Этапы проектирования системы отопления в частном доме: мощность приборов

Перед монтажом и подключением системы отопления своими руками в частном доме или квартире необходимо составить проект. Нужно рассчитать параметры каждой составляющей части, выбрать оборудование для котельной, чтобы обеспечить регулярную подачу тепла.

Структура отопительной системы

Проектирование будущего отопления в частном доме начинается с обзора всех элементов.

Главной частью всей конструкции служит отопительный котел необходимой мощности.

Современные системы обогрева снабжаются электросистемой управления.

Кроме основного котла нужны трубы, радиаторы, перемычки, запорная арматура, кран Маевского, датчики для отслеживания состояния работы всей цепи. Очистка теплоносителя требует установки фильтра.

Когда планируется сразу подвести нагрев воды, то к водяному контуру подключают счетчик учета расхода жидкости.

Кроме базовых элементов стоит ставить дополнительные: расширительный бак, циркуляционный насос, фильтр на кран с холодной водой, подключенный для компенсации количества теплоносителя.

Схема обогрева

Есть несколько вариантов сборки системы: в какой последовательности подключить соединения, где проложить трубы и т.д.

Выбор способа соединения опирается на то, сколько линий трубопровода будет содержать обогревательная система: однотрубная или двухтрубная планировка.

Однотрубная линия

Однотрубная схема подключения подразумевает последовательное соединение только одной линии труб по всему контуру.

От котла нагретый теплоноситель отправляется в систему, попутно остывает и в конце подключается к точке входа в нагревательный прибор.

Нагрев трубопровода происходит неравномерно, а в дальних комнатах батареи будут чуть теплыми.

Такой вариант требует проведения основной линии сверху или снизу секционной батареи, которую подключают при помощи патрубков.

При верхнем пролегании получается неэстетичный вид, а при нижнем требуется установка крана аварийного сброса давления на каждый радиатор. Через такие краны стравливают воздух, собирающийся внутри верхней части батареи.

Однотрубная и двухтрубная схемы

Такой способ проще проектировать, при его реализации снижаются расходы на материал, но практически всегда однотрубное подключение прокладывают открыто, по мере удаления от котла радиаторы нагреваются слабее. Нельзя проложить систему длиной более 30 м, иначе прогрев будет недостаточным.

При подсоединении через низ радиаторов от трубы выходит байпас, и можно в любой момент отключить нужный радиатор. В этом случае не потребуется сливать воду со всей линии.

Двухтрубная линия

Более совершенная, с наибольшей теплоотдачей двухтрубная схема доставляет равный объем тепловой энергии к каждому из радиаторов.

По верхним трубам протекает нагретый теплоноситель, максимально нагревает батарею и уходит по нижним трубам. Пока жидкость проходит по нижней линии, она успевает охладиться, чтобы вновь поступить к теплообменнику.

Оба трубопровода располагаются параллельно друг другу, а радиаторы размещаются как часть линии или параллельно трубам с теплоносителем.

Элементы конструкции полностью независимы, они равномерно прогреваются, появляется возможность регулировать нагрев каждого радиатора по отдельности. Для этого на приборы устанавливаются терморегуляторы.

Недостатком такой схемы считается небольшая сложность проектирования и увеличенные расходы на материалы, но результат полностью перекрывает такие минусы.

Расчеты и архитектура

У проекта всегда есть архитектурная часть, которая предполагает расчет постройки помещения под котельную, ее обустройство, мощность технических элементов.

Перед тем, как установить любую часть узла (например, котел или дымоход), требуется провести точные расчеты. Для этого не нужно специфических знаний, достаточно использовать готовые формулы или онлайн-калькуляторы.

Правильное составление проекта котельной

Чтобы верно спроектировать котельную, нужно выбрать место под установку основного котла. По стандартам котельная не должна располагаться внутри жилого помещения. Если подходящих площадей в доме нет, делается пристрой.

Расчетная мощность теплогенератора одноэтажного или многоэтажного здания влияет на размер котельной. Требования при оборудовании теплового узла:

1. Высота помещения не менее 2,5 м.
2. Объемом от 15 м 3 .
3. Обязательная вентиляция.
4. Минимум одно окно и одна дверь.

Пример обустройства котельной

Учитывается мощность теплового генератора: установки от 151 кВт можно ставить только на первых или цокольных этажах, а аппараты слабее допускается монтировать на втором или третьем этаже дома. Это важно для проектирования отопления многоэтажного коттеджа.

Самые маленькие модели (до 60 кВт) устанавливаются на кухне, но если в ней есть окно с форточкой для проветривания.

Для проектирования индивидуального отопления берется в расчет температура воздуха на улице , чтобы вычислить оптимальные параметры оборудования .

Имеет значение и материал, из которого построено здание. Например, проект для отопления деревянного дома отличается от постройки из кирпича.

Выбор дымохода, расчет размеров

Дымоходная труба ставится в обязательном порядке. Через нее выводятся продукты горения наружу, в случае появления утечки частично отводится газ.

Необходимо, чтобы материал обладал огнестойкостью не менее 1 ч. Все стыки, швы также покрываются огнестойкими герметизирующими средствами, а основная труба не должна пропускать газы.

Согласно СНиП 2.04.05-91, величина сечения дымохода зависит от мощности основного прибора: чем мощнее котел, тем шире труба.

Выделяется три категории в зависимости от типа основного сырья: кирпичные, металлические и керамические дымоотводы.

Чаще всего применяются сэндвич-трубы из нержавеющей стали. Если собственник хочет сделать кирпичное сооружение, рекомендуется установить жаропрочную металлическую трубу, а вокруг нее выложить кирпич.

Керамические изделия используются редко, так как материал очень хрупкий, но при этом тяжелый.

Сечение дымоходных элементов 16 см подходит для теплогенераторов до 3,5 кВт, если показатель достигает 5,2 кВт, нужны изделия 19 см, а под 7,2 кВт – 22 см.

Длина зависит от высоты крыши и от того, как далеко от конька будет располагаться дымоход: чем дальше планируется поставить трубу, тем выше она должна находиться относительно крыши.

Необходимая мощность

При составлении проекта отопления учитывается общий показатель мощности конструкции.

Первое, на что обращают внимание, это климатические условия. В холодных регионах оборудование должно вырабатывать больше тепла, чем в районах, где температура редко опускается ниже -10 0 С

Нельзя обойтись без вычисления площади, объема каждого обогреваемого помещения, количества радиаторов. Всегда смотрят, есть ли теплоизоляция, насколько хорошо она выполнена.

Основные расчеты представляют собой произведение удельной мощности котла на 10 кв. м комнаты и площади помещения, разделенные на 10 и прибавку запаса в %.

В итоге получается требуемая мощность котла, а запас рассчитывается в зависимости от модели. Одноконтурный прибор требует 30%, а двухконтурный – 50%.

Объем теплоносителя высчитывается путем умножения мощности теплогенератора на 15. Например, для обогрева комнаты площадью 81 кв. м потребуется котел на 16 кВт и 240 л жидкости.

Естественная или принудительная циркуляция?

Существует два способа циркуляции теплоносителя: под действием гравитации или циркуляционного насоса.

При естественном течении воды внутри системы не требуется дополнительно подключать насос. Но необходимо увеличить количество теплоносителя внутри труб, поставить более широкий трубопровод, при сборке системы выдерживать крен не менее 2%.

Естественная циркуляция

Выполняется балансировка температуры за счет увеличения количества секций радиатора, находящихся дальше всех от котельного узла.

Циркуляционный насос устраняет эти недостатки системы, но требует дополнительной установки датчиков, расширительного бака.

Выбор энергоносителя

Существует множество моделей котлов, работающих на разном типе топлива. В зависимости от вида прибора выбирается подходящий энергоноситель.

На твердом топливе

Для загородного дома лучше всего подойдет твердое топливо (уголь, дрова, сломанные деревянные части заборов или иных построек, деревесные пеллеты, брикеты, навозная органика).

Коэффициент полезного действия (КПД) такой техники чаще всего бывает около 75%.

Среди преимуществ простота использования, доступность расходников, быстрый прогрев помещений.

Недостаток в том, что нужно постоянно добавлять топливо для поддерживания силы горения. Температуру контролировать сложнее, так как силу горения регулируют, усиливая или уменьшая тягу, а система медленно охлаждается.

Дизельная модель

Дизельные генераторы работают на солярке. Необходимо поставить бак под солярку не менее 750 литров в объеме.

Оставлять без присмотра такую систему нельзя. Во время работы прибора выделяется много шума.

Электрообогреватель

Экологически чистый способ прогреть жилье – поставить электрическое оборудование. Мощность основного агрегата не может превышать максимально допустимую проводимость проводки.

При силе тока в 16 А и напряжении 220 Вт нельзя поставить котел мощнее 3,5 кВт. При желании увеличить мощность нужно написать заявление в соответствующие инстанции о разрешении установки оборудования, которое подключается к трехфазной лини мощностью 380 Вт.

Такая аппаратура эксплуатируется автономно, поддерживает постоянную температуру, не требует монтажа дымоотвода, так как не выделяет продуктов горения.

Недостатком такой установки является то, что тратится много электроэнергии и увеличиваются расходы на отопление.

Газовое оборудование

Распространенной модификацией является работающий на газу котел. Аппарат работает от общей магистрали, или используется баллонный газ.

Когда используются баллоны, необходимо обеспечить наружное хранение. Устанавливается защитный шкаф с теплоизоляцией и вентиляционными отверстиями сверху. Таким способом размещаются подключаемые баки, а запасные должны храниться в строго горизонтальном положении на стеллажах.

Выделяется две разновидности такого оборудования – одноконтурные и двухконтурные. Первый вариант удобнее, проще.

Расход газа около 2 баллонов в неделю, но можно сразу подключить нагрев горячей воды, что не сильно влияет на затраты топливной жидкости.

Пример составленной схемы с разбором правил, ошибок составления проекта показан в следующем видео:

Дополнительные элементы системы

Кроме котла и трубопровода, система обогрева включает множество элементов, без которых невозможно смонтировать отопление, соблюдать технику безопасности.

Куда врезать насос

Насос для принудительной циркуляции выбирают с учетом фактических условий применения и дополнительных деталей.

Чтобы прибор не засорялся, перед помпой ставят фильтр для очистки теплоносителя.

Место врезки насоса

Для поддержания нормального давления прибор монтируется на выходе горячей воды из котла, но такой способ сокращает сроки работы устройства. Можно поставить насос на обратную линию, но тогда будет перегружаться котел.

Узел безопасности и расширитель

Система может перегружаться из-за сильного расширения теплоносителя. При достижении критически высокой отметки вероятны разрывы труб по стыкам, и образование протечек кипятка под сильным напором. Может взорваться котел.

Чтобы свести риски к минимуму, необходимо правильно выполнить обвязку котла, сформировать блок безопасности.

Установка расширительного бака – отличный способ постоянной регуляции внутритрубного давления. Рекомендуется использовать модель мембранного типа. Устройство содержит в верхней половине закачанный под давлением воздух, который при сильном нагреве сжимается. Тогда излишки воды и пара втягиваются внутрь бака.

Отслеживать состояние приборов помогает манометр, который показывает степень нагрузки на оборудование. Нужно брать модель, рассчитанную на 4 Атм.

Рядом с котлом, кроме расширителя, ставят кран для аварийного сброса воды. В случае сильной перегрузки отопительной системы лишний пар и влага будут сброшены через этот клапан. Вскоре состояние стабилизируется, но теплоноситель нужно добавлять.

После подключения к каждому радиатору прикручивается воздухоотвод для удаления лишнего воздуха из контура обогрева.

Расчет и выбор труб, радиаторов

Трубопровод можно собрать из любого материала – стали, полипропилена, металлопластика или полиэтилена.

Стальные трубы подходят для обогрева загородных построек из-за прочности, высокой устойчивости к нагрузке. Однако металл подвержен коррозии.

Сборку конструкции выполняют только при помощи сварочного аппарата, формируя монолитные стыки.

Легкий полипропилен почти не засоряется, стоит дешевле, эксплуатируется длительное время.

Металлопластик дает возможность избежать подключение стыками, так как гибкий трубопровод можно проложить по схеме, не разделяя на части.

Полиэтилен одинаково хорошо подходит для обогрева, подачи горячей воды, сборки системы «теплый пол». При равных преимуществах трубы стоят дороже, требуют соединения фитингами.

Радиаторы или система теплого пола?

Радиаторы отопления бывают разными. Самыми старыми считаются чугунные. Большую популярность набирают биметаллические. Часто по привычке берется алюминий или сталь.

Их размещают в местах частичной потери тепла – под окнами. Если там имеется ниша, ее сначала полностью заделывают.

Теплый пол используют как дополнительный источник тепла в очень холодных регионах.

Для оборудования утепленных полов требуется составить предварительный проект индивидуального отопления коттеджа или квартиры.

Как выбрать теплоноситель

В качестве теплоносителя применяется вода или антифриз.

Недостаток водяной системы в том, что зимой, если помещение не будет отапливаться, она застынет в трубах, и они полопаются.

Лучше всего заливать незамерзающую жидкость, которая характеризуется хорошей теплоемкостью, текучестью. Но в этом случае отработанный теплоноситель нельзя сливать в канализацию. Это дорогостоящий вариант.

Составление проекта разводки, практические примеры

Разводку можно собрать двумя способами – тройниковым или коллекторным (лучевым).

При коллекторном методе к главному котлу подключают основной коллектор, а уже от него выводят трубы отдельно к каждому радиатору. Выбираются мягкие трубы из металлопластика, которые прячут под напольным покрытием.

При тройниковом способе каждый прибор сцепляется с линией подачи и обратки тройниками.

Чтобы не запутаться при подключении, можно рассмотреть схожие с конкретным зданием готовые чертежи и выполнить работу по ним.

Пример схемы для отопления двухэтажного дома Наглядный пример обвязки котла Вариант отопления в сочетании с теплым полом

Теплотехнический расчет устройства индивидуального отопления – самый важный этап сооружения системы обогрева. От расчетов зависит бесперебойная работа системы и безопасность людей. В случае недостатка знаний или опыта стоит обратиться за консультацией к профессионалам.

Наглядный обзор расчета труб и способов разводки показан в следующем видео: