Система отопления частного дома

Обогрев собственного жилья – это именно тот вопрос, который стоит внимательно изучить еще ДО покупки или строительства дома. От того, насколько правильно будет выбрана схема системы отопления частного дома и источник энергии, зависят комфорт и экономичность проживания.

Внешние условия и расчет мощности отопления

Это первая часть задачи – определить, нуждается ли дом в отоплении и насколько мощной должна быть система обогрева. Исходные данные для решения – характеристики самой постройки и климатические условия.

Климатические условия:

  • тип климата (см. таблицу 1);

  • среднегодовую температуру, среднюю температуру зимних месяцев (холодного сезона в целом), пиковые температуры холодного и теплого сезонов. Последний параметр рассчитывается как усредненное значение для самой холодной пятидневки года за последние 3-5 лет. Получить эти данные можно из официальной статистики или СП 131.13330.2012;

  • длительность отопительного периода (определяется согласно СП 124.13330.2012) и количество градусо-суток этого периода.

Согласно полученным данным определяется необходимое тепловое сопротивление ограждающих конструкций.

Что нужно знать о конструкции частного дома:

  • Тип и материал фундамента, наличие преграды, отделяющей жилые помещения от грунта (перекрытие между первым этажом и подвалом). Если пол устроен по грунту и/или коммуникации закладываются ниже фундамента (в фундаменте), следует также учитывать температуру подстилающей поверхности.

  • Тип, материал и толщина ограждающих конструкций. Сюда относятся не только наружные стены (и внутренние, если они отгораживают не отапливаемые помещения), но также крыша и остекление.
  • Размеры дома (отдельных помещений), в том числе высота потолков. Также необходимо знать расположение, количество и размеры оконных и дверных проемов, ориентацию постройки по сторонам света, направление преобладающих ветров.

Это касается как вновь проектируемых частных домов, так и уже построенных. Во втором случае нужные данные можно взять из технической документации и/или заключения экспертов (как результат личного обследования конструкций). В эту же часть расчетов следует отнести данные о желаемой внутренней температуре в доме.

Тепловое сопротивление конструкций частного дома можно рассчитать согласно СП 50.13330.2012 и сравнить с вычисленным ранее необходимым сопротивлением.

На основании проведенных расчетов определяется, сколько тепловой энергии необходимо для поддержания в частном доме комфортного микроклимата и далее выясняется, какая именно отопительная система и источник тепла гарантируют нужное количество энергии с правильным распределением по помещениям.

Расчет количества тепловой энергии

Подробно методика расчета для отопления частного дома изложена здесь. В упрощенном варианте (без учета тепловой сопротивляемости конструкций) вычисления производятся на основе таких данных:

  • желаемая температура в помещении (обычно принимается +20 градусов по Цельсию);
  • наружная температура, средняя для отопительного сезона;
  • усредненное значение наиболее низкой наружной температуры (для определения максимально необходимой мощности источника тепла в режиме форсажа отопления).

Фактически эти параметры учитываются так называемым поправочным коэффициентом для климатической зоны. Чем холоднее климат – тем на большее число необходимо умножать предполагаемую с учетом размеров и особенностей помещения мощность отопительных приборов.

Карта климатических зон России

Далее для общей площади всех помещений определяется потребное количество тепловой энергии (с учетом поправочного коэффициента) из расчета 1 кВт тепла на каждый 10 кв.м. площади (при высоте потолков 2,5 м).

Пример расчета

Для дома в Иркутской области (зона 2, поправочный коэффициент 1,3-1,5) площадью 120 кв. м. из красного кирпича принимаем максимальный коэффициент 1,5 (с учетом отсутствия утепления).

12х1х1,5=18 кВт/час.

К сожалению, такой расчет отопления частных домов не учитывает теплового сопротивления ограждающих конструкций и потому является сильно упрощенным.

Укрупненный расчет

Чуть точнее позволяет определить количество тепловой энергии метод с учетом разницы внешней и внутренней температуры, а также тепловой характеристики здания.

Здесь первая переменная формулы – тепловая характеристика здания (берется из следующей таблицы, вторая – поправочный коэффициент для климатической зоны, третья – объем здания по границам отапливаемой зоны (фактически по внешним поверхностям), четвертая – внутренняя температура воздуха, последняя – наружная температура.

Пример расчета

Для того же дома, имеющего объем 120х2,5=300 м.куб. (здесь 3,5 – полная высота отапливаемого пространства, включая цоколь и чердачное перекрытие дома) тепловая характеристика равна 0,49 (жилые здания с объемом менее 3000 кубометров). Средняя потребность в тепле составит для наружной температуры -30 градусов по Цельсию

0,49х1,5х300х(20-(-30))=11025 Вт=11 кВт/час.

Для наиболее холодной пятидневки с температурой -45 градусов

0,49х1,5х300х(20-(-45))=14332 Вт=14,5 кВт/час.

Таким образом, даже максимальная мощность будет меньше, чем полученная в предыдущем расчете.

Расчет с учетом теплового сопротивления ограждающих конструкций

Для этого необходимо знать, какие тепловые потери несет здание через стены, окна, крышу, фундамент и другие элементы. В приведенном примере стены сложены из полнотелого керамического кирпича с сопротивлением теплопередаче 0,47 м.кв. х градусы/Вт. Площадь ограждения для дома площадью 120 м (10х12 м по внешнему контуру) с высотой этажа 2,5 м (реальная высота стены 2,8 м по наружной поверхности) составляет

(12+12+10+10)х2,8=123,2 м.кв.

Из этой площади 52 м.кв. приходится на остекление, имеющее сопротивление теплопередаче 0,75 м.кв. х градусы/Вт (двухкамерный стеклопакет). То есть площадь кирпичных стен равна 123,2-52=71,1 м.кв.

Таким образом, общие потери тепла здания в час составят при разнице температур извне и снаружи в 1 градус Цельсия

(1/0,47)х71,1+(1/0,75)х52=271,4 Вт/час.

Если разница составляет (для средней температуры зимы) 50 градусов, потери здания будут 271,4х50=13565 Вт/час. Для самой холодной пятидневки (разница 65 градусов) потери достигнут 271,4х65=17641 Вт/час.

Вывод: фактически стоит рассчитывать на пиковую мощность источника тепла в 18 кВт или среднюю 12-13 кВт.

Таким образом, приобретать источник тепла (котел, печь) следует из расчета на усредненную мощность, но с возможность форсировать режим для обогрева дома в наиболее холодные дни.

Выбор источника тепла

Это второе, что следует сделать после расчета потребной мощности отопительной системы. Помимо мощности как таковой, необходимо учитывать расходы на отопление – а именно, выбирать вариант с максимальным КПД при минимальных затратах, имея в виду доступные виды топлива (энергии).

Следует выбрать из имеющихся вариантов оптимальный по критериям цена/эффективность котел с учетом необходимой мощности. Как понятно из приведенной выше диаграммы, оптимальными являются отопительные приборы, работающие от магистрального газа. Удачны также модели комбинированного типа.

Важно: в приведенном примере расходы тепла на заданную площадь слишком велики. Более рационально вначале выполнить утепление дома, а потом повторить расчет с изменившимся параметром тепловых потерь.

В том случае, если дом не планируется для постоянного проживания, можно выбрать вместо отопительного котла дровяную/угольную печь или современные модели печей с пиролизным горением. От такой печи несложно запитать сеть водяных радиаторов отопления по всему зданию.

Устройство именно радиаторов для построек небольшой площади с печами не обязательно, можно рассчитывать на постепенный прогрев воздуха в основном помещении и распределение тепла по дому. Для газового или другого котла монтаж радиаторов (или напольной системы отопления дома «теплый пол» на водяной основе) необходим, и здесь важно правильно выбрать схему отопительной системы.

Устройства на основе конвекции для частных домов небольшой площади используются редко, поэтому в данной статье не рассматриваются.

Выбор схемы отопления

Первичное разделение систем, запитанных от котла отопления – это системы «теплый пол» и трубопровод с радиаторами. В любом случае монтаж систем отопления должен выполняться профессионалами, такими, как сотрудники нашей компании.

Теплый пол

С учетом того, какой тип обогрева используется – прямой электричеством или косвенный, с нагревом теплоносителя – сразу можно выделить два типа систем «теплый пол». При этом оба типа систем располагаются в полу, под напольным покрытием (кабели и трубы – в стяжке).

Первый представляет собой электрические системы, запитанные от домовой электросети, работающие по принципу нагрева кабеля или инфракрасных элементов.

Для обоих вариантов отопления этого типа нет необходимости в отопительном котле как таковом, достаточно мощной электросети.

Водяной теплый пол – это трубопровод, скрытый в стяжке пола, запитанный от котла, нагревающего теплоноситель.

Расчет отопительной системы в этом случае ведется с учетом поправок на потери тепла, проходящего по трубам и через стяжку, а также напольное покрытие. Важно понимать, что при выборе такой системы (основного отопления) нагрев пола будет неравномерным.

Для обеих систем отопления (электрический, в том числе инфракрасный и водяной «теплый пол») значимо то, что их можно устраивать не на всей площади пола в помещении, а только с учетом достаточной мощности нагрева для поддержания комфортной температуры.

Таким образом, при хорошей теплоизоляции здания и правильно рассчитанном шаге труб (кабелей) «теплого пола» есть возможность организовать по этой схеме основное отопление частного дома в европейской части России и южных регионах азиатской части. Для климатических зон 1-3 «теплый пол» рекомендуется как дополнительное отопление.

Радиаторы

При установке в доме привычной для россиян отопительной системы с радиаторами можно выбрать схему:

  • Самоточная (открытая) или с принудительным (закрытая) течением. Во втором случае в системе установлен циркуляционный насос.
  • Одно- или двухтрубная.
  • С горизонтальной или вертикальной разводкой (второе – только для системы отопления одноэтажного частного дома).

Наличие в отопительной системе циркуляционного насоса обеспечивает равномерное и постоянное движение теплоносителя. При этом происходит более ровный нагрев помещений, есть возможность более сложного конструктива трубопровода. Однако при отключении электроэнергии такой тип отопления дома будет работать с перебоями. При самоточной системе подобной проблемы нет, но отопление менее эффективно. Кроме того, для естественной циркуляции воды необходимо обеспечить уклон труб «обратки» по направлению к котлу, а также разницу в диаметре подающей и возвратной трубы – вторая должна быть шире.

Обратите внимание, что в самоточной системе расширительный бак всегда открытый, а варианте с циркуляционным насосом все чаще монтируют закрытые мембранные баки.

Наличие одной или двух магистральных труб в системе дает существенное различие в нагреве радиаторов. При последовательном подключении (однотрубная схема) каждый следующий в цепочке радиатор нагревается слабее предыдущего, устанавливать терморегуляторы даже на современных биметаллических радиаторах в этом случае бессмысленно. При двухтрубной схеме радиаторы подключены параллельно, то есть все отопительные приборы поступает теплоноситель одинаковой температуры. Можно монтировать терморегуляторы.

Кроме одно- и двухтрубной схем, есть еще так называемая «ленинградка». Особенность этой схемы в наличии под каждым радиатором так называемого «байпаса», то есть дополнительного участка трубы, перемычки. Поскольку теплоноситель перед каждым радиатором разделяется – часть идет в него, часть по байпасу к следующему отопительному прибору – температура в системе более ровная, чем в однотрубной схеме. Таким образом, система отопления получается проще двухтрубной и эффективнее однотрубной.

Еще одна конструктивная разновидность радиаторной схемы отопления – лучевая схема. Здесь подвод теплоносителя ведется обычно снизу (в стяжке пола, через общий стояк и коллектор), а далее к каждому радиатору идет отдельная труба подачи и обработки. Плюс – возможность одинакового нагрева всех радиаторов, минус – достаточная сложность монтажа и большая протяженность труб.

Выводы: для частного дома небольшой площади рационально использовать систему «ленинградку» или однотрубную, для домов побольше – двухтрубную систему, которую к тому же можно комбинировать с водяным теплым полом в отдельных помещениях (например, в санузле).

Заключение

Подводя итоги, стоит отметить, что для постоянного проживания наиболее рационально устройство в доме радиаторной или комбинированной (с теплым водяным полом в отдельных помещениях) схемы отопления с циркуляционным насосом и газовым (либо комбинированным) котлом.

Использование печного отопления, а также электрического теплого пола имеет смысл в том случае, если источник энергии (электричество, дрова, другое топливо) оказывается более дешевым и доступным. Также это удобно для построек, используемых в холодный сезон периодически.

Выполнить правильный расчет тепловых потерь дома и необходимой мощности отопительной системы, а также грамотно сконструировать систему могут только профессионалы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

девятнадцать + шесть =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector