Проектирование и монтаж систем отопления

Самотёчные и принудительные

Самотёчный вид обогрева тот же способ естественного метода циркуляции воды в системе. Данная конструкция не зависит от наличия электричества, что делает его доступным в местах с перебоями энергоподачи. Минусом можно назвать использование только воды и морально устаревший вариант самой концепции.

Принудительные схемы предусматривают применение средств нагнетания теплоносителей. Сюда входят циркуляционный насос с небольшим количеством труб в отличие от самотёчного способа. Он наиболее популярен и имеет огромное количество конструктивных решений, предусматривающих установку в любых условиях с соблюдением установленных режимов температуры. Про это было уже описано выше.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50 см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1 л/мин примерно равен мощности в 1 кВт (1000 Вт).

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

• алюминиевые — 190Вт
• биметаллические — 185Вт
• чугунные — 145Вт.

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м2 площади. Тогда на помещение 16м2 нужно: 16м2/1,8м2=8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

• биметаллический радиатор — 1,8м2
• алюминиевый — 1,9-2,0м2
• чугунный — 1,4-1,5м2.

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м2/2м2=8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Однотрубная схема отопления

Как правило, эта схема разводки системы применяется в частных одноэтажных домах и отличается лёгким монтажом, малыми трудозатратами и невысокой стоимостью. Радиаторы подключаются к трубе отопления последовательно. Отвод отработанного теплоносителя не предусмотрен. Такая схема водяного отопления имеет немало недостатков при обогреве частного дома:

• потере тепловой энергии – каждый следующий отопительный прибор будет нагреваться меньше предыдущего;
• невозможности регулировать интенсивность нагрева в одном помещении без аналогичных последствий для остальных. Снижая температуру в одном из радиаторов, произойдёт неизбежное охлаждение всех последующих батарей отопления;
• необходимости дополнительно оборудовать отопительную систему насосом для поддержания в ней рабочего давления.

Имеются технологические приёмы, с помощью них можно частично избавиться от перечисленных проблем. Улучшить работу однотрубной схемы разводки можно с помощью специального оборудования: термостатических клапанов, радиаторных регуляторов, воздухоотводов, балансировочных вентилей. Их применение несколько повысит стоимость монтажа, но зато позволит понижать или понижать температуру в одном из радиаторов без нежелательных изменений температуры в остальных отопительных приборах.

Скорость движения воды

При цикличных изменениях температуры горячая вода находится в верхней части теплосети, холодная влага движется в нижних трубах. Основной побудительной силой для естественного (без принуждения от насоса) движения жидкости в контуре является циркуляционный напор, зависящий от соотношения высот расположения котла и самого нижнего радиатора. На рисунке ниже представлена графическая схема возникновения циркуляционного напора h. Параметр h имеет постоянную величину для данной схемы и не изменяется во время работы системы отопления.

Схема возникновения циркуляционного напора

Для создания оптимального напора отопительный котел устанавливается с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь, расширительный бак необходимо установить повыше. Довольно часто его ставят на чердаке дома.

Скорость циркулирования воды в контуре при монтаже своими руками гравитационной отопительной системы частного дома определяется следующими факторами:

1. Величиной циркуляционного напора. Чем он больше, тем выше скорость протекания воды в теплотрассе;
2. Диаметрами труб отопительной разводки. Малые размеры внутреннего сечения трубы будут оказывать большее сопротивление водяному потоку, чем трубы с диаметром побольше. Для однотрубной или двухтрубной самотечных систем под разводку намеренно завышают размеры труб до Д_у 32-40 мм;
3. Материалами изготовления труб контура. У современных полипропиленовых труб сопротивление потоку в несколько раз ниже, чем у поврежденных коррозией и покрытых отложениями стальных трубопроводов;
4. Наличием поворотов в сети теплотрассы. Идеальный вариант – прямой трубопровод;
5. Обилием арматуры, переходников, подпорных шайб. Каждый вентиль снижает величину напора.

Процессы естественной циркуляции весьма инертны и протекают медленно. Время между растопкой котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Схемы отопления – однотрубная и двухтрубная система, какая лучше, и от чего зависит выбор схемы

Отопление частного дома может быть выполнено своими руками по различным схемам. Основных способов устройства два – однотрубная и двухтрубная схема.

Однотрубная система отопления весьма популярна в среде индивидуальных застройщиков по следующим причинам:

1. Относительно демократичная стоимость устройства и его простота, позволяющая реализовать все своими руками. Достаточно владеть навыками сварщика средней квалификации.
2. Гидроустойчивость, при которой теплоотдача разводки не изменяется при отключении отдельного нагревательного элемента.
3. Экономное расходование основного материала – труб.
4. Система характерна невысокой инерционностью и быстрым прогревом контура, что объясняется уменьшенным количеством теплоносителя при такой схеме.
5. Эстетичный внешний дизайн, особенно, когда магистральная труба проводится в стене.
6. Применение современного запорного и регулирующего оборудования (автоматические и ручные регуляторы температурных значений) позволяет производить точную настройку системы и обеспечить ее стабильность.
7. Простота конструкции, определяющая ее надежность.
8. Простой монтаж, обслуживание и эксплуатация.

Использование средств автоматизации позволяет включить однотрубную систему в комплекс схемы управления «Умный дом», регулирующий ее работу в зависимости от погодных условий, времени суток, сезона и других факторов.

Основные нарекания на такую схему подключения для частного дома состоят в неравномерности нагрева отдельных элементов – чем больше удаленность от котла, тем медленнее нагреваются батареи, поскольку теплоноситель охлаждается по мере перемещения по контуру.

Частично такой эффект нивелируется использованием циркулярного насоса. Можно также увеличить количество секций в удаленных батареях, что позволит выровнять теплоотдачу.

Такими мерами можно в значительной степени снизить влияние отрицательных факторов. В результате водяное отопление, выполненное по такой схеме, считается лучшим для частных домов площадью до 150 м3.

В двухтрубной системе отопления, наполнение всех радиаторов происходит одновременно. Этим обусловлен равномерный нагрев всего трубопровода.

Одновременно возникает возможность регулировки количества теплоносителя, проходящего в любом из коллекторов системы.

Такая схема, сделанная правильно своими руками имеет ряд определенных преимуществ:

1. Возможность автоматической регулировки температуры в каждом помещении.
2. Любой контур работает независимо, сбой в работе одного из них не влияет на функционирование остальных.

Вместе с тем имеются и определенные недостатки:

• повышенная сложность конструкции;
• большая материалоемкость разводки;
• повышенная трудоемкость исполнения.

От выбора схемы отопительной системы загородного дома, зависит стабильность работы все системы. Так, для зданий с постоянным проживанием, допустимо использовать однотрубную схему подключения.

Двухтрубную систему лучше применять в домах периодического посещения, когда можно прогревать жилище  с пониженным расходом горючего.

Выбор варианта подключения зависит от пожеланий застройщика и полностью находится в его компетенции.

Электрическая система отопления

Устройство электрических систем отопления.

Любой отопительный прибор требует определенных затрат, однако наименее затратным в плане монтажа является, несомненно, электрическое отопление дома. Оно и самое безопасное. Очень часто электрические приборы оставляют без присмотра — в этом большое их преимущество

Кроме того, эта система отопления не требует сложного и громоздкого оборудования, что тоже очень важно. Для того чтобы сделать дома подобное отопление, потребуется постоянный источник высокого напряжения и энергии

Помимо этого, относительно большие затраты будут связаны с оплатой по счетам.

Конечно, все зависит от частоты использования прибора, его размеров и мощности. Электрическая система хорошо подойдет для загородного дома, так как в этом случае не придется монтировать дымоход, строить печь. Температуру в этом случае можно легко регулировать с помощью пульта управления. Большое значение имеет и то, что нагрев происходит очень быстро, в отличие от других способов. Таким образом, единственным, но существенным минусом этого вида отопления является высокая стоимость электроэнергии. Все знают, что стоимость ее год от года растет.

Расчет системы отопления

Как и все тепловые расчеты, этот при доскональном исполнении довольно сложен. Но мы приведем очень простую методику, позволяющую определить необходимые параметры с достаточно высокой точностью.

Исходными данными для расчета являются следующие параметры:

1. Площадь отапливаемых помещений. Следует использовать только данные по комнатам, в которых устанавливается отопление, то есть одной или двумя стенами дома контактирующими с улицей.
2. Климатическая мощность. Этот параметр учитывает место расположения частного дома. Так, для южных районов он составляет 0,8-0,95, для центральных регионов – 1,3-1,6, а для северных – 1,6-2,2.

Расчет для помещения площадью 130 метров в квадрате выглядит следующим образом:

N = 130 x 1,2 / 10 = 15,6 (кВт)

Расчет в обязательном порядке включает в себя вычисление количества секций радиаторов. Для этого используются следующие данные:

1. Площадь – учитываются только комнаты, в которых устанавливаются батареи.
2. Число 100 определяется из требования СНиП к мощности одной секции на квадратный метр площади.
3. Площадь составляет 30 метров квадратных.
4. Мощность одной секции батареи составляет 180 Вт.

N = 30 x 100 / 180 = 16,7 = 17 (шт)

Расчет системы отопления по указанной методике вполне достоверен и годится для практического применения.

Поэтапное проектирование газового отопления

Первый этап любого проектирования отопления коттеджа крупного размера или небольшого частного дома – предварительное обсуждение задач с владельцем недвижимости или его доверенным лицом. Далее следует обязательный выезд мастера на объект для:

• получения информации по местности и подводке коммуникаций;
• проведения замеров и расчетов;
• определения особенностей строения;
• формирования сметы с учетом пожеланий заказчика в отношении оборудования и функциональности системы.

Полученные мастером данные анализируют технологи, инженеры, проектировщики, которые будут задействованы в проекте. Они ищут наиболее оптимальные решения задачи, ориентируясь на проектирование отопления частного двухэтажного дома, небольшого одноэтажного строения, бани, спортивного или бассейного комплекса и других объектов. Если есть возможность, то заказчику мы предлагаем варианты.

После процесса согласования, во время которого уточняются особенности конструкции дома, составляется техническое задание на проектирование отопления и определяется итоговая стоимость работ. Все согласованные решения вносятся в договор на оказание услуги по проектированию отопления или общий договор обслуживания, который включает:

• проектирование и монтаж;
• пуско-наладку и сдачу в эксплуатацию;
• дальнейшее ТО, гарантийный и послегарантийный ремонт;
• масштабирование и модернизацию системы.

Оборудование, комплектующие и материалы

Оборудование имеет уйму деталей. Их необходимо разделить на 4 неотъемлемые группы:

1. Котельное отопление.

Включает котел, бак, насос и горелку. Выбор котла зависит от «питания». Бак – от выбранной системы отопления, существует открытый и закрытый. Необходимость насоса определяется выбранной системой. Все детали обговариваются при проектировании.

2. Отопительные приборы.

Отвечают за обогрев постройки. По значимости не отстают от котла. Делятся в зависимости от материала приготовления:

• Чугунные;
• Биметаллические;
• Алюминиевые;
• Стальные.

Некоторые делят их по ценовой политике, надежности, исполнению (стандарт, эксклюзив и тд.).

Надежность, качество, эксплуатационный срок, полезность – основные характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе данного прибора

3. Трубы.

Трубами характеризуется разводка отопления. Их вариаций настолько много, что проще будет разбить на две большие группы: металлические и полимерные. Разводка труб отопления (однотрубная схема или двухтрубная) также непосредственно влияет на их цену.

В первой группе присутствуют дорогие медные, нержавеющие и оцинкованные трубы. Также есть стальные. Металлические нуждаются в сварке и резьбовых соединениях. Достаточное прочные, но тяжелые. Работать с ними не удобно.

Вторая не имеет таких минусов. Цена приемлемая. Крайне популярны полипропиленовые. Идеальный вариант – армированные полипропиленовые трубы. Требуют сварки, но уровень сложности низкий. Также есть полиэтиленовые и металлопластиковые варианты.

4. Запорно-регулирующая арматура.

Отвечает за контроль температуры путем смены потока в любом месте трубопровода. Применяются от котлов до батарей. Следующие элементы используются в роли регулировщиков:

• Различные клапаны;
• Воздухоотводчики;
• Редукторы давление;
• Краны (шаровые) и вентили;
• Манометры.

Дорогие

В тех сложных ситуациях, когда частный дом стоит в местности, где нет ни электричества, ни газа, но финансы не ограничивают выбор по поиску решений, следует обдумать следующие варианты отопления:

• с помощью котла, работающего на сжиженном газе;
• альтернативные источники тепла или энергии.

В случае, когда нет только газа и с твёрдым топливом проблемы, можно воспользоваться котлом, работающем на жидком топливе, например, дизельном. А также использовать так называемый тепловой насос.

Сжиженный газ

Сжиженный бутан-пропан в баллонах вполне может заменить магистральный природный газ в качестве топлива для соответствующего котла. Но перед установкой котла необходимо убедиться в периодичности поставки сжиженного газа в данную местность и в действительной выгоде такого решения, учитывая стоимость агрегата нужной мощности, его монтажа, расход газа на отопительный сезон. Всё это сравнить с другими способами, не забывая, конечно, о простоте обслуживания и эксплуатации тех или иных устройств.

Для работы на сжиженным газом подходят обычные газовые котлы, в которых специалисты меняют лишь диаметр сопел на горелках. А если вдруг проведут природный газ, то всё возвращают к исходному, чтобы работать от этого вида топлива. Особенно отопление на котле, работающего на сжиженном газе, актуально на дачных постройках в осенний или весенний период, когда не требуется большого расхода топлива. В ином случае (если отапливается дом в зимний период) будет правильным решением установка специального резервуара для закачки и хранения сжиженного газа. Этот резервуар называется газгольдер.

Тепловой насос (требуется свет)

Принцип работы теплового насоса схож с кондиционером или холодильником, но если взглянуть на этот процесс наоборот. То есть он нагревает теплоноситель, имеющий низкую температуру в своём теплообменнике до температуры 50 градусов и направляет его в систему отопления.

Однако для работы теплового насоса необходимо электричество. Затрачивая 1 кВт электроэнергии от сети, он даёт примерно 3-5 кВт тепловой энергии. Этот вариант хорошо подоходит для тех, кто не хочет топиться углем, но ищет альтернативные варианты отопления дома без газа.

Дизельное топливо

Отопление от котла, работающего на дизельном топливе, тоже предусматривает наличие электричества (нужно питать дизельный насос, подающий топливо в котёл). Но следует учитывать, что такое решение в районах, не имеющих магистрального газа, вполне приемлемо. Но, конечно, с условием наличия электричества. Работать с котлом на дизельном топливе без центрального электроснабжения недопустимо с точки зрения пожаробезопасности. Такой котёл должен функционировать с обязательной системой безопасности, так же питаемой от электросети.

Альтернативные источники (очень дорого)

Среди современных альтернативных способов отопления частных домов  без газа можно выделить использование геотермального тепла, который нашел уже широкое применение в странах Западной Европы. В нём задействовано тепло земной коры (геотермальное тепло), нагреваемое в тепловом насосе.

Кроме того, перспективен также и гидротермальный обогрев дома. Здесь уже гидротермальный контур для получения начального тепла размещают в водной среде (пруд, озеро и другое). Даже в сильные морозы подо льдом вода имеет положительную температуру, достаточную для её преобразования в требуемую для отопления.

В южных районах можно применить способ аэротермального (то есть воздушного) отбора тепла для преобразования его в отопительное. Но при −15 градусах такой способ практически не работает, поэтому он актуален лишь в тёплых районах.

Для получения энергии сооружают солнечные батареи и коллекторы. Коллекторы сами являются отопителями, а солнечные батареи служат для преобразования солнечного тепла в электричество с дальнейшим аккумулированием его. В холодное время аккумулированное электричество может применяться в работе котла, насосов, защиты. Но полностью заменить источники тепла они не в состоянии

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!