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.

Разводка отопления в частном доме своими руками

Работы по обустройству системы отопления в частном доме можно выполнить самостоятельно, если у вас есть первичные навыки работы с инструментом и сам инструмент, а можно заказать у специализированной организации.

Но, в любом случае, разводка отопления в частном доме своими руками начинается с теоретической части. Вам потребуется определиться с тем, какую схему разводки системы отопления вы выбираете, каким образом будет циркулировать в ней теплоноситель и котел, какой марки будет установлен в систему для нагрева теплоносителя.

Варианты организации схем разводки системы отопления жилого дома

Сегодня лицо, планирующее такую работу, как разводка труб отопления в частном доме самостоятельно, обустроить систему отопления, имеет возможность выбрать один из четырёх наиболее часто используемых для указанных целей вариантов:

Вариант лучевого способа разводки отопительной системы

Разводка системы отопления в частном доме, выполненная по указанному варианту, обладает следующей особенностью: подающая труба выводится в самую верхнюю точку дома (обычно, на чердак), здесь к каждой трубе подаётся собственный луч.

Получаем своеобразное солнышко с лучами подачи горячего теплоносителя к радиаторам. (Иная аналогия – фонтан).

Коллекторная обогревательная система

Схема разводки труб отопления по указанному варианту классифицируется, как самая эффективная и производительная. Основу составляет собранный на чердаке коллектор, через трубы которого осуществляется распределение теплоносителя. Правильная разводка труб отопления и установленная в коллекторе запорная арматура позволяют, при необходимости, отсечь любой из контуров без прекращения работы всей СО.

Считается самой удобной моделью СО именно данная система. Теплоноситель на радиаторы подаётся через коллектор. В нём же смонтированы элементы управления, что даёт возможность регулировать значение температуры в любом помещении, а также выполнять замену и ремонт вышедшего из строя узла без отключения всей системы отопления.

Существенным минусом считается большой расход материалов при монтаже СО по упомянутой схеме, а также требование об обязательном монтаже шкафа-коллектора.

Схема разводки отопления частного дома, собранная по однотрубному варианту

Этот вариант достаточно прост в реализации, потребует минимальных расходов на приобретение комплектующих и монтажные работы. Всё это делает его сегодня наиболее востребованным вариантом монтажа отопительных систем в частных жилых домах и на иных объектах.

Схема разводки труб отопления в этой версии позволяет теплоносителю последовательно переходить от одного отопительного прибора к другому. Причём в каждом последующем, температура будет ниже, чем в предыдущем. Очень часто до последнего радиатора теплоноситель доходит уже с низкой температурой, которой для отопления явно недостаточно.

Разводка труб отопления в доме по указанной версии практически исключает возможность регулировки системы, т.к. перекрытые батареи не пускают теплоноситель далее. А если возникает потребность отремонтировать какой-либо отопительный прибор в подобных СО сливают весь теплоноситель.

Двухтрубная система отопления дома

Обойдется значительно дороже предыдущей версии, и по срокам потребует большего времени на сборку и регулировку. Однако позволит получить серьёзный выигрыш в качестве отопления, производительности работы системы и её эффективности.

Разводка отопления в частном доме своими руками по указанной схеме прогревает объект гораздо лучше. Здесь в обязательном порядке присутствует две трубы, которые подводятся до каждого радиатора. Правильная разводка труб отопления обеспечивает следующее перемещение теплоносителя. По верхней поступает горячий теплоноситель, а по нижней отводится охлаждённый.

Достоинство схемы: параллельное подключение всех отопительных приборов. Схема разводки отопления частного дома по указанной версии позволяет выполнять ремонт вышедшего из строя элемента без отключения всей СО.

План отопления по способу циркуляции теплоносителя в системе

Во всех функционирующих в настоящее время СО, теплоноситель циркулирует по одному из указанных ниже вариантов.

Естественная циркуляция, иное наименование – гравитационная

Теплоноситель в данном случае перемещается за счёт использования разности в плотности жидкости, имеющей различные температуры. Горячая имеет меньшую плотность, поэтому поднимается в верхнюю часть системы. Холодная более тяжёлая, соответственно она уходит вниз.

Для того чтобы облегчить движение теплоносителя в таких системах трубы монтируют под небольшими углами по горизонтали, чтобы способствовать самотёку.

Основные преимущества такой системы – полная автономность и max простота сборки. Минусы: потребность в большом количестве труб крупных диаметров. Отсутствие возможности установить в таких СО современные модели радиаторов, имеющих небольшие сечения и жёсткое требование по уклону магистрали.

Принудительная циркуляция

В этой версии теплоноситель перемещается работающим циркуляционным насосом. А его излишек, образующийся при нагреве до высоких температур, вытесняется в расширительный бак.

В большинстве вариантов СО баки выполняются закрытыми, что обеспечивает его защиту от испарения. В обязательном порядке закрытые баки используются в системах, где теплоносителем выступает любой из растворов гликолей.

Такие системы обязательно оборудуются манометрами. При монтаже данных систем вам предстоят дополнительные расходы: потребуется купить терморегуляторы, насос, манометр, бачок и т.п.

Преимущества указанного варианта СО, которыми обладает разводка отопления двухэтажного частного дома по указанному варианту: требуется min объём теплоносителя, меньшие потребные диаметры труб, конструктивно реализованные возможности регулировки температуры прогрева радиаторов и т.п.
Минус: зависит от наличия электричества для работы насоса.

Схема отопления по технике разводки и расположения трубопроводов

При выборе данной версии её монтаж лучше поручить профессионалам, так как он достаточно сложен.

По типу монтажа различают:

• Горизонтальная СО. Достаточно удобна тем, что здесь не требуется монтажа стояков для последующего разветвления по имеющимся помещениям.
• Вертикальная СО. Не имеют воздушных пробок и просты в монтаже.

По направлению, в котором движется теплоноситель, выделяют:

• Прямоточные. Теплоноситель движется от котла по СО, к котлу.
• Тупиковые. От источника тепла движутся в противоположном направлении.

Схемы отопления частного дома, разводка труб в которых выполнена по одному из вышеперечисленных вариантов, требует от исполнителя качественно выполненных предварительных расчётов и тщательно подобранного нужного оборудования.

Его, в дальнейшем, потребуется смонтировать строго по расчётной схеме, в противном случае, собранная СО может плохо работать.

Как подобрать оптимальный вариант разводки отопления для частного дома?

При определении требуемого варианта СО необходимо учитывать несколько исходных параметров:

• Общую площадь помещения, которое будет отапливаться указанной системой;
• Количество этажей;
• Мощность отопительного котла, который планируется установить в систему;
• Какую схему циркуляции теплоносителя планируется взять за основу.

На сегодняшний день существует несколько наиболее востребованных способов выполнения утепления дымоходов жилых домов.

Утепление дымохода из кирпича

Кирпичные дымоходы в обязательном порядке нуждаются в дополнительном утеплении. Качественно утеплить дымоход из кирпича, значит существенно продлить сроки её службы.

Замена стояков отопления в квартире

Самым оптимальным решением при выполнении указанных работ, является единовременная замена стояка отопления на полипропилен сразу на всех этажах (весь пролёт).

Подключение радиатора отопления к двухтрубной системе

Если вы примите неправильное решение, или выполните подключение с нарушениями, то можете потерять до половины общего количества тепла.