Проектирование отопления частного дома: примеры расчета системы отопления, фото и видео

Нормы и требования к автономному отоплению

Перед проектированием отопительной конструкции необходимо заглянуть в СНиП 2.04.05-91, где изложены основные требования к трубам, обогревательным приборам и запорной арматуре.

Общие нормы сводятся к тому, чтобы обеспечить в доме комфортный микроклимат для проживающих в нем людей, правильно оборудовать систему отопления, предварительно составив и утвердив проект.

Многие требования сформулированы в виде рекомендаций в СНиП 31-02, который регламентирует правила строительства одноквартирных домов и обеспечения их коммуникациями.

Отдельно оговариваются положения, связанные с температурой:

• параметры теплоносителя в трубах не должны превышать отметки +90ºС;
• оптимальные показатели находятся в рамках +60-80ºС;
• температура наружной поверхности нагревательных приборов, находящихся в зоне прямого доступа, не должна превышать 70ºС.

Трубопроводы систем отопления рекомендовано устраивать из латунных, медных, стальных труб. В частном секторе преимущественно используются полимерные и металлопластиковые трубные изделия, допущенные к применению в строительстве.

Трубопроводы контуров водяного отопления чаще всего прокладываются открытым способом. Скрытая прокладка допускается при устройстве “теплых полов”

Способ прокладки отопительного трубопровода может быть:

• Открытым. Предполагает прокладку по строительным конструкциям с креплением клипсами и хомутами. Допускается при устройстве контуров из металлических труб. Использование полимерных аналогов разрешено, если исключается их повреждение от термического или механического воздействия.
• Скрытым. Предполагает прокладку трубопроводов в  штробах или каналах, выбранных в строительных конструкциях, в плинтусах или за защитно-декоративными экранами. Замоноличивание контура допускается в постройках, рассчитанных минимум на 20 лет эксплуатации и при сроках службы труб не менее 40 лет.

В приоритете открытый способ прокладки, потому что проектирование трассы трубопровода должно предусматривать свободный доступ к любому элементу системы для проведения ремонта или замены.

Трубы скрывают в редких случаях, только тогда, когда подобное решение продиктовано технологической, гигиенической или конструктивной необходимостью, например при устройстве “теплых полов” в бетонной стяжке.

При прокладке трубопровода систем с естественным движением теплоносителя  необходимо соблюдать уклон 0,002 – 0,003. Трубопроводы насосных систем, внутри которых теплоноситель движется со скоростью не менее 0, 25 м/с, не нуждаются в обеспечении уклонов

При открытой прокладке магистрали участки, пересекающие неотапливаемые помещения, должны быть обеспечены теплоизоляцией, соответствующей климатическим данным региона строительства.

Трубопроводы автономного отопления с естественным типом циркуляции должны устанавливаться в сторону движения теплоносителя, чтобы нагретая вода самотеком достигала батарей, а после остывания тем же способом двигалась по магистрали обратки в котел. Магистрали насосных систем сооружаются без уклона, т.к. в нем нет необходимости.

Оговаривается использование различных типов расширительных баков:

• открытые, применяемые для систем как с насосным, так и с естественным принуждением, следует устанавливать над главным стояком;
• закрытые мембранные устройства, применяемые исключительно в принудительных системах, устанавливаются на обратной магистрали перед котлом.

Расширительные бачки предназначены для компенсации теплового расширения жидкости при нагревании. Нужны они для сброса излишков в канализацию или банально на улицу, как в случае с простейшими открытыми вариантами. Закрытые капсулы практичней, потому что не требуют участия человека в регулировке давления системы, но дороже.

Расширительный бачок открытого типа устанавливается в наивысшей точке системы. Кроме обеспечения резерва для расширения жидкости на него еще возложена задача отведения воздуха. Закрытые бачки ставят перед котлом, для отведения воздуха используют воздухоотводчики и сепараторы

При выборе запорной арматуры предпочтение отдается шаровым кранам, при выборе насосной установке – оборудованию с напором до 30 кПа и производительностью до 3,0 м3/ч.

Бюджетные открытие разновидности необходимо периодически пополнять из-за стандартного выветривания жидкости. Под их установку необходимо существенно усиливать чердачное перекрытие и утеплять чердак.

Радиаторы и конвекторы рекомендуется монтировать под окнами, в удобных для обслуживания местах. Роль нагревательных элементов в ванных комнатах или санузлах могут играть полотенцесушители, подключенные к отопительным коммуникациям

Двухтрубная система с нижней разводкой

Далее мы будем рассматривать двухтрубные системы, отличающиеся тем, что они обеспечивают равномерное распределение тепла даже по самым большим домовладениям с множеством комнат. Именно двухтрубная система используется для обогрева многоэтажных домов, в которых очень много квартир и нежилых помещений – здесь такая схема работает великолепно. Мы же будем рассматривать схемы для частных домов.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой.

Двухтрубная система отопления состоит из подающей и обратной труб. Между ними устанавливаются радиаторы – вход радиатора подключается к подающей трубе, а выход – к обратной. Что это дает?

• Равномерное распределение тепла по помещениям.
• Возможность регулировки температуры в помещениях путем полного или частичного перекрывания отдельных радиаторов.
• Возможность обогрева многоэтажных частных домов.

Существуют две основные разновидности двухтрубных систем – с нижней и верхней разводкой. Для начала мы рассмотрим двухтрубную систему с нижней разводкой.

Нижняя разводка используется во многих частных домах, так как позволяет сделать отопление менее видимым. Подающая и обратные трубы проходят здесь рядом друг с другом, под батареями или даже в полах. Удаление воздуха осуществляется через специальные краны Маевского. Схемы отопления в частном доме из полипропилена чаще всего предусматривают именно такую разводку.

Достоинства и недостатки двухтрубной системы с нижней разводкой

При монтаже отопления с нижней разводкой мы можем спрятать трубы в полу.

Давайте посмотрим, какими положительными чертами обладают двухтрубные системы с нижней разводкой.

• Возможность маскировки труб.
• Возможность использования радиаторов с нижним подключением – это несколько упрощает монтаж.
• Минимизируются тепловые потери.

Возможность хотя бы частично сделать отопление менее видимым привлекает многих людей. В случае с нижней разводкой мы получаем две параллельные трубы, идущие вровень с полом. При желании их можно завести под полы, предусмотрев эту возможность еще на этапе проектирования системы отопления и разработки проекта строительства частного дома.

Если использовать радиаторы с нижним подключением, появляется возможность почти полностью спрятать все трубы в полах – подключение радиаторов выполняется здесь с помощью специальных узлов.

Что касается недостатков, то они заключаются в необходимости регулярного ручного удаления воздуха и необходимости использования циркуляционного насоса.

Особенности монтажа двухтрубной системы с нижней разводкой

Пластиковый крепеж для труб отопления разного диаметра.

Для того чтобы смонтировать систему отопления по данной схеме, необходимо проложить по дому подающую и обратную трубы. Для этих целей в продаже есть специальный пластиковый крепеж. Если используются радиаторы с боковым подключением, делаем отвод от подающей трубы к верхнему боковому отверстию, а забираем теплоноситель через нижнее боковое отверстие, направляя его в обратную трубу. Рядом с каждым радиатором ставим спускники воздуха. Котел в такой схеме устанавливается в самой нижней точке.

Здесь используется диагональное подключение радиаторов, что увеличивает их теплоотдачу. Нижнее подключение радиаторов уменьшает тепловую мощность.

Такая схема чаще всего делается замкнутой, с использованием герметичного расширительного бака. Давление в системе создается с помощью циркуляционного насоса. Если нужно обогреть двухэтажный частный дом, прокладываем трубы на верхнем и нижнем этажах, после чего создаем параллельное подключение обоих этажей к отопительному котлу.

Схемы монтажа системы отопления в частном доме

На практике применяются два вида систем – схем (или видов разводки труб), а именно:

• однотрубная;
• двухтрубная.

Каждая из них имеет свои преимущества, недостатки и используется в разных случаях.

Однотрубная система

Этот тип разводки более дешевый и простой. Система строится в виде кольца – все батареи соединяются последовательно друг с другом, и горячая вода движется от одного радиатора к другому, затем попадает снова в котел.

Как видно на рисунке, все батареи соединены последовательно, а теплоноситель проходит каждую из них.

Эта схема отопления весьма экономична в своем исполнении, ее просто монтировать и проектировать. Но в ней присутствует один существенный недостаток. Он настолько весомый, что многие отказываются от такой разводки и предпочитают более дорогую и сложную – двухтрубную. Проблема в том, что по мере продвижения теплоносителя он будет постепенно остывать. До последней батареи вода будет поступать чуть теплой. Если же увеличить мощность котла, то первый радиатор будет слишком сильно нагревать воздух. Такая неравномерность распределения тепла и заставляет отказываться от простой и дешевой однотрубной системы.

Можно попробовать выйти из сложной ситуации, увеличив количество секций последнего радиатора, но и это не всегда эффективно. Отсюда напрашивается вывод, что однотрубную разводку можно использовать в том случае, когда количество соединенных последовательно батарей составляет не более трех.

Некоторые выходят из ситуации следующим образом: подключают к котлу насос, тем самым заставляя воду двигаться в принудительном порядке. Жидкость не успевает остывать и проходит через все радиаторы, почти не теряя температуры. Но и в этом случае вас ждут некоторые неудобства:

• насос стоит денег, а значит, растут затраты на установку системы;
• увеличивается потребление электроэнергии, так как насос работает от электричества;
• если отключат электричество, то не будет давления в системе, а значит, не будет и тепла.

Вывод. Однотрубная система эффективна лишь для маленьких домиков с 1-2 комнатами, где используется небольшое количество радиаторов. Несмотря на свою простоту и надежность, она не оправдывает себя в загородных домах, где нужно устанавливать более трех радиаторов на всю жилую площадь.

Двухтрубная система

Горячая вода подается по одному трубопроводу, а остывшая – по другому. Таким образом обеспечивается равномерное распределение тепла по всем батареям.

Такая разводка отопления в частном доме будет намного эффективнее и лучше однотрубной. Хотя она и дороже в исполнении, и сложнее в монтаже, но позволяет равномерно распределять тепло по всем батареям, что поможет создать комфортные условия. В отличие от однотрубной, в этой разводке труба с горячей водой подводится под каждый радиатор, а остывшая жидкость спускается по обратной линии в котел. Так как теплоноситель подается сразу на все батареи, то и последние нагреваются одинаково.

Эта система не намного сложнее первой, придется покупать большее количество материалов, так как подводить трубы придется к каждому радиатору.

Двухтрубная система может работать по двум схемам:

• коллекторной;
• лучевой.

Лучевой вариант разводки более старый. В этом варианте подающая труба устанавливается в верхней точке дома, после чего делается разводка труб на каждую батарею. Благодаря такой конструкции схема и получила название – лучевая.

Первая схема работает следующим образом: на чердаке необходимо установить коллектор (специальное устройство, состоящее из множества труб), который распределяет теплоноситель по трубам отопления. В этом же месте нужно установить запорную арматуру, которая будет отсекать контуры. Такая конструкция достаточно удобная, она облегчает ремонт всей линии и даже отдельного радиатора. Схема хотя и надежна, но у нее есть один существенный недостаток – сложный монтаж с большим количеством материалов (запорные арматуры, трубы, датчики, устройства контроля). Коллекторная схема разводки труб отопления схожа с лучевой, но более сложная и эффективная.

В отличие от однотрубной системы, двухтрубная не нуждается в дополнительной принудительной циркуляции теплоносителя. Она и без насоса показывает высокую эффективность.

Применение газовых котлов

Котлы, применяемые в водяной системе, могут использовать различные виды топлива. Самым распространенным и удобным в использовании является оборудование на газе – хотя устанавливать его можно лишь в том случае, когда к дому подведено центральное газоснабжение. Кроме того, в числе недостатков газовых котлов можно назвать необходимость их регулярного контроля со стороны соответствующих коммунальных служб.

Зато такая система имеет следующие преимущества перед остальными:

1. Простоту установки и эксплуатации.
2. Высокую экономичность использования энергоресурсов. В среднем, затраты на газ получаются на 30–40% меньшими по сравнению с использованием жидкого топлива или электричества.
3. Быстрый нагрев помещений теплоносителем. Уже через час температура в комнатах с системой водяного отопления, источником тепла в котором является газовый котел, заметно возрастет.
4. Экологичность использования газа.
5. Возможность автоматизации процесса, включая программирование требуемой температуры и нагрева горячей воды.

Какое оборудование необходимо?

Воздушная система отопления является достаточно сложной конструкцией, все ее составные части несут обязательный характер

К каждому элементу должно предъявляться повышенно внимание.

Теплогенераторы для воздушного отопления  Для нагрева воздуха может использоваться множество систем, среди которых обнаруживаются следующие:

Стоит помнить, что максимальная температура – 70 градусов цельсия, выше – воздух будет не пригоден для дыхания.

Каналы для движения воздуха

Они должны иметь древовидную структуру с разделением на две части: в одну сторону для поступления воздуха, в другую – для его обратной связи с очистителями и термостатом. Также будет необходима дополнительная прокладка магистрали.

Толщина покрытия должна составлять 3-10 мм, 25-30 мм в зависимости от того, где находится разводящий канал.

Вентиляторы, принудительно циркулирующие воздух

Для того, чтобы обеспечить все системы воздушного отопления вентиляторями, нужно подумать как они будут расположены в древовидной структуре, какова будет их мощность, насколько они будут управляемы и шумны.

Устройства, через которые в комнаты будет подаваться подогретый воздух.

Самое востребованное оборудование в этом вопросе – это решетки и диффузоры, т.к. они имеют достаточно лаконичный вид и не портят интерьер.

Определитесь с числом внутренних ходов, через которые будет осуществляться выход к свежему воздуху.

Очистительные системы

Воздух, проходя через печь воздушного отопления , не всегда является свежим и пригодным для дыхания, т.к. в теплогенераторе он только подогревается.

Воздушную систему отопления всегда необходимо совмещать с вентиляцией, оборудуя скрытые пути специальными ароматизаторами, сушками, ионизаторами, увлажнителями, очистительными фильтрами: углевыми, элекстротатическими, автоматизированными и т.д.

Автоматизированный пульт управления микроклиматом

Необходимо заранее продумать, как будет осуществляться обслуживание отопительной системы, особенно это актуально, если вы собираетесь делать воздушное отопление дома своими руками.

Найдите удобное место для автоматизированного блока, где легко будет переключать датчики.

Водяное отопление

Оптимальный, широко известный в наше время вид. В составе включает водонагревательный бачок, трубопровод, радиаторы – по ним идет процесс циркуляции теплоносителя (воды). Самый трудоемкий этап в монтаже – правильное размещение трубопровода.

Преимущества – цикличность, или постоянная работа. Работа полностью зависит от вида котла, к примеру, в твердотопливном котле цикличность будет, нужно добавлять дрова, или уголь. Для удобства ставят аккумулятор тепла, его суть в накапливании пиковых температурных высот. Когда горение прекращается – он держит оптимальную температуру в помещении.

Имея котел другого типа (газовый, жидкого топлива) с цикличностью проблем не будет. Начав свою работу поддерживает температуру на протяжении всего времени практически одинаковую. Приятным моментом есть усовершенствование в данный вид автоматики, за счет чего продолжительное время может работать без вмешательств.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Это самый простой вариант обогрева, который не потребует значительных финансовых вложений. Проектирование и монтаж системы не предусматривает проведения сложных работ, а все комплектующие и материалы доступны. Поэтому такая система водяного отопления частного дома может быть выполнена самостоятельно – подробное описание содержится в инструкции к оборудованию.

Принцип функционирования водяного отопления с естественной циркуляцией крайне прост. Нагреваемая в котле вода, поднимается по трубопроводу вверх (это происходит из-за разницы температур), и со временем попадает во все радиаторы, разведенные по дому. Уже охлажденная вода снова возвращается в котел. Таким образом, теплоноситель циркулирует по системе отопления естественно, без применения специального оборудования.

Для разводки используются трубы разного диаметра – выбор зависит от особенностей оборудования и радиаторов. Обязательно должно соблюдаться уменьшение сечения труб в сторону крайней точки отопительной системы – последней батареи.

Труба, по которой вода, нагретая в котле, подается в систему, устанавливается таким образом, чтобы наблюдался максимальный уклон в сторону батарей. Место входа в теплогенератор обратки делается как можно ниже относительно радиаторов – это необходимо для эффективной циркуляции теплоносителя. С этой целью нагревательный котел часто устанавливают на цокольном этаже или в подвале.

Неотъемлемая часть водяной конструкции с естественной циркуляцией – расширительный бак. Данное устройство устанавливается, в отличие от котла, в самой высокой точке дома, например, на чердаке. Также иногда используются гидроаккумулирующие баки, но в данном случае необходимо произвести монтаж предохранительных и воздушных клапанов, манометров.

Для разводки отопительной системы можно использовать не только металлические, но и пластиковые трубы. Последние из них легко устанавливаются, и время выполнения работ уменьшается.

Стальные радиаторы

Их изготавливают из низко углеродной стали, покрытой эмалью. Производят их двух видов: трубчатые радиаторы и панельные. Фото радиаторов отопления и конструкционные особенности этих типов можно легко найти в любом поисковике.

Преимущества таких батарей:

Небольшой вес и малая толщина стенок, что делает их удобными при транспортировке и монтаже. Хорошая теплопроводность, как и у чугунных, но стальные нагреваются гораздо быстрее.

Конвекционная теплоотдача вместе с прямой, которая характерна для панельных панельного типа. Бюджетная цена и внешний вид, который гармонично впишется в любой интерьер.

Недостатки таких отопительных приборов:

Рабочее давление составляет 10 атмосфер, тогда как рабочее давление в системе составляет 16 атмосфер.

Чувствительность к кислороду, который присутствует в системе центрального отопления.

Стальные радиаторы без воды быстро приходят в негодность, так как взаимодействие металла с воздухом приводит к коррозии металла. По этой причине их нельзя долго оставлять без воды.

Схема монтажа отопления с тёплым полом в частном доме

В предыдущих разделах мы разбирались с тем, какой котел лучше использовать для организации отопления в своем доме и как сделать разводку труб. Здесь мы рассмотрим еще один вариант – теплый пол.

Как и любая другая монтажная работа, установка теплого пола подразумевает ряд работ. Начинать необходимо с проектирования. Затем, на основании сделанного проекта подбираются материалы и комплектующие. Сюда входят трубы, коллектор со смесительным узлом, утеплитель. Затем готовится основание, куда будут укладываться трубы и проводится монтаж всей системы. Когда все готово, делается пробный пуск. Если всё работает нормально, то основание заливается, проводится первичный запуск и прогрев.

По технической конструкции теплый пол представляет собой что-то вроде слоеного пирога, в который слоями располагаются все комплектующие. Основанием является либо грунт, либо бетонная плита, на которые укладывается тонкая пленка – полиэтилен являющаяся гидроизоляцией. Затем укладывается теплоизоляционный материал, например, экструдированный пенополистирол. Наверх теплоизоляционного материала кладутся трубы и все это заливается цементом.

Схема такого «пирога» выглядит:

При монтаже теплого пола, на что необходимо обратить внимание, так это на расположение труб. Существуют две основные схемы укладки – «змейка» и «улитка». Отличаются они только по способу монтажа, поэтому выбрать вы можете любую, какую вам удобнее всего укладывать

Отличаются они только по способу монтажа, поэтому выбрать вы можете любую, какую вам удобнее всего укладывать.

Интервал между трубами зависит от климата. В регионах где холодно, интервал устанавливают в 10 см, в теплых краях можно сделать побольше – 15 см. Длина труб, которые нужны для укладки, рассчитывается следующим образом.

Если брать за основу расстояние между трубами в 10 см, то на один квадратный метр понадобится 10 м труб, а при расстоянии в 15 см – понадобится 6,5 м.

Что касается самих труб, используются они из металлопластика, сшитого полиэтилена и металлические (медные или гофрированные). Диаметр таких труб должен быть 16 и 20 мм (Ду10, Ду15). Лучше всего подходят трубы из металлопластика.

Когда вы нарисуете схему расположения, то по количеству нагревательных контуров на схеме, приобретаете коллектор с соответствующем количеством выходов.

Итак, как происходит монтаж труб

Основа для пола покрывается полиэтиленовой пленкой с напуском на стены. Затем стены на высоту монолита обклеиваются демпферной полосой. Напуск пленки надо будет вывести поверх этой ленты. После устанавливается специальный шкаф, в котором находятся коллектор и насос.

Затем, по нарисованной схеме устанавливаются трубы, а на деформационных швах протягивается компенсационная лента.

Остается протянуть магистрали к радиаторам и утеплить их теплоизоляционным рукавом. И последнее – коллектор подсоединяется к отопительной системе, а насос – к электросети.

Как только вся сборка будет закончена, все контуры заполняются водой для проверки герметичности стыков.

После того, как вы убедились, что все нормально, можно заливать пол. Для заливки берется цементно-песчаный раствор, в который необходимо добавить пластифицирующую смесь. Приобретается она в магазине. Что касается раствора то его можно сделать самостоятельно из расчета одна часть цемента М400 смешивается с тремя частями песка.

Чтобы правильно и ровно залить пол, нужны специальные металлические рейки, которые при помощи уровня устанавливаются на необходимой высоте. Затем готовится раствор и начинается заливка от самого дальнего угла. Что бы трубы в жидком растворе не поднялись, их оставляют с теплоносителем внутри, тем самым утяжеляя трубы.

Заливается пол участками и каждый участок необходимо выравнивать, а при наличии жидких ямок добавлять в них более густой раствор.

Когда весь пол будет залит, его оставляют застывать примерно суток на двое. Затем поверхность зачищается, демпферная лента срезается, а стяжка опрыскивается водой и накрывается пленкой. Делают это в течение 10 дней. Примерно через месяц цементная стяжка будет готова окончательно и можно приступать к балансировке с помощью специальных вентилей в коллекторе. Ими регулируется расход теплоносителя во всех контурах так, что бы он был одинаковым. Вообще, этот этап рекомендуется делать при помощи специалиста.

После этого проводится проверка уже горячим теплоносителем и монтаж теплого пола можно считать завершенным.

Как подобрать, подходящую печь?

Раньше ее конструкция была незамысловатой, создавалась основа из кирпича, глины, металлических уголков и верхней части для варки различной еды. Другими словами она формировалась из того, что было под рукой. Хотя сейчас такой подход еще практикуется в силу того, что не у всех есть возможность приобретать новые версии.

Но все же появились продвинутые печные системы отопления, которые заслуживают внимания. И их можно использовать с большей отдачей, чем самодельные версии. А самое, главное, их стоимость находится в разумных пределах.

И россияне вполне могут обеспечить свое жилье одной из усовершенствованных версий. Рассмотрим нюансы установки современной печки:

Она должна обеспечивать тепло для всей площади дома за счет правильного размещения на основе первичного проекта жилья.

Она должна остывать длительное время, что поможет уменьшить потребление твердого топлива.

Если печь обладает упрошенной эксплуатацией и обслуживанием, тогда ее можно считать, подходящим вариантом для любого дома.

Место и способ ее установки должны быть оптимальными для обеспечения эффективности отопления и соответствовать всем правилам безопасности.

Печь должна обладать конструкцией, рассчитанной на длительный срок эксплуатации.

Стоит уделить внимание ее внешнему виду, чтобы она гармонично слилась с другими элементами интерьера.