Как устроить отопление частного дома своими руками: схемы организации автономной системы отопления

Владельцы частных домов точно знают, что автономная система отопления намного экономичнее и эффективнее централизованной. Решение вопроса относительно обогрева жилья многие домовладельцы доверяют специалистам, которые проводят расчеты, проектируют и курируют обустройство теплоснабжения.

Однако есть и такие мастера, которые решаются обустроить отопление частного дома своими руками, чтобы не переплачивать за услуги специалистов. А ведь это не малая экономия из семейного бюджета, согласны?

Прежде чем приступить к расчетам и проектированию, необходимо определиться с оптимальным вариантом системы и ее составляющими. Мы поможем вам в решении этих вопросов.

В статье приведен подробный обзор возможных инженерных решений для частного дома, обозначены плюсы и минусы каждой схемы, принципы их работы и нюансы монтажа.

Система отопления: какие они бывают

Существует множество инженерных решений для обогрева жилища. Выделим три основных типа систем отопления.

Отопительная система с жидким теплоносителем

Самый распространенный в нашей стране способ отопления жилища. Предполагает наличие замкнутого контура, в котором циркулирует жидкий теплоноситель.

В качестве последнего чаще всего используется вода, но могут быть и различные антифризы, которые выгодно отличаются низкой температурой замерзания. Для нагрева теплоносителя в системе устанавливается котел любого подходящего типа.

Разогретый теплоноситель по трубам подается в комнаты, где поступает в радиаторы. Эти устройства предназначены для передачи тепла воздуху. В батареях теплоноситель остывает, после чего по трубам уходит к котлу, где вновь нагревается.

Такой цикл многократно повторяется. Для регулирования системы могут использоваться термостаты, что позволяет автоматически поддерживать заданную температуру, или краны. В этом случае производится ручное регулирование.

Отопление с использованием теплоносителя относится к довольно простым в проектировании и исполнении системам. При необходимости его можно собрать самостоятельно. Но при этом, безусловно, желательно показать проект специалистам, чтобы избежать ошибок, которые могут значительно снизить эффективность системы.

К числу достоинств можно отнести длительный срок эксплуатации конструкции, при условии, что был произведен грамотный монтаж и нет нарушений в эксплуатации.

Система работает бесшумно, предельно проста в ремонте и обслуживании. Важно, что при правильно выполненном проекте во всех отапливаемых помещениях возможно поддержание нужной температуры.

Система эффективна и позволяет экономить энергоресурсы. Энергоемкость теплоносителя примерно в 4000 раз выше, чем у воздуха. Это позволяет относительно быстро разогревать воздух в помещениях до комфортной температуры.

Из недостатков стоит отметить, что установить такое отопление можно только в период строительства или капитального ремонта дома. Если как теплоноситель используется вода, нужно учитывать, что ее температура замерзания достаточно высока. Что может грозить порчей труб при перемерзании системы.

Кроме того, присутствие воздуха в трубах с водой провоцирует быструю коррозию элементов конструкции.

Отопление воздушного типа

Теплоносителем в этом случае является нагретый воздух. Подогревает его установленный в здании водяной или паровой калорифер, а также электровоздушный или огневоздушный воздухонагреватель. После проведения температурной обработки подготовленная газообразная среда поступает в помещение.

По принципу действия схемы воздушного отопления делятся на два типа:

• совмещенные с вентиляцией;
• рециркуляционные.

Первый вариант предполагает частичный подмес свежей порции воздуха, захваченного с улицы, и равный по объему выброс отработанной газовоздушной массы.

Во втором варианте весь циркулирующий по комнате воздушный поток захватывается и направляется к воздухонагревателю для обработки. Затем в полном объеме поступает обратно. Понятно, что по санитарно-гигиеническим показателям первая схема в предпочтении.

Разогретый до 55-60°С воздух поступает в воздуховоды, по которым отводится в комнаты. Здесь он распределяется максимально равномерно. После остывания воздушные массы опускаются, где проходят через закрытые решеткой отверстия внутрь обратного воздуховода, по которому возвращаются к нагревателю. Цикл повторяется многократно.

Регулируется такая отопительная система только посредством автоматики, что делает температуру в помещениях предельно комфортной.

Воздушное отопление максимально безопасно, поскольку автоматика отслеживает все параметры системы и при появлении проблем блокирует ее элементы. Кроме того, в конструкции отсутствуют трубы, наполненные горячей жидкостью, которые при неблагоприятном стечении обстоятельств могут прорваться или протечь.

В схемах воздушного отопления нет привычных для обывателя радиаторов, что вкупе с отсутствием труб существенно влияет на стоимость сооружения системы. Нет полагающейся паровым и водяным разновидностям отопления запорной арматуры.

При устройстве контура, совмещенного с вентиляцией, разумно решается еще и вопрос обновления состава воздушной массы.

Срок эксплуатации, при условии грамотного монтажа воздушного отопления, составляет порядка 20 лет. К достоинствам можно отнести и внешнюю привлекательность воздушного отопления. Сплетения труб, необходимые для конструкций с жидким теплоносителем, в данном случае отсутствуют.

Из недостатков стоит отметить возможные проблемы с составом воздуха. Система затягивает с улицы загрязненные воздушные массы, что требует установки фильтров. Их требуется достаточно часто менять.

Помимо этого желательно использовать увлажнители воздуха, поскольку подогретые массы часто бывает пересушенным. Если в систему попадает какое-то токсичное вещество, например, угарный газ, оно очень быстро распространяется по всему дому.

Электрические отопительные системы

Для обустройства автономного отопления частного дома достаточно часто используются системы, работающие от электричества. Их существует несколько типов, рассмотрим две, наиболее востребованные.

Электрические конвекторы представляют собой компактные отопительные приборы, которые могут устанавливаться внутри отапливаемой комнаты. В зависимости от мощности устройства оно может быть одно или несколько.

Принцип работы разных видов электрических конвекторов схож. Холодный воздух через решетку поступает внутрь прибора, где посредством электрического ТЭНа нагревается.

Благодаря либо естественной конвекции, либо усилиям вентилятора разогретые воздушные массы поднимаются, смешиваются с воздухом, находящимся в комнате, и разогревают его. Температура в помещении повышается. Остывший воздух опускается, вновь поступает в прибор и цикл повторяется.

Электрическое отопление может быть реализовано путем использования инфракрасного излучения. Тонкая гибкая ИК-пленка монтируется на потолок или пол и является своеобразным отапливающим устройством, нагревающим воздух в комнате до комфортной температуры.

Система работает следующим образом. При подаче электрического тока на пленку карбоновые элементы разогреваются и начинают испускать инфракрасные волны в безопасном для человека диапазоне.

Эти волны начинают двигаться до первого встреченного ими крупного объекта. Это может быть пол, мебель или что-то им подобное. Предметы аккумулируют ИК-волны, разогреваются и отдают тепло воздуху. Нагрев происходит очень быстро.

При этом распределение тепла максимально благоприятно для человека: в нижней части комнаты находится самый теплый воздух, в верхней – чуть холоднее.

Медики подтверждают, что инфракрасное отопление аналогично солнечным лучам и считается максимально благоприятным для человека. Несмотря на значительную разницу в принципе работы отопления, оба типа систем обладают сходными достоинствами. Прежде всего, это минимальные затраты на сооружение.

Не слишком привлекательные тарифы энергосбытовых компаний не останавливают желающих обзавестись электрическим отоплением. Для управления оборудованием используется автоматика, что позволяет настроить работу системы на максимально энергоэффективный режим.

Электричество очень удобно в использовании. Отсутствует необходимость применять какое-либо топливо, что снимает проблему его хранения и закупки.

Кроме того, твердотопливные котлы, например, считаются очень «грязными», поскольку при их работе образуется сажа и зола. Электрическое оборудование не имеет таких проблем. Оно полностью безопасно, не шумит и не производит токсичных выбросов.

Системы, работающие с электричеством, обычно очень компактны. Использующиеся в них приборы могут иметь самый разный дизайн. Такие системы долговечны и требуют только регулярного обслуживания.

Их основным недостатком является затратная эксплуатация, в силу высокой стоимости электроэнергии. Несмотря на экономичность систем, счета за электричество обычно получаются внушительными.

Разновидности системы с жидким теплоносителем

Как показывает практика, чаще всего для обустройства автономного отопления выбирают систему с жидким теплоносителем, поэтому поговорим о ее разновидностях. Такую систему реализуют в виде одной из двух возможных схем.

Простейшая схема — однотрубная

Представляет собой кольцеобразный замкнутый контур, внутри которого последовательно установлены радиаторы отопления. Теплоноситель поступает в первый из них, затем в следующий и так далее, пока не вернется к котлу. Это предельно простая схема, однако, далеко не самая эффективная.

Основной недостаток однотрубной системы отопления заключается в остывании теплоносителя на «подступах» к дальним от котла батареям.

Жидкость выходит из теплообменника котла с температурой порядка 75°С. Такой же она поступает в первый радиатор, во втором она чуть холоднее и та далее. Если продолжительность трубопровода невелика и радиаторов немного, то это не страшно.

Но если батарей много, в последних будет находиться теплоноситель, разогретый до 45-50°С. Что совершенно не достаточно для нормального обогрева помещения

Может быть два способа для исправления ситуации. Первый – увеличить температуру теплоносителя или же добавить секций последним в цепочке радиаторам, чтобы увеличить их теплоотдачу. Оба варианта потребуют дополнительных денежных вложений, но при этом не гарантируют результат.

Отопление своими руками. Видео и фото инструкция

При всем многообразии и достаточной сложности современных систем отопления, сложившаяся практика показывает, что создание обогрева собственными силами – решаемая задача. Для ее успешного выполнения необходимо иметь навыки владения инструментом и знание работы системы, и тогда сделать отопление своими руками по силам каждому.

Что несет тепло в дом?

Его источником может быть печка или горящий камин, горячий воздух, поступающий по системе воздуховодов, или электрические нагреватели. За свое существование человечество придумало множество различных способов, позволяющих согреться в морозы, но по статистике, для обогрева дома чаще всего используется водяное отопление.

В этом нет ничего удивительного. Вода – прекрасный теплоноситель, она способна быстро аккумулировать тепло, а также быстро его отдавать, способна легко перетекать в нужное место под воздействием самых разных условий. Исходя из этого, стоит рассматривать возможность создания отопления своими руками применительно для систем водяного обогрева.

Откуда берется тепло?

Главным источником тепла служит отопительный котел. Пожалуй, во многом его правильный выбор обеспечивает будущий комфорт в холодные зимние дни и ночи, и поэтому отнестись к нему надо со всей возможной ответственностью. Вы должны дать ответ самому себе – а чем будем топить этот котел? Несмотря на все удобства, которые предоставляет самодельное отопление, не стоит забывать, что оно должно работать, а для этого печку надо топить.

Проще топить обычную печку, чем выбрать самый расчудесный котел, рассчитанный на недоступные или экзотические виды топлива, получится дешевле и хлопот меньше. Поэтому надо применять котел, использующий дешевое местное топливо, это позволит снизить затраты на отопление.

Сейчас есть изделия, ориентированные на любые горючие вещества, в том числе универсальные, способные работать на нескольких из них – угле, дровах, солярке, газе и т.д.

Следующей, не менее ответственной, задачей будет определение мощности котла. Дело в том, что если его мощности недостаточно для обогрева дома, то вы рискуете, как минимум, простудиться в зимнее время, а если она является избыточной, то это просто зря потраченные деньги. Поэтому, когда создается система отопления своими руками, выбирая котел, надо учитывать факторы, такие как:

• наличие и количество окон;
• географическое расположение дома;
• материал, из которого изготовлен дом, и толщина стен;
• наличие утепления и т.д.

Учет всех возможных факторов – сложная задача, но зачастую пользуются оценочным подходом, согласно которому для обогрева десяти кв.м. площади требуется один кВт тепловой мощности.

Зная отапливаемую площадь вашего дома, вы определите базовую мощность котла, а потом ее надо будет умножить на коэффициент, учитывающий географическое положение. Для этого используются такие значения на киловатт мощности:

• от семи до девяти десятых для южных районов;
• полтора для районов Центральной России;
• от полутора до двух для Северных районов.

И полученное значение надо увеличить на двадцать пять процентов, если горячую воду планируется использовать для хозяйственных нужд. А теперь ещё одно увеличение на двадцать процентов (для повышения надежности работы котла и исключения его перегрузки) – и можете считать, что задачу, как сделать отопление своими руками, вы почти решили, во всяком случае, вы знаете, какой вам нужен для этого котел.

Основа всего – план

Сами того не подозревая, мы выполнили первый пункт плана работ – рассчитали требуемую тепловую мощность для обогрева. Общий план кроме этого включает в себя определение мест расположения и количества радиаторов, выбор труб и необходимой фурнитуры (фитингов, кранов, коллекторных распределителей, фильтров и других необходимых деталей системы отопления). На плане, обычно вычерчиваемом в укрупненном виде, размечаются места расположения всех элементов, которые предусматривает самодельная система отопления, а кроме того, он позволяет осуществить выбор отопительных приборов.

Как правило, в системе отопления будут работать любые радиаторы, вопрос только в том, сколько они стоят и как выглядят. Располагают их, как правило, под оконными проемами, чтобы обеспечить тепловую завесу. При выборе радиаторов можно руководствоваться приблизительной оценкой – если температура теплоносителя составляет семьдесят градусов, то одна секция используется для обогрева площади в три кв. м.

После того, как выбрана мощность котла, радиаторов, пришла пора выбирать трубы. Наиболее востребованными и доступными по цене являются полипропиленовые и металлопластиковые. Конечно, если вы решите – проводим отопление своими руками несмотря ни на что, то можете использовать и другие типы труб, но остальные их виды либо устаревшие, требуют применения сварки и дополнительных затрат при эксплуатации (стальные), либо очень дорогие (медные).

Как все отдельные детали превратить в систему отопления

После того, как определены все составные части системы, их необходимо собрать в единое целое. Поэтому, выполняя монтаж системы отопления своими руками, надо выбрать способ, каким это будет сделано. Их может быть несколько. Стоит отметить, что одним из отличий между ними будет способ циркуляции теплоносителя – естественный (гравитационный) или принудительный. Вариант, в качестве примера, как можно выполнить монтаж отопления своими руками, показан на фото:

1. При естественной циркуляции не нужны дополнительные устройства, она является наиболее простой и отличается полной автономностью, для ее работы не требуется даже источник электроснабжения. К недостаткам подобной системы стоит отнести небольшой размер обогреваемой площади и соблюдение ряда обязательных требований при ее монтаже.

Для осуществления принудительной циркуляции используется насос, осуществляющий прокачку воды.

Подобная организация работы обогрева считается универсальной и может быть рассчитана на обогрев любых площадей, но является более затратной. Обусловлено это необходимостью использовать оборудование и трубы, работающие при повышенном давлении, а значит и более дорогие, предохранительные клапаны, а также применять дополнительно насос и источник аварийного электропитания для его работы.

2. Кроме определения, как будет происходить циркуляция теплоносителя, должна быть определена схема, по которой будут соединены элементы будущей системы отопления. Она может быть двухтрубная или однотрубная. Последняя отличается тем, что вода проходит один радиатор за другим, в каждом из них отдавая часть тепла. Поэтому степень нагрева последнего из них может оказаться ниже, чем первого. Кстати, такая система приведена на фотографии выше.

При двухтрубной схеме монтажа вода подается непосредственно в каждый радиатор от магистрали и также уходит в общую магистраль после прохождения через батарею.

3. Когда вами принято решение – делаем отопление своими руками, необходимо учесть еще одну особенность при выборе системы обогрева. Она может быть закрытой или открытой. В последнем случае теплоноситель с атмосферой контактирует, тогда как при использовании закрытой системы это исключено.

Дополнительно информацию о системе отопления предоставляет видео, поясняющее отдельные моменты выполнения этой работы своими силами

Порядок выполнения работ

В разных случаях проведение монтажа может иметь незначительные отличия, но общий порядок при этом сохраняется. Работу начинают с установки радиаторов. Их крепят к стене в предусмотренных местах, они должны висеть ровно и не качаться. Если батарея размещается под окном, то она должна располагаться по центру. Подачу воды рекомендуют делать снизу, отвод сверху, хотя это может быть выполнено и по-другому. Недопустимым считается вариант входа и выхода воды сверху, т.к. в этом случае низ не будет прогреваться.

После установки радиаторов ставят фитинги. Для прокладки труб пробивают отверстия в стенах. В местах прохождения трубы с теплоносителем через стены можно установить дополнительно металлические трубы, которые будут защищать магистраль от внешних воздействий, и внутри которых она и пройдет. Магистраль прокладывают от того места, где расход больше, туда, где меньше.

После соединения всех радиаторов труба с теплоносителем подключается к котлу, если, конечно, имеется всего один контур обогрева. В противном случае надо ставить распределитель.

После монтажа труб, обеспечивающих подачу, прокладывается обратка и подключается насос. При проведении монтажных работ также ставятся необходимые краны и вентили, предусмотренные планом. На этом систему можно считать готовой, осталось ее заполнить водой, проверить на герметичность и испытать.

Выполнить отопление дома своими силами вполне возможно, только при этом необходимо правильно выбрать составные его части – определить мощность котла, радиаторов отопления, выбрать нужные трубы и решить, какое отопление вы будете делать.

Водяное отопление своими руками: схемы, проектирование и монтаж

С чем ассоциируется дом у любого человека? Это и близость к природе, и комфорт, и уют, и, конечно, тепло. А тепло в нашем климатическом поясе не всегда связано с ласковым солнышком, которое светит круглый год. У жителя России тепло скорее будет ассоциироваться с печью или горячей батареей, так как холодный сезон в нашей стране длится от минимальных трех-четырех месяцев, до всего года.

В современном мире печи в доме являются либо вынужденной необходимостью, либо данью моде, либо приятным элементом интерьера. Они давно уже проиграли «битву» за эффективность другому отоплению – водяному. Поэтому в качестве основного отопления в 90% случаев выбирают и реализуют именно его. И в нашей статье мы собираемся подробно описать, как сделать водяное отопление своими руками.

Водяное отопление своими руками

Почему вода самый выгодный теплоноситель?

В любой системе отопления есть теплоноситель – вещество, которое переносит тепло от его источника потребителям. В нашей статье мы будем в качестве него рассматривать только воду, так как она является самым выгодным теплоносителем. Идею использовать воду для передачи тепла человек «подсмотрел» у Природы, так как именно вода является основным теплоносителем в ней.

Можно рассмотреть самый яркий пример природной передачи теплоты при помощи воды. Это теплое течение Атлантического океана известное нам под названием Гольфстрим. Тепловую энергию Гольфстрим набирает в Мексиканском заливе, где недостатка солнечной энергии не наблюдается. Мало того, течения в этом заливе циркулируют по кругу, набирая еще больше тепла, а потом все же уступают место более холодной и плотной воде, пришедшей с глубины, и «прорываются» в Атлантический океан, где продолжают свое движение вдоль восточного побережья Северной Америки.

Самое эффективное водяное отопление в мире — течение Гольфстрим

В движение воды Гольфстрима поначалу приводит в основном энергия вращения Земли, которая вначале «прижимает» течение к Северной Америке. Затем Гольфстрим встречается с холодным Лабрадорским течением, отклоняется на восток и течет уже к Европе, неся с собой огромное количество тепла. Это течение омывает и Исландию, и Британские острова, и северную часть Скандинавского полуострова. Достается еще немало тепла еще и Кольскому полуострову, на котором расположены незамерзающие порты Мурманск и Североморск, находящиеся за Полярным кругом.

Такое влияние теплого течения подняло среднегодовую температуру в странах Европы, которая характерна для этих широт, в среднем на 10°C. Поэтому и климат там мягче, и море не замерзает, и густонаселенные страны этого региона могут комфортно жить в условиях отопления теплым течением. Можно сказать, что Гольфстрим – это глобальная система отопления, котел которой находится в Мексиканском заливе, трубопровод в Атлантическом океане, а радиаторы – в тех странах, побережье которых омывается Гольфстримом.

По оценкам ученых, тепловая мощность Гольфстрима составляет 1,4*10¹⁵ ватт. Это огромная цифра! Например, крупнейшей электростанцией в мире считается Tuoketuo в Китае. Ее мощность составляет 6600 МВт. Гольфтрим превосходит ее более чем 212 тысяч раз (1,4*10¹⁵/6600*10⁶=212121). Гольфстрим переносит огромные объемы воды – 50 миллионов кубических метров воды – таков расход воды этого течения в секунду. Чтобы понять как это много, скажем, что это больше всех рек в мире, вместе взятых, в 20 раз.

Такого впечатляющего переноса тепла из одного региона мира в другой Гольфстрим смог достичь только из-за того, что вода имеет высокую удельную теплоемкость. Чтобы нагреть 1 кг воды на 1°C потребуется 4200 Джоулей энергии. Это много. Например, для воздуха тот же показатель составляет примерно 1000 Джоулей. Получается, что воду трудней нагреть, но зато она при той же массе может накопить в себе в 4,2 раза больше энергии, чем воздух. Зато, остывая на 1°C, вода отдаст окружающей среде ровно столько же энергии.

Кстати, избыточное тепло в Мексиканском заливе передается и воздуху, и водяному пару. Поэтому там часто образуются атмосферные фронты и в том числе и торнадо. Но они хоть и перемещаются с высокой скоростью, но теряют свою энергию уже через 200—300 км, очень редко доходит до 500 км. А воды Гольфстрима хоть и текут медленно и величаво, но переносят тепловую энергию на расстояние до 10 тыс. км. И это происходит только из-за того, что вода имеет высокую удельную теплоемкость.

Помимо высокой теплоемкости, вода обладает еще и другими полезными качествами – она абсолютно безопасна в плане токсичности для человека и всей живой природы. Вдобавок еще она и доступна. Кроме этого, воду легко транспортировать по трубопроводам, причем для этого не нужны трубы больших диаметров, если будет применена принудительная циркуляция. Например, настенные котлы, которые имеют мощность в 35 кВт, что теоретически достаточно для отопления 350 м² жилой площади, имеют выход для отопления диаметром всего ¾ дюйма. Но еще раз отметим, что это только для принудительной циркуляции теплоносителя. Для естественной циркуляции диаметр выхода отопительной воды с парапетного котла при такой мощности должен быть не менее 1 ½ дюйма.

На каком этапе строительства или ремонта надо делать водяное отопление?

Это очень важный вопрос, так как система отопления никогда не должна являться отдельной от всего остального дома или квартиры. Все работы по созданию водяного отопления будут касаться и интерьера дома, и его экстерьера, и других инженерных систем. Поэтому лучше совместить эти мероприятия с ремонтом или строительством. Но все должно начинаться еще задолго до строительства – во время проектирования, в котором должно учитываться следующее:

• Если планируется устанавливать напольный котел и бойлер косвенного нагрева, то без отдельного помещения котельной уже не обойтись и его надо учесть в проекте. Котельная должна удовлетворять определенным требованиям, с ними можно ознакомиться в статье на нашем портале.

• Кроме помещения котельной, еще на этапе проектирования предусматривают положения дымоходов и вентиляции с нужными диаметрами, которые должны тоже соответствовать определенным требованиям.
• На этапе проектирования дома указываются мероприятия по утеплению. Это позволит уже заранее, еще до начала строительства, рассчитать теплопотери дома и на основании этого узнать нужную мощность котла, учитывая еще и потребность в горячей воде. А также очень желательно уже заранее определиться с конкретной моделью отопительного оборудования.
• Еще на стадии проектирования дома определяется расположение магистралей отопления и водоснабжения, положение радиаторов, труб теплого пола и других элементов системы. И также очень желательно уже знать какие именно радиаторы будут применяться, какой именно модели. Это сильно облегчит и дальнейшее строительство, и отделку помещений, и монтаж отопления.

Когда дело доходит уже непосредственно до монтажа системы отопления в строящемся доме, каждый ее элемент должен монтироваться именно тогда, когда это уместнее и выгоднее всего. Приведем примеры:

• Если планируется скрывать магистрали отопления и подводящие трубы радиаторов в стяжке пола и штукатурке, то эти элементы надо монтировать уже после оштукатуривания, но до заливки стяжки.
• Трубы теплого пола, разумеется, укладываются до того, как заливается стяжка пола. Это обычно сопровождается и утеплением экструдированным пенополистиролом, если пол находится на грунте или над неотапливаемыми помещениями.
• Котельное оборудование лучше всего монтировать уже после того, когда в нем уже будут закончены отделочные работы (если они предполагаются). Все трубопроводы, коллекторы, циркуляционные насосы и другие элементы в котельной всегда располагают открыто, а это легко реализовать в отделанном помещении. Гораздо труднее, или даже невозможно, сделать отделку котельной уже после монтажа всего оборудования.

Те же принципы касаются и оборудования отопления квартиры в новостройке. Если речь идет о реконструкции системы отопления, то здесь вариантов может быть очень много. Будет связана реконструкция с капитальным ремонтом или нет? Какие работы будут проводиться при ремонте? И еще масса других вопросов, которые невозможно рассмотреть в рамках одной статьи. Если предполагается открытая прокладка труб водяного отопления, то организовать его можно даже уже после окончательной отделки помещения. Для этого, правда, требуется высокая квалификация монтажников. Современные системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя предполагают применение труб небольших диаметров: ½ или ¾ дюйма, которые нисколько не портят интерьеры, а медные или нержавеющие даже являются их украшением.

Медные трубы могут украсить интерьер

Выбор вида топлива для системы водяного отопления

В качестве источника тепла в водяных системах отопления могут использоваться котлы, работающие на совершенно разных видах топлива:

• Твердотопливные котлы могут использовать для получения тепловой энергии дрова, уголь, топливные брикеты, а также специальные топливные гранулы – пеллеты, которые делают из торфа и отходов древесины. Такой вид котлов стоит выбирать только тогда, когда место, где построен дом, не газифицировано и есть доступ к дешевому твердому топливу. При нынешней низкой цене на газ твердотопливные котлы в России скорее мера вынужденная, чем оправданная экономически. В странах Европы твердотопливные котлы популярны только из-за высокой цены на газ. Недавно они стали популярны и в Прибалтике, спрос на Украине на них также растет. Основными недостатками твердотопливных котлов является низкий КПД и потребность при эксплуатации в постоянном участии человека. Автоматизации они в плане загрузки топлива и удаления отходов поддаются мало, кроме пеллетных котлов.

• Жидкотопливные котлы очень надежны, имеют высокий КПД, легко поддаются автоматизации, но по экономическим соображениям невыгодны. Прежде всего из-за стоимости дизельного топлива, которого надо еще иметь немалый запас. Далеко не каждому еще понравится жить в доме, где хранится большое количество солярки.

• Электрические котлы легче всего реализуются, лучше всего поддаются автоматизации, имеют малые габариты. Вроде бы все хорошо, но стоимость отопления водяным электрическим котлом слишком высокая по сравнению с газовым или даже твердотопливным котлом. Но применение электрических котлов уместно тогда, когда их ставят в пару с газовым или твердотопливным и они в холодное время года поддерживают температуру воды в системе на нужном уровне, предотвращая его замерзание.

• Газовые котлы – наилучший для нынешних реалий выбор, так как газ имеет приемлемую и разумную цену. Кроме этого, современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, обеспечивают безопасность и могут помимо нагрева теплоносителя еще и подогревать горячую воду во встроенном, предназначенном только для этого теплообменнике. Некоторым моделям котлов даже не требуется сооружения отдельного дымохода, так как они оснащены закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Внутренняя труба такого дымохода служит для выброса продуктов сгорания газа, а внешняя – для поддува наружного воздуха, нужного для сгорания газа. Все это происходит принудительно при помощи вентилятора, встроенного в котел.

Подробно о газовых котлах, их видах, характеристиках и правильном выборе можно прочитать в статье на нашем портале: «Как выбрать газовый котел».

Перспективные и инновационные системы экологичного отопления с применением солнечных коллекторов или тепловых насосов рассматривать мы не будем, так как это пока, к сожалению, является диковинкой для России. Пока газ будет дешевым и пока не будет государственной программы субсидирования альтернативной энергетики, толчка для развития не будет. Пока выгодно продавать много дешевого газа и судя по запасам этого топлива в России, еще немало лет будет выгодно.

Открытая или закрытая система водяного отопления?

Этот вопрос имеет принципиальное значение, но мы не желаем, чтобы читатели долго выбирали, какой тип им выбрать. Наш ответ однозначен – только закрытая система отопления. И этот выбор мы готовы аргументировать.

• В открытых системах отопления расширительный бак устанавливают в самой высокой точке на прямой магистрали. Через этот бак воздух, который может быть в системе может беспрепятственно подняться наверх и выйти в атмосферу. Через этот же бак добавляют воду, то есть делают подпитку. Теплоноситель в таких системах не находится под избыточным давлением и обычно его циркуляция происходит естественным путем – за счет разницы плотностей подогретой и охлажденной воды. Такие системы требуют применения труб повышенных диаметров, соблюдения их уклонов в магистралях подачи и обратки. Помимо этого, постоянное «общение» воды с атмосферным воздухом приводит к высокому содержанию растворенного кислорода, который инициирует коррозию. Поэтому в открытых системах следует применять только чугунные радиаторы. Такие системы – это вчерашний и даже позавчерашний день в отоплении. И тем людям, которые в современных домах XXI века вознамерились делать открытую систему отопления, должно быть как минимум стыдно.

• В закрытых системах отопления вода находится в замкнутом контуре и под избыточным давлением в 0,8—3 бар. Теплоноситель при этом не испаряется и не «общается» с атмосферным кислородом, что минимизирует коррозию внутренних стальных частей системы. Это дает большую свободу выбора радиаторов. Избыточный воздух из системы отопления удаляется при помощи автоматических воздухоотводчиков и кранов Маевского. В подавляющем большинстве случаев реализации систем отопления вода циркулирует по закрытому контуру принудительно, при помощи циркуляционного насоса. Но возможна реализация и естественной (гравитационной) циркуляции, если будут применяться трубы повышенных диаметров и соблюдаться уклоны. Тепловое расширение при нагревании воды в закрытой системе компенсируется применением расширительного бака – экспанзомата, который должен подбираться индивидуально.

Естественная или принудительная циркуляция воды в системе отопления?

Такой выбор всегда надо делать при планировании системы отопления. Но мы опять желаем его упростить и однозначно выбирать систему с принудительной циркуляцией. И вот почему:

• Системы с естественной циркуляцией требуют применения труб увеличенного диаметра, как мы уже ранее упоминали. Помимо этого, радиаторы в таких системах должны иметь внутренний проход большого сечения. А этим могут «похвастаться» только чугунные или ужасно дорогие стальные трубчатые радиаторы. Системы с естественной циркуляцией инерционные, так как теплоноситель в них движется медленно и его много.
• Системы отопления с принудительной циркуляцией очень быстро реагируют на изменившиеся условия и на команды автоматики, так как теплоноситель нужной температуры очень быстро «разгоняется» по системе циркуляционным насосом. Для магистралей системы отопления чаще всего хватает труб в ¾ дюйма, а для подводок к радиаторам ½ дюйма. Эти трубы при желании очень легко спрятать в строительные конструкции (стяжку пола или штукатурку стен). Теплоносителя в таких системах гораздо меньше и в исправном отоплении подпитка требуется очень редко. Большинство современных котлов работают только с принудительной циркуляцией теплоносителя, мало того – все настенные котлы оборудованы циркуляционными насосами и при его бездействии просто не будут зажигать пламя горелки или включать ТЭН.

Этих аргументов вполне достаточно для того, чтобы сделать однозначный выбор. Хотя, у сторонников естественной циркуляции остался единственный аргумент. Система с естественной циркуляцией может работать при отсутствующем электроснабжении. Честно говоря, очень трудно представить себе современного человека, который в XXI веке будет сознательно выбирать себе жилье, где электроэнергия отсутствует вообще или с ее бесперебойной подачей наблюдаются частые проблемы. В конце концов, для эксплуатации котлов и насосов существуют специальные источники бесперебойного питания, а для дома можно приобрести и компактный бензиновый или дизельный генератор, который подстрахует хозяев в редкие моменты отключений при каких-то работах на линиях. Генераторы мощностью 1—2 кВт сейчас можно купить за 10—12 тысяч рублей. Этой мощности хватит с лихвой на функционирование оборудования отопления, систем безопасности и освещение. Современные, уже ставшие доступными по цене, светодиодные лампы потребляют так мало электроэнергии, что на долю освещения пойдет малая часть мощности генератора.

И места много не занимает, и цена доступная. Компактный бензиновый генератор

Однотрубная система водяного отопления или двухтрубная?

Еще один выбор должен встать перед тем, кто намерен реализовать систему отопления в своем доме. И в этом вопросе мы постараемся выступить на стороне двухтрубных систем отопления. И без аргументов тоже не обойдемся.

• Однотрубные системы предполагают, что теплоноситель от подачи котла идет по одной трубе, которая последовательно обходит все радиаторы контура, а затем возвращается в обратную магистраль котла. Радиаторы в однотрубных системах могут подключаться по-разному: в «разрыв» трубы или через байпас. Если радиатор подключен в «разрыв», то ремонт или замена только одного радиатора потребует остановки системы и слива теплоносителя. Если радиатор подключен через байпас, то существует возможность снятия отдельно взятого радиатора без остановки всей системы. Это реализовано в системе по схеме «ленинградка» о которой есть статья на нашем портале. Единственным преимуществом однотрубного отопления является меньшее количество труб, которое, по словам адептов этих систем, позволит сэкономить деньги. Недостатков у однотрубных систем слишком много, чтобы о них говорить в рамках этой статьи.

• В двухтрубных системах отопления для подключения радиаторов используются две трубы идущие непосредственно от котла или коллектора. Одна труба – это строго подача, а другая – строго обратка. Все радиаторы подключены параллельно к этим двум трубам, что позволяет регулировать проток теплоносителя через них независимо от других. Это дает неограниченные возможности по регулировке, автоматизации, возможности локального ремонта, расширения системы отопления. Все самые известные производители оборудования для систем отопления всегда рекомендуют применение только двухтрубных систем.

Теперь немного о единственном преимуществе однотрубных систем – в меньшем количестве труб. Если «отмотать» лет 25—30 назад, то в той реальности можно наблюдать, что в автономном отоплении использовались только стальные трубы, а циркуляция была только естественной. Конечно, все операции со стальными трубами очень трудоемкие и требуют квалификации мастера. Да еще и магистрали прокладывались трубой 1 ¼ дюйма или 1 ½ дюйма. Конечно, если предположить, что кто-то тем людям в той реальности предложил использовать в 2 раза больше труб, то в лучшем случае этот смельчак был бы словесно отправлен в «увлекательное путешествие» в направлении ниже пояса.

Такое впечатление, что адепты однотрубных систем так и остались жить в том времени, абсолютно не интересуясь новыми разработками, новыми моделями отопительного оборудования, способами автоматизации и другими достижениями, которые призваны, прежде всего, сделать жизнь человека комфортной и безопасной и при этом сэкономят драгоценное топливо. И единственный аргумент в перерасходе труб рассыпается как карточный домик, если просто поинтересоваться стоимостью тех самых труб.

Разводку систем отопления сейчас никто не будет делать стальными трубами. В большинстве случаев сейчас применяют полимерные трубы, которые прекрасно справляются со своими функциями и имеют срок службы, превышающий среднестатистическую взрослую продолжительность жизни человека. Например, «однотрубники» решили сделать разводку системы отопления очень качественной армированной стекловолокном полипропиленовой трубой Valtec диаметром 25 мм (соответствует ¾ дюйма). И у них на весь дом ушло 100 метров трубы. И они истратили на это аж 8300 рублей, учитывая, что метр стоит 83 рубля. Для того чтобы реализовать двухтрубную систему надо примерно в два раза больше купить трубы. Это же непомерные расходы! Это же катастрофа – потратить еще 8300 рублей! Подумаешь, что радиаторы ближайшие несколько десятков лет нельзя будет регулировать независимо от других. Зато можно с гордостью рассказывать вначале детям, а потом и внукам как «мудро» были сэкономлены деньги.

При нынешних ценах на трубы и простоте технологий их монтажа «религиозная» преданность однотрубным системам не может выглядеть никак иначе, кроме как глупость. Поэтому наш однозначный выбор – это двухтрубная система отопления.

Какие выбрать трубы для системы водяного отопления?

В этом вопросе не может быть абсолютной однозначности по причине того, что на отдельных участках системы отопления трубы могут испытывать разные температурные воздействия. Например, система водяного отопления в радиаторной ее части настроена на температуру 70°C в подаче и 50°C в обратке. Этот режим, кстати, рекомендуется для большинства современных систем. В этой части вполне применимы полимерные трубы из полипропилена, металлопласта или сшитого полиэтилена. При таком температурном режиме, который может обеспечивать насосно-смесительный узел, срок службы труб может быть несколько десятков лет.

Если взять водяной теплый пол, то в нем температура теплоносителя на подаче редко превышает даже 40°C, а на обратке 35°C. Этот факт просто обязывает к применению полимерные трубы. Воду нужной температуры для теплого пола также приготавливают насосно-смесительные узлы. И здесь срок службы полимерных труб будет очень продолжительным.

Если в системе отопления устанавливают бойлер косвенного нагрева, то в интересах хозяев будет нагреть воду в нем максимально быстро. Это достижимо только в том случае, если теплоноситель из котла будет циркулировать с высокой температурой в теплообменнике бойлера. Современные газовые и электрические котлы «выдают» теплоноситель с максимальной температурой 85—90°C, а твердотопливные могут и при большей температуре, но их способности обычно специально «придушивают» специальной автоматикой до искомых 85—90°C. При такой температуре полимерные трубы могут исправно служить, но их возможности уже близки к пределу. Соответственно и сокращается срок их службы. Именно поэтому теплообменник бойлера связывают с котлом или коллектором стальными или медными трубами, которые не боятся высоких температур.

Последствия обвязки твердотопливного котла полипропиленовыми трубами

Если в системе отопления выделены несколько контуров для разных целей, то без применения коллекторов или гидравлических разделителей (гидрострелок) обойтись уже трудно. Такими отдельными контурами могут быть радиаторное отопление, теплый водяной пол и теплообменник бойлера косвенного нагрева. Практически все котлы имеют самый высокий КПД тогда, когда горелка горит в полную силу для подогрева теплоносителя до высокой температуры. Поэтому теплотехники рекомендуют на коллекторы и гидрострелки подавать воду от котла с высокой температурой. А уже потом насосно-смесительные узлы обеспечивают подачу воды в свой контур с нужной температурой. Поэтому всю обвязку котла от прямой и обратной его магистрали и до коллекторов (или гидрострелки) надо делать металлическими трубами (медными или стальными). Далее, от коллекторов (или гидрострелки) до насосно-смесительных узлов монтаж также предпочтительно делать металлическими трубами, а уже дальше, когда температура теплоносителя уже будет не более 70°C можно смело переходить на полимеры.

Итак, какие же трубы можно использовать в системе водяного отопления?

• Стальные трубы – рекомендуются для обвязки котлов, для изготовления из них коллекторов или гидрострелок. Для остальной системы отопления их применение нецелесообразно из-за цены и трудоемкости процесса монтажа.
• Нержавеющие трубы. Это престижно, функционально, но очень дорого. Но они никак нельзя лучше подходят для коллекторов или гидрострелок.

• Полипропиленовые трубы сейчас самые востребованные. Стоят они недорого, при соблюдении температурных режимов служат очень долго. Монтаж очень простой при помощи недорогого инструмента, но очень много зависит от человеческого фактора. Система из одних и тех же труб и фитингов может быть как безупречной и монолитной, так и полностью непригодной. Другими словами — «дуракоустойчивость» труб низкая. Но при самостоятельном исполнении и неукоснительном соблюдении технологии монтажа, выбор в их пользу будет одним из лучших.

• Металлопластиковые трубы лучше применять только качественные, известных производителей. Монтаж отопления надо проводить только пресс фитингами. Все цанговые соединения должны быть только на коллекторах или специально предназначенной для этого арматуры радиаторов. Надежность системы сильно зависит от квалификации монтажника. Бывают случаи расслоения трубы, что приводит к затрудненному току теплоносителя. Фитинги металлопластиковых труб сужают проход трубы. Это ухудшает гидравлические характеристики и приводит к отложению загрязнений.
• Трубы их сшитого полиэтилена обязательно стоит применять в качестве труб теплого пола. Только их и никакие другие. Кроме этого их можно применять и в разводке систем отопления (уже после смесительных узлов). Соединения при помощи фитингов с надвижными гильзами не снижают проход трубы и обладают высокой степенью «дуракоустойчивости» при монтаже и надежностью в процессе эксплуатации. Единственный фактор, останавливающий их повсеместное распространение – это пока высокая цена на трубы и особенно на фитинги.

Подробнее о полимерных трубах, применяемых в системах отопления можно прочитать в статье нашего портала: «Пластиковые трубы для отопления».

Какие радиаторы выбрать для водяного отопления?

Когда встает вопрос о радиаторах отопления, то, наверное, часть читателей будет представлять, что главное в этом вопросе – это дизайн, чтобы радиатор был гармоничной частью интерьера. И отчасти они правы, так как современный выбор этих тепловых приборов позволяет задуматься и над этим вопросом тоже. Если раньше не было никакой альтернативы стандартным чугунным «гармошкам» или стальным «ёжикам», то сейчас можно подумать и о красоте, причем далеко не всегда в ущерб своему кошельку. И эта красота никак еще и не будет противоречить инженерной науке.

Итак, какие радиаторы нам предлагает современный строительный рынок?

• Чугунные радиаторы являются классикой, к ним все привыкли и, честно говоря, они уже немного надоели. Надоели только по одной причине – их абсолютной безальтернативности, которая наблюдалась во времена СССР. Но выбрасывать их на «свалку истории» еще рано, так как чугунные радиаторы, стойки к коррозии, надежны, имеют небольшое гидравлическое сопротивление и высокую теплоотдачу. Причем очень большая доля теплоотдачи чугунных радиаторов приходится именно на комфортное лучевое тепло, а на конвекционный нагрев воздуха, ввиду малой площади их поверхности, приходится меньшая доля. Чугунные радиаторы собирают из отдельных секций и это один из их недостатков, так как межсекционные прокладки со временем могут деградировать. Кроме этого, чугунные радиаторы тяжелые, хрупкие, инерционные, они не переносят резких перепадов температур. Дизайн стандартных чугунных радиаторов также стандартный и надоевший, плохо вписывающийся в современные интерьеры.
• Чугунные дизайнерские радиаторы – это очень хороший прием некоторых производителей, повысить привлекательность этих отопительных приборов. Они сделаны из высококачественного чугуна методом художественного литья, а это действительно искусство доступное немногим. Такие радиаторы на самом деле очень красивые, они, несомненно, станут украшением интерьера. С инженерной же точки зрения – это те же чугунные радиаторы со своими достоинствами и недостатками. Покупают их те люди, у которых тонкий художественный вкус сочетается с большим количеством денег, так как стоят эти радиаторы немало.

• Стальные трубчатые радиаторы – это конструкция из стальных бесшовных труб, соединенных в единое целое при помощи сварки. За счет этого трубчатые радиаторы очень надежные, так как в них нет отдельных секций. Среди таких радиаторов немало очень красивых моделей эксклюзивного дизайна и даже не стандартного белого цвета, а другого: красного, желтого, синего, серого и других. Они могут быть совершенно разных размеров: от маленьких 300 мм в высоту, до занимающих всю стену от пола до потолка. Теплоотдача стальных трубчатых радиаторов также находится на высоте, они способны выдержать давление до 15 атмосфер, за ними просто ухаживать. Полотенцесушители для ванной по своей сути являются тоже стальными трубчатыми радиаторами. Минус таких отопительных приборов – это высокая цена, поэтому применяют их достаточно редко.

• Стальные панельные радиаторы для автономных водяных систем отопления являются одним из лучших выборов. Нагревательный элемент в таких радиаторах представляет собой прямоугольную панель, состоящую из двух сваренных воедино листов высококачественной углеродистой стали. В этих листах заранее отштамповываются углубления, по которым в дальнейшем циркулирует теплоноситель. Таких панелей в радиаторе может быть от одной до трех. Мало того, между панелями еще размещают стальные ребра П-образного профиля, которые увеличивают площадь теплоотдачи. Все панели и ребра обычно закрывают в красивый корпус. Производят такие радиаторы совершенно разной высоты и длины, а также с разным количеством панелей. Это позволяет легко подобрать радиатор с нужной теплоотдачей. За счет того, что эти радиаторы имеют цельную конструкцию – они исключительно надежны. Основная доля теплоотдачи происходит за счет конвекции. За счет малого внутреннего объема они прогреваются очень быстро. Стоят стальные панельные радиаторы вполне приемлемо.

• Конвекторы – отопительные приборы, которые предназначены только для нагрева проходящего через них воздуха. Конструктивно они представляют изогнутую в виде буквы U стальную или медную трубу, на которой расположено много медных или алюминиевых, или стальных пластин. В новостройках времен СССР нередко по умолчанию ставили конвекторы, закрываемые стальными экранами. Они имели такой ужасающий вид, что можно сказать : дизайном там вообще «не пахло». Все старались быстрее заменить их не немного менее ужасные чугунные радиаторы. Современные конвекторы уже не обладают чудовищным видом, а некоторые даже могут стать украшением интерьера. Устанавливают конвекторы обычно там, где имеет место панорамное остекленение. Радиатор, стоящий рядом с панорамным окном до пола, будет смотреться очень глупо, а вот невысокий конвектор будет в самый раз. Также имеются модели, которые можно встраивать в пол и размещать невдалеке от порогов прозрачных дверей. Все конвекторы помещаются в корпуса, в них есть вход для холодного воздуха и выход для нагретого. Сверху конвектор закрывается декоративной решеткой.

• Алюминиевые радиаторы отопления могут применяться только в автономных водяных системах. Эти радиаторы имеют очень привлекательный внешний вид, высокую теплоотдачу, малый вес и низкую цену. Требуемую мощность алюминиевых радиаторов набирают путем скручивания нужного количества отдельных секций. Это и является недостатком, так как при некорректной сборке могут потечь стыки. А также и в процессе эксплуатации некачественные уплотнители могут со временем потечь. При выборе алюминиевых радиаторов следует отдавать предпочтение анодированным приборам. Даже в замкнутых автономных системах водяного отопления алюминий может активно корродировать, так как он весьма капризен к ph-показателю воды. Резьбовые соединения алюминиевых радиаторов тоже являются слабым их местом.
• Биметаллические радиаторы с внешнего вида практически невозможно отличить от алюминиевых. Они имеют такой же корпус, но теплоноситель в них циркулирует по стальной трубке, которая находится внутри алюминия. Соответственно и все резьбовые соединения в биметаллических радиаторах сделаны из стали. Биметаллические радиаторы являются одним из самых лучших выборов для системы водяного отопления, так как они объединяют прочность стали и теплопроводность алюминия, они имеют красивый внешний вид, отличную теплоотдачу и долгий срок службы. Недостатки у биметаллических радиаторов характерны для сборных конструкций – наличие большого количества уплотнений. Стоят такие радиаторы ощутимо выше алюминиевых и стальных панельных, но независимо от этого они рекомендуются к применению.

• Теплый плинтус – это сравнительно новое веяние в отоплении. Он представляет собой отопительный прибор, имеющий в высоту всего 14 см, который монтируется вместо привычного плинтуса по периметру помещения. Конструктивно теплый плинтус – это две медные трубки, на которые нанесены ламели из того же металла. По сути, он представляет собой мини-конвектор. Сверху этот прибор закрывается съемной алюминиевой крышкой, что действительно придает ему сходство с плинтусом. Для входа холодного воздуха снизу и выхода нагретого сверху имеются специальные щели. По заверениям производителей такой подход в организации отопления дает высокий уровень комфорта, так как, поднимающийся из плинтуса по всему периметру помещения теплый воздух, нагревает стены, а они, в свою очередь, мягко отапливают лучевым теплом. Какие-либо суждения по такому отоплению пока будут неуместны, так как еще наработано слишком мало опыта по эксплуатации таких систем. Да и стоимость теплого плинтуса отпугивает большинство потенциальных покупателей.

Из этого многообразия радиаторов надо выбрать именно такие, которые будут удовлетворять всем требованиям. Наш выбор тепловых приборов для автономного водяного отопления – это стальные панельные или биметаллические радиаторы, в местах, где есть панорамное остекленение – встроенные конвекторы. Там, где на полу дома будет укладываться плитка или керамогранит – однозначно теплый пол, но не как основное отопление, а для комфорта.

Но нужные радиаторы мало выбрать, их надо еще подобрать по тепловой мощности. Этот вопрос мы рассмотрим ниже, в главе о проектировании водяного отопления.

Более развернутую и подробную информацию о радиаторах отопления можно получить, прочитав тематические статьи на нашем портале:

Водяное отопление своими руками

Проектирование водяного отопления

Иногда «способность» некоторых домовладельцев под любым предлогом избежать этого важного этапа просто поражает. Все вопросы по проектированию и необходимым инженерным расчетам они с радостью перекладывают на монтажников, у которых главной методикой расчета является формула – «я сто раз так делал». И если бы эти домовладельцы знали, что включает в себя проектирование отопления и попытались самостоятельно хоть раз сделать его, то все вопросы отпали бы сразу. Даже специальные программы, которые помогают проектировать инженерные системы, не смогут корректно делать необходимые вычисления, если пользователь не обладает необходимым набором знаний.

Расчет теплопотерь и подбор котла для водяного отопления

Первое, что делается при проектировании систем отопления – это расчет теплопотерь. Он помогает оценить, сколько дом или квартира могут потерять тепловой энергии при соблюдении в них нужных тепловых режимов. Учитывается при этом наихудший случай, когда температура «за бортом» достигает своего минимума для конкретной климатической зоны. То есть теплопотери считают по максимуму – сколько теоретически может потерять здание или помещение, когда находится в худших условиях.

Пути «бегства» тепла из дома

Хорошая система отопления, с точки зрения бытового подхода – это когда в сильные морозы дома тепло и батареи горячие. А с точки зрения инженерной науки, хорошая система отопления должна компенсировать максимально возможные теплопотери. Если она сможет это сделать в наихудших условиях, то при всех других сделает и подавно.

Исходными данными для расчета теплопотерь является довольно внушительный объем информации. В любом проекте систем отопления этот расчет занимает минимум половину от затраченного труда. И на самом деле это действительно сложно даже для специалиста. Но существуют методики, которые позволяют это сделать упрощенно, но, тем не менее, конечный результат получается очень близким к тому, что будет получен из инженерного расчета по всем правилам. Учитывая, что всегда при выборе отопительного оборудования делают запас по мощности, то можно вполне воспользоваться и приближенным расчетом. И мы предлагаем читателям нашего портала воспользоваться удобным калькулятором. При его помощи можно оценить теплопотери каждого помещения, а затем и всего дома. После этого можно подбирать отопительное оборудование требуемой мощности.

Калькулятор расчета теплопотерь помещений

Для того чтобы рассчитать теплопотери помещения, необходимо иметь его план. Такие планы всегда есть в регистрационных документах на уже готовую недвижимость или в проектной документации. Но только плана будет мало. Нужен набор исходных данных, которые мы сейчас укажем.

• Площадь помещения в квадратных метрах. Она всегда указывается на любом плане.
• Любое помещение может, как контактировать через одну или несколько стен с внешней средой, так и может быть «анклавом» посередине дома или квартиры. Очевидно, что наибольшие теплопотери будут происходить через внешние стены. Поэтому нужно указать их количество.
• Известно, что на северной стороне солнце никогда не будет обогревать стены, а на южной будет это делать максимально. Другие стороны света будут чем-то средним между севером и югом. При расчетах в калькуляторе обязательно надо указывать ориентацию по сторонам света.
• Положение внешней стены по отношению к направлению ветра также имеет значение. Для каждой местности есть характерные направления ветра для каждого сезона. Путем сбора статистической информации за продолжительный период делают так называемые розы ветров, которые показывают, с какой стороны света наиболее часто дуют ветра в конкретное время года. Расположение дома относительно розы ветров имеет очень большое значение. Если ветер дует в стену, то она является подветренной, а если от нее, то наветренной. Розы ветров для своего региона можно при желании найти в интернете.
• Каждый регион характеризуется уровнем отрицательных температур в самую холодную пятидневку года. Эту информацию можно найти также в справочных данных, СНиПах и в интернете.
• Внешние стены помещения могут быть не утепленными, иметь среднюю степень утепления и хорошую. Обязательно в калькуляторе надо выбрать из списка нужный пункт.
• Любое помещение имеет определенную высоту потолка. Очевидно, что чем она больше, тем объем будет больше, тем больше будет площадь наружных стен. Теплопотери от этого также будут больше. Поэтому высоту потолка всегда учитывают.
• Под полом могут быть другие отапливаемые или неотапливаемые помещения, а также грунт. Сам пол может быть утеплен или нет. Эти данные также учитываются в калькуляторе.
• Для расчета теплопотерь также следует знать, что находится сверху помещения. В калькуляторе необходимо выбрать нужный пункт.
• Через окна из помещения уходит очень много тепловой энергии. Прежде всего, это зависит от конструкции окон. В калькуляторе есть и этот пункт.
• Чем больше окон – тем больше теплопотери, поэтому необходимо указать и их количество.
• Площадь окна также надо указать, так как это тоже влияет на тепловой баланс здания.
• Двери являются своеобразной лазейкой, через которую тепло норовит уйти из помещения. Само собой, что имеются в виду двери, ведущие на улицу или на открытый балкон. В калькуляторе надо указать их количество.

Калькулятор может подсчитать теплопотери только одного помещения. Поэтому для дома или квартиры очень будет удобно сделать сводную таблицу, в которой указывать исходные данные и результат. Ее можно расчертить на листе бумаги, а можно и реализовать в электронном виде. Например, в Microsoft Excel. Покажем пример такой таблицы.

№ на плане	Помещение: площадь, высота потолка. Что расположено сверху и снизу	Внешние стены: количество, ориентация, степень утепленности.	Окна: количество, тип, размеры.	Дверь на улицу или на балкон.	Необходимая тепловая мощность, кВт (с учётом 15% эксплуатационного резерва)
…	…	…	…	…	…
3	Гостиная. Площадь 14.1 м². Потолок – 2.9 м. Снизу — утепленный по по грунту. Сверху – холодный чердак.	Две, восточная и южная. Наветренные. Высокая степень термоизоляции.	Два окна, ПВХ-рамы с одинарным стеклопакетом. Размер 1200×900 мм.	нет	2,14 кВт
…	…	…	…	…	…
ИТОГО	7.5 кВт

Заполнить такую таблицу не составит никакого труда, если под руками имеется план и у хозяина есть достаточно других сведений: высота потолка, степень утепления, размеры оконных проемов и другие данные. В крайнем случае, можно вооружиться рулеткой и провести необходимые замеры самостоятельно.

План дома сильно облегчает расчеты

Последняя колонка в представленной таблице и будет теплопотерями помещения только с учетом 15% эксплуатационного резерва. Поэтому она называется необходимая тепловая мощность. После расчета во всех помещениях, последнюю колонку суммируют и получают заветную цифру – какой мощности должен быть котел отопления.

Если для приготовления горячей воды будет использован бойлер косвенного нагрева, то к необходимой мощности котла надо еще добавить 30% запаса мощности. Это необходимо для того, чтобы во время нагрева воды в бойлере не происходили «провалы» в отоплении. Котел выбирают мощностью не ниже рассчитанной. Например, расчеты показали необходимую мощность котла для компенсации теплопотерь 7,5 кВт. Для приготовления воды в бойлере косвенного нагрева добавляем еще 30%: 7,5кВт*1,3=9,75 кВт. Из модельного ряда предпочтительных котлов надо выбрать тот, у которого мощность будет ближайшей в сторону увеличения. Если она будет больше на несколько киловатт, то это вовсе не беда. Во-первых «излишняя» мощность будет очень полезна при приготовлении горячей воды, а, во-вторых, большинство современных котлов имеет либо двухступенчатую горелку, либо модулированную – когда подача газа происходит в зависимости от температуры теплоносителя.

Подбор радиаторов отопления

Исходя из расчета теплопотерь, который мы уже знаем, как произвести, можно вполне подобрать и радиаторы для каждого из помещений. Исходными данными для этого являются как раз теплопотери плюс 15% эксплуатационного резерва. Для начала отметим, где именно и как должны располагаться радиаторы.

• Радиаторы надо устанавливать там, где происходят наибольшие теплопотери. Прежде всего – это окна, какие-бы они энергосберегающими не были. Радиатор под окном организует тепловую завесу из нагретого воздуха, который препятствует «стеканию» холодного воздуха вниз на пол.
• Под окном радиатор располагают строго посередине оконного проема. Только так и не иначе.
• Расстояние от пола до нижнего края радиатора должно быть 8—12 см, а от верхнего края до подоконника – 10—12 см. это позволит холодному воздуху свободно поступать вниз, а нагретому выходить сверху. Кроме этого, такое расстояние необходимо для уборки.

• Существует негласное правило – радиатор должен занимать не менее 70—75% ширины оконного проема. Тогда тепловая завеса будет распространена на всю площадь окна. Но здесь необходимо сделать оговорку – при выборе количества секций чугунного, алюминиевого или биметаллического радиатора, или ширины панельного, — прежде всего, следует учитывать тепловую мощность радиатора, а уже потом «заполняемость» оконного проема. Дело в том, что привычные чугунные радиаторы сильно проигрывают по теплоотдаче биметаллическим, алюминиевым или стальным панельным и подход по старине – чем больше секций, тем лучше, — уже может не пройти. В помещении может быть слишком жарко. Бывает, что для перекрытия оконного проема на 70% целесообразно применить радиаторы с меньшей монтажной высотой.
• Возле панорамных окон и дверей лучше всего устанавливать встроенные конвекторы. Возле входной двери тоже желателен конвектор, но его решетка может сильно загрязняться от уличной обуви. Поэтому во входных тамбурах ставят радиатор сбоку от двери.

• Если помещение имеет протяженную наружную стену, ориентированную на север, и еще она является подветренной, то радиатор надо установить возле нее независимо есть оконные проемы или нет.
• Всякие декоративные дизайнерские экраны на радиаторах можно смело отнести к категории абсолютного зла. Если этого требует дизайнер, то следует прогнать его вон. Все искусственные барьеры сильно снижают теплоотдачу.

Теперь расскажем, как подобрать радиатор по тепловой мощности. Поначалу надо оценить помещение и сделать некоторые коррективы по правильному выбору мощности радиатора.

• Если в помещении 1 окно и 2 наружные стены, то мощность радиатора надо выбрать больше на 20% чем теплопотери.
• Если в помещении 2 наружные стены и 2 окна, то мощность радиатора должна быть увеличена на 30%.
• Если окно выходит на север или северо-восток, то мощность радиатора увеличивают на 10%.
• Если радиатор расположен в открытой нише, то его мощность увеличивают на 5%.
• Если не удалось прогнать вон дизайнера, и он настоял на экране с горизонтальными прорезями, то мощность радиатора должна быть выше на 15—20%.

Подбор панельных радиаторов

Каждая модель радиатора характеризуется своей тепловой мощностью, которая всегда указывается в его паспорте. Тепловая мощность – это количество тепловой энергии в ваттах, которое способен передать радиатор отопления за единицу времени. В теплотехнике такой единицей является один час. Очень важным показателем при указании тепловой мощности является температура подводимой воды – t_V, температура отводимой воды t_R и температура воздуха в помещении t_L именно от них зависит тепловая мощность. Например, для панельных стальных радиаторов очень известного немецкого производителя Kermi в паспорте указана мощность радиаторов при t_V=75°C, t_R=65°C и t_L=20°C. На основании этих величин вычисляется показатель ∆T=(t_V + t_R)/2 — t_L, который называется температурный напор, однако, в среде теплотехников зовут кратко и емко — дельта. Как видно из формулы дельта – это разница между средней температурой воды в радиаторе и температурой в отапливаемом помещении.

Цены на панельные радиаторы ELSEN

В паспортах большинства современных радиаторов указывают их тепловую мощность при двух значениях дельты: ∆T=70°C (t_V=95°C, t_R=85°C и t_L=20°C) и ∆T=50°C (t_V=75°C, t_R=65°C и t_L=20°C). Приведем примеры. В описании панельных стальных радиаторов Kermi есть таблица, которая помогает выбрать радиатор по нужной тепловой мощности при ∆T=50°C. Эта таблица представлена на рисунке (рисунок «кликабелен», нажмите на него для увеличения).

Таблица мощностей панельных радиаторов Kermi

Вверху таблицы указаны монтажная высота радиаторов, она может быть 300, 400, 500, 600 и 900 мм. Ее обычно выбирают в зависимости от того, сколько пространства есть под подоконником. Далее, в наименованиях столбцов есть «таинственные» типы радиаторов. Как видно, у Kermi они бывают 10, 11, 12, 22 и 33. Что это означает? Смотрим на другой рисунок из каталога Kermi.

Типы радиаторов Kermi (можно кликнуть для увеличения)

Из таблицы видно, что радиаторы отличаются количеством панелей (рядов) и конвекторов. Очевидно, что чем больше будет рядов (панелей), тем радиатор будет более «пухлый». Это на сухом инженерном языке означает увеличение монтажной ширины. Значок X2 inside, означает запатентованную технологию Kermi по последовательному подключению панелей, а не параллельную как принято в большинстве радиаторов такого типа. Такой инновационный подход позволяет «выжать» из теплоносителя больше тепловой энергии, последовательно забирая ее вначале в одной панели, а потом в других. Это, по утверждению специалистов Kermi, приводит к экономии до 11% энергоресурсов. У других производителей панельных радиаторов классификация может незначительно отличаться. Это всегда указывается в паспорте, каталогах и технической документации, публикуемой на официальных сайтах. Если же производитель не удосужился даже сделать многоязычный сайт, то у него не стоит приобретать ничего.

Возвращаемся к предыдущей таблице и смотрим, что обозначают строки в ней. Это не что иное, как монтажная длина радиаторов, которые есть в ассортименте Kermi. Видно, что она может составлять от 400 до 3000 мм. Рядом с длиной указан температурный режим. Для всей этой таблицы он ∆T=50°C (t_V=75°C, t_R=65°C и t_L=20°C). В самих ячейках таблицы указана тепловая мощность радиатора в ваттах, которая соответствует определенной монтажной высоте, длине и типу конструкции радиатора.

Как пользоваться этой таблицей и подобрать нужный радиатор? Приведем пример. Допустим, есть комната с расчетными теплопотерями в 2,5 кВт. В ней есть два окна: одно с шириной проема 150 см выходит на север, а другое шириной 100 см – на запад. Радиаторы, разумеется, будут установлены под окнами. Только как распределить мощность в 2,5 кВт между двумя окнами? Очень просто – мощность радиатора должна быть пропорциональна ширине проема. Вспоминаем математику начальной школы и решаем простое уравнение. Вначале обозначим мощность меньшего радиатора за X, а потом узнаем, во сколько раз мощность второго должна быть больше. Для этого большую ширину оконного проема делим на меньшую: 150 см/100 см=1,5, — то есть в полтора раза мощность радиатора с проемом 150 см должна быть больше. Теперь составляем элементарное уравнение: X + 1.5*X = 2,5 кВт. Отсюда находим 2,5*X = 2,5 кВт, а значит X = 1 кВт. Получается, что мощность радиатора установленного под окном с шириной проема 100 см должна быть 1 кВт, а другого 1,5 кВт. Все очень просто! Но в конечный результат надо внести коррективы, так как в этом помещении 2 наружные стены и 2 окна. Вспоминаем пройденный материал и увеличиваем тепловые мощности радиатора на 30%: первое окно 1 кВт*1,3 = 1,3 кВт, а второе 1,5 кВт*1,3 = 1,95 кВт. Теперь еще надо дополнительно учесть, что второе окно выходит на север, это обязывает нас еще «накинуть» 10%: 1,95 кВт*1,1 = 2,145 кВт. Получается, что один радиатор должен быть с тепловой мощностью 1,3 кВт, а второй – 2,145 кВт.

Теперь возвращаемся к таблице подбора радиаторов по тепловой мощности. В ней надо выбрать ближайшие значения мощностей для каждого из радиаторов, которые должны быть не меньше расчетных. Обозначим эти значения для первого радиатора синим цветом, а для второго красным. Таблица увеличивается после клика.

Выбор по тепловой мощности

Не все радиаторы, которые выделены в таблице, подойдут для этих конкретных условий. Надо еще учесть высоту подоконников окон. Допустим, она составляет 75 см от пола. В пространство между подоконником и полом идеально вписываются радиаторы с монтажной высотой 500 мм. для окна с проемом в 100 см подойдут только те радиаторы, длина которых будет меньше ширины проема. Нельзя не согласиться с тем, что радиатор, который шире окна будет смотреться нелепо. Получается, что подходят радиатор с монтажной высотой 500 мм и длиной 900 мм типа 22 или радиатор с той же высотой, длиной 600 мм типа 33. Длина второго радиатора не подходит, так как он оконный проем в 1000 мм, закрывает только на 60% и хорошей тепловой завесы он не обеспечит. Однозначный выбор для первого – это тип 22, высота 500 мм, длина 900 мм.

Подберем второй радиатор для окна с проемом 150 см. Естественно, что следует подбирать радиатор с той же высотой, так как высота подоконников в комнате одинакова. Тогда не будет в интерьере диссонанса, который могут внести радиаторы разной высоты. Сразу отметаем все модели, которые шире чем окно и остается два радиатора: тип 22 шириной 1400 мм, и тип 33 с шириной 1000 мм. Второй радиатор не обеспечивает перекрытия проема на 70%, так как 1000 мм/1500 мм=0,667≈67%. Выбор однозначен – тип 22, монтажная высота 500 мм, монтажная длина 1400 мм.

Получается, что в одном помещении будет стоять два радиатора одинаковой монтажной высоты и одного типа. Это очень хорошо, так как смотреться это будет гармонично. Если, например, один радиатор будет типа 22, а второй типа 33, то разница будет видна сразу. В абсолютном большинстве случаев для окон со стандартной высотой подоконников в 70—75 см подходят радиаторы типа 22. Радиаторы типа 33 применяют чаще всего тогда, когда высота подоконников 50 см. Тогда «пухлячки» типа 33 с монтажной высотой 300 мм смотрятся очень неплохо.

У читателей может возникнуть вполне резонный вопрос – а как быть, если температурный напор (дельта) в системе отопления будет другим? Ведь это же скажется на тепловой мощности радиатора? Ответ однозначен – конечно, скажется. Чем меньше будет показатель ∆T, тем меньшую мощность радиатор сможет выдать. Как тогда быть? Как выбрать радиатор, который будет компенсировать теплопотери при другом температурном режиме?

Прежде всего следует отметить то, что система отопления рассчитывается так, чтобы даже в самую холодную пятидневку года она могла компенсировать теплопотери, когда они будут максимальными. Когда температура на улице выше теоретически возможного минимума, тогда и теплопотери уменьшаются и тот тепловой режим, который принят за эталонный, будет абсолютно не нужен. В таблице подбора мощностей радиаторов Kermi эталонным режимом является ∆T=50°C при t_V=75°C, t_R=65°C и t_L=20°C. Средняя температура радиаторов в 70°C тактильно ощущается как очень горячие батареи, на которых невозможно держать руку. И нужен будет такой режим только несколько дней в году.

Поэтому в более теплые, чем теоретический минимум дни отопление должно работать в более щадящем режиме и в нем она работает большую часть времени. Чтобы обеспечить такой режим прибегают к нескольким методам:

• На радиаторы устанавливают специальный термостатический клапан, который в зависимости от температуры воздуха в помещении открывает или закрывает проток теплоносителя в радиатор. Такие клапаны рекомендованы в двухтрубных системах отопления. Температуру, при которой клапан будет закрываться, можно регулировать при помощи специальной поворотной ручки с нанесенной шкалой температур. Теплоноситель подается при этом эталонной температуры, а пропускать его через радиатор или нет уже «решает» клапан.
• В одном или нескольких помещениях устанавливают электронные термостаты, которые отслеживают температуру. Когда она достигнет нужного значения, термостат дает команду на остановку котла или насоса какого-то отдельного контура. Когда температура снизится, от термостата идет команда на запуск. Эти умные устройства делают еще и программируемыми, для того, чтобы выставлять на них какие-то температурные сценарии по времени суток или по дням недели. Современные электронные термостаты могут еще в летнее время управлять кондиционерами.

• Уменьшить теплоотдачу радиаторов можно еще и снижением температуры теплоносителя. Это можно сделать вручную на отопительном котле, который обязательно имеет регулировку температуры.
• Если отопление исполнено несколькими независимыми контурами каждый со своим насосно-смесительным узлом, то снизить температуру теплоносителя можно регулировкой термосмесительного клапана.
• Некоторые модели современных котлов оснащаются погодозависимой автоматикой, которая реагирует на изменение температуры воздуха на улице и в соответствии с этим по определенному алгоритму изменяет температуры теплоносителя на выходе из котла или управляет другими элементами системы отопления.

Для снижения или повышения отдаваемой системой отопления мощности также могут применяться и сочетание всех описанных методов. Каждый солидный производитель оборудования для систем отопления обязательно имеет в своем ассортименте различные умные устройства, которые позволяют максимально автоматизировать отопление. К таким «штучкам» можно отнести и электронные термостатические головки радиаторов, и сервоприводы термосмесительных клапанов, и программируемые термостаты объединенную в одну систему при помощи центрального компьютера, отвечающего за отопление. Есть даже функции, когда система отопления присылает хозяину полный отчет о режимах в виде СМС-сообщения. Такими системами можно управлять не только из своего дома, но и практически с любого места Земного шара, где есть доступ в интернет. И находятся люди, которые продвигают концепцию «умного» дома и систему отопления делают также «умной», не жалея на это денег. Но реалии таковы, что большинство адекватных людей после знакомства с прайсом на эти «умные» штучки предпочитают, чтобы их дом продолжал оставаться «тупым».

Подбор панельных радиаторов для низкотемпературных систем отопления

В настоящее время активно продвигается концепция низкотемпературного отопления, которая предполагает теплоноситель подавать не с привычным температурным напором ∆T=50°C или ∆T=70°C, а с гораздо меньшим. Обычно в качестве стандарта для низкотемпературных систем применяют следующий режим: t_V=55°C, t_R=45°C и t_L=20°C. температурный напор при этом будет ∆T = (55+45)/2-20 = 30°C. Такой подход имеет очевидную выгоду с точки зрения экономии топлива и повышения безопасности систем отопления. Кроме этого, у низкотемпературных систем еще достаточно весомых преимуществ:

• Низкотемпературное отопление более комфортно оно не приводит к осушению воздуха в помещении.
• Низкотемпературное отопление не приводит к мощным конвекционным потокам нагретого воздуха, вместе с которым поднимается и большое количество пыли.
• Низкотемпературное отопление гораздо легче регулировать, так как разница температур между радиатором и воздухом в помещении ниже. Другими словами – чем меньше тепловой напор (дельта), тем легче поддается регулировке система отопления.
• В низкотемпературных системах отопления лучше реализуются возможности теплоаккумуляторов. С ними в системах отопления можно применять даже твердотопливные котлы, которые при топке накапливают тепловую энергию в теплоаккумуляторе, а потом он после сгорания топлива в течение продолжительного времени отдает тепло системе. Высокотемпературное отопление очень быстро «опустошает» теплоаккумулятор. Подробнее об этих приборах можно прочитать в статье на нашем портале.

• Экономичные и высокотехнологичные генераторы тепла в виде конденсационных котлов и тепловых насосов могут реализовать весь свой потенциал только в низкотемпературных системах отопления.
• При необходимости, в дни экстремальных морозов, теплоотдачу низкотемпературных систем отопления очень легко повысить, увеличив на несколько градусов температуру теплоносителя на выходе из котла.

Концепция низкотемпературного отопления очень хорошо изложена в одном очень хорошем выражении, которое распространено среди инженеров-теплотехников: «Лучше иметь большой и теплый радиатор, чем маленький и горячий».

Самым лучшим местом, где может реализоваться низкотемпературное отопление – это, безусловно, теплый водяной пол. Такой вид отопления независимо от мнения скептиков уже давно эксплуатируется в странах Скандинавского полуострова, многолетний опыт однозначно показал эффективность и экономичность таких систем. Тема теплых водяных полов очень обширная и в рамках этой статьи рассматриваться не будет. Но на нашем портале есть статьи, которые подробно освещают этот вопрос:

Кроме этого, в части низкотемпературного отопления активно продвигается немецкой компанией Rehau концепция отопление при помощи теплых стен, которая уже испытана на множестве объектов и тоже показавшая свою эффективность. Но это тоже обширная тема, которая требует отдельного изучения. И, хотя на нашем портале нет пока еще статей на эту тему, мы заверяем читателей, что в ближайшее время они появятся.

Монтаж труб теплых стен

Разумеется, что радиаторы при низкотемпературном отоплении будут иметь фактическую тепловую мощность меньше, чем при стандартной дельте в ∆T = 50°C. Поэтому для того, чтобы компенсировать это, приходится выбирать более мощные приборы. Помимо температуры подачи и обратки теплоносителя кто-то захочет поднять температуру в каких-либо помещениях от стандартных 20°C до, например, 22°C или 24°C. От такого шага дельта станет еще меньше и потребуется еще более мощный радиатор. Однозначно, что радиаторы, рассчитанные для ∆T = 50°C, не подойдут. Понадобятся корректировки, но какие именно?

Для пересчета есть специальная методика, использующая логарифмическую зависимость. Формулы довольно сложные для самостоятельного расчета, поэтому специалисты используют таблицу корректировочных коэффициентов, которые приведены для различных значений температуры подачи теплоносителя t_V, температуры обратки t_R, и температуры в помещении t_L. Предлагаем читателям ознакомиться с такой таблицей, предоставленной Kermi. Сразу хотим отметить, что эта таблица подходит абсолютно для всех радиаторов, абсолютно всех производителей, причем любых: и стальных панельных, и стальных трубчатых, и чугунных, и алюминиевых, и биметаллических. Таблицу можно увеличить.

Корректировочные коэффициенты

Пользоваться этой таблицей очень просто: в левом столбце выбирается температура подачи, в следующем, температура обратки, а затем в строке выбирается тот столбец, который соответствует температуре в помещении. Для примера в таблице выделены серым цветом ячейки, которые соответствуют эталонным показателям при ∆T=50°C (t_V=75°C, t_R=65°C и t_L=20°C). Коэффициент пересчета при этом равен единице, что доказывает, что эталонным является указанный режим.

В качестве примера в таблице выделены черным цветом ячейки, показывающие выбор корректировочного коэффициента для низкотемпературного режима t_V=55°C, t_R=45°C и t_L=20°C. Видно, что для таких условий корректировочный коэффициент равен F=1,96. Как его применять? Опять рассмотрим рассмотренный ранее пример. Тогда мы выяснили, что мощности радиаторов для тех условий должны быть: для окна с проемом 100 см – 1,3 кВт, а для окна с проемом 150 см – 2,145 кВт. Чтобы узнать какие радиаторы надо применить при низкотемпературном отоплении надо их нормативную мощность при ∆T=50°C умножить на корректировочный коэффициент F. Мощность первого радиатора Φ₁ = 1300 Вт*1,96 = 2548 Вт, а мощность второго Φ₂ = 2145 Вт*1,96 = 4204 Вт. Комфортные низкие температуры обязывают применять радиаторы, нормативная мощность при ∆T=50°C практически в два раза больше. Вернемся к таблице выбора радиаторов по мощности и выделим те модели с монтажной высотой 500 мм, которые обеспечат 2548 Вт и 4204 Вт тепловой мощности при ∆T=50°C, а фактически при режиме t_V=55°C, t_R=45°C и t_L=20°C и ∆T=30°C, они будут отдавать 1300 Вт и 2145 Вт. Традиционно выделим подходящие радиаторы по необходимой мощности для первого окна синим цветом, а для второго – красным цветом.

Выбор радиаторов при низкотемпературном отоплении

Теперь посмотрим на ширину этих радиаторов. Для первого окна с шириной проема в 1000 мм (синий цвет) она составляет 2300 мм для радиатора типа 12, 1800 мм для радиатора типа 33 и 1200 мм для радиатора типа 33. Для такой ширины проема это многовато. Теперь посмотрим на второе окно и радиаторы, выбранные под него. Доступно при такой монтажной высоте две модели: тип 22 шириной 3000 мм и тип 33 шириной 2000 мм. Тоже многовато.

Как можно поступит в этом случае? Можно выбрать радиаторы с максимальной теплоотдачей (тип 33) ширина которых не превышает ширину оконного проема. Выберем эти модели из той же, порядком уже всей надоевшей, таблицы.

Выбор по ширине оконного проема

Выбраны две модели – шириной 900 мм и 1400 мм. Эти радиаторы прекрасно впишутся подоконное пространство вместе с запорно-регулировочной арматурой. Но их суммарная мощность будет при низкотемпературном режиме Φ_∑ = 1972 Вт + 3076 Вт = 5048 Вт, а на самом деле требуется Φ_∑ = 2548 Вт + 4204 Вт = 6752 Вт. Эту недостающую мощность 6752 Вт – 5048 Вт = 1704 Вт надо как-то компенсировать. Как это сделать? Первый способ – это установка дополнительного радиатора вдоль наружной стены (особенно ориентированной на север или северо-восток). Можно также его выбрать из таблицы. При этом корректировочный коэффициент использовать не надо, так как он уже был применен ранее. Конкретный радиатор подбирается уже по месту, в том числе учитывается и то, как он впишется в интерьер.

Второй способ уже давно применяют умные и расчетливые жители Скандинавских стран. При строительстве новых домов теплый пол не делается как опция или предмет роскоши, а предусматривается заранее и по умолчанию. Естественно, что теплый пол вносит свою лепту в общую систему отопления. Полностью удовлетворить потребность в необходимом тепле в условиях холодного климата теплый пол вряд ли сможет и во многом это ограничение обусловлено тем, что температура его не должна превышать 27°C. В реальной жизни с 1 м² теплого пола можно «снять» примерно 40—70 Вт, что будет явно недостаточно для восполнения всех теплопотерь, особенно в сильные морозы. Поэтому теплый пол в условиях умеренного и холодного климата всегда поддерживают еще и радиаторами, которые в случае необходимости подключаются и доводят температуру в помещении до нужной. Допустим, в ранее описанном примере площадь большой комнаты в доме составляет 30 м², а теплый пол дает 60 Вт/м². Считаем «вклад» теплого пола в отопление помещения: 60 Вт/м²*30 м² = 1800 Вт. Для обеспечения потребности в тепле при низкотемпературном отоплении требуется Φ_∑=6752 Вт. Подсчитаем, сколько остается на долю радиаторов: Φ_рад = 6752 Вт – 1800 Вт = 4952 Вт. Рассчитываем какая мощность должна приходиться на каждый из радиаторов, применяем ту же методику: 2,5*X = 4952 Вт, отсюда тепловая мощность меньшего радиатора 4952/2,5 = 1980,8 Вт, а большего 1,5*1980,8 = 2971,2 Вт. С такими показателями необходимой мощности можно легко подобрать из таблицы те модели радиаторов, которые и обеспечат и нужную компенсацию теплопотерь, и гармонично впишутся в подоконное пространство. Право выбора мы предоставляем читателям, так как надеемся, что трех примеров использования таблицы достаточно, чтобы сделать это самостоятельно. Но дадим небольшую подсказку – тип 33 и монтажная высота 500 мм подойдут для каждого из радиаторов.

Стен еще нет, а трубы теплого пола уже есть! Что русскому в диковинку, то шведам — обычное явление

Низкотемпературная система водяного отопления только с помощью радиаторов – это для наших нынешних условий очень дорогое удовольствие. Например, радиатор Kermi тип 22 размером 500*1000 мм, при ∆T=50°C имеет тепловую мощность 1540 Вт. Стоит такой радиатор 5030 рублей. Чтобы компенсировать такую же теплоотдачу при низкотемпературном отоплении с тепловым напором ∆T=30°C, надо иметь эквивалентную мощность с учетом корректировочного коэффициента F=1,96. Получается 1,96*1540 Вт = 3018,4 Вт. Подобный радиатор из типа 22, который имеет близкую теплоотдачу, должен уже иметь 2000 мм монтажной длины. Тепловая мощность радиатора типа 22, монтажной высоты 500 мм и длины 2000 мм составляет 3080 Вт, а стоит он 8497 рублей. Переплата будет 8497 – 5030 = 3467 рублей. Если выбрать радиатор типа 33, то подходящая модель будет иметь следующие размеры: высота 500 мм, длина 1400 мм, которая имеет тепловую мощность 3075,8 Вт. Стоимость такого радиатора 9584 рубля, а значит переплата 9584 – 5030 = 4554 рубля. И это только на одном радиаторе, а в масштабах квартиры или дома придется за низкотемпературный комфорт потратить десятки, а то и сотни тысяч рублей. Поэтому прежде чем делать низкотемпературное отопление надо учесть несколько факторов:

• В полной мере низкотемпературное отопление реализуется с тепловыми насосами или конденсационными котлами. Для их работы с максимальным КПД как раз необходимо иметь тепловой режим: t_V=55°C, t_R=45°C и t_L=20°C. Для классических газовых или твердотопливных котлов такой режим опасен, так как он приводит к обильному выпадению конденсата, который имеет повышенную кислотность и за короткое время он «съедает» и теплообменники котлов, и дымоходы.

• Стоимость тепловых насосов и всего необходимого оборудования для его работы вместе с монтажными работами очень высока. При нынешних российских ценах на газ тепловые насосы не окупятся за все время их эксплуатации. Стоимость конденсационных котлов меньше, чем тепловых насосов, но она выше, чем стоимость газовых котлов соответствующей мощности на 50—70%. Конденсационный котел будет обеспечивать максимальный КПД только в низкотемпературном отоплении и он сможет окупиться только тогда, когда в качестве отопления будут применяться водяные теплые полы в сочетании с радиаторами.
• Применение сугубо радиаторного низкотемпературного отопления невыгодно и при нынешних российских ценах за газ такие системы, скорее всего, не окупятся за весь срок службы.

Идею низкотемпературного отопления активно продвигали в жизнь именно страны Европы, где цена на газ превышает российскую в 5—10 раз. Это и послужило толчком для развития такого отопления. Жителям нашей страны, которая имеет самые большие разведанные запасы природного газа, пока еще рано беспокоиться о том, что цена на этот вид топлива резко пойдет вверх. Поэтому низкотемпературное отопление интересно нам только с точки зрения реализации теплых водяных полов.

Подбор секционных радиаторов

К таким видам радиаторов относятся чугунные, алюминиевые и биметаллические, — то есть такие, которые собираются из отдельных секций. Подобрать такой вид радиаторов очень просто – надо знать теплоотдачу одной секции при эталонном режиме с температурным напором ∆T=50°C или ∆T=70°C, а потом просто разделить требуемую мощность, на мощность одной секции. Конечный результат нужно округлить в большую сторону. Можно для надежности еще «докинуть» пару секций, но это делать необязательно, так как все уже учтено на этапе расчета необходимой мощности.

Главным руководящим документом, который позволит выполнить необходимые расчеты – это паспорт радиатора или каталог производителя, где указаны все технические характеристики приборов. Очень важно, чтобы в паспорте был указан номинальный тепловой поток (тепловая мощность) для одной секции и при каком температурном напоре (дельте) этот показатель имеет место. На сайтах, продающих радиаторы, очень часто указывается мощность, но без указания дельты. Разумеется, берут этот показатель при ∆T=70°C, так как при этом тепловой поток больше, при этом умалчивая, что при ∆T=50°C тепловая мощность радиатора уже снижается с коэффициентом примерно F ≈ 0,65. Рассмотрим технические характеристики биметаллических радиаторов известного в России производителя радиаторов Global.

Паспорт радиаторов Global

В таком паспорте есть вся необходимая информация для того, чтобы произвести нужные расчеты. Допустим, для компенсации теплопотерь в комнате, имеющей одно окно, требуется 1500 Вт тепловой мощности радиатора. Запланирована система отопления с ∆T=50°C. Чтобы подсчитать нужное количество секций надо требуемую мощность разделить на мощность (тепловой поток) одной секции. Допустим, что выбран радиатор Global Style Plus 500. Тогда количество секций будет: 1500 вт/114 Вт = 13,16. Округляем до ближайшего большего и получаем, что достаточно 14 секций. По ширине такой радиатор займет расстояние 80 мм*14 = 1120 мм. Окно имеет проем 1500 мм. подсчитаем на сколько процентов радиатор перекроет проем: 1120 мм/1500 мм = 0,747. Это почти 75%, а это означает, что при таком радиаторе у окна будет хорошая тепловая завеса. Вот и весь расчет. И любые другие секционные радиаторы рассчитываются точно так же. И нет никакого смысла приводить другие примеры.

Цены на популярные секционные радиаторы отопления

Если предполагается использование секционных радиаторов в низкотемпературных системах отопления, то пересчет их мощности производится с теми же коэффициентами, что и для панельных радиаторов. Но применение их в таких системах не рекомендовано по причине высокой стоимости алюминиевых и биметаллических радиаторов и низкой теплоотдачи чугунных радиаторов.

Способы подключения радиаторов и влияние этого на тепловой поток

Любой радиатор не имеет какого-либо только одного разрешенного вида подключения (некоторые производители этот термин называют присоединение), а имеет как минимум несколько вариантов. Если у секционных радиаторов все подключения могут производиться только с боковых сторон – сверху и снизу, то панельные могут иметь еще и другие варианты, в частности, снизу. Отметим, какие основные виды подключений могут существовать у радиаторов:

• Боковое подключение. Это одно из самых популярных присоединений, используемых в системах отопления. Таким способом можно подключить практически любой радиатор. Принципиальное значение имеет расположение прямой и обратной трубы. Для реализации всех возможностей радиатора подача должна подключаться сверху, а обратка – снизу. Если сделать наоборот, то тепловая мощность прибора снизится примерно на 30%. Таблицы мощностей радиаторов Kermi, которые мы рассматривали ранее, рассчитаны именно при таком подключении.

• Перекрестное (диагональное) подключение. Такой вид подключения может применяться абсолютно для всех радиаторов, но прежде всего он рекомендован для длинных приборов, у которых ширина превышает в 3 и более раз высоту. Подающая труба подключается сверху слева или справа радиатора, а обратная – с противоположной стороны снизу. Теплоотдача при таком подключении даже лучше, чем при боковом на 2—3%.

• Седловидное подключение. Такой вид подключения также иногда применяют из-за желания максимально скрыть от взгляда подходящие трубы. Но это приводит к падению теплового потока радиатора примерно на 10%.

• Нижнее подключение.Такой вид подключения можно реализовать только на радиаторах, которые специально предназначены для этого. Практически во всех случаях это панельные радиаторы. Каждый производитель для этого вида подключения выпускает специальные комплекты арматуры, позволяющие сделать подключение из пола или из стены. Расположение труб подачи и обратки имеет принципиальное значение и обязательно указывается в паспорте или техническом каталоге производителя.

Кроме этого, могут еще существовать и другие виды подключений. Например, подающая труба снизу, а обратная сбоку с той же стороны или с противоположной. Такие подключения называют промежуточными и их можно делать только тогда, когда это не запрещено производителем радиатора. А мы предлагаем читателям не фантазировать и применять боковое, перекрестное или нижнее подключение.

При приобретении радиаторов надо сразу позаботиться о том, как в дальнейшем их подключать к системе. Прежде всего, надо поинтересоваться, что входит в комплект радиатора, а потом при необходимости докупаются нужные детали и узлы. В любом хорошем магазине, реализующим сантехнику, продавцы-консультанты всегда подскажут что именно нужно для того или иного типа радиаторов.

В комплект стальных панельных радиаторов уже обычно входят крепежные кронштейны, заглушки и краны Маевского – для выпуска воздуха при заполнении системы. Некоторые модели уже имеют встроенные термостатические клапаны, позволяющие регулировать проток теплоносителя через радиатор в зависимости от температуры воздуха в помещении. А все остальное уже придется приобретать.

Секционные радиаторы обычно не снабжаются комплектом для подключения, поэтому он приобретается отдельно. Что должно входить в этот комплект?

• Прежде всего – это крепежные кронштейны вместе с дюбелями – для монтажа радиатора на стену. Для монтажа алюминиевых или биметаллических радиаторов в комплекте для подключения обычно идут два или три кронштейна, что вполне достаточно.
• Обязательно в комплекте должны быть переходные фитинги – футорки. Причем две футорки должны быть с левой резьбой, а две – с правой, так как резьба на разных сторонах секции радиатора разная. Это необходимо для того, чтобы скручивать секции в единый блок при помощи ниппелей. Резьба на секциях алюминиевых или биметаллических радиаторов дюймовая, поэтому футорки должны также иметь такую же резьбу и обеспечивать переход на ½ или ¾ дюйма. В большинстве случаев для присоединения радиаторов и арматуры понадобятся футорки 1″х1/2″.
• При подключении секционных радиаторов один из выходов из них должен закрываться заглушкой. Она и входит в комплект. Вкручивается в предварительно установленную футорку.
• Для выпуска воздуха из радиатора в комплекте идет кран Маевского, который также вкручивается в футорку. Для удобства работы с ним также прикладывается специальный ключ.

После применения такого комплекта радиатор будет уже адаптирован к подключению, но этого мало, так как для его успешного функционирования понадобится еще и специальная арматура. Что может входить в арматуру?

• Клапаны регулирующие для радиаторов. Их задача – плавно регулировать расход теплоносителя через радиатор. Если ручку заменить на защитный колпачок, то клапан можно использовать как настроечный. Бывают прямые и угловые регулирующие клапаны на ½” или ¾”, что позволяет сделать подводку разными способами. Имеют разъемное соединение (американку), что позволяет снимать радиатор без демонтажа клапана.

• Клапаны настроечные для радиаторов. Они предназначены для настройки расхода теплоносителя через радиатор при балансировке. Также имеют быстроразъемное соединение. Бывают прямыми и угловыми, на ½” или ¾”.

• Клапаны термостатические для радиаторов. Они предназначены для ручного или автоматического регулирования протока теплоносителя через радиатор. Для второго случая клапан должен дополняться термоголовкой. Снабжены быстроразъемным соединением (американкой), бывают на ½” или ¾”, угловой или прямой конструкции.

• Термостатическая твердотельная головка. Предназначена для автоматического регулирования расхода теплоносителя через радиатор в зависимости от температуры воздуха. Точность регулировки 1° в качестве термочувствительного элемента использован парафин. Позволяет регулировать температуру воздуха в диапазоне от 6,5°C до 27,5°C. Головка закрепляется на термостатическом клапане при помощи резьбы М30×1,5.

• Термостатическая жидкостная головка. Ее назначение и присоединение к клапану такое же, как и твердотельной головки. В качестве наполнителя сильфона используется толуол. Диапазон от 6,5°C до 28°C, точность регулировки 1°C.
• Удлинители потока. Очень полезное устройство при боковом подключении секционных радиаторов (алюминиевых или биметаллических). Удлинитель вкручивается вместо футорки в обратный коллектор радиатора. Предварительно в удлинитель вкручивается металлополимерная труба 16*2 мм, имеющая длину на 60—80 мм меньше, чем длина радиатора. В итоге получается проток теплоносителя через радиатор как при диагональном подключении. Удлинители потока бывают с левой и правой резьбой, с переходом на ½” или ¾”.

• Комплект терморегулирующего оборудования для радиатора. Очень удобно приобретать сразу комплект арматуры для радиатора, так как это выходит дешевле, чем покупать по отдельности. В такой комплект входит все необходимое: настроечный клапан, терморегулирующий клапан и термоголовка. Бывают комплекты с прямыми и угловыми элементами, на ½” или ¾”.

Это основная арматура, которой должен оснащаться радиатор. В стальных панельных отопительных приборах производители предлагают также различные комплекты арматуры, которые рекомендованы к применению к конкретной модели радиаторов. В каталогах достаточно подробно описано применение той или иной арматуры. В этом вопросе также не нужна ни фантазия, ни ненужная инициатива. Лучше всего принимать к сведению все то, что рекомендуют инженеры компании производителя.

Подбор расширительного бака для системы водяного отопления

Непременным элементом в системе отопления закрытого типа является расширительный бак. Без него система отопления просто не сможет работать нормально. Так для чего же он нужен? Представим, что существует замкнутая и закрытая система отопления, где теплоноситель в холодном состоянии находится под давлением в 1,5 бар. Воздух из системы полностью удален.

После запуска котла и начала работы циркуляционного теплоноситель начнет нагреваться и перемещаться по системе. С ростом температуры вода увеличивается в объеме и чем больше температура, тем более лавинообразно растет объем. Представим себе емкость, имеющую объем ровно 1000 мл (1 литр), куда налили до краев воды при температуре 4°С (именно при этой температуре вода имеет максимальную плотность). Если нагреть воду до температуры 10°C, то из этой емкости выльется всего 0,27 мл. Вроде бы чепуха. Но если продолжать нагревать, то будет выливаться все больше. При температуре 40°C из емкости уже выльется 7,8 мл воды, а при 70°C уже 22,7 мл. Это достаточно много. Если объем системы отопления будет 100 литров, то при нагреве до 70°C объем воды будет увеличиваться на 2270 мл или 2,27 литра. Вода практически несжимаемая жидкость, а система замкнута. Поэтому будет сильно расти давление, а вода будет «искать» самое слабое место в системе, куда бы расшириться. Таким специально организованным «слабым местом» является аварийный капан, который при превышении определенного порога (обычно 3—4 бар) открывается и будет выпускать расширившуюся воду до тех пор, пока не упадет давление. Если котел выключить и дать остыть теплоносителю, то объем его уменьшится, давление сильно упадет и, скорее всего, станет ниже самого допустимого нижнего (обычно 1 бар).

Работа расширительного бака

Для того чтобы в системе отопления не происходили такие неприятные вещи, в ней устанавливают (обычно на обратной магистрали перед котлом) расширительный бак, называемый еще экспанзоматом. Бак представляет собой герметичную емкость, которая разделена на 2 части эластичной бутиловой мембраной. Одна часть предназначена для воздуха (или азота), а другая для теплоносителя. Каждый бак идет с определенной предустановкой давления воздуха. Обычно бак накачивают до минимального разрешенного давления в системе – обычно 1 бар. Накачку бака можно делать обычным насосом с манометром, но только тогда, когда система пустая. При накачке мембрана выгибается так, что воздух занимает практически весь объем бака.

При заполнении системы холодной водой мембрана будет оставаться в неизменном положении до тех пор, пока давление не сравняется, а когда оно будет превышать 1 бар, мембрана будет изгибаться и сжимать воздух до тех пор, пока давления в воздушной и жидкостной не сравняются. Систему отопления обычно заполняют водой под давлением 1,3—1,5 бар.

Когда начинается нагрев теплоносителя в котле, то поднимается и давление. Равновесие в расширительном баке нарушается, и напирающий теплоноситель начинает отодвигать мембрану до тех пор, пока опять не установится равновесие. При температуре 45°C давление уже может достичь значения 1,5—1,7 бар, а при 75°C – 2.5 бар. Во всех этих случаях расширительный бак должен поддерживать равновесие, давая расширяться воде и не допуская роста давления свыше 3 бар.

Если по какой-либо причине в воздушной камере расширительного бака отсутствует давление или оно слишком мало, то теплоноситель изогнет мембрану так, что вода заполнит весь внутренний объем. расширяться будет некуда и такой бак будет только служить своеобразным «декором» котельной. Может быть и обратная ситуация – когда давление в воздушной камере слишком велико. Это не даст расширяться теплоносителю до того момента, пока его давление не будет превышать давление в воздушной камере. А если бак перекачан до 3 бар, то расширения воды в объеме экспанзомата не будет происходить. Раньше будет срабатывать аварийный клапан. Поэтому всегда перед началом отопительного сезона надо проверять целостность расширительного бака и проверять давление.

Как подбирают расширительный бак? Для этого есть очень простая методика – его объем должен составлять примерно 10% от объема всей системы. очень много специалистов теплотехников со стажем рекомендуют такой способ, как «стопудовый». Возникает вопрос, а как узнать объем системы отопления? Самый лучший способ – это произвести заполнение через счетчик воды. Именно поэтому узлы заполнения и подпитки рекомендуется снабжать ими. Второй способ – это путем вычислений. На нашем портале есть удобный калькулятор расчета общего объема системы отопления. Мы предлагаем воспользоваться им.

Но есть и другой способ, тоже реализованный в виде калькулятора. Рассмотрим его подробнее.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Для расчета объема расширительного бака закрытой системы отопления применяется следующая формула:

• V_L – объем теплоносителя в системе отопления.
• E – коэффициент температурного расширения теплоносителя в %. Это справочные данные.
• D – Эффективность мембранного расширительного бака.

Эффективность бака, в свою очередь, вычисляют по формуле:

D=(P_V—P_S)/(P_V+1), где:

• P_V – максимальное рабочее давление теплоносителя в системе отопления. Это давление равно порогу срабатывания предохранительного клапана. Обычно это значение находится в пределах 2,5—3 бар.
• P_S – давление предустановки расширительного бака. Этот показатель обязательно указывается в паспорте, но бывает, что оно требует корректировки. Обычно давление воздуха в экспанзомате при пустой системе делают 1—1,5 бар.

Если объем системы отопления не измерить, не вычислить не представляется возможным, то поступают очень просто: каждому 1 кВт мощности котла ставят в соответствие 15 литров теплоносителя. Такой способ работает. Проверено временем. Переходим непосредственно к калькулятору.

По рассчитанному в калькуляторе объему можно подобрать ближайший не меньший по объему расширительный бак.

Выбор расширительных баков позволит удовлетворить любую систему отопления

Гидравлический расчет водяного отопления

Это один из «крепких орешков» в любом проекте системы отопления. Гидравлический расчет производится уже тогда, когда выбраны трубы и их сечения, радиаторы отопления, вся запорно-регулирующая арматура. Мало того, гидравлический расчет должна предварять схема размещения всех приборов с конкретной привязкой к помещениям и дому. Эта схема должна быть в виде чертежа в аксонометрической проекции, с указанием всех размеров и перепадов высот. Современные проектировщики используют для этого программы 3D моделирования, которые, кроме размещения приборов, позволяют визуализировать всю систему вплоть до мельчайших деталей.

Отопление в 3D

Гидравлический расчет – слишком сложная вещь, чтобы сделать его самостоятельно. Только для знакомства с теоретическими основами гидравлики отопления надо проштудировать несколько довольно объемных учебников. А тем, кто в школе не дружил с физикой даже не стоит и пытаться что-то освоить самостоятельно. Для них, что гидравлика отопления, что клинопись древних шумеров будут одинаково непонятны. И совет наш будет однозначен – для расчета гидравлики отопления лучше всего обратиться к специалистам.

No Comments

Что включает в себя гидравлический расчет?

• Диаметр труб и их пропускную способность. Каждая труба может пропустить за единицу времени определенное количество нагретого теплоносителя, чтобы обеспечить передачу нужного количества тепловой энергии. Кроме этого, теплоноситель должен двигаться по трубам с определенной скоростью: не слишком малой, чтобы обеспечить быструю реакцию системы и не слишком большой, чтобы циркуляция не создавала шума и не приводила к ускоренному износу труб и других элементов системы отопления.
• Потери давления на различных участках системы отопления. Такие потери происходят из-за трения теплоносителя о трубы, поворотов трубы, сужения ее диаметра, подъема трубы. Также потери всегда есть на различной запорной или регулирующей арматуре.
• Требования гидравлической увязки. Если система отопления имеет несколько параллельных ветвей, то теплоноситель при подаче его одновременно во все ветви будет стараться идти по той, которая имеет наименьшее гидравлическое сопротивление. В итоге эта ветвь шунтирует другие, по ней течет необоснованно большое количество теплоносителя, тогда как другие ветви испытывают «голодание». Поэтому либо стараются сделать отдельные ветви с одинаковым сопротивлением (что, в принципе, невозможно), либо применяют специальную балансировочную арматуру, либо применяют гидравлические разделители (коллекторы или гидрострелки).
• Общесистемные потери давления, которые суммируют потери на каждом участке, в каждом контуре, в котле и теплообменниках
• Общий расход теплоносителя в системе отопления. Естественно, что он не должен превышать того, на что способен котел.

Алгоритм гидравлического расчета очень сложный и никак не сможет поместиться в рамки этой статьи. Лучше доверить его специалистам, но мы дадим несколько рекомендаций которые позволят сделать систему отопления максимально простой, с точки зрения гидравлики, и поэтому надежной.

• В системе отопления могут быть не только радиаторы, но и теплые полы, а также и теплообменники бойлера косвенного нагрева. Лучше всего, с точки зрения гидравлики, выделить радиаторное отопление в один контур, теплые полы в другой контур, а теплообменник бойлера в третий контур. Если дом имеет два или более этажа, то каждый этаж лучше также выделить в отдельный контур. Внутри каждого контура на магистралях подачи и обратки теплоносителя не должно быть никаких ответвлений.

• Магистрали подачи и обратки теплоносителя внутри каждого контура делать трубами одного диаметра. Чаще всего это трубы с проходом в ¾ дюйма, по ним можно легко «прокачать» столько теплоносителя, с которого можно «снять» 30—35 кВт мощности. Никаких сужений диаметра на магистралях делать не надо. Трубе с условным проходом в ¾ дюйма соответствует полипропиленовая труба с внешним диаметром 25 мм, металлопластиковая труба 25 мм, медная труба 19 мм, трубы из сшитого полиэтилена 25 мм.
• Подключение приборов отопления к магистралям делать только трубами ½ дюйма. Для полипропилена это трубы с наружным диаметром 20 мм, для металлопластиковой трубы 20 мм, для медной трубы 12,7 мм, для труб из сшитого полиэтилена 20 мм.
• Все ответвления от магистрали к приборам отопления делать однотипными, с одинаковым количеством поворотов.
• Каждый контур очень желательно снабдить своим насосно-смесительным узлом (для контура бойлера достаточно одного насоса), чтобы можно отдельно в них регулировать температуру теплоносителя и запускать циркуляцию только по командам от электронных термостатов в комнатах, термостатов с датчиками температуры для теплого пола, или датчика температуры воды в бойлере косвенного нагрева.

• В каждом контуре необходимо установить специальный балансировочный вентиль с расходомером. Это сильно упростит гидравлическую увязку.

• Для облегчения балансировки расхода теплоносителя через радиаторы можно их подключить по лучевой схеме через коллектор с балансировочными вентилями и расходомерами. Коллектор лучше всего располагать в таком месте, где длины подводящих труб к радиаторам будут примерно равны. К коллектору подводят магистраль подачи и обратки трубой в ¾ дюйма, а раздачу на радиаторы уже делать цельным отрезком трубы на ½ дюйма. Предпочтительней для этого использовать трубы из сшитого полиэтилена, но можно и металлопластиковые трубы. Такая система упрощает балансировку, но сильно увеличивает расход труб и вынуждает покупать дорогие коллекторы.

• При тройниковой разводке радиаторов отопления лучше всего применять встречное движение теплоносителя. Это означает, что первый радиатор, подключаемый к магистрали подачи, подключается последним к обратной магистрали, второй на подаче – предпоследний на обратке и так далее. Такой способ подключения называется петлей Тихельмана. Радиаторы при таком подключении не требуют практически никогда балансировки, так как петля Тихельмана – это самобалансирующаяся система.

Если эти, в принципе, простые правила применить к своей системе отопления, то с гидравликой никаких проблем возникнуть не должно. Она будет адекватна, предсказуема, управлять ей будет очень легко.

Хочется сказать еще несколько слов о гидрострелке. Почему ее выгодно применять в системах отопления, имеющей разные контуры?

• Напора встроенного насоса котла практически никогда не хватает для системы отопления, состоящей из нескольких контуров. Но производительность насоса котла позволяет прокачать нужное количество теплоносителя с заданной температурой через гидрострелку, которая имеет большой объем. Все контура подключенные к ней по командам своей автоматики включают свои насосы, берут из гидрострели нужное количество теплоносителя, приготавливают в смесительном узле теплоноситель нужной температуры и отправляют его своим «адресатам». Обратка, пришедшая из контуров, попадает в гидрострелку, подхватывается насосом котла, подогревается в нем, и вновь попадает в верхнюю часть гидрострелки. Циркуляция происходит независимо и практически нет взаимного влияния разных контуров.
• Котел, подключенный к гидростелке, может работать с максимальным КПД, приготавливая теплоноситель с высокой температурой. А уже насосно-смесительные узлы каждого из контуров готовят его с нужной им температурой. Если от контуров нет запросов в теплоносителе, то котел доводит температуру в гидрострелке до установленной, а затем отлючается.
• Теплоноситель в гидрострелке движется очень медленно, так как ее диаметр намного превышает диаметр прямой и обратной магистрали котла. Это позволяет различному шламу, который может присутствовать в теплоносителе, спокойно оседать на дно. В нижней части гидрострелки делают сливной кран для очисти от шлама.
• Гидрострелка позволяет подключать котлы каскадом, а также применять в системе отопления разные виды котлов. К одной гидрострелке можно подключить и газовый, и электрический, и твердотопливный котел.

Гидрострелка специально была придумана для ленивых теплотехников, так как, чтобы ее рассчитать хватит знаний математики на уровне начальной школы.

На нашем портале есть замечательная статья о термогидравлическом разделителе – гидрострелке. В ней подробно описана обоснованность ее применения, указаны преимущества, даны методики расчета. Кроме этого, читатели смогут самостоятельно рассчитать этот тепловой прибор при помощи удобных калькуляторов. Читайте: «Гидрострелка для отопления».

Монтаж системы водяного отопления

После трудного этапа проектирования системы водяного отопления, не менее трудного процесса закупки всего необходимого, связанного с растратой крупных сумм, наступает следующий «веселый» момент – непосредственно сам монтаж. И если он будет сделан правильно, то награда будет очень высокой в виде теплого и комфортного дома. Мы уже упоминали, что монтаж отопления надо начинать после оштукатуривания, но до стяжки, при условии применения скрытой разводки труб отопления. Это легко объясняется тем, что все радиаторы надо выставлять строго параллельно плоскости стены, а эту плоскость как раз задает штукатурка. Магистрали отопления при скрытой разводке лучше всего прятать в слое утеплителя под стяжкой, поэтому и были даны такие рекомендации.

Для монтажа системы отопления понадобится внушительный арсенал различного инструмента и различных приспособлений.

• Прежде всего – это сверлильно-долбежный инструмент: перфоратор, а лучше два – один помощнее, а другой полегче. Мощным перфоратором легче делать различные технологические отверстия в перекрытиях и в бетоне, а малым – выдалбливать штробы, устанавливать крепления для радиаторов и других элементов системы. Конечно, к перфораторам надо иметь соответствующие буры, зубила, пики, коронки, — понадобиться может все.
• Для нарезки штроб очень желателен штроборез с пылесосом. Теоретически можно использовать и болгарку с диском сухого реза по камню, но пыли от работы будет просто тьма. Понятно, что такой инструмент покупать только для целей монтажа отопления не имеет смысла, но ведь никто не запрещает взять в аренду, услуги которой есть практически во всех крупных городах.

• Разметочный инструмент также просто крайне необходим. Первое место в нем должен занимать лазерный построитель плоскостей. Только он, а не уровни или ватерпасы. Он давно перестал быть предметом роскоши, и мы крайне настойчиво рекомендуем его иметь в своем личном арсенале. В крайнем случае – аренда. Кроме лазера еще понадобятся маркеры и карандаши, и малярный шнур будет очень кстати, и строительные уровни разной длины, и рулетка, и угольник.

• Стандартный набор слесарного и монтажного инструмента также понадобится. Сюда можно отнести различные отвертки, гаечные ключи, молоток, шуруповёрт, дрель со сверлами разных диаметров, зубила, выколотки, строительный нож с набором запасных лезвий и другие инструменты.
• В зависимости от закупленных труб понадобится инструмент для их монтажа. Для полипропилена — это сварочный аппарат, который почему-то именуют паяльником, ножницы для труб и шейвер, если будут использоваться трубы, армированные во внешнем слое алюминием. Для металлопласта это пресс-клещи и ножницы, для труб из сшитого полиэтилена – это ножницы, расширитель и тиски для запрессовки фитингов с насадками для различных диаметров. Самый обширный набор инструмента – это для пайки меди, но для этого лучше приглашать специалиста.
• Набор сантехнических герметиков будет просто необходим. В эту категорию можно отнести лен с пастой и анаэробные герметики. Ленту фум для отопления лучше не использовать.

• Если будут применяться секционные радиаторы – алюминиевые или биметаллические, то понадобится специальный ключ для сборки, необходимое количество ниппелей и межсекционных прокладок.
• Для опрессовки системы отопления потребуется насос-опрессовщик, который можно взять в аренду.
• Для фиксации труб в штробах и в технологических отверстиях можно использовать профессиональную монтажную пену. Поэтому надо иметь пистолет, сменные баллоны с пеной и баллон с очистителем.
• Для защиты радиаторов от загрязнений при монтаже нужно иметь несколько рулонов пищевой полиэтиленовой пленки и скотч.
• При монтаже и опрессовке часто бывает необходимость изолировать какую-то часть системы отопления от всей остальной. Поэтому желательно иметь набор заглушек с внутренней и внешней резьбой различных диаметров, а также рабочую запорную арматуру, которую может потребоваться временно вкрутить в какую-то часть системы.
• Для уборки строительного мусора (его будет много) потребуется метла или веник, лопата, совок, пылесос и мешки для сбора мусора.
• Для закрепления теплоизоляции на трубах понадобится сантехнический скотч.

• Для работы на высоте понадобится стремянки и помост.
• О спецодежде, перчатках и средствах защиты глаз и органов дыхания также забывать не следует. Кроме этого, на месте проведения работ надо иметь аптечку для оказания первой медицинской помощи.

Опишем основные этапы монтажа системы отопления. представим этот увлекательный процесс в виде таблицы.

Изображение	Описание процесса
	Если в системе отопления применяются секционные радиаторы, то, идет их сборка из нужного количества секций. Применяется специальный радиаторный ключ, между скручиваемыми секциями обязательно применяются паронитовые прокладки. Сборку лучше проводить на чистой поверхности, которая не будет способствовать появлению царапин. Например, на большом куске плотного картона уложенного на верстак.
	После сборки в резьбовые отверстия радиаторов вкручиваются футорки из приобретенного комплекта для подключения. Прежде, чем футорки установить на свои места, их надо без резинового уплотнительною кольца закрутить и выкрутить из своего посадочного места. Это делается для того, чтобы проверить качество резьбы и очистить ее от капель краски, которые могут остаться в процессе производства.
	На футорки надеваются уплотнительные кольца, и они закручиваются специальным ключом из нейлона, так как металлический ключ может легко повредить лакокрасочное покрытие и футорки, и радиатора. Паковать резьбу каким-либо герметиком при этом не надо ни в коем случае! Футорки с левой стороны радиатора имеют левую резьбу (закручиваются против часовой стрелки), а с правой – правую (закручиваются по часовой стрелке).
	В футорки вкручиваются заглушка и кран Маевского. Для этого также применяется нейлоновый ключ. В переходных отверстиях футорок везде нарезана правая резьба. Это надо учесть, так как при затягивании с чрезмерным усилием заглушки или крана Маевского в футорку с левой резьбой можно спровоцировать ее выкручивание. Поэтому рекомендуется либо использовать два ключа или устанавливать заглушку и кран Маевского с адекватным и достаточным усилием, которое не приведет к откручиванию футорки. Паковать соединения также не надо! Более чем достаточно и штатного полимерного уплотнительного кольца.
	Арматуру для радиаторов: клапаны регулировочные, настроечные или термостатические, — вкручивают в футорки. Эти соединения обязательно нужно паковать. Можно это сделать при помощи льна и пасты, но на новой резьбе лучше использовать анаэробный герметик средней фиксации. Перед его применением резьбу рекомендуется очистить ершиком, зажатым в патроне шуруповерта.
	Затем надо очистить резьбу при помощи специального аэрозольного средства, которое нет необходимости смывать после применения. Оно самостоятельно высыхает и при этом резьба будет чистая и обезжиренная.
	Герметик лучше использовать средней фиксации (обычно он синего цвета). Его достаточно нанести на 3—4 витка резьбы. Удобнее наносить на внешнюю резьбу соединяемых деталей. Можно небольшое количество герметика нанести и на ответную часть резьбы в радиаторе.
	Далее фитинг закручивается от руки, ключ применять не надо. Точного позиционирования для американок не надо, так как соединение арматуры с радиатором делается накидными гайками. Тот герметик, который был выдавлен при закручивании, лучше сразу стереть ветошью. На открытом воздухе анаэробный герметик не сохнет. Для фиксации соединения достаточно 10—15 минут. После комплектации радиатора всей арматурой он нумеруется в соответствии с проектом и откладывается в сторону. Таким же образом подготавливаются все секционные радиаторы.
	Стальные панельные радиаторы в плане комплектации – самые самодостаточные. Заглушки и кран Маевского обычно входят в комплект радиатора. Их установка не требует применения герметиков, так как они снабжены уплотнительными кольцами из EPDM. Резьбовая часть радиаторной арматуры, устанавливаемой на радиаторы, требует паковки. Для этого также лучше всего использовать анаэробный герметик.
	Если в панельных радиаторах будет использовано нижнее подключение, то эти узлы не требуют никакой паковки резьбы, так как снабжены уплотнительными кольцами. Они также должны быть установлены на свои штатные места. Упаковку с панельных радиаторов снимать не надо, можно в нужных местах просто подрезать картон ножом. Биметаллические или алюминиевые радиаторы после их сборки и установки на них арматуры надо замотать пищевой пленкой. Это позволит избежать повреждения лакокрасочного покрытия до окончания финишной отделки в помещениях.
	При помощи лазерного уровня отмечается положение верхней части радиаторов вначале под одним окном, а затем отметки переносятся на все места, где будут установлены радиаторы.
	Далее при помощи рулетки находятся центры оконных проемов. Положение верхнего края радиатора и центр оконного проема – это два основных ориентира, относительно которых должны монтироваться тепловые приборы. На стене находятся места крепления кронштейнов. Для этого кронштейны устанавливаются на радиаторы, а затем рулеткой измеряется их положение относительно верхнего края и центра. Эти размеры переносятся на стену.
	Перфоратором бурятся отверстия под соответствующий дюбель, кронштейны устанавливаются на свои места, радиатор навешивается на свое место. Проверяется правильность его установки визуально и при помощи уровня. Радиатор должен быть установлен строго горизонтально.
	Навешиваются все радиаторы и после проверки их установки, на них устанавливается вся арматура. Накидные гайки американок можно при этом не затягивать. Далее производится разметка положения штроб под трубы подводки к радиаторам от магистралей. Маркером на стенах делаются отметки. После этого места установки и радиаторы нумеруются, и они снимаются и уносятся в безопасное место.
	Штроборезом с пылесосом и перфоратором выпиливаются и выдалбливаются все необходимые штробы и отверстия в перекрытиях и стенах для прохода магистралей. После этого убирается весь строительный мусор, помещения подметаются и пылесосятся.
	Все выдолбленные штробы очищаются щеткой, а затем грунтуются составом глубокого проникновения
	Радиаторы снова навешиваются на предназначенные для них кронштейны вместе с арматурой. Начинается монтаж труб. Его лучше начинать от самого дальнего радиатора в контуре, а затем постепенно продвигаться к ближнему. Пайку труб (если будут использованы полипропиленовые трубы) надо начинать от радиаторной арматуры и дальше продвигаться к магистрали. Подробнее о технологии пайки можно прочитать в статье на нашем портале.
	Вначале радиаторная арматура (балансировочные или терморегулирующие клапаны) вкручивается в фитинг, который делает переход на полипропиленовую трубу. Обычно это фитинг с внутренней резьбой ½ дюйма для перехода на трубу диаметром 20 мм. Соединение сразу пакуется льном с пастой или анаэробным герметиком.
	Последовательность работы должна быть такой: арматура вместе с фитингом накручивается на радиатор (не сильно), затем определяется положение следующего фитинга из полипропилена (например, угла 90°). Рулеткой измеряется расстояние между ними. Затем отмеряется и отрезается нужный отрезок трубы с учетом того, что она должна зайти в каждый фитинг на расстояние 14 мм. Труба примеряется по месту, на ней и на фитинге делаются отметки об их взаимном расположении. Перед пайкой на трубу надевается трубчатая теплоизоляция, затем производится пайка.
	Далее опять уже спаянный узел вместе с арматурой накручивается на радиатор, проверяется положение труб в штробе, определяется положение следующего фитинга, отрезается труба, делаются отметки о взаимном расположении трубы и фитинга, надевается теплоизоляция, производится пайка. Так делается до тех пор, пока не будет спаян весь узел до магистрали.
	Точно так же, в той же последовательности паяется другой узел подключения радиатора к магистрали. После того, как узлы спаяны, они подключаются к магистрали. На конечных участках это делается через редукционный уголок 25 мм—20 мм, а на серединных через тройник 25 мм—20 мм—25 мм. Перед пайкой на магистральную трубу также надевается теплоизоляция.
	После подключения узлов к магистрали, сантехническим скотчем закрепляется теплоизоляция на узлах и на магистрали. Проверяется положение труб и фитингов. Трубы должны свободно лежать в штробе без всяких механических напряжений. Если все в порядке, то магистральные трубы крепятся к полу при помощи перфорированной монтажной полосы. Накидные гайки американок на арматуре радиатора затягиваются, а положение труб в штробе фиксируется монтажной пеной, но не полностью, а только в самых ответственных местах.
	Далее переходят к предпоследнему радиатору контура и производят его подключение к магистрали в той же последовательности. В местах прохождения магистралей через стены или перекрытия делаются гильзы (можно из канализационной трубы диаметром 50 мм), трубы с надетой теплоизоляцией фиксируются в них монтажной пеной. Монтаж продолжается до первого радиатора в контуре. Трубы контура выводятся в котельную.
	После того как проложены магистрали контура отопления и сделаны все подключения радиаторов переходят к испытаниям. Для этого контур изолируется запорной арматурой, которую можно вкрутить в удобное место, например вместо заглушек в радиаторах. Затем проверяется затяжка всех накидных гаек на арматуре радиаторов. Контур заполняется водой, через краны Маевского спускается воздух.
	Через запорную арматуру к контуру подключается опрессовочный насос, в его емкость наливается чистая вода. Насосом поднимается давление в контуре до 6 атмосфер. После этого осматриваются все стыки контура, и ведется контроль давления. Если давление падает, то ищется место протечки. Недостаток устраняется, затем давление опять поднимает до 6 атмосфер. Если в течение получаса давление упало не более чем на 0,5 бар, то систему можно считать испытанной. Давление может падать из-за реакции труб или радиаторов. При протечках оно падает резко.
	Точно так же монтируются и испытываются все контуры системы отопления. Если в доме будут оборудоваться теплые водяные полы, то трубы магистралей радиаторного отопления должны быть в слое экструдированного пенополистирола, который укладывают до монтажа теплого пола. Для этого в листах утеплителя делают вырезы, затем его укладывают, крепят к полу, а все щели, которые могут быть в местах прохождения магистралей, задувают монтажной пеной.
	Далее производят монтаж теплого пола. Подробно об этом можно прочитать в соответствующей статье нашего портала.
	В котельной монтаж всего оборудования начинается уже после отделочных работ. Если будет использоваться напольный котел и бойлер косвенного нагрева или теплоаккумулятор, то их устанавливают на предварительно сделанные подиумы.
	После установки котла и бойлера, монтируют все остальное котельное оборудование: расширительные баки, коллекторы или гидрострелка, теплообменники и другое, предусмотренное в проекте.
	Производится обвязка котельного оборудования. Обвязку котла следует делать металлическими трубами (лучше медными). Для этого лучше пригласить специалиста. При обвязке не следует забывать об обязательных элементах: группа безопасности котла, автоматические воздухоотводчики, фильтры-грязевики перед каждым насосом и обратные клапаны после них, узел подпитки и заполнения, кран слива теплоносителя из котла и системы, термометры и манометры на каждом контуре, балансировочные вентили и другое оборудование.
	После монтажа насосно-смесительных групп, подключаемых к коллектору или гидрострелке, уже делают подключение их к прямой и обратной магистрали контуров полимерными трубами.
	После проверки правильности монтажа оборудование производят заполнение системы отопления водой. Воздух из системы выпускается при помощи автоматических воздухоотводчиков (их колпачки должны быть открыты) и кранами Маевского на всех радиаторах. Давление в системе поднимают до 1,5 бар и осматривают все стыки. Если давление уверенно держится на этом уровне, то воду из системы сливают полностью. Весь мусор, который мог попасть в трубы или радиаторы при монтаже при этом вымывается.
	Систему снова заполнят водой и доводят давление до номинального в 1,5 бар. Далее приглашаются специалисты-газовики, которые должны подключить котел и произвести его пробный пуск. Только после этого котел можно эксплуатировать.
	Система отопления испытывается во всех режимах. Если все в порядке, то на время проведения отделочных работ радиаторы надо снять. Для этого вода опять сливается, радиаторы снимаются, а вся арматура, оставшаяся на трубах, заматывается пищевой пленкой во избежание ее загрязнения при отделке. Окончательный монтаж радиаторов со снятием упаковки или пленки делается уже после полного завершения отделки.

Заключение

Создание «с нуля» системы водяного отопления — это сложная инженерная задача. Даже для специалистов, которых специально обучают для этого 4 или 5 лет в ВУЗах. Если в каких-либо источниках в интернете сказано, что это очень просто и вполне доступно каждому, то наш совет будет однозначен – сразу закрывайте эти источники и больше к ним не возвращайтесь. На самом деле это сложно и доступно далеко не каждому. Для самостоятельного воплощения отопления в своем доме надо обладать определенным багажом знаний, иметь мозги, «заточенные» на инженерную науку, и уметь работать руками и инструментом.

Конечно, в рамках одной статьи невозможно рассказать все о водяном отоплении. Но мы, во всяком случае, надеемся, что у определенного круга читателей хотя бы возбудится интерес к этой теме, и они недостающую им информацию будут искать и найдут. Тем более, сейчас не надо ходить в библиотеки для этого, а достаточно переместиться от дивана до кресла возле компьютера. А также мы надеемся, что кто-то из читателей сделает свою систему отопления и напишет интересную историю об этом и опубликует на нашем портале в разделе «Истории пользователей». Администрация портала готова хорошо оплачивать эти истории, но главная награда будет в том тепле, которая будет дарить самостоятельно сделанная система водяного отопления.

Видео: Как и чем подключать радиаторы отопления

Источник https://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/otoplenie-chastnogo-doma-svoimi-rukami.html

Источник https://otoplenie-doma.org/otoplenie-svoimi-rukami-video-i-foto-materialy.html

Источник https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/pechi-i-sistemy-otopleniya/vodyanoe-otoplenie-svoimi-rukami.html