Система отопления

В данной статье мы рассмотрим все этапы работ по созданию системы отопления загородного двухэтажного дома, для семьи из нескольких человек, при этом сразу оговоримся, что дом газифицирован.

Начнем с формулировки требований к нашей системе отопления:

• система отопления должна обеспечивать комфортные условия во всех помещениях дома, с возможностью отдельного регулирования некоторых из них (например отключения отопления второго этажа) ;

• система отопления должна работать в автоматическом режиме, поддерживая заданную температуру ;

• газовый котёл системы отопления, должен также обеспечивать жильцов горячей водой.

Следующим этапом будет выбор типа системы отопления .

Существует два типа систем отопления по принципу действия, это система с естественной циркуляцией теплоносителя и с искусcтвенной циркуляцией теплоносителя.


Система с естественной циркуляцией предполагает движение теплоносителя по трубам, только за счет сил гравитации и разности температур теплоносителя.Надежность такой системы напрямую зависит от разности высоты установки котла и уровня установки радиаторов. Такие системы рекомендуется использовать при радиусе действия не более 30 м по горизонтали и не менее 3 м превышения середины нижних радиаторов над центром нагревателя котла. Другими словами, котёл должен располагаться ниже самых нижних радиаторов системы как минимум на 3 м.

В системах водяного отопления с искусственной циркуляцией теплоноситель по трубопроводам перемещается за счёт работы насоса.

Более надежной при правильном расчете и монтаже является система с естественной циркуляцией, ввиду отсутствия дополнительных элементов (насоса) и независимости от внешних источников энергии.

По схеме присоединения отопительных приборов к трубопроводам водяного отопления системы подразделяют на два типа — однотрубные и двухтрубные.

В однотрубных системах теплоноситель ко всем отопительным приборам подаётся по одному трубопроводу, так что охлаждённая до некоторой температуры вода из одного прибора последовательно поступает в другой. По сравнению с двухтрубными такая схема имеет меньшую длину трубопроводов, что позволяет существенно сократить затраты как на монтаж систем, так и на приобретение всех необходимых материалов. Ориентировочно общая длина трубопроводов в однотрубной схеме, как правило, оказывается на 30% меньше, чем в двухтрубной схеме отопления.

В двухтрубных системах теплоноситель поступает ко всем отопительным приборам по одному общему подающему трубопроводу и, охлаждаясь, возвращается в генератор тепла также по общему обратному трубопроводу («обратке»), минуя другие отопительные приборы. В таких системах все радиаторы оказываются подключёнными параллельно и поэтому равноправны по отношению друг другу, что позволяет регулировать расход теплоносителя в каждом радиаторе независимо от других. В этом заключается главное преимущество двухтрубной схемы. Кроме того, во все радиаторы поступает вода с одинаковой температурой, что позволяет равномерно и эффективно обогревать как ближние, так и самые дальние от отопительного котла помещения дома. И это — второй существенный плюс двухтрубной системы отопления.

Кроме перечисленных особенностей однотрубные и двухтрубные системы водяного отопления бывают вертикальными. когда подающие трубы, к которым присоединяются радиаторы, проходят вертикально через все этажи, и горизонтальными. у которых подающие и отводящие трубы проложены горизонтально по всем помещениям в пределах каждого из отапливаемых этажей дома. А в зависимости от конструктивных особенностей конкретного дома системы отопления могут быть выполнены с верхней разводкой. если магистральные трубопроводы проложены по чердаку, техническому этажу или под потолком верхнего этажа, или с нижней разводкой. когда магистральные трубопроводы проходят в подвале здания, в подпольных каналах или над полом первого этажа.

Учитывая требования к системе отопления сформулированные ранее и изучив [1,2] выбираем двухтрубную горизонтальную систему отопления с нижней коллекторной разводкой и искусcтввенной циркуляцией. В систему отопления необходимо установить автоматические регуляторы температуры — термостатические клапаны, устанавливаемыми на радиаторы отопления. Применение термостатических устройств позволит поддерживать заданную температуру в помещениях в диапазоне от +6°С до +28°С с точностью ± 1°С, и экономить до 40% энергии [1,2,3,4].

Теперь выберем сердце системы - газовый котел .

Оптимальным выбором для небольших домов будет - настенный котел.

Внутри такого, совсем небольшого теплогенератора находятся не только горелка, теплообменник и устройство управления, но и один или два циркуляционных насоса, расширительный бак, система, обеспечивающая безопасную работу котла, манометр, термометр и многие другие элементы, без которых не обходится работа ни одной нормальной котельной. При этом стоимость «настенников» часто в 1,5-2 раза ниже, чем стоимость их напольных собратьев. Компактность и возможность вписать настенный котёл практически в любой интерьер — ещё одно достоинство этого класса котлов.

Однако надо отметить, что настенные котлы выпускают только в энергозависимом исполнении. А из этого вытекает целый ряд специальных требований к электрооборудованию дома, от выполнения которых зависит надёжная и безотказная работа всей отопительной системы. Во-первых, напряжение сети должно укладываться в нормы — 230 В ±10%. Значит, для обеспечения нормальной работы котла придётся установить стабилизатор напряжения мощностью не менее 0,5 кВт, а ещё лучше — «бесперебойник», обеспечивающий питание котла в течение одних суток. Во-вторых, розетка электропитания, к которой подключается электрооборудование котла, должна иметь защитное заземление, а сам котёл следует подключить к «земле» отдельной, специально проложенной шиной.

Практически все модели настенных котлов выпускают в двух модификациях: с атмосферной горелкой и с закрытой (турбо) горелкой. Для удаления продуктов горения котлы с атмосферной горелкой предполагают применение традиционного, выведенного на крышу дымохода.

В котлах с закрытой горелкой удаление отходящих газов происходит с помощью встроенного в них вентилятора. Такие модели идеальны для помещений без традиционного дымохода, так как продукты сгорания в этом случае выводятся через специальный коаксиальный дымоход, для которого достаточно сделать только отверстие в стене. По внутренней трубе такого дымохода продукты сгорания выводятся на улицу с помощью вентилятора, а по внешней поступает воздух, необходимый для поддержания процесса горения. Именно поэтому эти котлы не сжигают кислород из помещения и не требуют дополнительного притока холодного воздуха в здание с улицы для поддержания горения.

Рассчитаем необходимую тепловую мощность котла при площади дома 130 кв.м.

Номинальная мощность котла рассчитывается по формуле:

WK = k*S/10,

где k=1,2. 1,5 (поправочный коэффициент для Подмосковья), S=130 кв.м. (площадь дома).

В нашем случае получилось значение WK = 1,5*130/10 = 19,5 кВт.

При выборе котла необходимо предусмотреть небольшой запас по мощности 15-20% необходимый для того, чтобы большую часть времени котёл работал не на пределе своих возможностей, а также на случай, если в будущем понадобится модернизировать отопление того или иного помещения дома.

Для оценки необходимого количества радиаторов отопления в каждом помещении можно воспользоваться простым соотношением. В комнате с одной наружной стеной и одним окном достаточно 1 кВт тепловой мощности для отопления 10 кв.м. жилой площади. Если в комнате — две наружные стены и одно окно, то для отопления 10 кв.м. требуется уже 1,2 кВт. Для комнаты с двумя наружными стенам и двумя окнами для отопления 10 кв.м. требуется не менее 1,3 кВт тепловой мощности.

Рис. 1. План 1-го и 2-го этажей рассматриваемого дома. На плане указаны: площадь комнат, необходимая для отопления тепловая мощность (в скобках); количество радиаторов и число секций для каждого радиатора.

Таблица 1. Расчёт количества секций радиаторов для отопления всех помещений дома

По материалам сайта: http://mainstro.ru