Проектирование отопления: пошаговая инструкция

Как спроектировать отопление самому? Этим вопросом задается почти каждый владелец частного дома. Самостоятельное проектирование отопления позволит сэкономить средства, не нанимать профессиональных проектировщиков. Для квартиры в многоэтажном доме с централизованным отоплением эта тема не актуальна, а вот строительство автономного отопления в частном доме – весьма важная задача. Материал статьи на тему проектирование отопления – пошаговая инструкция даст основы самостоятельной разработки собственной системы отопления.

Создание отопления без проекта или хотя бы общей схемы практически невозможно. Только отразив свои замыслы и расчеты на бумаге, можно составить перечень материалов, основного оборудования, разработать конфигурацию комплекса отопления. Процесс проектирования состоит из нескольких этапов.

Выбор вида отопления

На первом этапе определяется вид отопления. Выделяют следующие главные виды отопления:

  • Водяное отопление;
  • Воздушное отопление;
  • Электрическое отопление;
  • Печное отопление.

Выбор вида отопления зависит от доступности различных типов топлива, планируемой схемы, поставленных задач для комплекса отопления. Печное отопление предназначено для обогрева небольших площадей, имеет нестабильный характер работы, требует ручного обслуживания. Воздушное отопление обладает многими достоинствами, но требует точного аэродинамического расчета сети распределения воздуха. Провести такой расчет без профессиональной помощи очень трудно.

Самыми популярными, распространенными видами обогрева помещений являются водяное и электрическое отопление. В обоих случаях теплоносителем является вода (при установке электрического котла), при установке отдельных приборов электрического нагрева воздух нагревается непосредственно рабочими элементами этих устройств (ТЭНами, спиралями, излучателями и так далее).

Так как водяное отопление занимает ведущее место среди всех видов обогрева помещений и проектирование его считается самым сложным, статья опишет дальнейший порядок действий по разработке этого вида отопления.

Выбор источника теплоты

Котел отопления

Основной элемент каждой системы отопления – источник тепла (теплогенератор). Отопительный котел выполняет главную функцию – производит тепло, преобразуя энергию топлива в тепловую энергию. Выбор котла зависит от наличия доступа к топливу. По типу топлива котлы подразделяются на следующие виды:

  1. Котлы, работающие на природном газе;
  2. Твердотопливные котлы;
  3. Жидкотопливные котлы;
  4. Электрические котлы.

Газовые котлы требуют наличия поблизости действующего магистрального трубопровода природного газа. Установка их требует получения разрешения, выполнения газового проекта, соблюдения требований к рабочему помещению котла.

Котлы, работающие на твердых видах топлива (дровах, угле, торфе и прочих) не требуют согласований на установку. Обслуживание оборудования производится в ручном режиме, необходимо иметь запас топлива.

Электрические котлы считаются самыми удобными в эксплуатации, но стоимость электрической энергии создает постоянные значительные расходы на оплату топлива.

Теплогенераторы, потребляющие жидкое топливо (сжиженный газ, дизтопливо и так далее), требуют строительства специального хранилища с повышенными мерами безопасности.

Определив вид топлива и соответственно, котла, производят расчет требуемой мощности котлоагрегата.

Мощность котла

Выбор мощности котла производится по параметрам отапливаемой площади. Мощность котла зависит от объема помещений и теплопроводности ограждающих конструкций – стен, окон, пола, потолка, дверей и так далее. Точный расчет производится по специальным методикам, но можно провести и укрупненный расчет.

В основе укрупненного расчета лежит показатель количества тепла, требуемый для отопления 1 квадратного метра площади. Этот показатель для помещений со средними показателями тепловой изоляции составляет 100 Ватт. Он актуален для помещений с высотой потолка не более 2,7 метра. При больших значениях высоты показатель увеличивается на 25 – 30%.

Для отопления дома общей площадью (например) в 150 квадратных метров (с высотой потолка менее 2,7 метра) потребуется тепловая мощность в 15 кВт. Кроме этого, в производительность котла закладываются следующие дополнительные величины:

  • Резерв мощности – минимум 15 – 20%;
  • Производство горячей воды – минимум 30%.

При наличии собственного котла имеет смысл возложить на него производство горячей воды. Закладываемая величина является расчетной и зависит от уровня водопотребления. Уровень потребления воды зависит от количества проживающих в доме человек и частоты использования горячей воды. Общие расчеты говорят о том, что эта величина составляет обычно не менее 30% от тепловой мощности котла.

Резерв мощности необходим для обеспечения нормального режима работы котла. При недостатке мощности оборудование работает в предельном режиме – это значительно сокращает срок службы котла.

По приведенным показателям вычисляется общая мощность котла. Для дома площадью 150 квадратных метров и собственным производством горячей воды (для нужд семьи из 3 человек) мощность составит 23,4 кВт. Округляя в большую сторону, выбирается котел мощностью 24 кВт.

После определения конкретного вида и модели котла производят выбор приборов отопления.

Выбор отопительных приборов

Радиатор отопления

Подбор отопительных приборов производится по желанию владельца. Автономная система отопления не предъявляет каких-то особых требований к приборам отопления. Условия работы независимой системы являются щадящими по сравнению с централизованными сетями.

По способу обогрева выделяют три основных вида приборов:

  • Конвекторы;
  • Радиаторы;
  • Регистры или пояс труб (стальных).

Регистры или прокладка труб среднего сечения по периметру помещений сейчас практически не применяются, главными типами приборов являются конвекторы и радиаторы.

Конвекторы состоят из теплообменника (медного или стального), скрытого в металлическом корпусе. В корпусе имеются отверстия и решетка для конвективного движения воздуха. Конвекторы обладают меньшей скоростью нагрева, но имеют более эстетический вид и продолжительный срок службы.

Радиаторы по материалу изготовления подразделяются на следующие:

  • Алюминиевые;
  • Биметаллический сплав;
  • Стальные;
  • Чугунные.

Каждый тип имеет ряд особенностей, преимуществ и недостатков. Радиаторы состоят из отдельных секций, имеют высокую скорость нагрева и различный внешний облик.

После выбора типа отопительных приборов определяют места установки и единичную мощность каждого прибора. Отопительные приборы рекомендуется устанавливать в местах наибольших тепловых потерь – под окнами, около витражей. Кроме этого, радиаторы (конвекторы) часто устанавливают рядом с дверями, у холодных наружных стен (со слабой тепловой изоляцией).

Единичная мощность каждого прибора подбирается по площади отдельного помещения. При высоте потолка менее 2,7 метра мощность отопительного прибора выбирается из расчета 100 Вт на 1 метр отапливаемой площади, при более высоких потолках – увеличивается на 25 – 30%. Мощность конвекторов имеет типовой размерный ряд – их подобрать несложно.

Радиаторы состоят из секций, поэтому нужно верно определить число секций в каждом радиаторе. Количество секций рассчитывается исходя из единичной мощности секции. Для чугунного радиатора МС-160 она составляет 160 Вт, для МС-140 – 140 Вт и так далее. Единичная мощность зависит от типа материала батареи и температурного режима работы оборудования.

Производительность каждого прибора выбирается с запасом не менее 5%, иначе невозможно будет увеличить температуру батареи в предельно холодный период года. Лучше иметь незначительный запас, чем ставить впоследствии более мощный конвектор или доставлять дополнительные секции в радиатор.

Вместо отдельных радиаторов или конвекторов часто выбирают систему напольного отопления (водяной теплый пол). Об его устройстве и расчете будет написана отдельная статья.

Последним этапом, после определения мест установки отопительных приборов, производится составление схемы разводки трубопроводов.

Разводка трубопроводов отопления

Двухтрубная схема разводки отопления

Сначала определяется общий тип системы отопления. Существует три основных вида схем водяного отопления:

  1. Однотрубная;
  2. Двухтрубная;
  3. Коллекторная.

В однотрубной схеме радиаторы подключены последовательно, в двухтрубной системе – параллельно, в коллекторной конфигурации – подключаются к коллектору, независимо друг от друга. Часто эти схемы комбинируются между собой. Кроме них большой популярностью пользуется водяной теплый пол.

После выбора схемы подбирают тип подключения отопительных приборов. Конвекторы в силу своих конструктивных характеристик подключаются по общему принципу. Радиаторы имеют три основных типа подключения. Если составить рейтинг по эффективности работы, то типы подключений занимают следующие позиции:

  1. Диагональное;
  2. Боковое;
  3. Нижнее.

Схему разводки отопления нужно начертить на копии архитектурного плана (или плана БТИ) дома. Это даст понимание общей картины, упростит подсчет материалов. Чертеж с указанием диаметров трубопроводов, отопительных приборов, запорной арматуры и других элементов послужит своеобразным проектом отопления частного дома. По нему намного проще производить монтаж системы, чем делать это по памяти.

Стандартное проходное сечение подключения радиатора составляет полдюйма (Ду 15 мм – диаметр условный). Перемычки на радиаторах однотрубной схемы также монтируются из трубы внутренним Ду 15 мм. Выход из настенного котла имеет проходное сечение 20 мм, поэтому ветки системы сооружаются обычно с таким же диаметром. К конечным на ветке отопления радиаторам диаметр трубопровода снижают до 15 мм.

Выход из напольного котла имеет диаметр 1,25 дюйма. Исходя из этого размера сооружается система с постепенным снижением диаметров к конечным отопительным приборам. Или трубопроводы с диаметром выхода котла перераспределяют по направлениям (с уменьшением диаметра) возле котла – на отопление, на бойлер приготовления горячей воды, на контур теплых полов и так далее.

На этом этапе (выполнение общей схемы) процесс проектирования завершается. Производится подсчет материалов, приборов отопления, запорной арматуры, трубопроводов, фитингов и прочих элементов. Следующий этап – монтаж отопления своими руками или с привлечением специалистов.