Особенности проектирования отопления частного дома: обзор систем и нюансы их расчета и комплектации

С чего следует начинать создание схем теплоснабжения частного дома? Основой этого является проектирование систем отопления. Оно включает в себя анализ характеристик здания, климатических особенностей региона, а также расчет оптимального температурного режима работы. На практике сделать подробный расчет без опыта невозможно — для этого необходимо привлечь специалистов либо самостоятельно разобраться во всех тонкостях процесса.

Основные правила проектирования теплоснабжения

Самый простой расчет отопительной системы включает в себя подбор оптимального диаметра труб, а также вычисление номинальной мощности оборудования. Для этого необходимо ознакомиться с основными правилами. Проектирование водяного отопления может существенно отличаться от аналогичного ПЛЭН или теплого пола.

Прежде всего следует сделать анализ всех внешних и внутренних факторов, которые впоследствии повлияют на работу теплоснабжения. Корректное проектирование газового отопления также должно включать в себя обеспечение мер безопасности работы системы. Для решения этой комплексной задачи необходимо выполнить следующие этапы:

1. Создание системы частного дома. На ней впоследствии будет указано расположение трубопроводов, отопительных приборов и котла.
2. Расчет требуемых характеристик теплоснабжения. Проектирование газового отопления частного дома также предусматривает создание систем принудительной вентиляции для обеспечения безопасности работ.
3. Определение тепловых потерь дома, вычисление сезонной нагрузки на теплоснабжение.

На основе полученных данных выполняется проектирование и монтаж систем отопления. В частности — выбираются трубы требуемого диаметра, рассчитывается тепловая отдача радиаторов и батарей, определяется оптимальная мощность котла.

Правильное проектирование и расчет систем отопления выполняется с помощью специальных программ. От их функциональных возможностей зависит точность будущих параметров теплоснабжения.

Методы организации автономного отопления

Прежде всего нужно рассмотреть способы отопления частного дома. Выбор определенного из них напрямую зависит от конкретных условий — вид энергоносителя, общая площадь здания, степень его теплоизоляции и т.д. Только после анализа можно выполнять проектирование отопления в загородном доме.

Одним из важнейших параметров при выборе схемы теплоснабжения является тип энергоносителя. В зависимости от этого возможны следующие варианты проектирования отопления коттеджа:

• Водяное. Данная система состоит из отопительного котла, разводки трубопроводов и радиаторов. Котлы, в свою очередь, могут отличаться по виду используемого энергоносителя — газовые, дизельные или твердотопливные;
• Воздушное. Это самое сложное проектирование системы частного дома, так как должно учитывать не только степень нагрева внутри помещений, но и уровень температуры воздуха снаружи. Для коттеджей чаще всего используются электронагреватели;
• Альтернативное. К нему относят геотермальное отопление, а также установку солнечных коллекторов.

Система графического проектирования отопления Otvec предназначена для вычисления основных параметров всех вышеописанных. Помимо нее можно использовать другие программные комплексы. Однако при этом нужно внимательно ознакомиться с их функциональными возможностями.

Проектирование электроотопления можно совместить с разработкой других систем — твердотопливных или газовых. Современные технологии позволяют осуществить их полноценную адаптацию в общую схему теплоснабжения.

Проектирование водяного теплоснабжения

Для правильной реализации схемы водяного теплоснабжения сначала необходимо  составить техническое задание на проектирование отопления. Оно включает себя результаты первичного анализа эксплуатационных характеристик здания, основные внешние факторы, а также оптимальный режим работы системы.

Составление технического задания является обязательным условием для проектирования водяного отопления. Сделать это можно самостоятельно, либо прибегнув к услугам специалистов. Последний вариант является оптимальным в том случае, если система теплоснабжения дома будет сложной. Она включает в себя следующие компоненты:

• Несколько контуров теплоснабжения. Такая схема характерна при проектировании и монтаже систем отопления коллекторного типа;
• Оптимизация затрат с помощью дополнительных элементов — теплового аккумулятора, устройство контроля и регулирования. К ним относятся терморегуляторы и программаторы;
• Уменьшение тепловых потерь системы за счет использования инновационных материалов и технологий. Для этого устанавливают полимерные трубы, биметаллические радиаторы и т.д.

Также важным условием при проектировании газового отопления сжиженного типа является организация хранения топлива. Для этого можно использовать баллоны или газгольдер. Последний вариант предпочтительнее в том случае, если площадь дома достаточно высока.

Какие параметры следует учитывать при проектировании газового отопления частного дома? Сначала определяется схема разводки труб. Она может быть с верхней и нижней подводкой, вертикальная или горизонтальная, а также однотрубная или двухтрубная. Во время проектирования и расчета систем отопления решается вопрос оптимизация параметров:

• Увеличение теплоотдачи нагревательных элементов за счет новых материалов изготовления;
• Установка котлов, работающих в низкотемпературном режиме. Это позволит снизить затраты энергоносителя;
• Применение новых систем контроля работы отопления.

Также проектирование отопления коттеджа должно включать в себя расчет диаметра труб, гидравлической нагрузки и теплового режима работы.

Во время проектирования отопления в загородном доме необходимо сделать небольшой запас мощности. Он может пригодиться при установке дополнительных радиаторов и батарей.

Создание систем воздушного отопления

Основной проблемой проектирования газового теплоснабжения частного дома является неравномерное распределение тепловой энергии по объему каждой комнаты. В особенности это актуально для больших зданий. В таком случае можно рассмотреть вариант проектирование систем отопления частного дома воздушного типа. Ее преимущество заключается в низкой инертности — нагрев воздуха в помещениях происходит намного быстрее, чем при водяном отоплении. Однако следует учитывать сложности проектирования и монтажа отопительных систем этого вида:

• Прокладка воздушных каналов выполняется до окончания ремонта. Магистрали должны быть скрыты за стенами, так как они имеют достаточно большие размеры;
• Устройство каналов для забора воздуха с улицы. Это относится к проектированию отопления газового типа, но только в том случае, если планируется установка атмосферной открытой горелки;
• Совмещение с системой кондиционирования. Для этого можно использовать одни и те же трубопроводы. Однако необходимо правильно составить схему перекрытия каналов, чтобы не было вероятности одновременной работы отопления и кондиционирования;
• В системе графического проектирования отопления Otvec есть возможность сделать оптимальное расположение труб и нагревателя. Благодаря этому можно оптимизировать место под установку воздушной системы теплоснабжения.

Для лучшей работы рекомендуется делать принудительную подачу теплого воздуха. Т.е. при составлении проекта отопления и расчетов в системе предусматривается монтаж вентиляторов или аналогичных им устройств для увеличения скорости циркуляции воздушных потоков.

В качестве источника нагрева воздуха можно использовать твердотопливные котлы, аналогичные газовые модели и даже камины. Такой подход позволит повысить эффективность работы теплоснабжения.

Проекты пленочного нагрева помещений

Все вышеописанные системы отличаются громоздкостью и трудоемкостью монтажа. Также нужно учитывать, что проектирование отопления водяного типа сопровождается сложными расчетами. В отличие от него ПЛЭН менее требователен к качеству составления схемы.

Однако есть особые условия монтажа, которые необходимо указать при составлении технического задания на проектирование ПЛЭН отопления. Они обусловлены спецификой конструкции нагревательных элементов.

В основе работы пленочного теплоснабжения заложен эффект генерирования ИК волн, которые при попадании на предмет начинают нагревать его поверхность. В связи с этим для проектирования отопления в загородном коттедже необходимо учитывать такие условия:

• Хорошая теплоизоляция помещения. В особенности это касается поверхностей, куда будет установлена пленка;
• Максимальная площадь покрытия ИК излучением. Лучший вариант – монтаж на потолке;
• Корректный расчет мощности, исходя из величины Вт/м². Во время проектирования электроотопления учитывается, что номинальная мощность системы должна быть не больше максимально возможной нагрузки на местную электросеть.

Помимо этих факторов учитывается повышенная пожарная безопасность пленочного ИК теплоснабжения. Максимальный нагрев поверхности составляет +45°С, что не может навредить ни людям, ни декоративному покрытию или мебели.

В проекте отопления ПЛЭН частного дома площадь покрытия пленки должна быть не менее 75% от общего всей поверхности. В противном случае невозможно добиться оптимального температурного режима работы системы.

Проектирование централизованного отопления

Намного сложнее выполнить проектирование системы отопления многоквартирного дома. Трудности связаны с адаптацией системы к центральной магистрали, а также равномерном распределении теплоносителя по всем потребителям.

До недавнего времени организация теплоснабжения многоэтажных зданий осуществлялась только одним способом – подключением к центральной тепловой магистрали. Это влекло за собой невозможность изменения температурного режима работы системы жильцами квартир, а также прямую зависимость от качества услуг управляющей компании.

Проектированием систем отопления многоквартирного дома занимаются специальные инженерные бюро. При этом учитываются следующие факторы:

• Этажность дома, его площадь. Отдельно рассчитываются параметры для жилых и нежилых помещений;
• Степень теплоизоляции стен и оконных конструкций. При этом расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления должна компенсироваться нагретым внутри воздухом с учетом тепловых потерь здания;
• Тепловой режим работы. Для уменьшения потерь при прохождении горячей воды по наружным магистралям ее температура может составить от +90°С до +110°С. Для уменьшения этого показателя в каждом доме обустраивается элеваторный узел, который также учитывается при составлении технического задания на проектирование теплоснабжения.

Учитывая все эти особенности большинство жильцов многоквартирных домов при первой возможности отказываются от услуг центрального отопления. В качестве альтернативы ему проектируются автономные системы отопления многоквартирного дома, которые практически полностью аналогичны вышеописанным.

Со временем эксплуатационные показатели дома могут ухудшиться. Соответственно необходимо либо улучшить теплоизоляцию наружных стен, либо повысить уровень нагрева воздуха в квартирах.

Расчетная часть системы отопления — основные этапы и параметры

Можно ли самостоятельно сделать проект отопления коттеджного дома? В большинстве случаев эта задача будет непосильна для простого обывателя, незнакомого с методикой и технологией расчетов. Однако даже поверхностное изучение и знание принципов проектирования помогут проконтролировать выполнение этой работы наемными специалистами.

На первом этапе необходимо определиться с тепловыми потерями здания. Они напрямую зависят от материала его изготовления, а также расчетной температуры наружного воздуха, необходимого для проектирования отопления. Затем на основе полученных данных рассчитывается оптимальная мощность системы, составляется график ее нагрузки в зависимости от внешних факторов – температура на улице, этажность дома.

Дальнейшие этапы проектирования отопительной системы заключаются в следующем:

1. Подбор элементов теплоснабжения – трубы расчетного диаметра с требуемыми эксплуатационными показателями.
2. Котел. При хороших характеристиках теплоизоляции дома лучше всего выбирать низкотемпературные модели. Это позволит сэкономить на текущих затратах.
3. Системы безопасности и контроля работы отопления.

Все это можно сделать самостоятельно, но только после детального анализа каждого компонента теплоснабжения. В противном случае даже небольшое несоответствие характеристик какого-либо элемента может привести к значительному ухудшению работы всей системы. Это же станет причиной возникновения аварийных ситуаций.

В видеоматериале показан пример профессионального подхода к проектированию отопительной системы.