Отопление частного дома своими руками: расчет, топливо и теплоносители, схемы, реализация

Схема отопления выбирается на стадии проектирования системы обогрева строения. От того каким способом будет обогреваться помещение зависит подбор основных компонентов отопительной системы: трубопроводов, источника тепла и нагревательных приборов.

Виды отопления

На выбор лучшей системы отопления влияют многие факторы: тип помещения, функциональность, мощность оборудования. Чтобы правильно подобрать необходимый вариант отопления, надо лучше узнать о его разновидностях, особенностях монтажных работ и функционировании приборов нагревания. Важными показателями являются также: цена и доступность топлива.

Чаще всего для частного дома используются следующие типовые схемы отопления: с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителей, с двухтрубной и однотрубной разводкой. В качестве энергоносителя могут использоваться: дрова, уголь, газ, электричество и др.

Типы циркуляции

В зависимости от способа циркуляции можно выделить два типа:

  1. Естественная.
  2. Принудительная.

Схема с естественной циркуляцией основана на изменении плотности теплоносителя. Система проста в исполнении и не зависит от коммуникаций. Она подойдет для небольшого частного строения.

Принудительная циркуляция производится за счет различия в давлениях между обратным и прямым ходом. Такое отопление практически не имеет ограничений по своему использованию, но требует дополнительных расходов на специальный насос и электроэнергию.

Данные виды систем имеют отличительные особенности в зависимости от способа подключении водяного отопления к источнику тепла: последовательно либо параллельно.

Тип здания

Если дом с одним этажом и высокой крышей, то для отопления лучше всего подойдет схема отопления с вертикальным способом подачи. В данном случае помещение можно будет сделать отапливаемым вместе с мансардной частью.

Если в частном доме есть глубокий подвал, то рекомендуется использовать горизонтальную разводку с котлом в подвальной части. Если дом имеет два и более этажа, то способ разводки будет двухтрубным с вертикальными стояками.

Теплоноситель и устройства нагрева

По виду теплоносителя различают следующие системы обогрева:

  1. Паровые.
  2. Электрические.
  3. Воздушные.
  4. Водяные.
  5. Смешанные.

Нагревательные приборы можно выбрать трех видов:

  • лучистые;
  • конвективные;
  • комбинированные.

Воздушное отопление

При воздушном отоплении воздух прогревается от источника тепла, минуя теплоносители. Используется для обогрева домов малой площади до 100 м². Такое отопление можно устанавливать как при ремонтных работах в уже существующем здании, так в новом здании.

Основные особенности

Как источник тепла используется газовая горелка или котел. Исключительной особенностью данной системы является то, что она кроме отопительной функции выполняет также и вентиляционную. Регулировка вентиляции и температуры осуществляется при помощи специальных термостатов.

Установка воздушной системы в частном доме обойдется дорого. Но сэкономить можно на топливе, расчет потребности которого показывает, что его понадобится значительно меньше из-за отсутствия необходимости прогревать теплоноситель. Такая система не замерзает и оперативно отреагирует на температурные колебания. Благодаря специальным фильтрам воздух остается всегда очищенным и свежим.

Недостатком можно считать пересушивание воздуха, но это можно с легкостью преодолеть с помощью увлажнителя.

Водяное

Водяное отопление – это замкнутая система, применяется как в квартире, так и в частном доме. В роли теплоносителя используется вода или антифриз. Вода перемещается от источника излучения тепла к радиаторам. Температура может регулироваться термостатом автоматически или кранами вручную.

Данный вид отопления очень популярен из-за доступности теплоносителя, его можно установить самостоятельно. Это относительно недорогой вид обогрева помещения.

Недостатком является промерзание системы в случае длительного отключения. Также существуют особые требования к теплоносителю. Вода должна быть без примесей и с минимальным количеством солей. Для нагревания теплоносителя используются разные котлы: на жидком и твердом топливе, электричестве или газе.

Электрическое

Электрическое отопление – это надежный и самый простой в использовании тип отопления. Особенно такой способ рекомендуется для дома размером не более 100 м². Если дом большей площади, то такое отопление становится экономически невыгодным.

Данная схема обогрева может применяться как дополнительная на случай ремонта или отключения основной системы. Это может быть отличным вариантом для прогревания частных домов, которые используются периодически. Как отопительные приборы используются электрокотлы, электрокамины и конвекторы.

Современные технологии

Все более популярными становятся инновационные способы отопления:

  • инфракрасные полы;
  • тепловые насосы;
  • солнечные коллекторы.

Инфракрасные полы

Инфракрасные полы появились недавно, они работают от электросетей. Такие полы устанавливаются на стяжку или бетон.

Специальные нагревательные элементы излучают инфракрасное тепло, которое обогревает предметы, а от них нагревается окружающий воздух. Контроль за температурой осуществляется с помощью терморегуляторов.

Тепловые насосы

  • Тепловые насосы дорого стоят и сложны в установке, но очень экономичны при их дальнейшем использовании.
  • Специальный тепловой насос передает в систему отопления тепло, получаемое из почвы или воды.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы представляют собой уникальный комплекс по сбору тепловой энергии от солнца и передаче ее теплоносителю. К преимуществам данной системы можно отнести простоту установки, высокую эффективность и небольшую массу.

Теплоносителем могут служить масло, вода или антифриз. Однако такое отопление зависит от количества солнечных дней в году и может устанавливаться только в определенной местности.

Расчет системы водяного отопления

Прежде чем выбрать тип отопления нужно предварительно сделать расчет необходимой мощности нагревательного прибора и количество радиаторов. Правильный расчет влияет на эффективность и качество работы всей системы.

Мощность котла

Мощность котла для частного дома в 200 м². рассчитывается по следующей формуле: W=(S (площадь помещения)*Wуд (удельная мощность на 10 куб метров))/10.

Wуд зависит от региона, где располагается дом. Для средней части России данное значение равно 1,5. Также на 100 м² помещения требуется 10 кВт. Если площадь равна 200 м², то мощность котла = 200*1,5/10 =30 кВт.

Количество радиаторов

Чтобы произвести полноценный расчет отопления важно знать количество необходимых радиаторов и секций. Зная теплоотдачу определенной секции, можно сделать расчет площади, которую она может обогреть.

Если теплоотдача одной секции равна 180 Вт, то делим эту величину на 100 и получаем 1,8 м. Если площадь дома равна 200 м², то 200 делим на 1,8 и получаем 111. Расчет показал, что 111 секций необходимо для прогревания частного дома площадью 200 м².

Грамотно рассчитав нужную мощность для обогрева помещения, можно выбрать наиболее эффективный вид отопления.

Необходимо учитывать не только цену за оборудование и монтаж, но и траты на дальнейшую эксплуатацию системы.

Определение мощности теплых полов

Если вы решили использовать в качестве обогрева «теплый пол»,
оборудование следует подбирать исходя из следующих показателей мощности:

  • для жилой комнаты или кухни мощность равняется 120-140 Вт/м²;
  • для застекленного балкона – 130-170 Вт/ м²;
  • для ванной около 150 Вт/м².

При расчете мощности важно учитывать и этаж здания. Например, для первого этажа этот показатель надо увеличивать на 20 %.

Расчет труб для теплого пола производится по следующей формуле:
L (длина труб) = AR (площадь жилья)/a (шаг укладки)+2*Lzu (длина подающих труб отопления) — 2*Ld (длина проходных отопительных труб).

Расчет воздушного отопления

При расчете системы воздушного отопления необходимо учитывать следующее: нагревание теплоносителя должно соответствовать категориям зданий, в которых подобное отопление устанавливается.
Объем расхода воздуха вычисляется по формуле:

Lb =3.6Qnp (тепловой поток)/ (C (теплоемкость теплоносителя) (t пр (темп. теплоносителя) — tв (темп. помещения)).

Температура теплоносителя рассчитывается так:
Tпр = tH (темп. на улице) + t (дельта изменения темп. в воздухонагревателе) + 0.001p (давление потока).

Источник: https://x-teplo.ru/otoplenie/doma/sxema-ochastnogo.html

Отопление частного дома соляркой своими руками: котлы, расход, схемы

Выбор энергоносителя является важнейшим этапом проектирования системы отопления. Традиционно для этого использовались твердое топливо (дрова, уголь) и природный газ.

В последнее время широкое распространение получили системы, работающие на дизельном топливе.

При этом важно учитывать основные параметры, делаем отопление частного дома соляркой своими руками: котлы, расход, схемы температурный режим работы. Сначала нужно ознакомиться со спецификой конструкции котла.

Особенности обустройства отопления на солярке

Работа устройства отопления на дизельном топливе практически полностью идентична функционированию автомобильного двигателя. Все автономные котлы отопления на солярке должны иметь специальную горелку. Она же является источником тепловой энергии.

Конструктивно горелка состоит из следующих элементов:

  • Подающая магистраль. Обеспечивает поступление топлива в зону его сгорания;
  • Турбина. Предназначена для создания давления;
  • Форсунка служит для распыления солярки, в результате этого образуется горючая смесь;
  • Приборы регулирования мощности и контроля за состоянием пламени.
Читайте также:  Летний душ для дачи своими руками: конструирование и оборудование (баком и подогревом)

Многие котлы отопления на солярке имеют картер, куда стекаются отходы процесса горения. Это является спецификой дизельного топлива, так как уровень минеральных осадков после его сгорания на несколько порядков выше, чем у обычного газа.

Примечательно, что можно использовать обычный котел. Для этого габариты дверцы камеры сгорания должны соответствовать монтажным размерам горелки. Таким образом отопление на солярке можно сделать на базе уже существующей системы. Для этого необходимо провести определенную модернизацию.

Хранение солярки: обзор вариантов

Основной задачей перед собственником дома с отоплением на солярке является организация хранения топлива. Работа дизельного котла подразумевает большой расход энергоносителей. Поэтому необходимо обеспечить соответствующие условия для безопасного содержания оптимального объема топлива. Для этого можно использовать два вида емкостей – открытого и закрытого монтажа.

Поверхностные пластиковые бочки

Пластиковые емкости для хранения солярки

Они представляют собой конструкции, изготовленные из полиэтилена или ПВХ. Максимальный рекомендуемый объем для отопления на солярке своими руками составляет до 1000 л. Обязательно комплектуются поплавковым уровнем, герметичной крышкой и топливозаборником.

Такие емкости применяются для хранения небольшого объема топлива. Чаще всего – в загородных дачах или домах с относительно малой площадью.

Подземные резервуары

Подземная емкость для хранения дизельного топлива

Предназначены для хранения до 20 тыс. литров топлива. До недавнего времени изготавливались только из оцинкованного железа. Но появление химически устойчивого пластика дало возможность сделать более легкие и доступные по стоимости конструкции.

Пластиковая бочка устанавливается в специальный котлован на расстоянии не менее 5 метров от фундамента здания. Таким способом отопление частного дома соляркой будет не только эффективным, но и безопасным. В отличие от небольших емкостей, подземное хранилище комплектуется насосной станцией.

Помимо датчиков уровня обязательно должны присутствовать сигнализаторы утечки топлива. Для заполнения бочки необходима доставка солярки для отопления, осуществляемая силами специализированных компаний по продаже ГСМ.

Выбор горелки на солярке

Конструкция дизельной горелки

Горелка является основным элементом системы отопления соляркой. Отзывы помогу создать объективное мнение о ее качестве и долговечности работы. Но помимо этого необходимо знать основные технические параметры устройства.

Главным критерием выбора является мощность. Она напрямую зависит от площади отопления частного дома соляркой. Рекомендовано использовать соотношение – на 10 м2 помещения необходимо вырабатывать 1 кВт тепловой энергии.

Такой показатель обязательно учитывается для отопление на солярке, сделанной своими руками. Но это правило применимо только при хорошей теплоизоляции дома. Для обеспечения запаса мощности к полученной цифре необходимо добавить 15-20%.

Но следует помнить что это напрямую повлияет на расход солярки на отопление дома.

Помимо этого показателя при выборе учитывают такие факторы.

  • Габаритные размеры горелки. От этого зависит возможность монтажа устройства в котел;
  • Режим работы. Одноступенчатые модели функционируют только на постоянной мощности. Для двухступенчатых есть возможность регулировки степени нагрева – максимальная и средняя. Модульные являются оптимальными, так как варианты отопления дома соляркой у них различны – начиная с минимального значения и заканчивая 100% нагревом теплоносителя;
  • Цена. Наиболее популярные горелки LAMBORGHINI имеют стоимость в пределах от 20 до 40 тыс. руб.

Также важно обращать внимание на возможность перехода с дизельного топлива на отработанное машинное масло. Для этого в конструкции должна быть предусмотрена функция замены форсунки модели с большим диаметром сопла.

Расчет потребления солярки котлом отопления

Для вычисления расхода солярки на отопление дома необходимо знать номинальную мощность горелки. В среднем, для вырабатывания 10 кВт энергии потребуется в среднем 1 кг топлива, т.е. при работе в максимальном режиме 24 кВт котла в час будет расходоваться примерно 2,4 кг солярки.

Поэтому нужно очень тщательно подбирать температурный режим нагрева теплоносителя и как следствие – степень нагрева автономного котла отопления на солярке.

Если оборудование будет функционировать круглосуточно на максимальной мощности, то потребуется как минимум 29 кг солярки. Учитывая возросшую стоимость топлива это непозволительная роскошь.

Для уменьшения этих затрат можно предпринять такие меры:

  • Приобретение модульной горелки. Она способна точно регулировать уровень подачи топлива для оптимального нагрева теплоносителя;
  • Выбор низкотемпературного режима работы. Это способствует не только снижению расхода солярки, но и позволит создать эффективную систему водяного теплого пола;
  • Приобрести радиаторы с максимальной теплоотдачей. Для них котел отопления на соляре будет меньше расходовать энергии для компенсации тепловых потерь на прохождение тепла через материал изготовления радиатора. Лучше всего устанавливать биметаллические модели.

Также немаловажную роль играет периодичность доставки солярки для отопления. Рекомендуется установить емкость, объема которой хватит на весь отопительный сезон. В нашем случае при условии 12 часовой работы системы это составит 1,2*12*90=1296 л.

Специалисты советуют приобретать емкость с запасом – 1500 л. В таком случае доставку солярки для системы отопления можно будет осуществлять 1 раз в год перед отопительным сезоном.

Обзор котлов отопления на солярке

Пример установки котла на солярке

Для более эффективной работы отопления на солярке можно приобрести специальный котел. Подобные модели отличаются повышенными показателями КПД, так как их конструкция, а в частности – теплообменник, рассчитаны для работы на жидком топливе.

Установка горелки в обычный твердотопливный котел не всегда создаст нужный уровень нагрева теплоносителя. Поэтому рекомендуется приобретать заводские модели.

Котлы Kiturami

Одни из самых популярных производителей котлов отопления, работающих на солярке. Эта южнокорейская компания специализируется на выпуске отопительного оборудования. Наиболее популярными моделями в настоящее время являются:

  • TURBO-17 – двухконтурный котел с номинальной мощностью 19,8 кВт. Производительность ГВС для него составляет 7,1 л/мин. Стоимость – 39 тыс. руб;
  • TURBO-30U. Самая мощная модель в линейке товаров. Ее работа дает возможность обеспечить теплом дом до 250 м². Стоимость – 57 тыс. руб.

Все эти модели имеют напольный монтаж, характеризуются простым монтажом, а также возможностью установки коаксиального дымохода.

Котлы Fondital

Бесспорное качество итальянского бренда подтверждено спросом покупателей. Компания сделала акцент на оптимальную комплектацию, что положительным образом сказалось на функциональности:

  • Capri BTF 33. Полезная мощность – 33 кВт. Материал изготовления теплообменника и корпуса – чугун, что положительным образом влияет на срок эксплуатации. Преимуществом является встроенный расширительный бак на 130 л. Стоимость – 74 тыс. руб;
  • CAPRI BTF 23. Полностью аналогичен вышеописанному за исключением мощности. Она составляет 23 кВт.

Единственным недостатком этих моделей является отсутствие контура для горячего водоснабжения. Однако его успешно заменяет вместительный бак.

Еще одним преимущество покупки заводских моделей является возможность взять информацию от производителя о том, как правильно сделать отопление частного дома соляркой своими руками: котлы, расход, схемы и другие полезные данные.

Монтаж отопления на солярке своими руками

Схема отопления 2-х этажного дома

Установка котлов отопления, работающих на солярке, должна начинаться с составления схемы. Она должна включать в себя месторасположение устройства в доме (котельной), разводку труб для подачи теплоносителя в радиаторы и элементы защиты системы.

При этом нужно учесть следующие факторы:

  • Место хранения топливных емкостей должно быть организовано согласно нормативных документов. Это напрямую влияет на безопасность эксплуатации;
  • Для домов с большой площадью рекомендуется применять коллекторную систему;
  • Дымоход лучше всего применять из оцинкованного железа, так как уровень сажи при отоплении дома соляркой будет на порядок выше, чем у твердотопливного или газового.

Если делается отопление на солярке своими руками – нужно быть очень внимательным при выборе горелки или котла. Их номинальная мощность должны соответствовать рассчитанным параметрам всей системы.

При анализе отзывов отопления соляркой часто говорят о повышенном уровне шума. Это связано с работой вентилятора горелки. Поэтому рекомендуется располагать отопительный котел на максимальном расстоянии от жилых помещений. Идеальный вариант – обустройство отдельно стоящей котельной.

Подробнее об особенностях устройства дизельного котла можно узнать из обзора модели Kiturami TURBO-30U:

Источник: https://StrojDvor.ru/otoplenie/otoplenie-v-dome/delaem-otoplenie-chastnogo-doma-solyarkoj-svoimi-rukami-obzor-kotlov-raschet-rasxoda-i-sostavlenie-sxemy-ustanovki/

Расчет отопления: как рассчитать систему отопления, учет тепловых потерь, расчет гидравлики и количества радиаторов

Первый этап расчета заключается в расчете тепловых потерь комнаты. Потолок, пол, количество окон, материал из которых изготовлены стены, наличие межкомнатной или входной двери — все это источники теплопотерь.

Рассмотрим на примере угловой комнаты объемом 24,3 куб. м.:

  • площадь комнаты — 18 кв. м. (6 м х 3 м)
  • 1 этаж
  • потолок высотой 2,75 м,
  • наружные стены — 2 шт. из бруса (толщина18 см), обшитые изнутри гипроком и оклеенные обоями,
  • окно — 2 шт., 1,6 м х 1,1 м каждое
  • пол — деревянный утепленный, снизу — подпол.
Читайте также:  Внутренняя отделка стен декоративным камнем своими руками

Расчеты площадей поверхностей:

  • наружных стен за минусом окон: S1 = (6+3) х 2,7 — 2×1,1×1,6 = 20,78 кв. м.
  • окон: S2 = 2×1,1×1,6=3,52 кв. м.
  • пола: S3 = 6×3=18 кв. м.
  • потолка: S4 = 6×3= 18 кв. м.

Теперь, имея все расчеты теплоотдающих площадей, оценим теплопотери каждой:

Итого: суммарные теплопотери комнаты в самые холодные дни равны 2,81 кВт. Это число записывается со знаком минус и теперь известно сколько тепла необходимо подать в комнату для комфортной температуры в ней.

Расчет гидравлики

Переходим к наиболее сложному и важному гидравлическому расчету — гарантии эффективной и надежной работы ОС.

Единицами расчета гидравлической системы являются:

  • диаметр трубопровода на участках отопительной системы;
  • величины давлений сети в разных точках;
  • потери давления теплоносителя;
  • гидравлическая увязка всех точек системы.

Перед расчетом нужно предварительно выбрать конфигурацию системы, тип трубопровода и регулирующей/запорной арматуры. Затем определиться с видом приборов отопления и их расположением в доме. Составить чертеж индивидуальной системы отопления с указанием номеров, длины расчетных участков и тепловых нагрузок. В заключении выявить основное кольцо циркуляции, включающее поочередные отрезки трубопровода, направленные к стояку (при однотрубной системе) или к самому уделенному прибору отопления (при двухтрубной системе) и обратно к источнику тепла.

При любом режиме эксплуатации СО необходимо обеспечить бесшумность работы. В случае отсутствия неподвижных опор и компенсаторов на магистралях и стояках возникает механический шум из-за температурного удлинения. Использование медных или стальных труб способствует распространению шума по всей системе отопления.

Из-за значительной турбулизации потока, который возникает при увеличенном движении теплоносителя в трубопроводе и усиленном дросселировании потока воды регулирующим клапаном, возникает гидравлический шум.

Поэтому, учитывая возможность возникновения шума, необходимо на всех этапах гидравлического расчета и конструирования — подбор насосов и теплообменников, балансовых и регулирующих клапанов, анализ температурных удлинений трубопровода — выбирать соответствующие для заданных исходных условий оптимальное оборудование и арматуру.

Изготовить отопление в частном доме возможно и самостоятельно. Возможные варианты представлены в данной статье: https://teplo.guru/sistemy/varianty-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

Гидравлический расчет включает имеющиеся перепады давления на вводе отопительной системы:

При пуске отопительной системы балансовые клапаны настраиваются на схемные параметры настройки.

На схеме отопления обозначается расчетная тепловая нагрузка каждого из отопительных приборов, которая равна тепловой расчетной нагрузке помещения, Q4. В случае наличия более одного прибора необходимо разделить величину нагрузки между ними.

Далее необходимо определить основное циркуляционное кольцо. В однотрубной системе количество колец равно числу стояков, а в двухтрубной — количеству приборов отопления.

Клапаны баланса предусматривают для каждого кольца циркуляции, поэтому количество клапанов в однотрубной системе равно числу вертикальных стояков, а в двухтрубной — количеству приборов отопления.

В двухтрубной СО балансовые вентили располагают на обратной подводке прибора отопления.

Санитарные нормы и правила, касающиеся отопления в частном доме, представлены здесь: https://teplo.guru/normy/snipy-po-otopleniyu.html

Расчет циркуляционного кольца включает:

  • систему с попутным движением воды. В однотрубных системах кольцо располагается в самом нагруженном стояке, в двухтрубных — в нижнем приборе отопления более нагруженного стояка;
  • систему с тупиковым движением теплоносителя. В однотрубных системах кольцо располагается в самом нагруженном и удаленном стояке, в двухтрубных — в нижнем приборе отопления нагруженного удаленного стояка;
  • горизонтальную систему, где кольцо располагается в более нагруженной ветви 1-го этажа.

Необходимо из двух направлений расчета гидравлики основного кольца циркуляции выбрать одно.

При первом направлении расчета, диаметр трубопровода и потери давления в кольце циркуляции определяются по задаваемой скорости движения воды на каждом участке основного кольца с последующим подбором насоса циркуляции. Напор насоса Pн, Па определяется в зависимости от вида отопительной системы:

  • для вертикальных бифилярных и однотрубных систем: Рн = Pс. о. — Ре
  • для горизонтальных бифилярных и однотрубных, двухтрубных систем:Рн = Pс. о. — 0,4Ре

где:

  • Pс.о — потери давления в основном кольце циркуляции, Па;
  • Ре — естественное циркуляционное давление, которое возникает вследствие понижения температуры теплоносителя в трубах кольца и приборах отопления, Па.

В горизонтальных трубах скорость теплоносителя принимают от 0,25 м/с, для возможности удаления воздуха из них. Оптимальная расчетная движения теплоносителя в трубах из стали до 0,5 м/с, полимерных и медных — до 0,7 м/с.

После расчета основного кольца циркуляции производят расчет остальных колец путем определения известного давления в них и подбора диаметров по примерной величине удельных потерь Rср.

Применяется направление в системах с местным теплогенератором, в СО при зависимом (при недостаточном давлении на вводе тепловой системы) или независимом присоединении к тепловым СО.

Второе направление расчета заключается в подборе диаметра трубы на расчетных участках и определении потерь давления в кольце циркуляции. Рассчитывается по изначально заданной величине циркуляционного давления.

Диаметры участков трубопровода подбирают по примерной величине удельных потерь давления Rср.

Этот принцип применяется в расчетах отопительных систем с зависимым присоединением к тепловым сетям, с естественной циркуляцией.

Для исходного параметра расчета нужно определить величину имеющегося циркуляционного перепада давления PP, где PP в системе с естественной циркуляцией равно Pe, а в насосных системах — от вида отопительной системы:

Проекты систем отопления, реализуемых в своих домах, представлены в данном материале: https://teplo.guru/sistemy/proekty-otopleniya-chastnyh-domov.html

Расчет трубопроводов СО

Следующей задачей расчета гидравлики является определение диаметра трубопровода. Расчет производится с учетом циркуляционного давления, установленном для данной СО, и тепловой нагрузки. Следует отметить, что в двухтрубных СО с водяным теплоносителем главное циркуляционное кольцо располагается в нижнем приборе отопления, более нагруженного и удаленного от центра стояка.

По формуле Rср = β*?рр/∑L; Па/м определяем среднее значение на 1 метр трубы удельной потери давления от трения Rср, Па/м, где:

  • β — коэффициент, учитывающий часть потери давления на местные сопротивления от общей суммы расчётного циркуляционного давления (для СО с искусственной циркуляцией β=0,65);
  • рр — имеющееся давление в принятой СО, Па;
  • ∑L — сумма всей длины расчётного кольца циркуляции, м.

Расчет количества радиаторов при водяном отоплении

Формула расчета

В создании уютной атмосферы в доме при водяной системе отопления необходимым элементом являются радиаторы. При расчете учитываются общий объем дома, конструкция здания, материал стен, вид батарей и другие факторы.

Например: один кубометр кирпичного дома с качественными стеклопакетами потребует 0,034 кВт; из панели — 0,041 кВт; возведенные согласно всех современных требований — 0,020 кВт.

Расчет производим следующим образом:

Например: комната 6x4x2,5 м панельного дома (тепловой поток дома 0,041 кВт), объем комнаты V = 6x4x2,5 = 60 куб. м. оптимальный объем теплоэнергии Q = 60×0, 041 = 2,46 кВт3, количество секций N = 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 секций.

Характеристики радиаторов

Тип радиатора

Правильно проведя расчет и монтаж из высококачественных комплектующих, вы обеспечите ваш дом надежной, эффективной и долговечной индивидуальной системой отопления.

Видео осуществления гидравлического расчета

Источник: https://teplo.guru/sistemy/raschet-otopleniya-chastnogo-doma.html

Система отопления с естественной циркуляцией

Система водяного отопления с естественной циркуляцией в удаленном от города частном или дачном доме – решение, востребованное в местности с нестабильным электроснабжением. Кроме того, гидравлическая система не требует финансовых вложений в электрооборудование, без которого не обойтись при обустройстве радиаторного обогрева с подачей теплоносителя насосом.

Энергонезависимая система отопления доступна для самостоятельного расчета и монтажа.

Функционирование самотечной системы

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией обладает рядом достоинств:

  • нет потребности в покупке дорогостоящего оснащения;
  • энергонезависимость (подбирается соответствующий котельный агрегат);
  • монтаж легко осуществить собственными руками;
  • нетребовательность в обслуживании.

Циркуляция в такой системе обеспечивается за счет того, что плотность жидкости в результате нагревания уменьшается (она становится легче), а в ходе остывания плотность возвращается к первоначальной.

В самотечной конструкции практически отсутствует давление – расчеты показывают, что на 10 метров напора водяного столба давление составляет 1 атмосферу. Таким образом, гидростатическое давление в отопительной системе одноэтажного сооружения составит 0,5-0,7 атм., а в трубопроводе двухэтажного дома – не превысит 1 атм.

Гравитационная циркуляция происходит благодаря расширению и уменьшению плотности нагреваемого теплоносителя – он поднимается по вертикальному разгонному участку и с верхней точки перемещается вниз по трубопроводу, смонтированному с уклоном и проходящему через последовательно подключенные приборы отопления, на пути обратно к котлу.

К трубопроводу с самотечным перемещением воды подсоединяется расширительный бак – резервуар для «излишков» теплоносителя, который образуется за счет теплового расширения жидкости. Буферная емкость (мембранная или открытая) монтируется в верхней точке контура на подающую трубу.

Отопительная самотечная система способна функционировать в комплексе:

  • С водонагревателем косвенного нагрева. Если бойлер установить в верхней части системы ниже расширительного бака, нагрев воды для ГВС будет осуществляться без использования электрооборудования. При невозможности такого монтажа бойлер комплектуется насосом и ставится обратный клапан, который предотвратит рециркуляцию теплоносителя.
  • С теплым полом. На проложенный в полу контур устанавливается циркуляционный насос. При временном отключении электроснабжения комната продолжит обогреваться настенным радиатором.

Виды самотечных систем

Планируя смонтировать отопление частного дома с естественной циркуляцией своими руками схемы подбирают в соответствии с планируемой производительностью системы и особенностями здания.

Отопительные контуры с самотечным движением теплоносителя делятся на типы по разным параметрам:

  • по характеристике расширительного бака (открытые и закрытые);
  • по принципу подключения радиаторов отопления (однотрубные и двухтрубные).

Чтобы определить оптимальный вариант, необходимо произвести гидравлические расчеты с учетом расположения и диаметра труб, принять во внимание характеристики котельного агрегата и тепловые потребности помещений. Расчет лучше доверить профессионалам, так как даже небольшие неточности негативно повлияют на эффективность обогрева дома.

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

  • при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
  • жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
  • нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

Открытый тип

Принцип функционирования тот же, что и у закрытого варианта. Но в этом случае излишки теплоносителя вытесняются в бак открытого типа, который монтируется под потолком помещения или на чердаке.

Открытый бак представляет собой резервуар с негерметичной крышкой, который снабжают аварийным переливом – трубой, выведенной за пределы чердака на улицу или подключенной к канализации.

К недостаткам открытой системы относится постоянное поступление кислорода в теплоноситель, что ускоряет коррозию металла, из которого изготовлены элементы контура. Происходит и завоздушивание трубопровода – чтобы избежать этого, радиаторы крепят под небольшим уклоном и в верхней части монтируют автоматические воздухоотводчики – краны Маевского.

Помимо этого, жидкость из бака открытого типа испаряется и требуется регулярно подливать воду, чтобы открытая система могла нормально функционировать. Подливают воду в бак вручную из ведра, либо подводят водопроводную трубу с вентилем.

Преимущества баков открытого типа – доступная стоимость и возможность своими руками изготовить резервуар необходимых габаритов.

Однотрубный контур

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией не относится к эффективным. Она не подходит для прогрева помещений двухэтажного дома и применяется в одноэтажных зданиях небольшой площади.

Теплоноситель проходит по разгонному участку трубопровода вертикально вверх, затем попадает в трубу, которая ведет к горизонтальному трубопроводу, последовательно соединяющему радиаторы отопления. От крайнего радиатора остывший теплоноситель возвращается напрямую в котел.

При такой схеме подключения приборов отопления температура радиаторов снижается по мере удаления от подающего стояка – это серьезный недостаток системы. Чтобы повысить эффективность, используют байпасы – соединяют перемычками подающую трубу в тех местах, где подключены радиаторы. Это способствует более равномерному прогреву помещений.

К преимуществам однотрубной системы относятся простая конструкция, минимальные финансовые расходы на ее монтаж. Кроме того, не требуется монтировать трубы под потолком, ухудшая интерьер помещения.

Однотрубная горизонтальная схема даже при условии точных расчетов редко оправдывает себя, если речь не идет об отоплении двух-трех небольших помещений одноэтажного дома. В остальных случаях ее модернизируют, добавив циркуляционный насос.

Двухтрубный контур

Конструктивные особенности самотечного двухтрубного контура:

  • для подачи и обратки монтируются отдельные трубы;
  • труба подачи подключается к каждому прибору отопления через отдельный входной отвод;
  • труба обратки подсоединяется к каждому прибору отопления отдельно.

Двухтрубная самотечная система отопления частного дома отличается от однотрубной тем, что во все радиаторы подается не успевший остыть теплоноситель, благодаря чему:

  • тепло в доме распределяется равномерно;
  • не требуется увеличивать количество секций в радиаторе с целью улучшить обогрев;
  • легче регулировать температуру в системе;
  • для монтажа трубопровода требуются трубы меньшего диаметра, чем для однотрубного контура;
  • отсутствуют жесткие требования к соблюдению уклона при монтаже элементов системы – некоторые отклонения от расчетных значений не критичны.

Двухтрубная система отопления с разводкой верхней и нижней проста в монтаже и эффективна, ее можно использовать для обогрева двухэтажного дома.

Особенности расчета

Расчет системы отопления с естественной циркуляцией значительно сложнее подготовки проекта отопительной системы с принудительной подачей теплоносителя. Так как давление в контуре отсутствует, на работоспособность системы напрямую влияет количество поворотов трубопровода, угол уклона каждого отрезка. Неправильный расчет или погрешности в монтаже отражаются на функциональности контура.

При расчете безнасосного контура принимается во внимание:

  • минимально допустимый угол уклона;
  • материал изготовления труб и их диаметр;
  • принцип подачи теплоносителя;
  • разновидность теплоносителя.

Рекомендуемый уклон труб

При расчетах следует опираться на строительные нормы для отопительных систем с самотечной циркуляцией (СНиП 41-01-2003 для гравитационных систем). На перемещение теплоносителя в трубопроводе негативное воздействие оказывает гидравлическое сопротивление в сложных местах – на поворотах, в углах и т.д.

Согласно СНиП, трубы монтируются под уклоном не менее 10 мм на 1 метр длины. Иначе системе грозит завоздушивание, плохой прогрев дальних радиаторов.

Выбор труб

От материала изготовления трубопровода зависит гидравлическая сопротивляемость контура, его устойчивость к коррозии и теплотехнические параметры, технология монтажа. В список востребованных материалов входят:

  • Стальные трубы. Доступны по цене, устойчивы к механическим нагрузкам. Недостатки: монтируются со сваркой или большим количеством фитингов, склонность труб к коррозии и зарастанию.
  • Металлопластиковые трубы. Внутренняя поверхность идеально гладкая, что препятствует нарастанию отложений, устойчивость к коррозии, небольшой вес, устойчивость к термическому расширению. Недостатки: высокая стоимость, ограниченный срок эксплуатации (около 15 лет), необходимость использовать сварные фитинги или регулярно подтягивать резьбовые соединительные элементы.
  • Полипропиленовые трубы. Гладкие внутри, долговечны (срок службы от 25 лет), устойчивы к высоким температурам. Недостатки: высокая стоимость, монтаж при помощи специального инструмента.
  • Медные трубы. Максимальная теплоотдача и долговечность (свыше 100 лет), стильный внешний вид. Недостатки: высокая стоимость, необходимость пайки при монтаже.

Диаметр труб

Чтобы рассчитать диаметр труб, требуется:

  1. Выполнить тепловой расчет помещений и прибавить к результату около 20%.
  2. Рассчитать сечение трубопровода исходя из соотношения тепловой мощности и внутреннего сечения трубы (значения указаны в таблицах СНиП).
  3. Подобрать диаметр трубы, базируясь на выполненных теплотехнических расчетах и с учетом материала изготовления труб. Для стальных труб минимальный размер внутреннего сечения составляет 50 мм.

Чтобы самотек был интенсивнее, применяют следующий принцип: диаметр подающей трубы после каждого разветвления должен быть меньше предыдущей на 1 размер. Обратка должна собираться с расширением.

Таким образом, расчет позволяет определить минимальный диаметр подающей и обратной трубы, относительно этого значения определяются параметры труб на разных участках системы согласно подготовленной схеме для одноэтажного или двухэтажного дома.

Вид розлива

Естественная циркуляция воды в системе отопления зависит от принципа подачи теплоносителя от котла к отопительным приборам. Различаются контуры с нижним и верхним розливом.

Нижний розлив дает возможность обойтись без монтажа высоких вертикальных труб – коммуникации прокладывают на уровне пола. Такой вариант пригоден только для однотрубных контуров и относится к малоэффективным без установки циркуляционного насоса.

Верхний розлив – оптимальный вариант, поскольку распределительная труба двухтрубной системы располагается под потолком и обеспечивает активную подачу нагретого теплоносителя в каждый радиатор, из которого остывшая вода уходит в трубу обратки, размещенную вдоль пола. Для однотрубной системы розлив верхнего типа также предпочтительнее.

Двухтрубная система отопления с верхним розливом

Выбор теплоносителя

Теплоносителем может служить вода или антифриз.

Для самотечной системы предпочтительнее использование воды, поскольку у антифриза выше плотность и меньше теплоотдача, для его нагрева требуется больше тепловой энергии – то есть, расход топлива выше.

Если в системе устанавливается мембранная буферная емкость, ее объем должен быть больше, чем у бака для теплоносителя-воды, так как антифриз расширяется сильнее.

Использование «незамерзайки» имеет смысл в том случае, если дом в зимний период отапливается нерегулярно с большими перерывами. В этом случае воду пришлось бы постоянно сливать, чтобы трубы не разорвало при перемерзании.

Заключение

Устройство безнасосной системы отопления позволяет сделать свой отапливаемый дом энергонезависимым на случай перебоев с электропитанием. Такая система подключается к отопительному котлу без электрооборудования для регулировки мощности или к обычной твердотопливной печи с водяным теплообменником в топочной камере.

Источник: http://blog.marisrub.ru/engineering-systems/skhema-otopleniya-chastnogo-doma/

Ссылка на основную публикацию