Расчет системы отопления частного дома

Из существующих вариантов отопления частного дома самыми распространенными являются индивидуальные системы водяного отопления. Печи, камины, а также электронагревательные приборы (масляные радиаторы, тепловые пушки, тепловентиляторы, “ИК”-обогреватели, “теплые полы” и пр.) принято использовать в качестве дополнительных источников. Применение систем воздушного отопления в частном доме – большая редкость, ввиду своей дороговизны.

Эффективность, надежность а также срок жизни индивидуальной системы отопления частного дома будет зависеть от выбранной схемы отопления, ее правильного расчета и монтажа, качества комплектующих, грамотной эксплуатации и своевременного технического обслуживания.

Выбор типа отопительного котла и расчет его мощности

Основным оборудованием в системе водяного отопления частного дома выступает котел. Его тип (электрический, жидкотопливный, твердотопливный, комбинированный или газовый) зависит от того, какой вид топлива преобладает в регионе проживания и его стоимости.

Невысокая популярность твердотопливных котлов (например, чешских ATMOS или немецких OLYMP) при относительной доступности топлива объясняется рядом неудобств в процессе их эксплуатации (например, в течение суток необходимо осуществлять 3 – 4 топки и пр.). Кроме того, режим теплоотдачи у твердотопливного котла носит циклический характер, и колебания суточной температуры воздуха в отапливаемых помещениях достигают 3 – 5°С. Если же выбор твердотопливного котла по каким-либо причинам неизбежен, существует два способа нивелировать недостатки котла: сократить число топок вдвое за счет увеличения времени горения с помощью термобаллона (регулирующего подачу воздуха) или же использовать водяные теплоаккумуляторы емкостью 2 – 10м3, которые включаются в систему отопления.

Электрические котлы (можно назвать отечественные РусНИТ или словацкие ELEKO), в силу высокой стоимости электроэнергии и проблем с подключением мощностей, не слишком популярны, да и предложение не отличается разнообразием.

Жидкотопливные котлы малопривлекательны с экологической точки зрения. Сделавшим выбор в пользу котлов этого типа следует отдать предпочтение российским образцам (например, АОЖВ), которые менее капризны и непритязательны к качеству отечественного горючего.

Если дом газифицирован (а это самый оптимальный вариант), то основу системы отопления составит оборудование, работающее на “голубом топливе”. Его преимущество заключается в простоте эксплуатации и в отсутствии необходимости запасать горючее. Аппараты, работающие на газе, обладают сегодня высоким КПД, достигающим 95%, а в случае конденсационных котлов (например, ARISTON Genus Premium) – и превышающим эту цифру. Для потребителя, безусловно, важны и высокая степень безопасности современной техники при эксплуатации, и очевидная выгода – ведь такой котел в силу дешевизны энергоносителя экономит до 20-30% средств по сравнению с расходами на центральное отопление.

Необходимо отметить, что до недавнего времени для установки газового отопительного оборудования требовалось отдельное помещение (котельная). Сегодня это правило сохранилось для котлов с открытой камерой сгорания. Если же нет возможности выделить в доме такую площадь, следует выбрать устройство с закрытой камерой (например, ARISTON UNO 24 MFFI).

Эффективность работы автономной системы отопления в первую очередь будет зависеть от мощности выбранного котла. Недостаточная мощность не позволит достичь комфортной температуры в холодное время года, избыточная – приведет к неэкономному расходу топлива.

Определяющими параметрами, на которые следует опираться при расчете мощности системы отопления  частного дома, являются:
1) площадь отапливаемого помещения (S);
2) удельная мощность котла на 10м? помещения, которая устанавливается с учетом поправок на климатические условия региона (W уд.).

Существуют общепринятые значения удельной мощности по климатическим зонам:

  • для Подмосковья – W уд. = 1,2 – 1,5 кВт;
  • для Северных районов – W уд. = 1,5 – 2,0 кВт;
  • для Южных районов – W уд. = 0,7 – 0,9 кВт.

Расчет мощности котла (W кот) осуществляется по формуле: W кот. = S W уд. / 10

Часто для удобства расчетов применяют усредненное значение W уд., равное единице. Исходя из этого, принято выбирать мощность котла из расчета 10 кВт на 100 м2 отапливаемого помещения.

Пример:
1. Площадь отапливаемого помещения S = 100 м2;
2. Удельная мощность (W уд.) для Подмосковья = 1,2 кВт;
W кот. = 100 1,2 / 10 = 12 кВт;

В таблице 1 приведена ориентировочная мощность котлов в зависимости от площади обслуживаемого дома (для Подмосковья).

Таблица 1

Площадь дома, м2 Мощность котла, кВт
60 – 200 до 25
200 – 300 25 – 35
300 – 600 35 – 60
600 – 1200 60 – 100

От площади дома будет зависеть тип водяного отопления. Система с естественной циркуляцией (в силу малой инерционности) может быть использована для зданий не более 100м2. Для большей площади потребуется принудительная циркуляция теплоносителя, которая может быть обеспечена включением в систему циркуляционных насосов. Они, как правило, устанавливаются в обратную линию, ведущую от отопительных приборов к котлу, для того, чтобы продлить срок службы деталей, избавив их от постоянного контакта с очень горячей водой.

Циркуляционные насосы работают непрерывно, отсюда и требования, предъявляемые к ним: бесшумность, малое энергопотребление, простота, надежность и долговечность. Необходимо сказать, что в современных газовых теплогенераторах такие агрегаты уже встроены в корпус котла.

Критерии подбора и монтаж трубопроводов для системы отопления частного дома

Трубопроводы для системы отопления являются ее своеобразными “кровеносными сосудами”, и поэтому к их выбору следует отнестись с должным вниманием. Ассортимент предлагаемых рынком труб достаточно велик. Это:

  • стальные, стальные оцинкованные, нержавеющие;
  • медные;
  • полимерные (металлопластиковые, полиэтиленовые, полипропиленовые армированные алюминием).

К недостаткам стальных труб нужно отнести потребность в сварочных работах при монтаже системы и коррозийные процессы, происходящие в их стенках. Подобных недостатков лишены оцинкованные трубы, если при их монтаже использовать резьбовые соединения. При этом обе разновидности металлических трубопроводов достаточно тяжелы, а работа с ними требует определенной квалификации.

Перечисленных выше негативных черт лишены полимерные трубы, среди которых выгодно отличаются металлопластиковые конструкции (это алюминиевая тонкостенная труба, с внутренней и внешней стороны покрытая пластиком). К основным их достоинствам относятся:

  • кислородонепроницаемость, что позволяет замедлить процесс коррозии и износа отопительного оборудования;
  • низкий коэффициент линейного расширения по сравнению с полимерными неармированными трубами;
  • высокая механическая прочность;
  • стойкость к коррозии и отложению осадка на внутренней поверхности;
  • антистатичность;
  • малое гидравлическое сопротивление;
  • удобство работы и отсутствие необходимости в профессиональном оборудовании для монтажа.

Металлопластиковые трубы монтируют с помощью прессовых или резьбовых соединений без применения сварки. Это позволяет снизить себестоимость монтажных работ и получить экологически безопасную систему отопления. Комплектуется такая система и аксессуарами (тройники, отводы, шаровые краны и т.п.), конструкция которых отличается надежностью в работе и долговечностью. Также сегодня все большее распространение получают трубопроводы из полипропилена, способные выдерживать достаточно высокий (до 100?С) нагрев. На российском рынке широко представлены различные производители металлопластиковых и полипропиленовых труб для систем отопления, например – компании VALTEC (Италия), Ekoplastik (Чехия) и ряд других.

Тем, кто решил “спрятать” трубопроводы в стенах дома с последующей заделкой, потребуются медные трубы, соединенные методом высокотемпературной пайки серебросодержащим припоем. Медь обладает стойкостью к высоким температурам (200 °С), а медные трубопроводы выдерживают давление на разрыв 200 атм. На сегодняшний день это практически единственный способ получить абсолютно надежную систему, способную прослужить не одно поколение. Но работа с такими трубами требует высокой квалификации, кроме того, они дороги.

Расход трубопроводов в системе отопления частного дома будет зависеть от выбранной владельцем схемы разводки (двухтрубная или однотрубная). Современная система отопления, особенно для большой площади, подразумевает двухтрубную схему разводки, позволяющую регулировать температуру в каждом отапливаемом помещении при помощи терморегуляторов. Единственное преимущество однотрубной схемы – более низкая себестоимость.

Подбор отопительных приборов и требования к монтажу

Для передачи тепла от теплоносителя в обогреваемое помещение используются отопительные приборы. Они подразделяются на радиационные (инфракрасные излучатели), конвективно-радиационные (радиаторы всех типов) и конвективные (ребристые). На практике наибольшее распространение получили две последние разновидности, в особенности конвективно-радиационные (“секционные радиаторы”), обладающие сегодня оптимальными потребительскими качествами.

Для расчета необходимого числа секций в них пользуются следующей зависимостью. Нужно знать теплоотдачу одной секции (в ваттах; см. таблицу 2) и поделить ее на коэффициент 100. В результате получается число квадратных метров, которое она способна обогреть. Зная площадь помещения (при среднем значении высоты потолков – не более 2,7 м), не трудно посчитать требуемое количество сегментов.

Например, если одна секция обогревает площадь приблизительно 2 м? (199 Вт делим на 100), то для комнаты в 16 м? потребуется восемь штук. В том случае, если помещение угловое или в комнате есть балкон, то количество секций увеличивают (как правило, на 2 – 3). Следует иметь в виду, что в среднем на 10% меньше тепла дает радиатор, помещенный в глубокую нишу под подоконником. Декоративный короб, которым часто закрывают батарею, отбирает 15-20% тепла. Уменьшает теплоотдачу отопительных приборов и трубопроводов каждый последующий слой краски.

Таблица 2. Характеристики современных отопительных радиаторов.

Вид радиатора Давление: рабочее/опрессовочное/разрушения Ограничения по рН Коррозийное воздействие Мощность секции при h=500 мм, Dt=70 С, Вт Гарантия, лет
Кислорода Блуждающих токов Электролитических пар
Стальной Трубчатый 6-12/9-18.27 6.5 – 9.0 да да слабое 85 1
Чугунный 6-9/12-15/20-25 6.5 – 9.0 нет нет нет 110 10
Алюминиевый 10-20/15-30/30-50 7 – 8 нет да да 175 – 199 3 – 10
Биметаллический 35/57/75 6.5 – 9.0 да да слабое 199 3 – 10
Анодированный 15-40/25-75/215 6.5 – 9.0 нет нет нет 216.3 30

При монтаже радиаторов следует придерживаться определенных требований. Они достаточно просты, но обязательны для выполнения:

  • радиаторы устанавливаются строго под окнами (чтобы теплый воздух, поднимающийся от радиатора, блокировал движение холодного воздуха от окна);
  • центр прибора должен совпадать с центром окна (допустимое отклонение – не более 20 мм);
  • нагревательные приборы устанавливают таким образом, чтобы их “ребра” располагались строго вертикально;
  • в каждом отдельном помещении нагревательные элементы должны располагаться на одном уровне (по горизонтали);
  • расстояние от пола до низа прибора должно быть не менее 60 мм (для удобства уборки пола под нагревательным элементом), а от верха прибора до подоконника – не менее 50 мм (чтобы обеспечивалась возможность снять отопительный прибор без демонтажа подоконной доски).

Имеющийся в продаже ассортимент радиаторов (от стальных трубчатых до биметаллических и анодированных) способен удовлетворить любой вкус и дизайнерские запросы. У отечественных застройщиков наибольшей популярностью пользуется продукция компаний De LONGHI (Италия), PURMO (Финляндия), KERMI (Германия).

Система отопления частного дома будет надежной, экономичной и безопасной в том случае, если ее составляющие представлены продукцией известных и успешно зарекомендовавших себя на российском рынке компаний. Именно поэтому сочетание эффективных теплогенераторов, металлопластиковых магистралей и современных радиаторов дает возможность смонтировать в частном доме одну из самых надежных отопительных систем.

По материалам ресурса: progressenergo.ru