Схемы отопления частного дома

RMNT.RU В /В  Статьи и обзоры В /В  Инженерные системы В /В  Отопление и теплоснабжение

Из всех известных на данный момент вариантов для обогрева собственного дома наиболее распространённым видом является индивидуальная система водяного отопления. Масляные радиаторы, камины, печи, тепловентиляторы и обогреватели инфракрасного излучения зачастую используют как вспомогательные приборы.

Материалы из сети:

Читайте также

Чем утеплить межпанельные швыВыбираем печь на пеллетахКак сделать регистр отопления своими рукамиДатчики протечек: особенности использования иВ установкиВсё оВ заготовке дров вВ вопросах иВ ответахКотёл на мансарде: возможности иВ особенности установкиОпасные ошибки при монтаже дымоходаВсё об электрических конвекторах вВ вопросах иВ ответахЭксплуатация радиаторов вВ вопросах иВ ответахВыгодное электрическое отопление тепловым насосом Electrolux VikingНовинка от Royal Thermo — панельные радиаторы из сталиЗамена радиаторов отопления вВ квартире

Специальные предложения

	Дифференциальный автоматический выключатель АВДТ DX3 4 полюса, 63А, Тип AC, х-ка C, 300мА | код. 411211 | Legrand	12В 306.60В рубКупить
	Дифференциальный автоматический выключатель АД63 2 полюса, 16А, Тип AC, х-ка C, 30мА | код. 11473 | Schneider Electric	2В 730.90В рубКупить
	Дифференциальный выключатель нагрузки УЗО ВД63 2 полюса, 25А, Тип AC, 30мА | код. 11450 | Schneider Electric	1В 707.75В рубКупить
	Дифференциальный выключатель нагрузки УЗО ВД63 2 полюса, 40А, Тип AC, 30мА | код. 11452 | Schneider Electric	1В 842.80В рубКупить
	Силовой удлинитель на катушке УКз16 с термозащитой, 4-местный, 50м, SQ1301-0536 | код. SQ1301-0536 | TDM	3В 838.20В рубКупить
	Силовой удлинитель на катушке УК10 с термозащитой, 4-местный, 10м, WKP15-16-04-10 | код. WKP15-16-04-10 | IEK	1В 052В рубКупить
	Софтстартер PSR9-600-70 4кВт 400В (100-240В AC) | код. 1SFA896105R7000 | ABB	8В 182.90В рубКупить

<index>Отопление частного дома

Система водяного отопления все больше в последнее время пользуется популярностью как основной способ для обогрева частного дома. Водяное отопление может быть дополнено и такими устройствами, как обогреватели, работающие на электричестве. Некоторые устройства и отопительные системы появились на отечественном рынке совсем недавно, но уже сумели завоевать популярность. К таким можно отнести обогреватели инфракрасного типа, масляные радиаторы, систему теплого пола и другие. Для обогрева локального типа нередко применяется такое устройство, как камин.

Однако в последнее время камины выполняют больше декоративную функцию, чем обогревательную. От того, насколько правильно был осуществлен проект и расчет отопления частного дома, а также установлена система водяного отопления, зависит ее долговечность и эффективность во время эксплуатации. Во время работы такой отопительной системы необходимо придерживаться определенных правил для того чтобы она работала как можно более эффективно и качественно.

Отопительная система частного дома – это не только такие компоненты, как котел или радиаторы. Отопительная система водяного типа включает и такие элементы:

• Насосы;
• Средства автоматики;
• Трубопровод;
• Теплоноситель;
• Устройства для регулировки.

Чтобы произвести расчет отопления частного дома, нужно руководствоваться такими параметрами, как мощность отопительного котла. Для каждой из комнат дома необходимо рассчитать также мощность радиаторов отопления.

Схема системы отопления

Выбор котла

Котел может быть нескольких типов:

• Электрический котел;
• Котел, работающий на жидком топливе;
• Газовый котел;
• Твердотопливный котел;
• Комбинированный котел.

Выбор котла, который будет использовать схема отопления жилого дома, должен зависеть от того, какой тип топлива является наиболее доступным и недорогим.

Кроме затрат на топливо, потребуется не реже, чем раз в год проводить профилактический осмотр котла. Лучше всего для этих целей вызывать специалиста. Также потребуется выполнять профилактическую очистку фильтров. Наиболее простыми в эксплуатации считаются котлы, которые работают на газе. Также они довольно дешевые в обслуживании и ремонте. Газовый котел подойдет только в тех домах, которые имеют доступ к газовой магистрали.

Газ – это такой тип топлива, который не требует индивидуальной транспортировки или места для хранения. Помимо этого преимущества, многие газовые котлы современного типа могут похвастаться довольно высоким показателем КПД.

Котлы данного класса выделяются высокой степенью безопасности. Современные котлы устроены таким образом, что для них не требуется выделять специальное помещение для котельной. Современные котлы характеризуются красивым внешним видом и способны удачно вписаться в интерьер любой кухни.

Газовый котел на кухне

На сегодняшний день особой популярностью пользуются полуавтоматические котлы, работающие на топливе твердого типа.  Правда, есть у таких котлов один недостаток, который заключается в том, что один раз в день необходимо загружать топливо. Многие производители выпускают такие котлы, которые являются полностью автоматизированными. В таких котлах загрузка твердого топлива происходит в автономном режиме.

Сделать расчет системы отопления частного дома можно и в случае с котлом, работающем на электричестве.

Однако такие котлы немного более проблематичные. Помимо основной проблемы, которая заключается в том, что сейчас электричество довольно дорогое, они еще могут перезагружать сеть. В небольших поселках на один дом выделяется в среднем до 3 кВт в час, а для котла этого мало, причем нужно учитывать, что сеть будет загружена не только работой котла.

Электрический котел

Для организации отопительной системы частного дома можно установить и жидкотопливный тип котла. Недостатком таких котлов является то, что они могут вызывать нарекания с точки зрения экологии и безопасности.

Рекомендуем к прочтению:Двухтрубная система отопления частного дома

Расчет мощности котла

Перед тем, как рассчитать отопление в доме, делать это необходимо с расчета мощности котла. От мощности котла, в первую очередь, будет зависеть эффективность всей отопительной системы. Главное в этом вопросе – не переусердствовать, так как слишком мощный котел будет потреблять больше топлива, чем необходимо. А если котел будет слишком слабый, то не получится обогреть дом должным образом, а это негативно повлияет на комфорт в доме. Поэтому расчет системы отопления загородного дома – это важно. Подобрать котел необходимой мощности можно, если параллельно высчитать удельные теплопотери здания за весь отопительный период. Расчет отопления дома – удельных теплопотерь можно следующим методом:

q_дом=Q_год/F_h

Qгод – это расход теплоэнергии за весь период отопления;

Fh – площадь дома, которая отапливается;

Таблица выбора мощности котла в зависимости от отапливаемой площади

Для того чтобы осуществить расчет отопления загородного дома – расход  энергии, которая уйдет отопления частного дома, нужно воспользоваться следующей формулой и таким средством, как калькулятор:

Q_год=β_h*[Q_k-(Q_{вн б}+Q_s)*ν

β_h – это коэффициент учета дополнительно потребления тепла, отопительной системой.

Q_{вн б} – тепловые поступления бытового характера, которые характерны для всего отопительного периода.

Qk – это значение общих домовых теплопотерь.

Q_s – это поступления тепла в виде солнечной радиации, которые попадают в дом через окна.

Перед тем, как рассчитать отопление частного дома, стоит учесть, что для различных типов помещений характерны разные температурные режимы и показатели влажности воздуха. Они представлены в следующей таблице:

Рекомендуем к прочтению:Ленинградская система отопления частного дома

Далее представлена таблица, в которой показаны коэффициенты затенения прореза светового типа и относительного количества солнечной радиации, которая поступает через окна.

Если планируется установить водяное отопление, то площадь дома будет во многом определяющим фактором. Если дом имеет общую площадь не более чем 100 кв. метров, то подойдет и отопительная система с циркуляцией естественного типа. Если дом имеет площадь большего размера, то в обязательном порядке необходима система отопления с циркуляцией принудительного характера. Расчет системы отопления дома должен производиться точно и правильно.

Насос для циркуляции должен устанавливаться в обратку. Такой насос должен быть не только надежным и долговечным, но также экономным в плане потребления энергии и не производить неприятный шум. Нередко современные котлы уже оснащены циркуляционным насосом.

Трубопроводы отопительной системы

Для монтажа схема отопление дома может использовать такие типы трубопроводов:

• Трубопроводы из полиэтилена, полипропилена или металлопластика;
• Трубопроводы из меди;
• Трубопроводы из стали.

Полиэтиленовые трубы	Полипропиленовые трубы
Медные трубы	Стальные трубы

Все из этих трубопроводов обладают как своими преимуществами, так и недостатками. Полимерные трубы более простые в монтаже и надежно защищены от воздействия коррозии. Медные трубы более устойчивые к высоким температурам и способны выдержать высокое давление. Стальные трубы выделяются таким недостатком, как потребность в проведении некоторых сварочных процессов. Программа расчета отопления частного дома должна учитывать абсолютно все детали, включая и это.

Выбор котлов для отопления частного дома

Отопительные приборы, которые использует схема системы отопления дома, могут быть следующих видов:

• Ребристые или конвективные;
• Радиационно-конвективные;
• Радиационные. Радиационные отопительные приборы редко используются для организации отопительной системы в частном доме.

Современные котлы обладают характеристиками, которые приведены в следующей таблице:

Когда осуществляется расчет отопления в деревянном доме, данная таблица может вам в некоторой степени помочь. При монтаже отопительных приборов нужно соблюдать некоторые требования:

• Расстояние от отопительного прибора до пола должно составлять не меньше, чем 60 мм. Благодаря такому расстоянию домашнее отопление схема позволит провести уборку в труднодоступном месте.
• Расстояние от прибора отопления до подоконника должно быть минимум в 50 мм, чтобы радиатор в случае чего можно было без проблем снять.
• Ребра приборов отопления должны быть расположены в вертикальном положении.
• Желательно отопительные приборы монтировать под окнами или возле окон.
• Центр прибора отопления должен совпадать с центром окна.

Если в одной комнате находится несколько отопительных приборов, то они должны быть расположены на одном и том же уровне.

</index>

Главный принцип работы отопления

Любой вид отопительной системы является замкнутым. В простом варианте любая схема разводки может быть рассмотрена как кольцо, состоящее из труб. В нем циркулирует горячая жидкость от нагревательного котла в приборы отопления, находясь в них какое-то время. Теплоноситель отдаёт при циркуляции тепловую энергию, и вновь направляется внутрь котла для нагрева. Цикл периодически повторяется.

Любая схема отопления включает в себя:

• Нагревательный котёл
• Соединительные системные трубы
• Радиаторы или аналогичные приборы отопления
• Арматуру
• Расширительный бак
• Циркуляционный насос

Базовые виды схем отопления

Все виды схем можно разделить на 4 подтипа: открытые и закрытые, насосные и самотечные.

В самотечной системе частного дома (система с естественной циркуляцией) движение теплоносителя происходит путём естественной циркуляции. Путем соблюдения простых законов физики система монтируется так, что не требует наличия дополнительного насоса. Хорошо подходит для небольших одноэтажных домов

В принудительной схеме водяного отопления частного дома жидкости происходит вследствие действия циркуляционного насоса. При использовании такой системы трубы можно монтировать в стены, в пол, проводить по потолку, прятать их от человеческих глаз. При правильном подборе насоса водяное отопление будет работать успешно. Такие схемы разводки отлично подходят для двухэтажных домов.

Открытая система от закрытой отличаются расширительным баком. В закрытой системе используется мембранный бак. Он позволяет поддерживать в системе нужное давление и компенсирует расширение теплоносителя.

Теперь давайте разберем каждую схему поподробнее.

Самотечная система обогревания, достоинства и недостатки

В этом виде системы отопления частного дома горячая вода, подогретая внутри котла (обычно твердотопливного), движется наверх, после чего оказывается в отопительных батареях. От них тепло идет в помещение и снова направляется в обратный трубопровод. Из него уже попадает в нагревательный котёл. Постоянное движение нагретой воды обеспечивается необходимым наклоном подающего(прямого) трубопровода и обратки, а так же применением труб различного диаметра. Для подачи от котла используются трубы меньшего диаметра, а для обратки, трубопровода, в котором вода направляется в котёл, большего.

Самотечная схема разводки системы водяного отопления частного дома обладает специфическим устройством в виде открытого, соединённого с внешним пространством, расширительного бака, смонтированного вверху трубопровода. Бак предназначается для забора части воды при её нагреве, поскольку этот процесс сопровождается увеличением объема теплоносителя. Расширительный бак, заполненный водой, создаёт гидравлическое давление в системе отопления, нужное для движения жидкости.

При остывании воды её объем уменьшается. Часть жидкости из открытого бака снова поступает в систему трубопровода. При этом обеспечивается необходимая непрерывность циркуляции потока воды.

Самотечная система отопления имеет следующие преимущества:

• Равномерность распределения тепловой энергии
• Устойчивое действие
• Автономность от электросетей

У самотечной системы отопления есть и недостатки:

• Сложный монтаж. Требуется соблюдение угла уклона трубопроводов
• Значительная протяженность труб
• Потребность применения разнокалиберных труб
• Инерционная система. Она снижает степень управления отопительным процессом
• Потребность нагрева воды до относительно высокой температуры, что ограничивает использование полипропиленовых материалов для труб
• Значительный объем трубопровода
• Невозможность подключить «тёплые полы»

Схема отопления с насосом

В частных жилых домах нередко используется отопительная схема с принудительным движением воды. Обеспечивается это воздействием циркуляционного насоса, подключаемым к электросети. В данной системе разводки отопления возможно использование любых материалов для труб, например, полипропиленовых. Также применимы разные способы монтажа отопительных приборов.

Отопительные схемы разводки с принудительным движением воды оборудованы закрытым расширительным баком мембранного типа. Он может быть смонтирован в любой части системы, но чаще монтируется вблизи котла. Соответственно, отопительные системы с принудительным движением теплоносителя часто называют закрытыми.

Однотрубная схема отопления

Как правило, эта схема разводки системы применяется в частных одноэтажных домах и отличается лёгким монтажом, малыми трудозатратами и невысокой стоимостью. Радиаторы подключаются к трубе отопления последовательно. Отвод отработанного теплоносителя не предусмотрен. Такая схема водяного отопления имеет немало недостатков при обогреве частного дома:

• потере тепловой энергии – каждый следующий отопительный прибор будет нагреваться меньше предыдущего;
• невозможности регулировать интенсивность нагрева в одном помещении без аналогичных последствий для остальных. Снижая температуру в одном из радиаторов, произойдёт неизбежное охлаждение всех последующих батарей отопления;
• необходимости дополнительно оборудовать отопительную систему насосом для поддержания в ней рабочего давления.

Имеются технологические приёмы, с помощью них можно частично избавиться от перечисленных проблем. Улучшить работу однотрубной схемы разводки можно с помощью специального оборудования: термостатических клапанов, радиаторных регуляторов, воздухоотводов, балансировочных вентилей. Их применение несколько повысит стоимость монтажа, но зато позволит понижать или понижать температуру в одном из радиаторов без нежелательных изменений температуры в остальных отопительных приборах.

Двухтрубная схема отопления

Такая система водяного обогрева широко используется в домах любой этажности. Её особенностью является подача воды к радиатору по одной трубе, а отвод – по другой. Происходит не последовательное, а параллельное подключение теплообменников к системе отопления.

Основные преимущества:

• к каждому радиатору подаётся теплоноситель с одинаковой температурой;
• появляется возможность установки терморегулятора на радиаторы для настройки нужного температурного режима в каждом отдельном помещении;
• отключение или неисправность одной из батарей никак не скажется на работе остальных.

Система имеет ряд недостатков. Для её устройства требуется большое количество труб и соединительных элементов, что приводит к повышению степени сложности монтажных работ и к более высокой стоимости всей водяной отопительной системы.

Схема отопления теплыми полами

Теплый пол обеспечивает горизонтальное тепловое излучение, поддерживая более высокую температуру на уровне ног и её снижение до комфортного уровня на большей высоте. В районах с теплым климатом схема может использоваться в качестве единственного источника тепла. В северных широтах её необходимо сочетать с монтажом радиаторной отопительной системы.

Конструктивно система теплого пола представляет собой сеть трубопроводов. Нагрев может производиться от любых источников тепла.

Преимущества системы:

• равномерное распределение тепла по всему объёму помещения;
• улучшение эстетического вида помещения из-за отсутствия труб и радиаторов.

Самотечная система «Паук»

Вертикальная отопительная схема разводки частного дома с верхним разливом без использования циркуляционного насоса получила название «Паук». Основным достоинством является полная автономность от газа или электричества, что особенно востребовано в сельской местности или в дачных поселках. В схеме перемещение теплоносителя происходит за счет разности температур на входе и выходе нагревательного устройства. При условии отсутствия газа и электричества лучше всего использовать твердотопливный котел.

Принцип работы «Паука» основан на законах физики – горячая вода устремляется вверх, вытесняя вниз холодную. В результате нагрева вода поднимается от котла по стояку к радиатору, отдает ему часть своей тепловой энергии и перемещается к следующему до тех пор, пока не вернется обратно в котел. Функционирование системы зависит от точного подбора труб и соблюдения уклонов. Забор воды должен осуществляться выше уровня теплообменников. Котел должен быть расположен ниже. Главным недостатком схемы можно считать достаточно сложные монтажные работы.

Схема «Ленинградка»

«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома.  Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах  необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.

Достоинствами этой схемы являются:

• экономный расход материалов;
• легкий монтаж;
• длительная надёжная эксплуатация;
• возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.

Ленинградка» не лишена существенных недостатков:

• невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
• горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
• большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.

Лучевая схема отопления

Лучевая схема разводки водяного отопления является новомодной. При ее использовании горячая вода равномерно распределяется по помещению через коллектор. Степень нагрева жилища регулируется путём изменения нагрева воды и скорости её движения по трубам.

Является усовершенствованной версией двухтрубной схемы. Для распределения теплоносителя используется такой же коллектор, что и в теплом поле.

К основным плюсам лучевой схемы разводки можно отнести:

• Бесстыковость. Внутри стяжки отсутствуют стыки. Вероятность протечки снижается в разы
• Возможность отключать каждый прибор по отдельности на коллекторе не во вред всей системе

Единственный недостаток – это цена. За счет использования коллектора и дополнительного количества труб, увеличиваяется и цена системы.

На какой схеме остановить свой выбор?

Давайте решим сразу по поводу однотрубных и самотечных систем. Если вы живете в современном мегаполисе или в близи него, если у вас все в порядке с энергоносителями (со светом в первую очередь), если нет нужды сильно экономить, то эти схемы не рассматривайте.

Появились они во времена, когда с электричеством было плохо, а так же отсутствовали различные виды труб. Приходилось использовать металл. Сейчас все поменялось и эти системы себя изжили.

Самотечные схемы можно реализовывать в отдаленных от цивилизации домах. Например, на вашей даче.

Если захотите использовать радиаторную систему в частном доме, то лучшим выбором будут  двухтрубная тупиковая схема отопления или лучевая. Обе системы по работе практически идентичны. Отличаются только реализацией.

Перед использованием водяного теплого пола следует сделать расчет теплопотерь дома. Они помогут понять, хватит ли его в качестве основного отопления или придется использовать еще и радиаторы.

Теги: двухтрубная система, ленинградка, лучевая система, однотрубная система, отопления, паук, схема

Трекбэк с Вашего сайта.

Варианты отопления частного дома

Можно выделить основные виды топлива (энергии), которое может использоваться для отопления:

• кокс, дрова уголь (твердотопливные материалы);
• газ;
• бензин, дизельное топливо (жидкотопливные материалы);
• электричество (её генерируют и солнечные батареи в том числе).

Традиционные виды топлива (кокс, уголь, дрова) считаются устаревшими морально. К тому же, их использование ограничено фактически невозможностью автоматизации процесса отопления. Обычная дровяная печь, например, требует «заправки» дровами один раз в 6-7 часов, более совершенные пиролизные котлы, работающие без остановки 10-12 часов.

Газ — на сегодняшний момент наиболее дешёвое топливо (по крайней мере, для жителей России), однако его использование в отдалённых населённых пунктах не всегда возможно из-за банального отсутствия газопровода.

Если подключиться к магистральному газопроводу нельзя, всё равно есть возможность автономно отапливать дом газом при помощи газгольдера!

Проводить отдельную ветку в малый населенный пункт — экономически нецелесообразно. Именно по этой причине Россия, лидирующая по мировым запасам газа, не входит даже в первую двадцатку стран по уровню газификации территории (и это вполне объясняется объективными причинами).

Жидкое топливо имеет два существенных недостатка:

1. дороговизна;
2. опасность использования.

Впрочем, если в качестве теплоносителя при использовании для нагрева жидкого топлива брать автомобильный антифриз, то можно существенно сэкономить. Дело в том, что такой теплоноситель нагревается чрезвычайно быстро, удерживая тепло несколько суток. В целом, если произвести расчёт исходя из площади дома, то использование жидкого топлива иногда даже полностью экономически целесообразно (правда, подойдёт далеко не каждый тип антифриза).

Электричество — самый удобный в плане технической реализации вид теплоносителя, однако стоит оно дорого, да и подорожания происходят регулярно. Многие могут привести пример солнечных батарей. Однако тут надо учитывать такой фактор: безусловно, загородный дом в этом случае сможет отапливаться самостоятельно.

Но стоимость солнечных коллекторов очень высока, причём, эксплуатационный их срок обычно не превышает 7-8 лет. Да и большая часть территории России лежит в умеренной климатической зоне с относительно небольшим количеством солнечных дней в году.

Критерии выбора системы отопления

При выборе оптимальной системы отопления в частный дом, нужно обращать внимание на следующие параметры:

• наличие или отсутствие магистрального газопровода (в России газифицировано около 67% территории);
• доступность видов топлива;
• примерный расход тепловой энергии (рассчитывается в КВт на один квадратный метр площади, если в качестве теплоносителя используется вода, то здесь расчёты ведутся в ГКал);
• наличие/отсутствие коммуникаций (ответвлений магистральных электросетей и прочее);
• автономное или соединенное с центральными сетями отопление.

Разумеется, надо учитывать и массу вторичных критериев, таких как материал, из которого изготовлен дом, климатические особенности местности (например, в районах Крайнего Севера просто физически невозможно использовать для отопления жидкое топливо, которое теряет свою воспламеняющую способность уже при -30C° — -35C°).

Плюсы и минусы различных систем отопления

Твердотопливные

Твердотопливные отопительные системы — наиболее старые и традиционные. Разумеется, в современных домах печи обычно отсутствуют, а вот твердотопливные котлы распространены значительно.

• экономичное топливо (средняя стоимость 1 тонны кокса — 350$, 1м³ берёзовых дров — 25$, 1 тонна угля — 76$);
• твердотопливные котлы могут быть и совмещёнными (работать, к примеру, и на газу, и на твердом топливе);
• вариативность (помимо перечисленных видов топлива, можно использовать и другие — сухой навоз и т.д.);
• автономность;
• легкий монтаж.
  

• среднестатистическая стоимость отопления дома в течение одного месяца газовым котлом — 10$-12$;
• электрическим отопителем — 12$-20$;
• твердотопливным котлом — 5$-7$.

• КПД котла или печи никогда не превышает показатель в 65%-70%, причём, для достижения максимального показателя коэффициента необходимы особые условия горения (практически полный вакуум);
• минимальная степень экологичности (наличие сажи, копоти, других осадков);
• небезопасность использования (нужно постоянно следить за тем, чтобы угарный газ не попадал в помещение — для этого можно использовать специальный датчик);
• различная частота загрузки топлива, в зависимости от марки котла;
• часто ломается довольно дорогой насос;
• необходимость наличия вспомогательных устройств типа бойлера и теплонакопителя.

При использовании твердотопливных котлов МЧС рекомендует устанавливать датчики определения концентрации угарного газа в помещении. Это может спасти жизнь забывчивым владельцам.

Жидкотопливные

В качестве жидкого топлива для отопления обычно принято использовать дизельное, а также бензин. Правда, иногда могут применяться и альтернативное топливо: авиационный керосин, отходы нефтеперерабатывающего производства (мазут) и другие. Так вот, «экзотика» хороша только в том случае, если владелец частного дома имеет доступ к большому количеству подобного топлива, а также пренебрегает экологическими стандартами: тот же мазут может так закоптить помещение, своими руками его очистить уже не удастся.

Преимущества жидкотопливной системы отопления:

• практически полная автоматизация работы всей системы;
• доступность топлива (не в материальном, а физическом смысле);
• независимость от внешних источников энергии;
• относительно высокий коэффициент полезного действия (КПД в жидкотопливных котлах может достигать 95%).

К сожалению, минусов у жидкотопливной системы отопления гораздо больше, нежели плюсов:

• высокая стоимость самого котла и горелок к нему (например, цена одного из самых недорогих котлов такого типа Kiturami STS 13 Oil начинается в России от 700-750 долларов, причём максимальная его мощность совсем невелика — 16,8 Вт);
• относительно высокая стоимость дизельного топлива (стоимость «дизеля» на отечественных АЗС колеблется в диапазоне от 45 до 52 центов);
• необходимость наличия специального помещения для использования котла, а также ёмкостей с топливом;
• в котле создается слишком большое давление, показатели которого должны все время вручную регулироваться;
• специфический запах самого топлива и продуктов его горения;
• при горении бензина или «дизеля» выделяется окись серы (до 3% от сжигаемого объёма), что приводит к коррозии металла и быстрому выходу котла из строя.

Электрические

Электрические системы отопления могут разделяться на 2 вида:

1. электродные;
2. индукционные;

Электродные предполагают использование, как несложно догадаться, электрического котла. К достоинствам здесь можно отнести простоту конструкции, относительно низкую стоимость, высокий КПД и минимальную тепловую потерю. Но недостатки тоже весьма существенные: электрический ток может поразить человека (наличие открытого электрода — всегда опасно), небольшая мощность и необходимость подготовки самого теплоносителя (антифриза или воды) для достижения им максимального показателя теплопроводности.

Индукционные осуществляют обогрев так: теплоноситель в них нагревается от индукционного элемента (принцип действия схож на работу обычного электрического обогревателя), который начинает производить тепло при помощи тока, возникающего при появлении магнитного поля внутри котельного бака (система довольно сложная). Преимуществ у индукционных котлов несколько: высокая степень безопасности, отсутствие отдельных нагревательных элементов, которые могут сломаться; быстрый нагрев воды и подача её по патрубкам во все помещения, более высокий КПД. Из недостатков можно выделить высокую стоимость, отсутствие естественной вентиляции внутри котла.

Газовые

• газ — самое дешёвое в России топливо, если не учитывать уголь и кокс;
• высокий КПД (вплоть до 99%);
• длительный срок эксплуатации (чугунный котёл может прослужить минимум 30 лет, стальной — 50 лет).

Отрицательные стороны:

• установка котла такого типа должна проводиться под контролем специальных служб (бюро по технической инвентаризации), проект и схемы расположения также придется согласовывать с различными инстанциями;
• сезонные скачки давления в магистральных газопроводах могут вывести оборудование из строя.

Особенности использования систем отопления в зависимости от материала дома:

Идеальный вариант для деревянного дома — газовые котлы, так как дерево не будет впитывать продуктов горения, на нем не будет появляться сажа и другие осадки. Для кирпичных и домов из пеноблоков всё по-разному. Если площадь дома от 200 м² — лучше использовать твердотопливные системы отопления; для строений, площадью от 100 м² до 200 м² — электрические. Жилые дома меньшей площади могут отапливаться и жидкотопливными системами.

Расчёт мощности газового котла и выбор теплоносителя

Для помещений с высотой потолков до 3 метров нужно определять мощность котла следующим образом: на 10 м² территории приходится 1 КВт мощности. С газовыми котлами стоит быть осторожнее: дело в том, что производители указывают их мощность исходя из оптимального давления газа в трубопроводе (это примерно 13-15 бар). На деле же давление очень часто бывает куда более низким из-за чего котёл будет работать только на треть от реального.

Если дом имеет большую площадь, то не стоит покупать один мощный котел: лучше купить несколько, но меньшей мощности

Ну, а лучше доверять подобную работу специалисту, так как он будет обращать внимание ещё и на следующие критерии:

• материал стен, а также их толщина;
• количество жилых и нежилых, вспомогательных помещений;
• количество оконных проёмов и их размер.

Что касается выбора теплоносителя, то предпочтение лучше отдать все-таки воде, а не антифризу: последний может вступать в химический контакт с некоторыми материалами (в том числе — и с пластиком), из которых состоят трубы. И несмотря на экономию (антифриз сохраняет тепло дольше воды) можно в итоге проиграть за счет частой замены отопительных труб. Антифриз более актуален для больших, нежилых сооружений типа промышленных предприятий, торговых центров и других объектов. А какое отопление использовать — выбора за потребителем.

Видео

Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. Согласитесь, что к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево. Но вы никогда не занимались подобными вычислениями и не знаете как правильно их выполнять?

Мы поможем вам – в нашей статье подробно рассмотрим, как делается расчет системы отопления частного дома для эффективного восполнения потерь тепла в зимние месяцы.

Приведем конкретные примеры, дополнив материал статьи наглядными фото и полезными видеосоветами, а также актуальными таблицами с показателями и коэффициентами, необходимыми для вычислений.

Теплопотери частного дома

Здание теряет тепло из-за разности температур воздуха внутри и вне дома. Теплопотери тем выше, чем более значительна площадь ограждающих конструкций здания (окон, кровли, стен, фундамента).

Также потери тепловой энергии связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. К примеру, теплопотери тонких стен больше, чем толстых.

Галерея изображенийОсновной целью проведения расчета отопления является грамотный выбор нагревательного агрегата, способного возместить потери тепла в холодный период годаДля выбора оборудования необходимой мощности суммируются теплопотери через ограждающие строительные конструкцииВ расчетах учитываются утечки тепла через неплотно прилегающие оконные створки и дверные полотна, а также энергию необходимую на обогрев поступающего снаружи воздухаДля помещений с организованной механической вентиляцией, осуществляющей подмес свежей массы воздуха извне, учитывается необходимость затрат энергии на ее обогревЕсли планируется использование двухконтурного котла, как основного агрегата отопления и нагрева воды для системы ГВС, в вычислениях учитывается необходимая для этой задачи энергияГрамотно выполненные расчеты в обязательном порядке учитывают тип топлива и его энергетическую эффективностьВсе расчеты корректируются с ориентиром на метод устройства контуров отопления, при скрытой прокладке системы необходим учет нагрева строительных конструкцийПри расчетах для открытых схема отопления, напрямую сообщающихся с атмосферой через незамкнутый расширительный бак, обязательно учитываются потери энергии при остывании теплоносителяСистема отопления частного дома с двумя агрегатамиВариант отопления в бревенчатом домеПоступление воздуха и утечки тепла через окна и двериСистема вентиляции с поставкой свежего воздухаСхема устройства ГВС и отопленияПодбор котла по типу топливаВарианты прокладки контуров отопленияОткрытый вариант отопления

Эффективный расчет отопления для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций.

Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).

Атмосфера внутри жилой постройки косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, проемы окон и дверей, крыша и фундамент зимой передают тепло из дома наружу, поставляя взамен холод. На них приходится 70-90% от общих теплопотерь коттеджа.

Стены, крыша, окна и двери – все пропускает тепло зимой наружу. Тепловизор наглядно покажет утечки тепла

Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию.

При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.

Существенно снизить утечки тепла, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы сможет грамотно устроенная система теплоизоляции

Выполнить расчёт автономного контура отопления загородного дома без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций невозможно. Точнее, не получится определить мощность отопительного котла, достаточную для обогрева коттеджа в самые лютые заморозки.

Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций.

Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.

Для грамотного расчета системы отопления потребуется коэффициент теплопроводности распространенных строительных материалов.

Таблица значений коэффициента теплопроводности различных строительных материалов, наиболее часто применяемых при возведен

Расчет потерь тепла через стены

На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции.

Исходные данные:

• квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м;
• в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м²;
• материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический;
• толщина стены – 2 кирпича.

Далее проведем вычисление группы показателей, из которых и складывается общее значение потерь тепла через стены.

Показатель сопротивления теплопередачи

Чтобы выяснить показатель сопротивления теплопередачи для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности.

Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.

Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности указанных в таблице теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве

Наша условная стена выстроена из керамического полнотелого кирпича, коэффициент теплопроводности которого – 0,56 Вт/м·^оС. Ее толщина с учетом кладки на ЦПР – 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получаем сопротивление теплопередаче стены:

0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м^2×оС

Результат деления округляем до двух знаков после запятой, в более точных данных по сопротивлению теплопередачи потребности нет.

Площадь внешних стен

Поскольку примером выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется умножением ширины на высоту одной стены, затем на число внешних стен:

12 · 7 · 4 = 336 м²

Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м²) фасадной стены, нужно ли их учитывать?

Действительно, как же корректно рассчитать автономное отопление в деревянном доме без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен

Если необходимо обсчитать теплопотери здания крупной площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, учет коэффициентов теплопередачи оконных рам и входных дверей при расчете будет правильным.

Однако для малоэтажных построек ИЖС, возводимых из традиционных материалов, дверными и оконными проемами допустимо пренебречь. Т.е. не отнимать их площадь из общей площади фасадных стен.

Общие теплопотери стен

Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус.

Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:

1 : 0,91 = 1,09 Вт/м²·^оС

Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах.

К примеру, если в помещениях коттеджа температура +20 ^оС, а на улице -17 ^оС, разница температур составит 20+17=37 ^оС. В такой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома будут:

0,91 · 336 · 37 = 11313 Вт,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи квадратного метра стены; 336 – площадь фасадных стен; 37 – разница температур комнатной и уличной атмосферы.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления пола/стен, для устройства сухой стяжки пола и выравнивания стен

Пересчитаем полученную величину теплопотерь в киловатт-часы, они удобнее для восприятия и последующих расчетов мощности отопительной системы.

Теплопотери стен в киловатт-часах

Вначале выясним, столько тепловой энергии уйдет через стены за один час при разнице температур в 37 ^оС.

Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструкционными характеристиками, условно выбранными для демонстрационно-показательных вычислений:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 кВт·ч,

Где: 11313 – величина теплопотерь, полученная ранее; 1 – час; 1000 – количество ватт в киловатте.

Коэффициент теплопроводности стройматериалов, применяемых для утепления стен и перекрытий

Для вычисления потерь тепла за сутки полученное значение теплопотерь за час умножаем на 24 часа:

11,313 · 24 = 271,512 кВт·ч

Для наглядности выясним потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:

7 · 30 · 271,512 = 57017,52 кВт·ч,

Где: 7 – число месяцев в отопительном сезоне; 30 – количество дней в месяце; 271,512 – суточные теплопотери стен.

Итак, расчетные теплопотери дома с выбранными выше характеристиками ограждающих конструкций составят 57017,52 кВт·ч за семь месяцев отопительного сезона.

Учет влияния вентиляции частного дома

Расчет вентиляционных потерь тепла в отопительный сезон в качестве примера проведем для условного коттеджа квадратной формы, со стеной 12-ти метровой ширины и 7-ми метровой высоты.

Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:

12 · 12 · 7 = 1008 м³

При температуре воздуха +20 ^оС (норма в сезон отопления) его плотность равна 1,2047 кг/м³, а удельная теплоемкость 1,005 кДж/(кг·^оС).

Вычислим массу атмосферы в доме:

1008 · 1,2047 = 1214,34 кг,

Где: 1008 – объем домашней атмосферы; 1,2047 – плотность воздуха при t +20 ^оС .

Таблица со значением коэффициента теплопроводности материалов, которые могут потребоваться при проведении точных расчетов

Предположим пятикратную смену воздушного объема в помещениях дома. Отметим, что точная потребность в приточном объеме свежего воздуха зависит от числа жильцов коттеджа.

При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27 ^оС (20 ^оС домашняя, -7 ^оС внешняя атмосфера) за сутки на обогрев приточного холодного воздуха понадобиться тепловой энергии:

5 · 27 · 1214,34 · 1,005 = 164755,58 кДж,

Где: 5 – число смен воздуха в помещениях; 27 – разница температур комнатной и уличной атмосферы; 1214,34 – плотность воздуха при t +20 ^оС; 1,005 – удельная теплоемкость воздуха.

Переведем килоджоули в киловатт-часы, поделив значение на количество килоджоулей в одном киловатт-часе (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 кВт·ч

Выяснив затраты тепловой энергии на обогрев воздуха в доме при пятикратной его замене через приточную вентиляцию, можно рассчитать «воздушные» теплопотери за семимесячный отопительный сезон:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 кВт·ч,

Где: 7 – число «отапливаемых» месяцев; 30 – среднее число дней в месяце; 45,76 – суточные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха.

Вентиляционные (инфильтрационные) энергозатраты неизбежны, поскольку обновление воздуха в помещениях коттеджа жизненно необходимо.

Потребности нагрева сменяемой воздушной атмосферы в доме требуется вычислять, суммировать с теплопотерями через ограждающие конструкции и учитывать при выборе отопительного котла. Есть еще один вид тепловых энергозатрат, последний – канализационные теплопотери.

Затраты энергии на подготовку ГВС

Если в теплые месяцы из крана в коттедж поступает холодная вода, то в отопительный сезон она – ледяная, с температурой не выше +5 ^оС. Купание, мытье посуды и стирка невозможны без нагрева воды.

Набираемая в бачок унитаза вода контактирует через стенки с домашней атмосферой, забирая немного тепла. Что происходит с водой, нагретой путем сжигания не бесплатного топлива и потраченной на бытовые нужды? Ее сливают в канализацию.

Двухконтурный котел с бойлером косвенного нагрева, используемый как для нагрева теплоносителя, так и для поставки горячей воды в сооруженный для нее контур

Рассмотрим на примере. Семья из трех человек, предположим, расходует 17 м³ воды ежемесячно. 1000 кг/м³ – плотность воды, а 4,183 кДж/кг·^оС – ее удельная теплоемкость.

Средняя температура нагрева воды, предназначенной для бытовых нужд, пусть будет +40 ^оС. Соответственно, разница средней температуры между поступающей в дом холодной водой (+5 ^оС) и нагретой в бойлере (+30 ^оС) получается 25 ^оС.

Для расчета канализационных теплопотерь считаем:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 кДж,

Где: 17 – месячный объем расхода воды; 1000 – плотность воды; 25 – разница температур холодной и нагретой воды; 4,183 – удельная теплоемкость воды;

Для пересчета килоджоулей в более понятные киловатт-часы:

1777775 : 3600 = 493,82 кВт·ч

Таким образом, за семимесячный период отопительного сезона в канализацию уходит тепловая энергия в объеме:

493,82 · 7 = 3456,74 кВт·ч

Расход тепловой энергии на нагрев воды для гигиенических нужд невелик, в сравнении с теплопотерями через стены и вентиляцию. Но это ведь тоже энергозатраты, нагружающие отопительный котел или бойлер и вызывающие расход топлива.

Расчет мощности отопительного котла

Котел в составе системы отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае двухконтурной системы или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для согревания воды на гигиенические нужды.

Вычислив суточные потери тепла и расход теплой воды «на канализацию», можно точно определить необходимую мощность котла для коттеджа определенной площади и характеристик ограждающих конструкций.

Одноконтурный котел производит только нагрев теплоносителя для отопительной системы

Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений.

Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:

271,512 + 45,76 = 317,272 кВт·ч,

Где: 271,512 – суточные потери тепла внешними стенами; 45,76 – суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха.

Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:

317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт

Однако такой котел окажется под постоянно высокой нагрузкой, снижающей его срок службы. И в особенно морозные дни расчетной мощности котла будет недостаточно, поскольку при высоком перепаде температур между комнатной и уличной атмосферами резко возрастут теплопотери здания.

Поэтому выбирать котел по усредненному расчету затрат тепловой энергии не стоит – он с сильными морозами может и не справиться.

Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт

Для вычисления требуемой мощности второго контура котла, греющего воду для мытья посуды, купания и т.п., нужно разделить месячное потребление тепла «канализационных» теплопотерь на число дней в месяце и на 24 часа:

493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт

По итогам расчетов оптимальная мощность котла для коттеджа-примера равна 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для нагревательного контура.

Выбор радиаторов отопления

Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай.

На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м.

По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м²

Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.

Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных).

Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:

3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м²

Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30^о (в доме +18 ^оС, снаружи -12 ^оС), причем сразу в киловатт-часах:

0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 кВт,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу»; 21 – площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – число ватт в киловатте.

Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки – над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров

Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30^о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% – получаем 0,74 кВт·ч.

Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения».

Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Выводы и полезное видео по теме

Куда уходит тепло из дома – ответы предоставляет наглядный видеоролик:

В видеоролике рассмотрен порядок расчета теплопотерь дома через ограждающие конструкции. Зная потери тепла, получится точно рассчитать мощности отопительной системы:

Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:

Выработка тепла ежегодно дорожает – растут цены на топливо. А тепла постоянно не хватает. Относиться безразлично к энергозатратам коттеджа нельзя – это совершенно невыгодно.

С одной стороны каждый новый сезон отопления обходится домовладельцу дороже и дороже. С другой стороны утепление стен, фундамента и кровли загородного стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уйдет из здания, тем дешевле будет его отапливать.

Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача отопительной системы в зимние месяцы. Выбор мощности отопительного котла зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента.

Вы самостоятельно рассчитывали систему отопления для своего дома? Или заметили несоответствие вычислений, приведенных в статье? Поделитесь своим практическим опытом или объемом теоретических знаний, оставив комментарий в блоке под этой статьей.

Используемые источники:

• https://www.rmnt.ru/story/heating/samostojatelnyy-raschet-individualnoy-sistemy-otoplenija.423550/
• https://otoplenie-doma.org/raschet-otopleniya-chastnogo-doma.html
• https://eurosantehnik.ru/populyarnye-sxemy-sistemy-otopleniya-doma.html
• https://fastbuildings.ru/kommunikacii/otoplenie/varianty-otoplenija-chastnogo-doma.html
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/raschet-sistemy-otopleniya-chastnogo-doma.html