Вход

Проектирование систем отопления в загородном доме и коттедже

09 января 2017

Отопление – одна из важных систем для любого дома в регионе с низкими температурами. Без нее невозможно комфортное существование в доме или в квартире. Если в городских условиях чаще используется центральные системы, при которых хозяин квартиры практически не принимает участие в подборе и проектировании, то для загородных домов используют автономное отопление, которое позволяет варьировать оборудование, выбирая наиболее эффективное и оптимальное в данных условиях.

Будь то проект отопления дачи, частного дома или загородного коттеджа, при правильной постановке задачи и анализе доступных вариантов становится возможным создать эффективную и недорогую систему с использование наиболее доступных энергоресурсов. Какие вообще системы отопления применяют для коттеджей и как они проектируются? Рассмотрим подробнее.

Виды отопительных систем для дома

отапливать дом можно с помощью камина

Существует насколько вариантов оборудования, которое используют для создания системы обогрева дома. Они используют разные энергоносители о обладают разными характеристиками, стоимостью и эксплуатационными затратами. Существуют такие варианты топления по используемому энергоносителю:

  • газовое;
  • электрическое;
  • на твердом и жидком топливе;
  • тепловые насосы.

По схеме и компоновке оборудования системы разделяют на те, которые используют сеть с теплоносителем и на отдельные.

Водяные системы – самый распространенный вариант систем с сетью теплоносителя. Типовой проект такой системы включает в себя:

  • теплогенератор – газовый, электрический, твердотопливный котел или тепловой насос;
  • сеть – трубопровод из металла или пластика, по которому нагретая вода или антифриз доставляется в обогреваемые помещения;
  • обогревательные приборы – радиаторы или системы теплого пола;
  • автоматика и регулирующая арматура.

В такой системе чаще используют газовый котел.

К отдельным обогревателям относят газовые и электрические конвекторы, кондиционеры с функцией теплового насоса, камины и печи. В чем отличие каждого варианта и в каком порядке проводят расчет?

Расчет необходимой мощности оборудования

Основа правильного проекта отопления загородного дома – расчет необходимой тепловой мощности. Это не такой простой процесс, и требует он знаний теплотехники. Это касается точного расчета, который учитывает все особенности объекта и позволяет подобрать производительность с небольшой погрешностью.

Проектирование базируется на расчете теплопотерь из дома, которые необходимо компенсировать системой отопления. Теплопотери зависят от таких факторов:

  • материала и толщины ограждающих конструкций – стен, крыши;
  • ориентации здания по сторонам света;
  • количества и размеров окон и наружных дверей;
  • наружной температуры;
  • наличия ветра;
  • поддерживаемой внутри дома температуры.

Грамотный проект, учитывающий все факторы, получается достаточно громоздкий и требует привлечения специалиста. При разработке проекта отопления коттеджа своими руками применяют чаще упрощенные способы. Они не совсем точны, но дают приемлемый результат для практических целей.

Самый простой и наименее точный вариант – подбор мощности для каждой комнаты исходя из ее площади. Такой метод часто применяют при покупке электроконвекторов или систем электрического теплого пола. Он заключается в том, что в среднем теплопотери помещения зависят от его площади. Требуемая мощность в ваттах рассчитывается по такой формуле: P=S×Pуд. Где Pуд – та самая удельная необходимая мощность на каждый квадратный метр комнаты (Вт/м2), а S – площадь всего помещения в м2. Для средних климатических параметров в регионе удельная мощность выбирается из таких значений:

  • для достаточно утепленных зданий – 100–120;
  • здания с малым утеплением – 130–150;
  • в высоких помещениях (4 м и выше) – 150–200;
  • для балконов и лоджий – 180–200.

Для электрического теплого пола под деревянным покрытием рекомендуется расчет вести исходя из удельной мощности до 80 Вт/м2.

Результатом расчета будет полная мощность, необходимая для помещения. Для всего дома суммируют производительность всех помещений.

Более точный расчет проекта системы отопления коттеджа проводится другим методом. Он учитывает уже и регион строительства, и общие габариты здания. Расчет теплопотерь всего коттеджа или дачи таким методом проводят по формуле: P = a×V×q(tв – tн), где:

  • Р – теплопотери всего дома, следовательно, и необходимая мощность системы отопления;
  • q = 1,16(((1+2×d)×A + S)/V) – удельная характеристика теплопотерь (Вт/м3 × K);
  • a = 0,54 + 22/(tв – tн) – коэффициент, который принимает во внимание климатический район;
  • d – коэффициент остекления (0,2–0,3);
  • S – площадь всего коттеджа на плане;
  • V – объем дома, ограниченный станами и крышей;
  • tв, tн –температуры внутри и снаружи.
  • A – площадь наружных стен.

Этот метод позволяет подсчитать мощность для отопления всего дома. Теплопотери в каждой комнате определяют в процентном соотношении ко всему зданию. При пропорциональном распределении теплопотерь следует иметь ввиду, что помещения с большим количеством окон и двумя и больше наружными стенами теряют на 20-30% больше других.

Общие теплопотери здания дают ориентир для подбора котла или другого центрального теплогенератора.

Проектирование водяного отопления

Водяное отопление требует грамотного расчета и проектирования системы. Если для отдельных приборов достаточно правильно подобрать мощность для каждой комнаты, для систем с трубопроводами необходимо правильно рассчитать и схему распределения тепла от котла. В первую очередь проводят расчет теплопотерь по уже упомянутым методикам. Необходимо рассчитать общие потери тепла всего дома, чтобы правильно подобрать котел.

Выбор котла

Котлы отопления для коттеджа существуют нескольких видов. Основное разделение проводится по используемому энергоносителю:

  • природный газ;
  • электроэнергия;
  • твердое топливо – дрова, пелеты, брикеты;
  • жидкое топливо – мазут, отработанное масло.

По монтажным особенностям котлы разделяют на настенные и напольные. Настенные агрегаты небольшой производительности и бывают только газовыми и электрическими. Их удобство в том, что не требуется устройство большой котельной, а возможен их монтаж в кухнях или других помещениях. Конечно, проект газового отопления предусматривает соответствие газораспределительных сетей нормам.

Котел выбирается из условий доступности и цены конкретного энергоносителя в регионе, возможностей монтажа.

Проектирование сети трубопроводов

Расчет сетей трубопроводов – ответственный процесс, от которого зависит правильность работы и равномерность распределения тепла по всем помещениям. При этом необходимо учитывать гидравлические характеристики труб и арматуры, особенности различных материалов. Рекомендуется для этих целей привлекать опытного проектировщика.

Расчет трубопроводов включает в себя:

  • составление схемы сети с расположением не ней всех обогревателей, арматуры и других элементов;
  • расчет диаметра трубопровода на каждом участке, исходя из скорости движения жидкости в нем;
  • выбор материала трубопровода;
  • компоновку котельной, распределительных и регулирующих устройств.

Сейчас существует несколько типов трубопроводов с разными характеристиками, которые используют для отопления:

  • PP – полипропилен;
  • PE – полиэтилен;
  • PEX – сшитый полиэтилен;
  • Металлопласт, который состоит из слове алюминия и пластика.

Выбор трубы проводят по максимальной температуре воды в ней и давлению.

Выбор радиаторов

Важным этапом расчета водяной системы является выбор обогревательных приборов. Для этих целей применяют радиаторы, внутрипольные конвекторы, системы теплого пола. Радиатор для каждого помещения подбирается после расчета потерь тепла в нем. Если для выбора электроприбора достаточно взять мощность из паспорта оборудования и сравнить ее с теплопотерями, то при выборе водяного радиатора важно представляет себе температуру воды в системе. В документации к радиаторам указана мощность при определенной температуре теплоносителя в виде таблицы или графика.

В процессе выбора также определяют и материал радиатора. В зависимости от него приборы имеют разные теплотехнические характеристики, теплоотдачу, долговечность, цену и расчетные параметры воды. А рынке существуют такие радиаторы:

  • алюминиевые – легкие и качественные;
  • чугунные – долговечные, но тяжелые;
  • стальные – недорогие и экономичные;
  • биметаллические – совмещающие в себе качества алюминия и стали, но дорогие.
  • медные – дорогие, с привлекательным внешним видом.

Кроме выбора оборудования и разработки проекта следует большое внимание обратить на монтаж системы отопления.

Отопление с использованием электрического оборудования

стационарный электрический обогреватель

Наиболее простое и недорогое – электрическое отопление без использование сети трубопроводов с теплоносителем. Для него не требуется проведения сложных монтажных работ и закупки дорогого оборудования. В такой схеме используются одиночные отопительные приборы, подключенные к электрической сети:

  • электроконвекторы;
  • инфракрасные обогреватели;
  • тепловентиляторы.

Проектирование такой системы аналогично любой другой. В первую очередь рассчитывают необходимую мощность для каждого помещения. Затем по требуемым параметрам подбирают приборы заданной мощности. Чаще всего используют электроконвекторы, так как ни достаточно недороги и позволяют получить удобную и неприхотливую систему отопления.

Подобранные конвектор, или любой другой прибор, размещают также, как и радиаторы для систем с водой. Лучший вариант – крепить их под окном и около наружной стены.

Более экономичным и комфортным являются электрические системы теплого пола (ТП). Их позитивные характеристики такие же, как и водяного теплого пола – белее комфортное распределение тепла и меньшая трата энергоресурсов.

Электрический теплый пол бывает следующих видов:

  • нагревательный кабель;
  • греющий мат;
  • инфракрасная пленка.

Расчет ТП проводят так же, как и одиночных обогревательных приборов. После расчета необходимой мощности приступают к выбору оборудования:

  • если планируется использование электроконвекторов, то определяются с их типом, способом регуляции, местом установки;
  • при использовании теплого пола определяют тип нагревательного элемента, место монтажа.

Теплый пол планируют таким образом, чтобы над кабелем или пленкой не было габаритной мебели или другого оборудования. Это необходимо сделать для того, чтобы не допустить неэффективного использования энергии.

Проект отопления частного дома электричеством должен включать в себя и проверку способности электросети работать при заданной нагрузке. При необходимости монтируют отдельную проводку для приборов отопления со своим щитом и приборами контроля и регуляции.

Тепловые насосы

В последнее время набирает популярность проектирование систем отопления на основе возобновляемых источников энергии. Это связано с постепенным подорожанием газа и электроэнергии. Сейчас такие системы дороже газовых котлов или электрообогревателей, но при эксплуатации позволяют экономить значительную сумму. Особенностью тепловых насосов (ТН) является то, что они позволяют перекачивать тепло из окружающей среды и передавать его в дом.

Хоть для работы ТН и требуется электроэнергия, но она расходуется в меньшем количестве, чем если бы ее напрямую перерабатывать в тепло.

Тепловые насосы для отопления бывают двух видов:

  • грунтовые («грунт-вода»);
  • воздушные («воздух-вода» и «воздух-воздух»).

Схема работы грунтового ТН подразумевает использование геотермальной энергии. В такой системе используют заглубленные в грунт трубопроводы, по которым циркулирует антифриз. Так как в глубине земли температура всегда стабильна и в зимний период выше чем снаружи, то циркулирующая жидкость нагревается и поступает во внутренний блок системы. Там тепло из антифриза забирается и с его помощью нагревается жидкость в баке-аккумуляторе. Эта жидкость уже циркулирует в отопительной системе дома.

Такой же принцип работы и у ТН «воздух-вода». Отличие в том, что тепло забирается не из грунта, а из наружного воздуха. Даже при минусовых температурах в воздухе остается достаточно тепла, чтобы успешно перекачивать его в систему отопления дома. Современные ТН эффективно работают и при -30°C на улице.

Особенностью проектирования таких систем является то, что температура воды в контуре, которую в состоянии обеспечить оборудование редко превышает 55°C.

Исходя из этого наиболее эффективно использовать ТН в комплексе с системой теплого пола.

Наиболее простой и доступный вид теплового насоса – система «воздух-воздух». Фактически, любой кондиционер с возможностью обогрева уже можно отнести к такой системе. Такое оборудование дешевле и проще в монтаже, но существуют и недостатки: для эффективной работы в каждой комнате требуется установка своего блока. Фактически, оборудование функционирует в качестве воздушного отопления.

Все перечисленные виды отопительных систем подходят для любого частного дома, независимо от материала, из которого он построен. Но нужно принимать во внимание и индивидуальные особенности каждого строения. Например, отопление в деревянном доме должно учитывать требования для работы в пожароопасном окружении. Также нужно проводить расчет стоимости самой системы и ее эксплуатации. Например, для небольшого дачного домика или коттеджа может быть целесообразно сделать печное отопление или обогрев с помощью дровяного камина.

Как сэкономить 40% бюджета на строительстве? Пришлем ответ на почту!

Подбери подрядчика