Самостоятельный расчёт индивидуальной системы отопления

Расчет отопления частного дома: онлайн калькулятор, как рассчитать, инструкция

До строительства дома любые коммуникации казались мне сложными и непонятными. Но в частном доме я сам отвечаю за работу котельной, поэтому решил во всем разобраться.

Главный принцип работы системы отопления: запасенная энергия преобразуется в тепло с помощью теплоносителя — вещества, которое накапливает тепло, — передается по трубам и через устройства отдачи тепла, например радиаторы, нагревает пространство.

Я описал принцип работы централизованной системы, которая отвечает за обогрев нескольких помещений. Еще бывают локальные системы, например камин, печь или тепловая пушка. Они обогревают не весь дом, а пространство, в котором установлены. Такие системы используются редко — обычно в домах с сезонным проживанием. Поэтому в статье я буду говорить о централизованной системе.

Системы отопления могут быть закрытого типа, то есть с использованием насоса для циркуляции теплоносителя, и открытого типа — без насоса, только за счет гравитации. Системы открытого типа имеют ограниченное применение и ряд особенностей в установке, поэтому здесь речь пойдет о системах закрытого типа.

Способы отопления частного дома

Системы отопления отличаются теплоносителем и принципом работы.

Водяное отопление — наиболее распространенный вариант, который используется в квартирах и загородных домах. В таких системах вода используется как теплоноситель. Когда вы слышите в батареях звук льющейся воды в начале отопительного сезона — это нагретый теплоноситель подается к отопительным приборам.

Электрическое отопление можно использовать в помещениях, которые не были оборудованы обогревателями. Для нагрева комнаты достаточно установить электрический конвектор и подключить его к сети. Конвектор сам генерирует тепло, поэтому при таком способе отопления не требуется прокладка труб.

Воздушное отопление — это обогрев помещений воздухом, который нагревается с помощью горячего пара или воды, а затем подается в помещение. Пример центрального воздушного отопления — система вентиляции в офисном центре, которая используется для поддержания комфортной температуры зимой во всем здании.

Паровое отопление использует горячий водяной пар в качестве теплоносителя. Применяется на производственных предприятиях, где пар уже используется для производства.

По принципу работы разделяют локальное и центральное отопление.

Локальное отопление — это обогрев собственного жилья. При оборудовании своей котельной вы сами отвечаете за ее работоспособность, запускаете когда хотите и выбираете желаемую температуру. Чем больше топите, тем больше потратите денег.

Центральное отопление предоставляется централизованно, например для всех квартир в многоквартирном доме. Вы оплачиваете услуги отопления по фиксированными нормативам, а управляющая компания отвечает за оборудование котельной и отопление дома в холодное время.

В отличие от локального отопления, уже не получится выбрать, когда и какую температуру установить в радиаторах — это делается централизованно. Если открыть форточку в квартире, когда зимой станет очень жарко, за ваш счет будут греть улицу. Если установите терморегулятор на батареях для регулировки температуры, счет за услуги ЖКХ от этого не изменится, если в доме не установлен общедомовой прибор учета тепла — ОПУ. Кроме общедомового, на каждый стояк отопления нужен еще индивидуальный прибор учета тепла — ИПУ, иначе ваша экономия будет разделена на все квартиры дома.

Теплые полы — еще один вариант отопления: нагревательные элементы устанавливаются под напольным покрытием и нагревают его. Для нагрева могут использоваться как электрические маты, так и водяное отопление.

Расчет системы отопления в частных домах

Подробный расчет могут провести специализированные компании, которые занимаются проектированием и монтажом отопления. В случае, если обыватель проводит комплекс работ самостоятельно, ему потребуются определённые навыки в этой области.

Важно: Выполнить подбор наиболее подходящего для конкретного объекта оборудования поможет интерактивный калькулятор на любом из профессиональных интернет-порталов – он учтет все параметры и выдаст наиболее точный результат.

При проведении самостоятельного расчета нужно учесть несколько факторов:

Отапливаемая площадь дома.
Мощность котла.
Количество радиаторов, теплообменников и их теплоотдача.
Потери тепла.
Особенности дома – утепление стен, их количество, площадь, наличие и габариты окон и т.д. Кроме того, необходимо знать мощность циркуляционного насоса, так как каждый метр длины системы требует большей мощности устройства для принудительного движения теплоносителя.

Для чего нужен расчёт

От вопроса, как правильно рассчитать систему отопления, зависит, насколько эффективно будет выполнять свою задачу её составляющие. Если взять котёл меньшей мощности, чем необходимо, он будет постоянно работать «на пределе», а в зимнюю стужу и вовсе не справится со своей функцией.

Установка котла и монтаж обогревательной магистрали обходится не дёшево. Любая переделка забирает немалые средства в семейном бюджете. Кроме того, именно от правильного расчёта зависит экономия энергоресурсов. Не важно, о каком виде топлива идёт речь — газе, электричестве, угле или солярке.

Теплоносителем чаще всего выступает обычная вода. Системы бывают открытого и закрытого типов. Если правильно подобрать оборудование и грамотно сделать расчет отопления частного дома, можно не беспокоиться за долговечность и качество системы обогрева.

Исходные данные для теплового расчета системы отопления

Прежде чем приступать к подсчетам и работе с данными, их необходимо получить. Здесь для тех владельцев загородных домов, которые прежде не занимались проектной деятельностью, возникает первая проблема – на какие характеристики стоит обратить свое внимание. Для вашего удобства они сведены в небольшой список, представленный ниже.

Площадь постройки, высота до потолков и внутренний объем.
Тип здания, наличие примыкающих к нему строений.
Материалы, использованные при возведении постройки – из чего и как сделаны пол, стены и крыша.
Количество окон и дверей, как они обустроены, насколько качественно утеплены.
Для каких целей будут использоваться те или иные части здания – где будут располагаться кухня, санузел, гостиная, спальни, а где – нежилые и технические помещения.
Продолжительность отопительного сезона, средний минимум температуры в этот период.
«Роза ветров», наличие неподалеку других строений.
Местность, где уже построен или только еще будет возводиться дом.
Предпочтительная для жильцов температура тех или иных помещений.
Расположение точек для подключения к водопроводу, газу и электросети.

Читайте также:

Труба теплого пола метров

Теплопотери в доме

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Теплопотери частного дома

Здание теряет тепло из-за разности температур воздуха внутри и вне дома. Теплопотери тем выше, чем более значительна площадь ограждающих конструкций здания (окон, кровли, стен, фундамента).

Также потери тепловой энергии связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. К примеру, теплопотери тонких стен больше, чем толстых.

Галерея изображенийФото из Основной целью проведения расчета отопления является грамотный выбор нагревательного агрегата, способного возместить потери тепла в холодный период годаДля выбора оборудования необходимой мощности суммируются теплопотери через ограждающие строительные конструкцииВ расчетах учитываются утечки тепла через неплотно прилегающие оконные створки и дверные полотна, а также энергию необходимую на обогрев поступающего снаружи воздухаДля помещений с организованной механической вентиляцией, осуществляющей подмес свежей массы воздуха извне, учитывается необходимость затрат энергии на ее обогревЕсли планируется использование двухконтурного котла, как основного агрегата отопления и нагрева воды для системы ГВС, в вычислениях учитывается необходимая для этой задачи энергияГрамотно выполненные расчеты в обязательном порядке учитывают тип топлива и его энергетическую эффективностьВсе расчеты корректируются с ориентиром на метод устройства контуров отопления, при скрытой прокладке системы необходим учет нагрева строительных конструкцийПри расчетах для открытых схема отопления, напрямую сообщающихся с атмосферой через незамкнутый расширительный бак, обязательно учитываются потери энергии при остывании теплоносителяСистема отопления частного дома с двумя агрегатамиВариант отопления в бревенчатом домеПоступление воздуха и утечки тепла через окна и двериСистема вентиляции с поставкой свежего воздухаСхема устройства ГВС и отопленияПодбор котла по типу топливаВарианты прокладки контуров отопленияОткрытый вариант отопления

Эффективный расчет отопления для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций.

Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).

Атмосфера внутри жилой постройки косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, проемы окон и дверей, крыша и фундамент зимой передают тепло из дома наружу, поставляя взамен холод. На них приходится 70-90% от общих теплопотерь коттеджа.

Стены, крыша, окна и двери – все пропускает тепло зимой наружу. Тепловизор наглядно покажет утечки тепла

Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию.

При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.

Существенно снизить утечки тепла, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы сможет грамотно устроенная система теплоизоляции

Выполнить расчёт автономного контура отопления загородного дома без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций невозможно. Точнее, не получится определить мощность отопительного котла, достаточную для обогрева коттеджа в самые лютые заморозки.

Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций.

Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.

Для грамотного расчета системы отопления потребуется коэффициент теплопроводности распространенных строительных материалов.

Таблица значений коэффициента теплопроводности различных строительных материалов, наиболее часто применяемых при возведен

Расчет потерь тепла через стены

На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции.

квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м;
в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м2;
материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический;
толщина стены – 2 кирпича.

Далее проведем вычисление группы показателей, из которых и складывается общее значение потерь тепла через стены.

Показатель сопротивления теплопередачи

Чтобы выяснить показатель сопротивления теплопередачи для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности.

Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.

Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности указанных в таблице теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве

Наша условная стена выстроена из керамического полнотелого кирпича, коэффициент теплопроводности которого – 0,56 Вт/м·оС. Ее толщина с учетом кладки на ЦПР – 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получаем сопротивление теплопередаче стены:

0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м2×оС

Результат деления округляем до двух знаков после запятой, в более точных данных по сопротивлению теплопередачи потребности нет.

Площадь внешних стен

Поскольку примером выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется умножением ширины на высоту одной стены, затем на число внешних стен:

12 · 7 · 4 = 336 м2

Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м2) фасадной стены, нужно ли их учитывать?

Действительно, как же корректно рассчитать автономное отопление в деревянном доме без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен

Если необходимо обсчитать теплопотери здания крупной площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, учет коэффициентов теплопередачи оконных рам и входных дверей при расчете будет правильным.

Однако для малоэтажных построек ИЖС, возводимых из традиционных материалов, дверными и оконными проемами допустимо пренебречь. Т.е. не отнимать их площадь из общей площади фасадных стен.

Общие теплопотери стен

Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус.

Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:

1 : 0,91 = 1,09 Вт/м2·оС

Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах.

Из всех известных на данный момент вариантов для обогрева собственного дома наиболее распространённым видом является индивидуальная система водяного отопления. Масляные радиаторы, камины, печи, тепловентиляторы и обогреватели инфракрасного излучения зачастую используют как вспомогательные приборы.

Система отопления частного дома состоит из отопительных приборов, трубопровода и запорно-регулирующих механизмов, всё это служит для транспортировки тепла от теплогенератора к конечным точкам отопления помещений. Важно понимать, что надёжность, долговечность и эффективность индивидуальной системы отопления зависит от её правильного расчёта и монтажа, а также от качества используемых материалов в данной системе и её грамотной эксплуатации.

Расчёт системы отопления

Рассмотрим подробно упрощённый вариант расчёта системы водяного отопления, в котором мы будем использовать стандартные и общедоступные комплектующие. На рисунке схематически представлена индивидуальная система отопления частного дома на основе одноконтурного котла. Прежде всего, нам необходимо определиться с его мощностью, так как он является основой всех вычислений в дальнейшем. Выполним данную процедуру по описанной ниже схеме.

У нас имеется одноэтажный дом с тремя комнатами, прихожей, коридором, кухней, ванной и туалетом. Зная площадь каждого отдельного помещения и высоту комнат, необходимо произвести элементарные расчёты для того, чтобы вычислить объём всего дома:

комната 1: 10 м2 · 2,8 м = 28 м3
комната 2: 10 м2 · 2,8 м = 28 м3
комната 3: 20 м2 · 2,8 м = 56 м3
прихожая: 8 м2 · 2,8 м = 22,4 м3
коридор : 8 м2 · 2,8 м = 22,4 м3
кухня: 15,5 м2 · 2,8 м = 43,4 м3
ванная: 4 м2 · 2,8 м = 11,2 м3
туалет: 3 м2 · 2,8 м = 8,4 м3

Таким образом, мы посчитали объём всех отдельных помещений, благодаря чему теперь можно вычислить общий объём дома, он равен 220 кубическим метрам. Заметьте, мы также посчитали объём коридора, но на самом деле там не указано ни одного отопительного прибора, для чего это нужно? Дело в том, что коридор также будет отапливаться, но пассивным образом, за счёт циркуляции тепла, поэтому нам необходимо внести его в общий список отопления, для того, чтобы расчёт был правильным и дал нужный результат.

Следующий этап расчёта мощности котла мы будем проводить, исходя из необходимого количества энергии на один кубический метр. Для каждого региона существует свой показатель — в наших вычислениях используем 40 Вт на кубический метр, исходя из рекомендаций для регионов европейской части СНГ:

40 Вт · 220 м3 = 8800 Вт

Полученную цифру необходимо возвести в коэффициент 1,2, что даст нам 20% запаса мощности для того, чтобы котёл постоянно не работал на полную мощность. Таким образом, мы понимаем, что нам необходим котёл, который способен вырабатывать 10,6 кВт (стандартные одноконтурные котлы выпускаются мощностью 12–14 кВт).

Расчёт радиаторов

В нашем случае мы будем использовать стандартные алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Мощность каждого ребра такого радиатора при температуре 70 °С составляет 150 Вт. Далее мы посчитаем мощность каждого радиатора и количество условных рёбер:

комната 1: 28 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем 10 условных рёбер, но поскольку у нас два радиатора, оба под окнами, мы возьмём один с 6-ю рёбрами, второй с 4-мя.
комната 2: 28 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем один радиатор с 10-ю рёбрами.
комната 3: 56 м3 · 40 Вт · 1,2 = 2688 Вт Округляем до 2700 и получаем три радиатора: 1-й и 2-й по 5 рёбер, 3-й (боковой) — 8 рёбер.
прихожая: 22,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1075,2 Вт. Округляем до 1200 и получаем два радиатора по 4 ребра.
ванная: 11,2 м3 · 45 Вт · 1,2 = 600 Вт. Тут температура должна быть немного выше, получается 1 радиатор с 4-мя рёбрами.
туалет: 8,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 403,2 Вт. Округляем до 450 и получаем три ребра.
кухня: 43,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 2083,2 Вт. Округляем до 2100 и получаем два радиатора по 7 рёбер.

В конечном результате мы видим, что нам необходимо 12 радиаторов общей мощностью:

900 + 600 + 1500 + 750 + 750 + 1200 + 600 + 600 + 600 + 450 + 1050 + 1050 = 10,05 кВт

Исходя из последних расчётов, видно, что наша индивидуальная система отопления без проблем справится с возложенной на неё нагрузкой.

Выбор труб

Трубопровод для системы индивидуального отопления является средой для транспортировки тепловой энергии (в частности, нагретой воды). На отечественном рынке трубы для монтажа систем представлены в трёх основных видах:

металлические
медные
пластиковые

Металлические трубы имеют ряд значительных недостатков. Кроме того, что они обладают большим весом и требуют специального оборудования для монтажа, а также наличие опыта, они ещё подвержены коррозии и могут накапливать статическое электричество. Хороший вариант — медные трубы, они способны выдерживать температуру до 200 градусов и давление около 200 атмосфер. Но медные трубы отличаются спецификой в монтаже (требуется специальное оборудование, серебряный припой и большой опыт работы), кроме того их стоимость очень велика. Самым популярным вариантом считаются пластиковые трубы. И вот почему:

они имеют алюминиевую основу, которая с двух сторон покрыта пластмассой, благодаря чему они обладают огромной прочностью;
они абсолютно не пропускают кислород, что позволяет свести к нулю процесс образования коррозии на внутренних стенках;
благодаря алюминиевому армированию у них очень низкий коэффициент линейного расширения;
пластиковые трубы антистатичны;
обладают малым гидравлическим сопротивлением;
не требуется специальных навыков для монтажа.

Монтаж системы

Первым делом нам требуется установить секционные радиаторы. Их надо размещать строго под окнами, тёплый воздух от радиатора будет препятствовать проникновению холодного воздуха из окна. Для монтажа секционных радиаторов не понадобится никакого специального оборудования, лишь перфоратор и строительный уровень. Необходимо строго придерживаться одного правила: все радиаторы в доме должны быть смонтированы строго на одном горизонтальном уровне, от этого параметра зависит общая циркуляция воды в системе. Также соблюдайте вертикальное расположение рёбер радиатора.

После монтажа радиаторов можно приступать к прокладке труб. Необходимо заранее промерить общую длину труб, а также посчитать количество всевозможных фитингов (колен, тройников, заглушек и пр.). Для монтажа пластиковых труб понадобится всего три инструмента — рулетка, ножницы для труб и паяльник. На большинстве таких труб и фитингов есть лазерная перфорация в виде насечек и направляющих линий, что даёт возможность по месту выполнять монтаж правильно и ровно. Работая с паяльником, следует придерживаться только одного правила — после того как вы расплавили и состыковали концы изделий, ни в коем случае не прокручивайте их, если с первого раза не получилось припаять ровно, иначе возможна течь в этом месте. Лучше заранее потренируйтесь на кусочках, которые пойдут в отходы.

Дополнительные приборы

По статистике система с пассивной циркуляцией воды будет исправно функционировать, если площадь помещения не превышает 100–120 м2. В противном случае необходимо использовать специальные насосы. Конечно, существует ряд котлов, в которые уже встроены насосные системы и они сами обеспечивают циркуляцию воды по трубам, если у вас не такой, то следует приобрести его отдельно.

На отечественном рынке их выбор очень велик, к тому же они отвечают всем необходимым требованиям — потребляют мало электроэнергии, бесшумны и малогабаритны. Монтируют циркуляционные насосы на концах веток отопления. Таким образом, насос прослужит дольше, так как он не будет находиться под прямым воздействием горячей воды.

Пример однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией: 1 — котёл; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы отопления; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр грубой очистки воды; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровые краны

Из всего вышеперечисленного становится ясно, что с монтажом подобной системы без труда справятся два или три человека, для этого не требуется обладать специальными профессиональными навыками, главное, уметь пользоваться элементарными строительными инструментами. В нашей статье мы рассмотрели систему индивидуального отопления, собранную с помощью стандартных комплектующих, их цена и общедоступность позволят почти каждому у себя дома смонтировать аналогичную систему отопления.

Тепловой насос своими руками для отопления дома

Тепловой насос (ТН) — инновационное, эффективное, экологическое и бюджетное решение выработки тепла для нужд горячего водоснабжения (ГВС) и отопления. Принцип его работы прост. Устройство забирает тепло от естественных сред (воздух, земля, вода) и подаёт в отопительную систему (ОС) и ГВС.

Внутренний теплоноситель (аммиак или другой хладагент) отбирает энергию окружающей среды и транспортирует её в испаритель. В нём хладагент из жидкости преобразуется в газ путём испарения. На следующем этапе объем газообразного теплоносителя снижается и, следовательно, растёт его температура.

Горячий теплоноситель циркулирует в конденсаторе, тепловыделение из которого поступает в отопительную систему дома. Расширительный клапан обеспечивает повторное охлаждение хладагента, и он начинает новый тепловой цикл, что создаёт чрезвычайно эффективную систему теплоснабжения.

Схемы подключения источника отопления и эффективность

Эффективность такого насоса определяется путём сравнения количества энергии, вырабатываемой устройством, и количеством потреблённой электроэнергии на собственные нужды. Прежде всего она зависит от температуры наружного воздуха. В режиме обогрева производительность системы падает, когда наружная температура падает. В холодном климате при максимально низких температурах такая система требует дополнительного резервного отопления, когда она самостоятельно не может обеспечить достаточное количество тепла для поддержания санитарной температуры воздуха в помещении.

Существуют разные источники тепла для отопительных систем:

Воздух;
Почва;
Грунтовые воды.

Простые расчёты говорят о том, что если высокоэффективный котёл на природном газе может работать с эффективностью 93%, ТС «воздух-воздух» — на 180%, а ТН «земля — вода» может достигать эффективности до 400%.

Теплонасосы вода-вода

Насосы «вода-вода» преобразуют энергию, полученную от природных водных источников, для внутридомового нагревательного контура. Гидротермальные системы используют грунтовые воды для нужд:

отопления здания;
охлаждения здания;
ГВС для бытового потребления;
подогрева воды для бассейнов.

Насосы отбирают тепловую энергию из подземных вод с помощью буровых скважин, дренажных систем и других водных систем. Полученная энергия через систему теплопередачи отдаётся воде, циркулирующей в отопительной системе дома. Охлаждённая вода возвращается в водоносный горизонт через сбросной колодец. Эффективность гидротермальных систем с водяными ТН обеспечивается неизменностью температуры подземных вод в течение года, обычно на уровне 8—13 C.

Такие условия создают стабильную высокопроизводительную систему отопления и делают её независимой от внешних погодных условий. Поэтому насосы «вода-вода» являются наиболее эффективными и имеют гарантированный постоянный коэффициент производительности (СОР). Коэффициент COP показывает отношение тепловой энергии (кВт) к потребляемой ТН электроэнергии (кВт) на собственные нужды для обеспечения отопления здания.

Когда температура находится в диапазоне 8—13 C, а подаваемая температура теплоносителя составляет 35 C, коэффициент COP = 5 ÷ 7. В этом случае для каждого киловатта электрической энергии, потраченного на управление ТН, мы получаем дармовую энергию 5 ÷ 7 кВт, достаточную для поддержания санитарного теплового режима в помещении с площадью примерно 60 м².

Промышленностью выпускается широкий диапазон насосов типа «вода-вода», которые успешно используются в системах теплоснабжения и кондиционирования воздуха одноквартирных и многоквартирных домов малой этажности, а также гостиниц, школ, административных зданий и промышленных объектов. Ограничением в применении такого типа ТН может стать наличие разрешительных документов на установку скважины.

Применение геотермальных систем для теплоснабжения

Использование энергии геотермальной энергии (приповерхностная) — ещё одно эффективное направление работы насосов. Под землёй прокладывается трубная система длиной порядка 100 метров, которая аккумулирует тепло почвы. Состояние почвы определяет, сколько геотермальных систем необходимо для обеспечения отопительной нагрузки дома. В случае больших участков в качестве альтернативы может использоваться тепло от расположенных рядом подземных коллекторов от централизованного отопления или водоснабжения.

Схема теплового насоса отлично работает летом по режиму кондиционирования воздуха. После сбора тепла от земли эта энергия отбирается насосом и подаётся во внутридомовую систему отопления. Геотермальные насосы требуют больших инвестиций в установку, чем воздушные, но они обеспечивают постоянную мощность нагрева, потому что почва имеет постоянные температуры круглый год. Таким образом, гарантируется непрерывное производство энергии.

Как установить геотермальную систему? Установка геотермальной системы может идти по нескольким направлениям:

Трубы теплообменника располагаются горизонтально, имеют длину траншеи на сотни метров. Такая схема требует значительного объёма земляных работ и приводит к нарушению придомового ландшафта. Кроме того, в будущем этот участок земли будет проблематично использовать под многолетние зелёные насаждения.
Трубы теплообменника располагаются вертикально, петли до 10 метров. Наиболее трудоёмкий и дорогой вариант.
Трубы теплообменника располагаются под водой водоёма, расположенного недалеко от дома. Самый дешёвый вариант.

Бесступенчатая модуляция компрессора для обзора контролируемой производительности.
Снижение энергопотребления и затрат по сравнению с обычными теплонасосами.
Высокая энергоэффективность.
Более длительный срок службы благодаря процедуре мягкого пуска.
Температура нагрева на выходе до 60 C.
COP > 7.
Значительно более низкие эксплуатационные расходы благодаря интеллектуальному циклу охлаждения.

Помимо существенной экономии затрат, геотермальная система имеет некоторые дополнительные преимущества. Тепло выделяется при более низкой температуре, чем принудительный воздух, и работает непрерывно, поэтому система более стабильна, не имеет больших перепадов температур.

Читайте также:

Утепление срубов методом конопатки

Геотермальные системы хорошо поддаются автоматизации с разгрузкой отопительной мощности. Когда температура в помещении будет соответствовать параметрам, установленным потребителем, излишнее тепло будет уходить на другие задачи энергообмена, например, для нагрева горячей воды. Обычный срок окупаемости большинства геотермальных систем составляет 5—10 лет, что сопоставимо с периодом окупаемости солнечной энергии.

Воздушные сплит-системы

Для этого типа насосов источником является энергия из внешнего воздуха. Основным преимуществом воздушного ТН по сравнению с геотермальными и водяными являются небольшие затраты на установку, так как не требуются выполнения земляных, монтажных и глубоководных работ по укладке теплопроводов.

Воздушные ТН бывают наружной и внутренней установки, выполненными моноблочными или сплит-системами. Для моноблочных воздушных насосов пластинчатый теплообменник расположен в наружном блоке, а энергия подаётся во внутренний блок через хорошо изолированные тепловые трубки. С раздельным тепловым насосом теплообменник расположен во внутреннем блоке, так что энергия транспортируется внутрь через хладагент.

Одно ограничение: ТН с воздушным источником теряют эффективность в более холодную погоду и прекращают работу, когда температура опускается ниже -20 градусов, поэтому для регионов со средней температурой холодного воздуха не более -10 С такие системы наиболее предпочтительны.

Расчёт контура теплоснабжения

Первое, что нужно сделать, прежде чем установить теплонасос — рассчитать тепловой баланс дома. Это позволит определить теплоотдачу, необходимую для обеспечения требуемой комфортной температуры. При расчёте насоса следует учитывать следующие данные:

назначение здания;
его общая площадь;
количество этажей, площадь каждого из них;
высота потолка;
желаемая (требуемая) температура в помещении;
стены (материал, толщина слоя);
тип и общая площадь остекления;
наличие системы вентиляции и её характеристики;
спрос на горячую воду, количество точек;
нагреватели и их тип;
присутствие/отсутствие земли/воды поблизости;
наличие/отсутствие ограничений на электричество.

Можно быстро предварительно рассчитать энергетические потребности дома по формуле:

P = V x C x T,

где V — объем жилья в м 3;

C — коэффициент строительства C = 0,75, если дом очень хорошо изолирован (RT2005) C от 0,9 до 1,3, когда дом плохо изолирован C = 1,6;

T — разница между требуемой температурой в доме и самой низкой температурой наружного воздуха в холодный период года для географической зоны места размещения строения.

Пример: Дом площадью 200 м², высотой 2, 5 м, расположенного в Московской области, температура внутри помещения 20 C, температура наружного воздуха — 16 С. P = 200×2, 5×0, 9 x (20 — (-16)) = 16200 Вт

Для этого дома, требующего 16 кВт, мы необходим тепловой насос мощностью от 16 кВт до 20 кВт .

Изготовление теплового насоса для домашних нужд

Тепловой насос для отопления дома своими руками изготовить выгодно и удобно. Статистика утверждает, что ТН для дома площадью 200 м² окупится в течение первых трёх лет, и это ещё не предел, учитывая растущую стоимость топлива и электроэнергии. Можно эти затраты сократить, если в доме есть умельцы, которые могут собрать насос из подручных материалов. Для этого понадобится:

Создание в доме комфорта и уюта: разные варианты отопления своими руками

Автономное отопление — система, обеспечивающая нагрев воздуха и воды для создания комфортного микроклимата в квартире, частном доме. Теплоносителем служит воздух, газ, вода или пар.

Проводят магистраль по одноконтурной и двухконтурной схеме. Учитывая простоту монтажа и доступность материалов, многие мастера проводят монтаж своими руками, соблюдая правила и нормы СНиП.

Критерии выбора системы отопления

Учитывая простоту монтажа и доступность материалов, многие мастера проводят монтаж своими руками, соблюдая правила и нормы СНиП.

Тип топлива

Автономное отопление частного дома требует учесть доступность топлива, климатических условий, теплопотерь здания. Обогрев магистральным газом считается наиболее удобным решением.

Альтернатива — сжиженный газ, подаваемый через газгольдер и позволяющий установить компактный дымоход, небольшой котёл.

Жидким топливом, позволяющим автоматизировать работу котла и обеспечить доступность источника энергии.
Электричеством — экологичным, безопасным, бесшумным вариантом отопления. Потребуется отдельная проводка, выдерживающая мощность 9 кВт — трехфазная сеть380 В. Хорошо утеплённое помещение отапливают электрическим конвектором, инфракрасным излучателем.
Твёрдым топливом, требующим предусмотреть площадь для хранения (хозяйственное помещение или постройка) дров, пеллет, угля, кокса, и смириться с образованием сажи, копоти, частой чисткой.
Комбинированными вариантами отопления.

Подбор оборудования

Перед тем, как сделать отопление, надо выбрать необходимое оборудование.

Котёл

Котёл — главный элемент отопительной системы, нагревающий теплоноситель (воду, антифриз). На рынке России пользуются спросом газовые агрегаты: настенные (мощностью до 100 кВт) и напольные модели, открытые и закрытые, обычные и конденсационные.

Автономное оборудование обеспечивает высокий КПД, удобство обслуживания, срок эксплуатации, превышающий 15 лет. Однако, установка котла требует получения разрешительной документации.

Фото 1. Настенный электрический котел для автономной системы отопления установлен в негазифицированном помещении.

Электрическое оборудование применяется преимущественно в негазифицированных районах. Электродные, индукционные, ТЭНовые котлы компактны, просты, безопасны в эксплуатации. Не требуют установки дымохода, предоставляют возможность создания отопительной системы с нижней и верхней разводкой.

Различают напольные, настенные варианты, со ступенчатой, плавной регулировкой мощности. Мощность отопительного оборудования составляет диапазон 2–60 кВт.

Отопительные приборы на жидком топливе и твердотопливные модели независимы от внешних источников энергии и экономичны. Недостатком выступает потребность в доставке, хранении топлива, частой профилактике.

Способ циркуляции теплоносителя

Стандартные схемы отопительных магистралей предусматривают естественную и принудительную циркуляцию теплоносителя.

Самотечный вариант основан на законах термодинамики: на выходе из котла создаётся высокое давление, нагретая жидкость проходит по контурам с минимальным давлением, теряя температуру.

Охлаждённый теплоноситель возвращается в отопительный прибор. Система работает исключительно на воде. Антифриз быстро испаряется.

Закрытая схема включает герметично подсоединённые трубы, радиаторы, расширительный бак, насос. Циркуляция осуществляется принудительным образом. Нагреваясь, жидкость увеличивается в объёме, клапан расширительного бака открывается, отводит лишнюю влагу.

Охлаждённая вода или антифриз подгоняется насосной установкой обратно в котёл. Поддержание стабильной работы закрытой системы отопления обеспечивает предварительно установленные лимиты давления.

Трубы

Для автономного отопления обычно используется 4 типа труб:

Стальные трубы характеризуются прочностью, надёжностью, устойчивостью к экстремальным температурам. Недостатком является образование внутренней коррозии, необходимость использования сварки для монтажа.
Металлопластиковые трубы вобрали лучшие характеристики двух материалов — гладкую основу, сохранение первоначальных характеристик, износостойкость (50 лет), отсутствие статичности, линейного расширения. Соединяют изделия адгезийным клеем, обеспечивающим прочные, эластичные места стыков.
Медные контуры наиболее надёжны, эксплуатационный срок длится до 50 лет. Минусом выступает дороговизна материала, сложность сборки отопительной магистрали.
Полипропиленовые трубы выглядят эстетично, но выдерживают температурные нагрузки до 70 градусов.

Фото 2. Полипропиленовые трубы, предназначенные для отопительной системы, способны выдержать большую температурную нагрузку.

Радиаторы

Уделите внимание подбору качественных и надёжных радиаторов. Ассортимент обширен:

Алюминиевые батареи представлены выбором литых, экструзионных вариантов. Основные плюсы — небольшой вес, элегантный дизайн, высокое рабочее давление 6–12 атм. Теплоотдача — 190 Вт.
Стальные — характеризуются высокой теплоотдачей, длительным сроком эксплуатации. Конструкции привлекательны внешне и недороги в цене. Однако, низкое рабочее давление до 8 атм. исключает вероятность монтажа в высотных домах.

Фото 3. Стальной радиатор с нижним подключением, установленный в нише на стене, обладает высокой теплоотдачей.

Биметаллические радиаторы сочетают характеристики алюминия и стали. Батареи выдерживают высокие нагрузки, не поддаются коррозии. Рабочее давление 25 атм.
Чугунные — прочные и долговечные батареи, выдерживающие рабочее давление 5–10 атм. Конструкции совместимы со всеми видами трубопроводов, предусматривают возможность менять секции, служат 50 лет и отдают тепло 120 Вт.

Типы отопительной системы

Различают одноконтурные и двухтрубные отопительные системы. Первый вариант применим в помещениях максимальной площадью 150 м². Система обеспечивает обогрев, поэтому организация горячего водоснабжения требует дополнительного оборудования (бойлера косвенного нагрева объёмом 120–2000 л). Двухконтурные котлы выполняют функции отопления и подготовки горячей воды.

Схема прокладки труб

Батареи обвязывают однотрубной или двухконтурной системой (тупиковой/лучевой). Первый способ требует более высокого давления теплоносителя в процессе эксплуатации.

Коллекторная схема предусматривает подведение к радиаторам 2 труб: вверху – подающий патрубок, внизу – холодный контур (обратка).

Если батарея короткая, трубы подводят с одной стороны. Обустройство длинных радиаторов предусматривает использование диагональной системы, когда с одной стороны подсоединяют подающий патрубок, в противоположном участке – отводящую трубу.

Как сделать отопление своими руками

Организация водяной системы отопления начинается с подготовки инструментов: разводных и рожковых ключей, дрели, ножниц, калибратора. Список оборудования для закрытой схемы обогрева дополняют следующими материалами:

Справка! Система отопления состоит из 2 крупных блоков (котельной и радиаторной сети), соединённых трубами. Для подготовки теплоносителя используется настенный или напольный котёл.

Обвязка настенного котла

При обустройстве самодельной мини-котельной, оснащённой циркуляционным насосом и группой безопасности, достаточно подвести и подсоединить трубы подачи, обратки.

К подающему выводу настенного котла крепят кран с резьбовым фитингом. Место соединения должно легко разбираться. Если потребуется заменить котёл, мастеру достаточно открутить гайку и отсоединить фитинг.

Схема обратки предусматривает вертикальное подключение запорного крана, горизонтальное расположение фильтра грязевика (головкой вниз), дополнительного крана с фитингом.

При прохождении по системе отопления в теплоноситель попадают твёрдые фракции.

Сетка, установленная между кранами, задерживает частицы ржавчины и грязи. Если фильтр забился, котёл продолжает работать, но радиаторы останутся холодными. Для решения проблемы специалисты рекомендуют почистить пропускную сетку, предварительно закрутив два крана.

Обвязка напольного устройства

К подающей трубе котла подключают готовую группу безопасности или аварийный клапан, сбрасывающий давление. Слева от клапана прикручивают кран. Справа отводят трубу за пределы котла для утилизации излишка влаги при утечке. Не допускается использование запорной арматуры между отопительным котлом и группой безопасности.

С обратной стороны котла устанавливают запорный кран и циркуляционный насос. Для дома до 300 м2 подойдёт бытовой прибор серии 25–40, реже используется насос 25–60 или 25–80.

Последний вариант монтажа предусмотрен для длинных помещений, где одна отопительная ветка достигает 50 м по горизонтали.

Согласно технической документации, насос на обратке размещают внизу — справа или слева от котла (стрелками обозначено движение потока). Ротор принимает горизонтальное положение. Клеммную коробку поворачивают вверх.

За насосом устанавливают дополнительный кран для замены гидравлической машины (необязательно), фильтр-грязевик, затем второй кран. Остаётся подключить тройник, кран для заполнения системы и запорная арматура, подсоединяющая расширительный бак.

Читайте также:

Стяжка из керамзитобетона

Экспанзомат компенсирует колебание давления в системе. Объем бачка соответствует 1/10 системы отопления. Если ёмкость котла равна 70 л, объем радиаторной сети — 130 л, потребуется расширительный бак вместительностью 20 л.

Разметка батарей

Устанавливают батареи под окнами, соблюдая промежуток 5–6 см от пола, 6 см до подоконника. Зазор между стеной и отопительным прибором, обеспечивающий циркуляцию воздуха, равен 5 мм.

На входе и выходе устанавливают запорные краны или клапаны наддувного действия.

Последний вариант позволяет использовать термоголовку с диапазоном значений 0–28 градусов. Прибор автоматически регулирует давление в системе с газовым или электрическим котлом.

Внимание! Не допускается подсоединение твердотопливного агрегата. В противном случае система закипит.

Приготовив кронштейны для размещения радиаторов, по отметкам делают отверстия глубиной 12 см. Фиксируют кронштейны цементным раствором. На 1 м² радиатора расходуется одно крепление. По разметке прокладки труб закрепляют клипсы, шурупы или гвозди.

Отрезают требуемый размер трубы, защёлкивают клипсами. Уклон труб 5 мм на 1 м погонный. В нижней точке отопительной системы в трубу врезают тройник, устанавливают переходник для сливного крана.

Установка фитингов

При открытой разводке труб, требующей замены отдельных соединений каждые 5 лет, применяют резьбовые фитинги. Лучевая схема отопления предусматривает скрытое размещение пресс-фитингов.

Подготовка труб включает ряд этапов: тщательное измерение длины, обрезание изделия ножницами под прямым углом, выравнивания деформированного края калибратором. Остаётся зачистить заусеницы круглым напильником.

Используя резьбовые фитинги, соединительную деталь раскручивают, накидывают гайку и зажимное кольцо на патрубок. До упора насаживают трубку на сердечник с резиновым уплотнением. Выравнивают. Закручивают накидную гайку.

Для патрубков размером 14–20 мм применяют прессующий метод крепления. На торце трубы насаживают обжимную муфту из нержавейки. Фасонную сторону фитинга вставляют в трубу до упора, захватывают зажимом пресс гильзы, обжимают рукоятками. Достаточно одного обжима для появления колец, аналогичных фасонной части фитинга.

В закрытую систему отопления закачивают воду через сливной кран. Создают давление насосом 3 бар. С радиаторов спускают воздух, восстанавливают давление до 3 бар. В открытую магистраль также запускают воду, спускается воздух. При образовании течи подтягивают стыки.

Монтаж автономной самодельной системы в квартире

На этапе разработки проекта важно правильно подобрать источник обогрева. Мощность котла рассчитывается соотношением 100 Вт к одному метру квадратному площади. Тип разводки определяется параметрами жилья.

Для небольших квартир вполне подойдёт однотрубная схема, в просторные помещения традиционно подбирается двухтрубная система с нижней разводкой. Предпочтительна закрытая схема с принудительной циркуляцией.

Тип газового котла зависит от наличия домовой шахты. Возможна установка простого отопительного прибора с открытой камерой сгорания. При отсутствии дымоходного канала, используется турбинированный генератор с закрытой камерой и коаксиальной трубой, проведённой сквозь стену.

Подробный план работ включает установку котла, замену батарей, подводящих, отводящих патрубков (стояки трогать запрещено). Квартирные жители также реализуют индивидуальное отопление по системе тёплый пол. Если нет уверенности в качестве межэтажного перекрытия, идеальным вариантом станет прокладка труб на деревянных лагах, отделанных ламинатом.

Чтобы теплоснабжающая организация прекратила насчитывать плату за энергопотребление, стояк теплоизолируют. Все работы проводятся после письменного отказа от центрального теплоснабжения. Подключение котла к газовой или электрической магистрали проводит поставщик энергоносителя.

Важно! Автономное отопление в квартирах допускается не выше 10 этажа!

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.

Читайте также:

Ушп плита фундамент: технология

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.

Отопление частного дома своими руками: виды систем и схемы

Известно большое количество систем отопления. Однако не все они подходят для установки в небольшом частном доме.

К тому же подходящая система должна соответствовать проекту здания не только по конструкции, но и по своим параметрам.

По этой причине обогрев дома рассчитывают еще на стадии разработки проекта, а материалы и агрегаты для него учитываются в смете строительства.

Схемы систем отопления частного дома своими руками

Выбирая подходящую систему обогрева, учитывают множество факторов. Среди них самыми важными являются тип здания, функции помещений, теплоизоляция стен, мощность оборудования и стоимость работ, а также доступность и стоимость энергоносителей.

Обычно в частных домах устанавливают водяные системы. В зависимости от размеров и планировки здания применяют естественную или принудительную циркуляцию, одно- или двухтрубную схему.

Источником тепла для обогрева частных домов служат газ, уголь, дрова, электроэнергия, а иногда и возобновляемые природные ресурсы.

Циркуляция и ее типы

По движущей силе различают два типа циркуляции теплоносителя:

Естественный.
Принудительный.

В агрегатах первого типа теплоноситель движется за счет энергии топлива: при нагревании жидкость расширяется и вытесняется из котла в расширительный бак, а из него в радиаторы стекает под действием силы тяжести.

Такая система проста и независима от подачи электроэнергии. Однако она подходит только для отопительных агрегатов небольшой мощности. Одноэтажный частный домик на 3–4 комнаты — ее сфера применения.

Второй тип циркуляции обеспечивает внешняя сила. Обычно это насос с электроприводом, перекачивающий теплоноситель. По размерам и мощности такие агрегаты ограничений не имеют, но они потребляют электроэнергию, поэтому придется позаботиться о бесперебойной ее подаче.

Различается циркуляция теплоносителя в агрегате и по способу подключения радиаторов к котлу:

последовательно (однотрубный);
параллельно (двухтрубный).

Зависимость схемы подачи от типа здания

Большинство загородных и сельских домов состоят из одного этажа и накрыты двускатной крышей. Для таких зданий подходящим вариантом будет вертикальная подача теплоносителя в каждую комнату. При этом мансарду под крышей также можно отапливать.

Для двух- и трехэтажного дома схема подачи иная. В этом случае более подходящей будет двухтрубная схема. При этом прямая и обратная трубы располагаются вертикально, а разводка по этажам монтируется горизонтально. Котел устанавливается в подвале.

Теплоносители и нагревательные приборы

По теплоносителю система обогрева может быть:

Паровой.
Водяной.
Воздушной.
Электрической.
Комбинированной.

Из них паровое отопление почти уже не применяется.

Нагревательные приборы в этих агрегатах бывают:

излучающие (отдающие не менее 50% тепла излучением);
конвективные (75% тепла и более передают конвекцией);
конвективно-излучающие (передают 50–75% тепла конвекцией, остальное — излучением).

Различают также приборы с естественной и принудительной конвекцией (с вентилятором). Вторые прогревают воздух в комнате более равномерно.

Отопление воздухом

Этот способ обогрева исключает промежуточный теплоноситель. Воздух нагревается непосредственно от отопительного устройства, а затем доставляется в комнаты по воздуховодам.

Обычно такое отопление монтируется в небольших частных домиках, но можно спроектировать установку и для многоэтажного дома. Как правило, воздушное отопление проектируют вместе с домом.

Во время капитального ремонта здания тоже можно ее смонтировать. При этом объем работ возрастает, т. к. приходится прятать громоздкие воздуховоды в стенах, под полом и за подвесными потолками.

В качестве источника тепла используют газовый или твердотопливный котел. Специальные газовые котлы с термостатами позволяют автоматизировать воздушную систему. Кроме отопления она может выполнять функцию вентиляции.

В домах, которые строят по канадской технологии, устанавливают воздушные системы отопления с функциями вентиляции и кондиционирования воздуха. Зимой они обогревают жилище, а летом — охлаждают.

Монтаж канадской воздушной системы обходится недешево. Однако ее преимущества стоят потраченных денег: жилище прогревается быстро, жидкого теплоносителя нет и проблем с ним тоже, вентиляция и кондиционирование входят в список удобств.

Среди недостатков упрощенного воздушного обогрева указывают сухость воздуха. Однако ее можно устранить с помощью увлажнителя, установленного в воздуховоде.

Водяное отопление

Такую систему в частном доме или квартире монтируют чаще всего. Это агрегат, состоящий из котла, радиаторов и соединяющих их в определенном порядке труб.

Теплоносителем служит вода или раствор этиленгликоля. Насос прокачивает воду через котел, где она нагревается, а затем подает в радиаторы, где вода отдает тепло.

Температура в комнатах поддерживается автоматически или с помощью термостатических головок на радиаторах. Монтаж оборудования обходится недорого, систему можно установить и после постройки дома.

Существенный недостаток водяного отопления — замерзание воды и разрушение радиаторов при длительной остановке оборудования. По этой причине в воду добавляют незамерзающий этиленгликоль.

Важно: чистота теплоносителя очень важна для исправной работы водяной системы отопления — вода с большим содержанием солей образует накипь и ухудшает теплоотдачу.

Источниками тепла служат котлы для газа, твердого или жидкого топлива, а также электрические.

Отопление электричеством

Это простейшая система, которая устанавливается за несколько часов. Для обогрева небольших комнат частного дома с хорошей теплоизоляцией площадью до 100 м² вообще ничего монтировать не надо.

Достаточно подключить к розеткам маломощные тепловентиляторы или электрокамины. Большой дом отапливать электричеством слишком накладно, поэтому в нем электрообогрев используют только временно.

Новейшие способы отопления

В последнее время всё чаще используют для обогрева такие устройства:

Теплый пол.
Тепловой насос.
Гелиоустановка.

Теплый пол

Теплым полом называют тепловыделяющие элементы, которые монтируются под полом на бетонной стяжке и подключаются к источнику тепла или к электросети. Теплые полы бывают:

Электрические.
Водяные.
Электроводяные.

Электрический и электроводяной теплый пол легко установить и отремонтировать самостоятельно. Он нагревает воздух под полом, от которого прогревается весь воздух в комнате. Все такие системы автоматизированы и требуют меньше энергии, чем любые другие.

Тепловой насос

Это агрегат, работающий по принципу холодильника, но в отличие от холодильника он перекачивает тепло от земли или воды в дом. Устанавливают тепловые насосы иностранные фирмы, поэтому стоят они дорого.

Однако эксплуатация тепловых насосов обходится дешево, т. к. агрегат не генерирует тепло, а только его транспортирует.

Гелиоустановка

Эти системы называют также солнечными коллекторами. Они улавливают солнечный свет и преобразуют его в тепло. Панели этих агрегатов устанавливают на южном скате крыши.

Внутри панели солнечный свет отражается от зеркал и фокусируется на трубках с теплоносителем (тосол или масло). Нагретый теплоноситель перекачивается в теплообменник (бойлер) и отдает там тепло другому теплоносителю, который циркулирует по радиаторам отопительной системы.

Ночью обогрев обеспечивается за счет тепловой инерции теплоносителя. Агрегат расходует мало электроэнергии, но его эффективность зависит от высоты солнца над горизонтом и облачности.

Расчет системы водяного отопления

В этот расчет входит определение необходимой мощности котла и числа секций батарей.

Котел

Определим тепловую мощность котла, необходимую для отопления дома площадью 150 м². Формула расчета:

где S — площадь дома, Q_У – удельная мощность на 10 м 2 . Удельная мощность зависит от местности (в средней полосе РФ на равна 1,5). По нормативу на каждые 100 м² нужно 10 кВт мощности. Подставляем в формулу: Q_T = (150 · 1,5) / 10 = 22,5 кВт.

Число секций батарей

Для правильного распределения тепловой мощности по комнатам требуется рассчитать число батарейных секций. Исходная величина — теплоотдача секции. Она указывается в технической документации батареи.

Примем, что теплоотдача секции равна 150 Вт. Если разделить это число на 100 Вт/м² (10 кВт/100 м² по вышеуказанному нормативу), получается площадь, которую может обогреть эта секция. В данном случае получаем 150 Вт / 100 Вт/м² = 1,5 м².

Поскольку площадь дома равна 150 м², то число секций N = 150 м² / 1,5 м² = 100 секций. Секции будут распределяться в комнатах в зависимости от площади каждой из них (1 секция на 1,5 м²).