования и материалов, в том числе: котла и бойлера, измерительного и контрольного оборудования, насосов и системы предохранения.

Вышеуказанные процедуры выполняются в следующем порядке:

• составление ТЗ,
• сбор исходных данных для выполнения расчетов,
• расчетные работы,
• чертежные работы,
• оформление проекта отопительной системы и его сдача.

Еще перед начальным этапом работ проектировщики составляют ТЗ, основанное на пожеланиях хозяев, изучении выставленных ними требований к комфортности проживания, к качеству материалов и оборудования, которые будут задействованы в системе отопления и способа построения самой системы.

Пример проекта отопления дома. Для увеличения кликните по картинке.

Для успешного составления проекта отопления понадобится сбор следующей информации:

• о материалах, из которых изготовлены стены, полы, перекрытия, кровля и окна объекта, в частности — коэффициенты их теплопроводности,
• планы и разрезы постройки в виде электронного документа,
• дизайн-проект с учетом месторасположения сантехнических устройств.

В рамках проектных работ производится расчет естественных потерь тепловой энергии, создается схема обвязки отопительного котла, планируется обустройство дымохода. Проектировщики разрабатывают схемы отопительной системы каждого этажа и производят спецификацию оборудования.

Специалисты рекомендуют проектировать отопительную систему частного дома еще до начала строительства. Это гарантирует возможность выполнения всех этапов работ на должном техническом уровне.

Что подразумевается под таким планом, как проект отопления частного дома? Как разобраться самому с этим, если нет опыта в области проектирования и установки различных видов отопления? Постараемся ответить на эти вопросы в данной статье. Не будем углубляться в точные расчёты и термины, давайте рассмотрим более простую схему, которая будет понятна всем, кто желает разобраться, как сделать качественный проект отопления деревянного дома.

Проект отопления частного дома

Монтаж и подключение оборудования — как установить котел

Обязываются газовые, дизельные и электрические котлы практически одинаковым способом. Дело в том, что практически все настенные модели имеют встроенные циркуляционные насосы и расширительные баки. Наиболее простая и распространенная схема обвязки предусматривает расположение насоса с байпасной линией и грязевиком на обратке. Туда же монтируют и расширительную емкость. Для контроля за давлением используется манометр, а воздуха из котлового контура отводится через автоматический воздухоотводчик. Электрический котел, не оснащенный насосом, обвязывается таким же образом.

Если у теплогенератора имеется собственный насос, а его ресурс также используется на грев воды для ГВС, трубы и элементы разводятся несколько иным способом. Удаление дымовых газов проводится при помощи двустенного коаксиального дымохода, который выходит наружу сквозь стену в горизонтальном направлении. Если в приборе используется топка открытого типа, то потребуется наличие обычного дымоотводного канала, имеющего хорошую естественную тягу.

Обширные загородные дома довольно часто предусматривают стыковку котла и нескольких отопительных контуров – радиаторного, теплого пола и нагревателя косвенного нагрева ГВС. В подобном случае лучшим вариантом будет использование гидравлического разделителя. С его помощью можно добиться качественной организации автономной циркуляции теплоносителя в системе. В то же время он выступает в роли распределительной гребенки для других контуров.

Большая сложность обвязки твердотопливных котлов объясняется следующими моментами:

1. Риском перегревания по причине инертности приборов, так как работает система отопления в частном доме на дровах, которые быстро не гаснут.
2. Когда в бак агрегата поступает холодная вода, обычно появляется конденсат.

Чтобы теплоноситель не перегревался и не закипал, на обратку ставят циркуляционный насос, а на подачу сразу за теплогенератором – группу безопасности. В ее состав входит три элемента – манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан. Особенное значение имеет наличие клапана, так как с его помощью осуществляется сброс лишнего давления в случае перегрева теплоносителя. При использовании в качестве отопительного материала дров защита топки от конденсации жидкости обеспечивается байпасом и трехходовым клапаном: он задерживает воду из сети до тех пор, пока она не нагреется выше +55 градусов. В теплогенераторных котлах желательно применять специальные буферные баки, выполняющие роль тепловых аккумуляторов.

Нередко топочные помещения оснащаются двумя различными источниками тепла, что предусматривает особый подход к их обвязке и подключению. Обычно в таком случае в первой схеме объединяют твердотопливный и электрический котел, синхронно питающие отопительную систему. Второй вариант подразумевает комбинацию газового и дровяного генератора тепла, питающие системы отопления дома и ГВС.

Выбор котла и радиаторов

При покупке котла нужно учитывать, на каком топливе он будет работать. Ставится котел в специализированном помещении, которое называется котельной. Это делается для безопасности всех жильцов дома.

Современное оборудование можно разместить в любом помещении. Например, это могут быть газовые котлы, имеющие закрытую камеру сжигания, или электрические изделия. Однако если есть возможность поместить его в специальном помещении, то лучше так и сделать.

Современные производители предлагают достаточно большой выбор котлов:

• Это могут быть газовые приборы, которые считаются самыми дешевыми и простыми в эксплуатации.
• Далее идут электрические котлы. Обогрев помещения с их помощью очень дорогостоящий.
• Существуют еще и твердотопливные котлы. Они очень популярны в тех регионах, где происходят перебои с электричеством или газоснабжением.
• Жидкотопливные приборы работают на мазуте или солярке. Однако такие котлы загрязняют воздух.
• Теплый пол поможет хорошо обогреть помещение, однако его установка достаточно дорогая.

Сделав выбор котла, можно приступать к выбору радиаторов. Выбор радиаторов зависит от того, сколько помещений нужно отопить

Очень важно отметить на схеме частного дома то место, где будут установлены радиаторы. Для их подключения можно применить четыре способа

Одним из самых эффективных считается вариант подачи тепла сверху с прохождением его по всей системе отопления. Этот способ обеспечивает равномерное прогревание всего помещения.

Если это боковое подключение подачи, то радиаторы при этом прогреваются равномерно, но все же в тех из них, которые размещены дальше, уровень подачи тепла ниже.

Последний способ подключения заключается в подаче теплоносителя снизу. Он тоже снижает КПД на двадцать два процента. Но это не критично, и многие все равно выбирают такой способ подключения.