Мощность котла
- Как выполнить тепловой расчет отопительной системы при известных параметрах отапливаемого дома?
Потребность дома в тепле рассчитывается по формуле Q=V*Dt*k/860, в которой:
- Q — мощность котла в киловаттах;
- V — отапливаемый объем (в м3);
- Dt — разница между уличной температурой и температурой в помещении;
- k — коэффициент теплопотерь, связанный с качеством утепления дома.
Распределение температур самой холодной пятидневки по территории России.
Вот значения санитарных норм для жилых помещений:
| Описание помещения | Температура, С |
| Комната в середине дома, абсолютный минимум зимней температуры выше -31С | 18 |
| Комната в середине дома, абсолютный минимум зимней температуры ниже -31С | 20 |
| Угловая или торцевая комната, абсолютный минимум зимней температуры выше -31С | 20 |
| Угловая или торцевая комната, абсолютный минимум зимней температуры ниже -31С | 22 |
Коэффициент утепления подбирается из следующего ряда:
Утепленный фасад, энергосберегающее остекление или тройные стеклопакеты — 0,6-0,9;
Наружное утепление фасада пенопластом.
- Стены в 2 кирпича, окна с остеклением в две нитки — 1-1,9;
- Стены толщиной в кирпич, окна с остеклением в одну нитку — 2-2,9;
- Полное отсутствие утепления (холодный склад, ангар) — 3-4.
Давайте в качестве примера рассчитаем проект системы отопления для следующих условий:
- Одноэтажный дом размером 6х8 метров с потолками высотой 3 метра расположен в Инкермане (температура самой холодной пятидневки — -11 С);
- Толщина каменных стен — около 50 см;
- Остекление окон — в одну нитку.
Я привел параметры вполне реального дома, стоящего прямо перед моими окнами.
Очевидно, что в небольшом по площади доме все комнаты будут угловыми или торцевыми. Поэтому внутреннюю температуру мы принимаем равной 20С.
Толщина стен и остекление окон дают коэффициент утепления 1,8 — 2,0.
Считаем: Q=6*8*3*(20 — -11)*2/860=10 КВт (с округлением до целого значения).
Наш выбор — 10-киловаттный котел.
Основные элементы закрытой системы
Системы традиционного типа
Современные отопительные системы в частных домах и коттеджах выделяются своим разнообразием. Их можно классифицировать по таким критериям, как способ передачи тепла и тип используемого топлива. Если не учитывать такие системы, которые обогревают помещение посредством камина или печи, то самыми популярными считаются системы водяного отопления. Такие системы отопления загородных домов нагревают воздух в доме за счет контакта воздуха с горячими радиаторами и трубами. Нагретый воздух начинает перемещаться вверх и нагревается с более холодным воздухом и таким образом пространство в доме начинает обогреваться. Такой нагрев называется контактным. Контактный нагрев более эффективен, когда воздух циркулирует возле радиатора более-менее свободно. Отопительные приборы необходимо разместить в каждом помещении.
Движение нагретого воздуха при использовании контактной системы отопления
Во время составления проекта водяной отопительной системы частного дома необходимо придерживаться таких расчетов, как площадь дома и количество этажей. Отопительные системы для одноэтажных домов могут значительно отличаться от отопительных систем для домов с двумя и более этажами. Различия касаются и типов котлов, а также подбора необходимого оборудования.
Однако не все частные сектора имеют доступ к газовой магистрали. В случае если рядом с частным домом проходит газовая труба, то лучше всего организовать отопительную систему, которая будет работать на таком топливе, как газ. Теплоносителем в газовой отопительной системе также будет служить простая вода, иногда может применяться и антифриз. Котел, а также его обвязка, должны иметь предназначение сжигания газа.
Система отопления с применением газа
Выбор системы отопления загородного дома, работающей от электросети, является довольно спорным вопросом. Плюсами такой системы можно назвать ее безопасность с экологической точки зрения и довольно простой монтаж. А вот к недостаткам можно отнести большую цену на электричество и тот факт, что в подачи электроэнергии нередко могут возникать различные перебои. Это вынуждает владельцев коттеджей и загородных домов устанавливать альтернативные способы отопления.
Система «теплый пол»
Такая схема будет наиболее удачным решением для отопления частного или загородного дома. Во время монтажа такой системы нет необходимости производить дополнительную перепланировку. Такая система также позволяет сэкономить деньги на организацию отопления. Такая система монтируется под напольное покрытие.
Теплый электрический пол
Теплый плинтус и инфракрасное отопление
Все большей популярностью в последнее время пользуется инфракрасное эффективное отопление загородного дома. Инфракрасные системы современного типа основаны на том, что инфракрасные лучи нагревают предметы, находящиеся поблизости, а не воздух. Они не способны нанести вред жильцам дома, безопасны для окружающей среды, могут быстро довести температуру в помещении до оптимальных параметров. Посредством такой системы можно обогреть дом, причем весьма эффективно и с минимальными финансовыми затратами. Еще одним преимуществом такой системы является простота ее монтажа.
Инфракрасная пленка, которая применяется для такой системы, как «теплый пол», тоже пользуется большим спросом в последнее время. Такую пленку можно уложить под напольное покрытие, а это несколько облегчает ее установку. Не нужно проводить сложных ремонтных работ. Все, что необходимо сделать, это снять напольное покрытие, уложить под него инфракрасную пленку и затем заново настелить покрытие.
Инфракрасный потолочный обогреватель
Система «теплый плинтус» также пользуется большой популярностью в последнее время у владельцев частных или загородных домов. Такие виды отопления загородного дома устанавливаются вдоль стен. Стены являются первыми нагреваемыми элементами и уже, в свою очередь, обогревают воздух в помещении. Также они препятствуют тому, чтобы теплый воздух выходил на улицу.
Такой альтернативный метод организации отопительной системы частного дома также не требует больших затрат и является довольно эффективным.
Она не требует установки добавочных коммуникаций, а это значит, что интерьер помещения нисколько не пострадает. Использование подобной отопительной системы позволяет сохранить в помещении наиболее оптимальную для человека влажность воздуха.
Система отопления «теплый плинтус»
Двухтрубная система
Горизонтальная двухтрубная попутная система отопления
В двухтрубных схемах отопления частного дома разводка труб осуществляется в двух плоскостях. Такая система отопления является самой широко применяемой. Суть схемы лежит в параллельном подключении радиаторов. Параллельная разводка труб отопления делает систему сбалансированной, и нет необходимости совершать сложные расчеты. Если речь идет о небольшом доме, до 150 м2, то температура первого и последнего распределителя практически не будет отличаться. Разница в пару градусов настолько несущественная, что на температуре в помещении это никак не отразится.
Разводка труб отопления в частном доме осуществляется от котла и может быть выполнена в двух вариантах:
вертикальная.
Вертикальная разводка контура применяется только в домах с двумя и более этажами. Такой метод подразумевает подсоединение радиаторов отопления к вертикальному стояку.
Вертикальная система с верхней и нижней разводкой
При этом есть разные схемы, в которых расположение распределяющей магистрали отличается:
o вверху;
o внизу.
Верхняя подводка в системе с вертикальной разводкой труб отопления в частном доме — это когда теплоноситель поднимается по центральному стояку в пиковую точку, где прокладывается верхняя магистраль. В открытых системах там же находится экспанзомат, он же является воздухоотводчиком. При такой разводке труб отопления в двухэтажном доме подающая магистраль находится на чердаке, при этом ее обязательно нужно утеплить. От нее вниз опускаются стояки, а к ним подключаются распределители. После первого радиатора в вертикальном контуре добавляется второй стояк обратного потока.
К верхней подводке можно отнести и отопление в новостройке, где разводка труб по квартире начинается от вертикального стояка. В нем теплоноситель двигается сверху вниз. В случае с нижней подводкой, при правильной разводке труб отопления, распределительная магистраль находится в подвале или цокольном этаже, обратка находится еще ниже. Так что движение воды осуществляется снизу вверх;
горизонтальная.
Горизонтальная схема разводки отопления применяется в одноэтажных домах. В этом случае магистрали находятся параллельно полу – это две трубы отопления: прямая и обратка. При этом трубы могут быть спрятаны под полом, а к радиаторам будут подниматься два патрубка. Горизонтальная разводка труб отопления в деревянном доме выполняется по трем схемам:
o проточная «б»(попутка);
o тупиковая «а»;
o коллекторная.
Тупиковая и проточная двухконтурная система отопления
Исходя из этой классификации, выделяют последовательное и лучевое подсоединение радиаторов.
Проточная двухтрубная горизонтальная разводка труб отопления характеризуется одинаковым направлением движения теплоносителя на прямой и обратном потоке. Горячая вода, попадая в первый радиатор, отдает свое тепло. Затем выходит из него и двигается дальше, только уже по другой трубе. По ходу в обратный поток врезаются все остальные батареи, а затем уже остывшая вода направляется к котельной. Также как при разводке труб отопления в квартире, когда теплоноситель попутно двигается от одного стояка к другому.
При тупиковой разводке труб системы отопления теплоноситель на подаче и обратке двигается в противоположном направлении. Вода доходит до первого радиатора, а с него попадает в трубу обратного потока и сразу устремляется к нагревателю. То же самое происходит и во всех последующих батареях. В каждой из этих схем применено последовательное подключение распределителей, в зависимости от их отдаленности от нагревателя.
Коллектор отопления
Подключаем коллекторы
При обвязке котла и подключению его к коллекторам следует на самом котле установить краны обязательно с «американками» (разъемные соединения) — это поможет легко снимать котел при внештатной ситуации.
На входе в котел (обратке) необходимо установить грязевой фильтр и после него также установить кран. Данное условие обязательно.
Обратите внимание на установку грязевых фильтров на фотографии. Они должны быть установлены т.о
чтобы грязь скапливалась в них и можно было открутить и прочистить. В данном же случае грязь будет скапливаться внизу в углах соединений труб под действием силы притяжения.
Манометры, термометры, автоматические подпитки — не являются необходимостью.
Для обвязки котла необходимо соблюдать внутреннее сечение труб на выходе из котла и стараться их не заужать. Как правило это ¾” метрическая резьба на выходах настенных газовых/электрических котлов. Соответственно труба из ПП будет 32 мм или 25 мм сшитый полиэтилен.
Современные экономичные технологии
К такой технологии можно отнести тепловой насос. С помощью земных ресурсов он способен выдавать минимум в 4 раза больше энергии, чем потребляет сам. Если Вам нужен котел на дом мощностью 20 кВт, то для обогрева подойдет тепловой насос мощностью всего 5 кВт. Работает тепловой насос от электричества. Стоит насос так же в 3-4 раза дороже, чем первоклассный газовый котел с высоким КПД.
В качестве обогрева можно использовать солнечные коллекторы. Тут вообще не требуется никаких энергозатрат. При должной установке солнечные коллекторы способны обогреть теплые полы и обеспечить Вас необходимым количеством горячей воды. Но опять же, все упирается в финансы.
За этими технологиями наше будущее. Настанет тот момент, когда и тепловой насос, и солнечный коллектор станут доступными для каждого.
В итоге мы получаем, что используя теплый пол + регулировка температуры + тепловой насос (или коллектор) мы можем получить по-настоящему самое экономичное отопление дома.
Если Вы смотрите далеко вперед и уверены, что можете себе позволить такие траты, то Вы определенно не пожалеете, смонтировав все это у себя дома.
Принцип работы коллектора отопления
Данных отопительный узел можно подключать и к радиаторной разводке и к теплым полам (для которых он является необходимой деталью). При этом принцип работы коллектора не изменяется, возможна лишь разница в его монтаже и расположении.
Основной задачей коллектора отопления является распределение потоков теплоносителя между отопительными приборами. Заметим, что одним из основных требований к коллекторным системам отопления является сохранение температуры в трубах. При этом необходимый уровень температур отличается при теплых полах и радиаторной разводке, так в первом случае будет достаточно 40-50 градусов, в то время как батареи требуют теплоносителя температурой до 80 градусов. Выбирая коллектор следует учитывать температурные показатели теплоносителя во всей системе (естественно наибольший пик этого показателя будет на выходе из котла). Некоторые модели коллекторов рассчитаны только на низкие температуры и не могут устанавливаться в радиаторную разводку и при значительном нагреве теплоносителя.
Способы циркуляции теплоносителя
Обустраивая отопительную систему, важно продумать и то, как в ней будет циркулировать теплоноситель. Вариантов движения воды в контуре существует два:
Вариантов движения воды в контуре существует два:
- Естественная циркуляция. При таком способе устройства конструкция системы не предполагает наличия циркуляционного насоса, так как вода движется исключительно за счет силы гравитации. Трубы должны располагаться под определенным уклоном и обладать разным диаметром, чтобы вода могла двигаться без помех.
- Циркуляция принудительного типа. Такой вариант является более распространенным. В этом случае необходимо подключить насос, обеспечивающий непрерывную циркуляцию теплоносителя. Для того чтобы обезопасить себя в случае аварийной ситуации, рекомендуется смонтировать специально предназначенный обход, именуемый байпасом, с помощью которого циркуляция может быть в любой момент переведена с принудительной циркуляции на естественную.
Проектирование системы автономного отопления
Перед тем как приступать к установке автономного отопления, нужно составить четкий проект, в котором должны быть прописаны габариты всех деталей и их количество. Эффективность работы будущей отопительной системы зависит от:
- размера применяемых труб;
- их маркировки;
- соблюдения в процессе монтажа определенного уклона труб.
Проектирование автономного отопления является достаточно сложным инженерным процессом, от правильности которого зависит надежность и безопасность работы всей системы, поэтому ее проект лучше всего доверить профессионалам в данной сфере.
Наши специалисты произведут проектирование автономного отопления на стадии строительства и учтут в процессе расчета ряд основных факторов, таких как: толщина и высота стен дома, возможные потери тепла, необходимая мощность.
Какие еще есть приборы для экономного отопления?
Известно немало приборов, позволяющих при хорошем обогреве экономить финансы потребителей. Это и тепловые насосы, и экономичное отопление дома электричеством, и солнечные батареи, и котлы, работающие на твердом топливе или система геотермального отопления. Все эти варианты наиболее экономичны в сравнении с газовым отоплением.
Но, стоит заметить, что стоимость оборудования и работ по его установке очень велика. Также учитывайте и стоимость запчастей при системе экономное отопление для дачи в случае необходимого ремонта. Чтобы успокоить вас, скажем, что, несмотря на высокую стоимость, они все равно себя оправдают.
Как видите, существует немало способов экономно отопить частный дом. Для упрощения задачи выберите для себя самое экономичное отопление, а также используйте автоматические энергосберегающие приборы.
Основные элементы контуров отопления
Частные дома обогреваются системами отопления. В них применен удобный и универсальный способ доставки тепла с помощью теплоносителя. Греть теплоноситель можно различными способами. Часто владельцы используют несколько приборов нагрева воды.
Любая схема отопления в частном доме состоит из составных частей:
- генератор тепла (котел);
- действующая схема системы отопления частного дома, включая арматуру и оборудование;
- контрольные и отопительные приборы.
При желании создать отопление частного дома своими руками схемы выбираются исходя из возможностей. Вариантов немного, их всего два:
- однотрубная схема — все батареи подключены к одной трубе, по которой идет подача и «обратка»;
- двухтрубная схема — раздельные трубы для подачи и «обратки».
Определить, какая схема частного дома отопления оптимальна, трудно, особенно для неспециалиста, поэтому обязательно стоит проконсультироваться у профессионала. Большинство специалистов по контурам отопления убеждены, что двухтрубная схема отопления частного дома оптимальна. Существует ошибочное мнение о меньших затратах на однотрубную систему.
Мнение многих специалистов обратное — однотрубная система обходится дороже и она сложнее в настройке и регулировке. Принцип ее работы — последовательное движение жидкости по радиаторам, значит, от батареи к батарее температура падает, поэтому нужно увеличивать мощность системы. Магистральная труба выбирается большего диаметра. Кроме того очень сильно взаимное влияние приборов отопления друг на друга. Это влияние затрудняет автоматическое управление.
Электричество
Надо отдать должное продавцам электрокотлов, они сумели многих убедить в том, что отопление электричеством – достойная альтернатива постоянно дорожающему газу. Подвох в том, что электроэнергия тоже не дешевеет, а (случайно или нет) дорожает сразу же вслед за газом.
Однако, в некоторых случаях использование этого далеко не экономичного способа отопления вполне оправдано. К примеру, в сельской местности, где действует пониженный тариф на электричество, или при наличии льгот и субсидий.
У этих видов отопления частного дома есть две общие особенности, о которых нельзя забывать. Позитивным является то, что только они обеспечивают полный комфорт при сравнительно небольшой стоимости оборудования. Осенью включили, весной выключили, в остальное время вмешательство человека не нужно.
А негативная сторона – полная энергозависимость. Отключили газ или свет – мерзнем, пока не включат. Поэтому дальше речь пойдет о более автономных системах отопления частных домов.
Уменьшение теплопотерь дома
Вот этот способ мало того, что самый сильный, но он еще и самый понятный. Действительно, для сохранения температуры внутри должен получать ровно столько энергии, сколько он теряет. РОВНО! Не больше и не меньше! Если мы теряем много, то мы и восполнить должны много. Прямо противно столь очевидные вещи писать, но ничего, интернет выдержит…
Как мы уменьшаем теплопотери? Бросаемся утеплять стены? Нет! Ответ неправильный! Мы бросаемся утеплять потолок. И только после того, как утеплили перекрытия мы смотрим… нет, опять не на стены. Мы смотрим на окна и двери. Как только утеплили их, то вот тогда уж можно и на стены посмотреть. И вот в несоблюдении этого порядка абсолютным большинством людей в нашей стране и кроется основная сложность экономии. Вам неочевидно? А это так и есть!
Просто ли реализовать эти меры в уже построенном доме? Нет! В большинстве случаев требуется сломать дом и построить новый. В лучшем случае перестроить. В любом случае требуются весьма значительные затраты, которые несравнимы с затратами на топливо в отдельно взятый сезон. Причем, заметьте, подход типа “Ну не могу я утеплить перекрытия. Окна мне вот конкретно сейчас дороговато будет менять. А займусь я стенами!” не сработает. То есть затраты на стены вы сделаете, а эффекта скорее всего не получите. Я уж не говорю про пол. Тут вообще история особая… Правда, на сайте куча статей про утепление пола (относительную бесполезность этого) есть. Так что вот конкретно здесь я повторять не буду.
Выбор составляющих элементов отопительной системы
Собрать отопительную систему без специальных знаний достаточно сложно. Но реально. Для этого нужно приобрести:
Котел отопления
Сердцевина всей системы, базис – это отопительный котел. Как уже отмечалось, его тип зависит от типа топлива. Кроме того, нужно правильно подобрать мощность котла. Эффективность – важный момент, т.к. нужно обогревать дом без лишних затрат.
Конструкция котлов, работающих на разном топливе, принципиально не отличается. Каждый из них состоит из двух камер – камеры сгорания и теплообменника. Первая предназначена для сгорания энергоносителя (газ, керосин, солярка, дрова, уголь, брикеты), вторая для нагрева теплоносителя (воды, антифриза).
Совет. На этом этапе нужно решить будет ли котел работать только на обогрев дома или же обеспечивать пользователей горячей водой. В этом случае нужно будет установить двухконтурный котел. Или же подключить бойлер к одноконтурному котлу.
Трубы для отопления частного дома
Назначение труб – перенос тепла от котла к радиаторам в помещении. Исходя из разных подходов к разводке труб, выделяют три популярные схемы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая (коллекторная), принцип устройства которых описан выше – «водяное отопление дома»
Для разводки используют трубы из разного материала
Металлические трубы (стальные, нержавеющие, оцинкованные, медные)
Стальные трубы почти вытеснили полимерные аналоги. Монтаж железных труб связан со сваркой, плюс, они подвержены коррозии и менее долговечны. Конечно, нержавеющие и трубы с оцинкованной поверхностью лишены таких минусов при условии правильного монтажа (резьбовые соединения). Что касается медных труб, то они имеют высокие показатели надежности, а также хорошо переносят высокое давление и температуру. Но, стоимость делает их малодоступными.
Пластиковые трубы (металлопластиковые, полипропиленовые, полиэтиленовые)
Оптимальный и распространенный вариант. Металлопластиковые трубы доступны и не требуют особой квалификации для монтажных работ. Соединяются методом горячего прессования. Главный минус – высокий показатель теплового расширения.
Радиаторы отопления (батареи)
С учетом популярности и распространенности можно выделить три типа:
традиционные чугунные радиаторы. Отличаются сравнительной дешевизной, большим внутренним объемом, соответственно, вмещают больше теплоносителя и хорошо отдают тепло;
конвекторы. Нагревают помещение благодаря проходящему по ним воздуху, который нагревает отдельные секции.
панельные радиаторы – комбинация двух предыдущих типов.
Расширительный бак
Устанавливается с целью компенсировать расширение теплоносителя.
Выделяют расширительный бак открытого и закрытого типа (фото).
В первом случае расширительный бак устанавливается в верхней точке системы. Во втором случае – место установки не имеет определяющего значения.
Вывод
Самыми распространенными вариантами отопления для дома являются газовые или твердотопливные котлы, электрические системы. На дешевизну того или иного вида влияет стоимость его эксплуатации и необходимость дополнительных расходов. Например, как часто придется ремонтировать или заменять различные элементы, есть ли необходимость в квалифицированном обслуживании в процессе эксплуатации.
Покупая дешевый стальной тонкостенный твердотопливный котел, можно сэкономить на его стоимости по сравнению с чугунным. Однако его придется быстрее заменять на новый и снова выполнять необходимые монтажные работы. Этот же принцип справедлив и для газового отопления. Таким образом, однозначно ответить на вопрос, какая система отопления более выгодная, нельзя. Все зависит от местности, доступности того или иного вида топлива.
