Почему стоит взять в свои руки разработку системы отопления в собственном доме? Во-первых, это выгодно с экономической точки зрения, во-вторых, проект, составленный собственноручно, даст полное представление о работе каждого участка системы, её слабых и сильных сторонах.
Цели проектирования и исходные данные
Прежде чем приступить к проектированию отопления в доме, нужно чётко описать ряд поставленных задач. В общем случае проект должен давать развёрнутый ответ на вопросы такого порядка:
- какого типа будет система?
- какой мощности теплового агрегата будет достаточно, чтобы восполнить потери тепла в доме?
- как распределить генерируемое им тепло по всем помещениям?
- как разместить радиаторы и трубы, чтобы они не мешали расстановке мебели и прочим коммуникациям?
- как развести систему с минимальным вложением материалов?
- как обеспечить настройку системы для разных температурных режимов?
- как сделать систему отопления безопасной и простой в обслуживании?
Естественно, разработка проекта не может начаться, если об объекте проектирования ничего неизвестно. В первую очередь нужна описательная документация здания: планы этажей, срезы в разных плоскостях сечения, экспликация помещений с их площадью и кубатурой.
Вторая часть исходных данных касается теплотехнических свойств постройки. Необходимо уточнить температурный режим для каждой комнаты, посчитать теплопотери как среднего значения, так и в самую холодную пятидневку. При расчёте утечек тепла через ограждающие конструкции обязательно должны учитываться окна, двери, характер перекрытий и смежных помещений — методика описана в СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий». Согласно этим принципам ведения расчёта нужно определить как индивидуальные теплопотери в каждой комнате, так и их долю в общих потерях дома.
Расчёт и размещение радиаторов
Определив количество тепла, которое нужно вкладывать в каждое помещение, производится выбор типа и числа нагревательных приборов. Проще всего с электронагревателями: их электрическая мощность практически эквивалента тепловой (КПД близок к единице). С отоплением на жидком теплоносителе всё несколько сложнее.
Тепловая мощность водяных радиаторов определяется как количество теплоты, которое радиатор способен рассеять в окружающую среду. Есть множество факторов, влияющих на это значение: интенсивность конвекции воздуха, длина линии, температура и тип теплоносителя, скорость его протока. Производители радиаторов указывают лишь приближенные значения, в среднем от 100 до 250 Вт на одну секцию.
В принципе, при теплопотерях дома около 8 кВт/ч было бы достаточно закупить 60–80 радиаторных секций и равномерно распределить их по дому. Подход верный лишь отчасти, нужно учесть и другие моменты:
- нет практического смысла греть помещения, которые не контактируют с улицей, поэтому радиаторы располагают преимущественно на ограждающих стенах;
- теплопотери в одной комнате могут превышать потери остальных в 1,5–2 раза. Тепловую мощность нужно делить именно пропорционально теплопотерям, а не кубатуре помещения;
- если в гостиной или кухне допустимо поддерживать 16–18 °С, то в спальной комнате нужно держать 22 °С, а в детской — 21–24 °С.
Для каждой батареи нужна обвязка, поэтому секции устанавливаются максимально плотными группами в целях экономии трубопроводной арматуры. С другой стороны, разнесение радиаторов в пространстве обеспечивает более равномерный и эффективный прогрев — между экономией и эффективностью приходится искать компромисс. Самый простой способ расчёта — делить число радиаторов для комнаты на количество окон в ней. Но определённый набор секций не всегда вписывается под подоконник, поэтому возможен монтаж дополнительного нагревательного прибора в соответствии с функциональным зонированием — у места отдыха, например, или рядом с рабочим столом.
Котёл и его обвязка
Для любого теплового агрегата имеют определяющее значение два параметра. Первый — максимальная генерируемая мощность, которую устройство способно отдать при сжигании топлива или преобразовании электроэнергии. Второй показатель — коэффициент преобразования энергии, от которого зависит фактический выход тепла с устройства.
У газовых котлов потери могут составлять до 30%: из-за неправильно настроенной горелки большая часть тепла вылетает в трубу, а тяга от горения высасывает тёплый воздух из помещения, вызывая прилив холодного уличного. Электрические котлы всю свою мощность отдают в виде теплового излучения с небольшими потерями (до 2–3%). Наибольшей энергетической ценностью обладают системы геотермального типа, которые вместо потерь обеспечивают придаток до 200% за счёт низкопотенциального тепла литосферы.
В конечном итоге важна именно фактическая мощность котла — она должна покрывать теплопотери дома с запасом около 15–25%. Коэффициент надёжности необходим как для того, чтобы оборудование не работало на износ, так и на случай нештатных ситуаций, когда необходимо обеспечить быстрый прогрев всего жилища.
Работа с газовыми котлами — наиболее сложная часть проекта. Необходимо не только подобрать агрегат соответствующей мощности, но и правильно организовать вывод продуктов горения. Для регулировки скорости тяги рекомендуется установка автоматических шиберов и вентиляторов-дымососов. Остатки тепла можно собирать экономайзером, включённым в цепь обратного тока, а забор воздуха для горения лучше делать не из котельной, а с улицы или из подпола.
Отопление на жидком теплообменнике имеет ещё один технический нюанс — описание гидравлической системы. Следует составить поуровневую схему трассировки труб, определить общее водоизмещение системы, компенсировать расширение теплоносителя расширительным баком и определить подходящую скорость циркуляции. Далее, согласно требуемой эффективности отопления в разных зонах жилища, могут организоваться отдельные контуры с разной интенсивностью циркуляции и температурой теплоносителя.
Схемы подключения
На подключение радиаторов в каждой комнате дома уходит куча времени. Лучше, если это время будет проведено за карандашом и бумагой, а не с сопутствующей порчей материалов и трудовых ресурсов. Схема прокладки труб и их соединений должна быть досконально продумана.
Разные типы подключений имеют отличия в распределении итоговой мощности. Наиболее классическая схема — двухтрубная. При правильно подобранной скорости циркуляции обеспечивает равномерный нагрев каждого радиатора в системе и допускает возможность индивидуальной регулировки.
Однотрубная схема подключения — это, скорее, способ локальной группировки радиаторов. Например, три радиатора одной комнаты могут быть последовательно связаны трубой с установкой общего терморегулятора и запорной арматуры. Но как общий случай такое подключение невозможно.
1 — котел отопления; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы с диагональным подключением; 4 — кран Маевского; 5 — расширительный бак мембранного типа; 6 — вентиль для слива и наполнения системы; 7 — насос
Ленинградка — отдельная разновидность однотрубной системы, в которой радиаторы подключены через закорачивающий кран. Она допускает возможность регулирования, пусть и не такую гибкую, как при двухтрубной системе — при смене теплового режима придётся перенастраивать регуляторы по всей длине крыла.
Выбор схемы разводки осуществляется всегда с учётом особенностей планирования помещения. Например, при большом удалении котельной от жилых помещений радиаторы запитывают кольцом Тихельмана — аналогом двухтрубной системы, хорошо организующей магистральные и разводящие трубопроводы. Максимальной функциональностью и удобством настройки обладает система отопления построенная «звездой» с использованием коллекторной группы. Однако этот вариант требует значительных начальных вложений.
Работа с альтернативными типами систем
В век экономии энергоресурсов выглядит всё более оправданной такая концепция отопления: обеспечить общую минимальную температуру центральной системой отопления, а затем проводить локальный нагрев в зонах, обитаемых жильцами наиболее часто, например инфракрасными обогревателями или системой воздушного отопления.
В таких случаях приходится работать с источниками лучевого отопления, и принцип их действия не всегда понятен. Но стоит вспомнить про расчёт теплового баланса, как картина становится яснее. Попробуйте при расчётах поднять желаемую температуру внутри дома на пару градусов, и вы легко определите недостаток мощности такого теплового режима. А зная производительность прибора, достаточно просто будет вычислить время, за которое он наполнит теплом помещение с дефицитом тепловой мощности.
Как мы уже говорили, электрическое отопление более эффективно в плане КПД, но не все его типы одинаково практически полезны. Характер генерируемой теплоты тоже важен: конвектор греет воздух, а от него греются находящиеся внутри помещения предметы. ИК-обогрев, напротив, нагревает предметы напрямую, отток тепла в таком случае менее выражен.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
