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);

Система отопления частного дома

  • 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;

Система отопления частного дома

  • 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.

Система отопления частного дома

  • 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.

Система отопления частного дома

Система отопления частного домаКарта 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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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).

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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.

Система отопления частного дома

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

2 + семнадцать =

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

Adblock
detector