Как составить план отопления

При решении задачи обогрева жилья существует множество комбинаций построения системы подачи и отвода теплоносителя. Каждая разводка отопления в частном доме может быть классифицирована по нескольким признакам.

Мы предлагаем разобраться в нюансах обустройства и работы возможных вариантов. Понимание принципов проектирования, плюсов и минусов каждого типа разводки, поможет спланировать геометрию системы и ее устройство с учетом индивидуальных особенностей помещения.

Моделирование оптимальной геометрии контура

Для одного частного дома может быть спроектировано несколько замкнутых водяных контуров, которые будут обогревать разные помещения. Они могут существенно отличаться друг от друга по типу разводки.

При проектировании, в первую очередь, исходят из работоспособности системы, а также оптимальной геометрии с позиции минимизации затрат, простоты монтажа и возможности вписать элементы отопления в дизайн помещений.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Нагрев теплоносителя для отопления дома происходит в одном или нескольких устройствах, расположенных внутри помещения. Это могут печи, камины, а также газовые, электрические или твердотопливные котлы.

Давление воды в контуре обеспечивают или за счет использования циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии системы, позволяющей создать условия для естественной циркуляции.

Также источником горячей воды может быть централизованная система отопления для нескольких домов. В случае слабого напора возможно подключение циркуляционных насосов для создания дополнительного давления и увеличения скорости перемещения жидкости по трубам.

При выборе варианта с естественной циркуляцией теплоносителя или небольшого давления в трубах при централизованном отоплении необходимо внимательно отнестись к возможности максимального использования физических законов, позволяющих начинать и поддерживать движение жидкости.

Обязательным элементом разводки в этом случае является коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой горячая вода поднимается вверх, затем распределяется по приборам отопления и, потеряв начальную температуру, стекает вниз.

По причине разной плотности возникает перепад гидростатического давления горячего и холодного столба жидкости, который является движущей силой для циркуляции воды.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Подвод горячей воды к радиаторам может быть осуществлен разными способами. Разводку условно делят на вертикальную и горизонтальную, по положению труб (стояков), подающих воду непосредственно к радиаторам отопления.

Вертикальные схемы с верхней подачей горячей воды максимально используют разницу гидростатического давления между теплым и холодным сегментами контура, поэтому их практически всегда применяют при естественной циркуляции, а также при низком давлении в системе.

Кроме того, такие схемы работоспособны при аварийном отключении насоса, которое может наступить по причине его поломки или отсутствия электроэнергии.

Разводку с нижней подачей практически не применяют при отоплении с естественной циркуляцией. В случае наличия хорошего давления в системе ее использование оправдано, так как у такой схемы существует два значительных плюса, относительно альтернативного варианта.

Преимущества схемы:

• меньшая суммарная длина используемых труб;
• отсутствует необходимость проведения трубы по чердаку или технологическим нишам под потолком второго этажа.

Горизонтальную схему разводки отопления используют для одноэтажных частных домов. Если здание имеет два или более этажа, то ее часто используют в случае, когда с позиции дизайна вертикальные стояки нежелательны.

Горизонтальные трубы, подающие и отводящие воду можно органично вписать в интерьер помещений, а также спрятать под пол или в ниши, расположенные на уровне пола.

Выбор одно- или двухтрубного варианта

Подвод горячей воды и отвод охлажденной для системы отопления частного дома можно производить с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть положительные и отрицательные стороны, а также особенности использования в зависимости от типа разводки.

Использование однотрубной схемы подключения

Схему водяного отопления частного дома с использованием одной трубы для подачи горячей и отвода остывшей воды называют однотрубной. Главное преимущество такой системы заключается в минимизации длины труб.

Основные плюсы варианта:

• наименьшие затраты на приобретение элементов отопительной системы;
• наиболее простой и быстрый монтаж;
• наименьший риск аварии.

Основным минусом однотрубного отопления является постепенное уменьшение температуры воды, которая проходит последовательно через все радиаторы в контуре.

Поэтому приходится использовать несколько большую площадь поверхности последних радиаторов (большее число колен), что часто нивелирует ценовую выгоду от минимизации длины труб.

Кроме того, в связи с этим недостатком, существуют ограничения для одного контура на количество подключаемых радиаторов. Если их будет слишком много, то последние по ходу движения теплоносителя практически не будут излучать тепло.

Кроме того, возникает проблема при расчете теплоотдачи. Здесь необходимо учитывать, что отключение первых радиаторов от системы отопления ведет к увеличению температуры входящей воды для последующих устройств.

Применять однотрубные схемы с вертикальной нижней разводкой бессмысленно, так как длина труб будет такой же, как и двухтрубного варианта, что нивелирует все плюсы, но оставляет минусы.

Подключение отопительного прибора, как правило, производят через байпас, чтобы иметь возможность отключить любой из них без остановки циркуляции воды по контуру.

Для экономии на кранах можно не делать обход воды через отводок, но тогда придется останавливать работу этой части системы и сливать воду при необходимости замены или ремонта радиатора.

Самым экономным вариантом является использование одной стальной трубы диаметра 1,5-2 дюйма без радиаторов отопления. Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды.

Подробно о расчете однотрубной системе отопления читайте в этой статье.

Применение двухтрубного варианта отопления

Схему отопительного контура, когда одну трубу используют для подачи горячей воды к отопительным приборам, а вторую – для возврата охлажденной называют двухтрубной.

Ее основные преимущества:

• температура подаваемой ко всем радиаторам воды одинаковая;
• отключение одного или нескольких радиаторов не влияет на температуру подаваемой воды к остальным отопительным приборам;
• ограничения по количеству радиаторов для одного отопительного контура зависит только от пропускного объема труб.

Основным минусом такой разводки является некоторое увеличение метража труб.

Это ведет к некоторым к дополнительным недосаткам:

• возрастают затраты на приобретение и монтаж элементов системы отопления;
• усложняется интеграции в интерьер частного дома.

Количество фитингов и кранов при двухтрубной системе почти такое же, как и при однотрубной.

В зависимости от относительного движения горячей и охлажденной воды схемы двухтрубной разводки подразделяют на два типа:

• попутную;
• тупиковую.

Попутная схема. Оба потока двигаются в одном направлении и, таким образом, длина цикла оборота теплоносителя для каждого радиатора одинакова. В этом случае происходит равный по скорости их нагрев при запуске системы отопления.

Тупиковый вариант. Направление движения горячей и охлажденной воды встречное. Нагрев ближних к котлу радиаторов происходит быстрее.

Чем меньше скорость воды, тем более заметен этот эффект, поэтому при естественной циркуляции прогрев одних помещений будет происходить значительно медленнее, чем других.

Если используют циркуляционный насос или расстояние между первым и последним радиатором в контуре незначительное, то эффект неравномерного нагрева при тупиковой двухтрубной разводке незаметен. Тогда выбор в пользу того или иного варианта обусловлен исключительно соображениями удобства проведения обратной трубы.

Включение в систему распределительного коллектора

Популярным в последнее время способом организации водяного отопления является так называемая «лучевая схема» с применением распределительного коллектора.

Такой метод разводки надежно работает только при хорошем давлении воды в системе, поэтому его не используют при естественной циркуляции.

Лучевая система подключения радиаторов

Наиболее равномерное и управляемое разделение потока теплоносителя по приборам отопления можно осуществить с помощью распределительного коллектора.

Устройство включает в себя две гребенки, в одну из которых горячая вода поступает из котла и распределяется по радиаторам, а в другую охлажденная вода возвращается и направляется обратно к котлу.

Подключение радиаторов через распределительный коллектор происходит параллельно, поэтому при такой разводке достигается минимальная разница температуры теплоносителя, подводимого к приборам отопления.

Это значительно облегчает расчет параметров радиаторов на стадии проектирования, а также позволяет легко регулировать мощность каждого прибора в период эксплуатации.

Вторым значимым плюсом такой разводки является возможность управления параметрами подачи теплоносителя ко всем приборам из одного места. Коллектор помещают в специальный шкаф с доступом к индикаторам и элементам управления: вентилям, кранам и насосам.

Это удобно с позиции регулирования микроклимата дома и позволяет легче вписать радиаторы в интерьер помещения.

К минусам систем с коллекторной схемой разводки отопления следует отнести максимальную длину труб подвода и отвода воды к радиаторам. Этот вариант является самым дорогим по стоимости элементов контура и самым сложным при монтаже, а также требует определенной квалификации.

Как правило, трубы в лучевой разводке отопления монтируют в стяжку пола. Это означает, что проектировать и устанавливать такую систему необходимо при строительстве или капитальном ремонте частного дома.

Выполнить коллекторный вариант для подсоединения радиаторов или изменить геометрию контуров в помещениях с уже проведенным внутренним ремонтом достаточно сложно. Это второй существенный минус разводки такого типа.

Правила использование теплого пола

Комфортный и очень популярный способ обогрева жилых помещений — обустройство теплого пола. Если отапливаемая площадь небольшая, то можно обойтись одной трубой, помещенной в стяжку пола.

Для больших площадей использование единственной трубы невозможно по следующим причинам:

• количество подаваемого тепла не хватит для обогрева всего помещения, кроме того этот обогрев будет неравномерным;
• при большой длине возникает сильное гидродинамическое сопротивление потока жидкости, что ведет к чрезмерным затратам электроэнергии на создание давления и увеличивает риск прорыва воды в местах соединений.

Поэтому, при значительной площади теплого пола, использование нескольких труб является не пожеланием, а необходимостью.

В этом случае подключение осуществляется через распределительный коллектор.

Часто коллектор снабжают смесительным узлом, для регулировки температуры воды, подаваемой к трубам теплого пола. Дело в том, что для радиаторов отопления, как правило, используют жидкость с температурным диапазоном 70-80°С, тогда как для теплого пола необходимо около 40°С.

Регулировка температуры через смеситель отличается надежностью, что очень важно, так как превышение температуры может вызвать существенную деформацию покрытия пола: линолеума, ламината или паркета.

Выводы и полезное видео по теме

Схематичное представление разводки отопления в двухэтажном доме большой площади. Двухтрубная попутная и тупиковая система и теплый пол, подключенные через коллекторы. Исключение конфликта циркуляционных насосов с помощью гидрострелки:

Лучевая схема для обогрева двухэтажного здания. Так как чистовая отделка еще не проведена, то хорошо видна вся разводка. Нюансы укладки труб на пол под бетонную стяжку:

Мнение практикующего мастера по установке систем отопления о различных схемах, применяемых в частных домах. Обзор плюсов и минусов естественной циркуляции, однотрубной, двухтрубной попутной и тупиковой, а также коллекторной разводки:

Представленные разводки для отопления домов являются типовыми и могут быть модифицированы с учетом геометрии помещений, необходимых значений температуры или других факторов. При модификации схем необходимо соблюдать законы и основные положения физики, гидравлики, материаловедения и других дисциплин.

В случае решения сложных или нестандартных задач лучше обратиться к специалистам, потому, что переделка систем отопления может выйти даже дороже, чем их моделирование и монтаж.

Если возникли вопросы или есть желание поделиться личным опытом по разводке отопления в своем доме, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Вы можете дополнить свой отзыв фотографией — форма для связи расположена ниже.

При создании системы отопления в частном доме «с нуля» важно не ошибиться с ее параметрами, правильно подобрать к условиям котел, схему разводки, радиаторы и др. Можно прибегнуть к помощи специалистов, или проектных организаций, но придется оплачивать их труд. Можно сделать все своими руками.

Рассмотрим насколько сложно спроектировать систему отопления самостоятельно и можно ли воспользоваться приблизительными расчетами? Что нужно учесть при создании отопления в доме самостоятельно

Можно ли рассчитать систему отопления

При создании системы отопления главное ответить на множество технических вопросов о параметрах для конкретного дома. Например: мощность котла, скорость движения жидкости, размещение радиаторов, мощность каждого радиатора, материал труб, их размещение, диаметр участков труб, вид запорной арматуры…

Ответить на все эти вопросы и другие подобные, поможет тепловой и гидравлический расчет.

Нам нужно определиться — сколько потребуется энергии для отопления конкретного дома и каждой комнаты в нем.
А затем исходя из этого, посчитать сколько жидкости (теплоносителя) в минуту и какой температуры подать в каждую комнату, подобрать радиаторы и рассчитать диаметры труб и т.п. и т.д.

Но сделать это непросто. Подобные расчеты делают специалисты, а расчеты с ответственностью за их результаты делают только проектные организации имеющие лицензию. А такой расчет влетит в копеечку.

Можно, конечно, воспользоваться программами доступными в сети интернет и сделать какие-либо расчеты самостоятельно, но где гарантия, что там не будет ошибки, если его делает не специалист теплотехник?

Данные для расчета собрать не получится

Сбор исходных данных для расчета — непосильная для пользователя задача. Какой воздухообмен в доме? Сколько энергии приходит с солнечным светом? Какая влажность конструкций? и др. Расчеты на специальных программах будут отражать реальность лишь приблизительно, не точнее, чем расчет в одно действие.

Да и результаты расчетов в итоге сводятся к тому, что предстоит выбрать ту или иную модель котла, имеющие конкретные характеристики, трубопровод с фиксированными диаметрами, например 20 мм или 25 мм, количество секций на радиаторе…. Т.е. данные расчетов нужны лишь для выбора того, что есть в продаже.

Можно пойти другим путем — воспользоваться приблизительными прикидками и опытом проектирования и эксплуатации систем в подобных условиях. Ведь эти условия сходные и часто повторяются и выбор уже наверняка не однократно делался.

Ошибки при проектировании отопления

Как известно, ошибки в прикидках системы отопления «на глазок» не носят критического характера в подавляющем большинстве случаев. Возможны небольшой перерасход средств или несбалансированность системы.

Но чаще, к примеру, газовый котел «обычной» для данного дома мощности, гонит своим встроенным насосом со стандартной скоростью воду по трубам «типичного» сечения, на «стандартные » для данных комнат радиаторы, которые расположены «как положено» и подсоединены по «типовой» параллельной двухтрубке.

И ничего особенного в этом нет – в итоге отличная система и работает как положено. А то что, к примеру были излишние затраты на мощность радиаторов, которая на 30% больше чем нужно, то это уже мало кого интересует вообще…

В прикидках «на глазок» упущением будет недобрать мощности. Вот тогда будут проблемы — котел работает на пределе, в помещении холодно, придется все переделывать. Но проблема недобора мощности, возможно, решается утепление здания.

Утеплить здание заранее

Прежде чем пытаться заниматься отоплением, нужно хотя бы в общих чертах определить как здание утеплено и сколько оно теряет энергии. Например, по самой грубой шкале:

• утеплено в соответствии с нормативом, теплопотери минимальны;
• утеплено почти нормально;
• слегка утеплено, например, имеются стены из пенобетона и пластиковые окна, а остальное не утеплено;
• совсем не утепленное.

Определиться с утепленностью здания не сложно, определяя приблизительно сопротивление теплопередаче каждой ограждающей конструкции и сравнивая их значение с нормативным требованием СНиП 23-02-2003 «ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ». Это заменит собой основу теплового расчета. Примерное сопротивление теплопередачи очень просто рассчитать по виду материала и его толщине.

После вывода о степени утеплении здания можно принимать решение о том, каким же способом сделать температуру в комнатах приемлемой – утеплять дальше или монтировать мощнее отопление.

Какие параметры выбрать

Для примера, речь идет о здании, которое утеплено «хорошо» .

Тогда необходимый расход энергии — 1 кВт на 10 м кв, следовательно, для дома площадью 150 м кв — мощность котла 15 кВт. Далее, берется 20% запаса, принимается котел мощностью 18 кВт.

Но такие дома до сих пор встречаются не часто. Обычно дом «недоутепленный», ведь срывать полы и утеплять фундамент, к примеру, «никто не собирается». Тогда прибавляем уже «на глазок» 15% мощности и считаем, что 22 кВт котел подойдет.

Суммарная мощность радиаторов выбирается большей мощности котла процентов на 20. Далее эта мощность распределяется по комнатам.

Как воплотить в жизнь принятые решения по мощности, какие выбрать трубы, радиаторы, как их распределить и как решить множество других технических вопросов, можно узнать и на данном ресурсе.

Далее вкратце рассмотрим выбор основных параметров системы отопления – способ движения теплоносителя и схему разводки трубопроводов.

Самотечное отопление или с принудительной циркуляцией — что выбрать

• Самотечная – не требует электроэнергии. Но ее мощности не хватает для больших площадей, она гораздо дороже в создании из-за низкого размещения котла (ниже радиаторов) и большого диаметра труб, для обеспечения наименьшего гидравлического сопротивления.
• Принудительная – рекомендуется специалистами, как наиболее простая, дешевая. Но требует установку электрогенератора, на случай прекращение электроснабжения.

До сих пор не редко для небольших домов делают самотек, отчасти и «по привычке», ведь раньше эта система была основной, и работала всегда отлично.
Что именно выбрать зависит от площади (самотек плохо работает если на этаж более чем 150 м кв.), и стабильности электроэнергии.

Схема отопления

Существуют два основных типа системы отопления — однотрубная и двухтрубная.

• В однотрубной теплоноситель движется по кольцу, состоящему из одной трубы, к которой последовательно подключены радиаторы.
• В двухтрубной системе горячий теплоноситель подается к радиаторам по одной трубе, а охлажденный отводится к котлу по другой.

Однотрубной системе присущи два больших недостатка, поэтому в частном строительстве она применяется редко, несмотря на незначительную экономию труб.

Недостатки следующие. Теплоноситель остывает, поэтому последний радиатор значительно холоднее первого. Поэтому система не может быть протяженной, применима в небольших домах, а последние радиаторы должны быть большей мощности для выравнивания тепловой отдачи.

Изменение параметров работы одного радиатора влияет на другие. Сложно настроить отбор необходимой тепловой мощности для каждого радиатора.

Двухтрубные системы

Различают несколько видов двухтрубных схем включения радиаторов.

• Последовательная (попутная схема) – все радиаторы одного этажа подключаются к одному подающему трубопроводу и к одной обратке. Схема наиболее стабильная, не требует регулировок, применима в самых больших домах.
• Тупиковая (крыльевая схема) – все отопление разбивается на несколько плечей состоящих из двух трубопроводов — подачи и обратки, между которыми подключены параллельно радиаторы. Схема отлично работает в небольших домах, при условии равенства плечей.
• Лучевая (коллекторная схема) — от коллектора отходят пары трубопроводов на каждый радиатор. Имеется недостаток в сложности прокладке труб, и сложности настройки распределения в коллекторе. Но системой можно оперативно управлять из одного места, а все трубы небольшого диаметра. Применяется при условии установки коллектора в центре и равенства всех подключений.

Обычно для частного дома выбирают попутку, если дом большой. Или тупиковую с разбивкой отопления на 2 или несколько одинаковых плечей для небольшого дома, что позволяет снизить диаметры основных трубопроводов.

Как видим, разобраться в выборе основных параметров системы отопления не так уж и сложно. Сделанные решения определяют и выбор всех технических средств системы отопления.

Отопление — одна из самых сложных инженерных систем частного дома. Однако, обладая некоторой сноровкой и опытом, смонтировать ее можно и самостоятельно. Главное — не торопиться и тщательно вникнуть в тонкости каждого этапа. Разберемся в деталях подбора и монтажа оборудования.

Выбор схемы отопления

С принудительной или естественной циркуляцией

В схеме с естественной циркуляцией вода движется по системе под действием конвекции, самотеком. Котел в такой системе находится в нижней точке дома. Нагретая вода, будучи легче холодной, поднимается вверх. Она проходит через радиаторы и, остывая, опускается вниз, в котел. При использовании энергонезависимого котла такая схема будет работать даже без электричества. 

Однако у такой системы есть целый ряд недостатков.

• Чем тоньше труба, тем сильнее ее сопротивление потоку воды. Через тонкие трубы естественная циркуляция не пойдет. Рассчитать оптимальный диаметр каждой секции отопления — задача непростая.
• Диаметр труб будет намного больше, чем для системы с искусственной циркуляцией. Следовательно, затраты на материал вырастут в несколько раз. 
• При монтаже системы с естественной циркуляцией следует точно выдержать наклон труб. 
• Дом будет прогреваться медленно. Причина — большой объем теплоносителя и невысокая скорость его движения.
• Незамерзающие теплоносители имеют большую вязкость. Их нельзя использовать в системах с естественной циркуляцией.
• В домах с теплыми полами систему использовать невозможно. 

Намного проще и дешевле обеспечить энергонезависимость с помощью ИБП или генератора. Поэтому системы с естественной циркуляцией сегодня применяются редко. 

В системе с принудительной циркуляцией вода движется с помощью циркуляционного насоса. 

Однотрубная или двухтрубная

В однотрубной системе все радиаторы стоят на одной трубе. Теплоноситель проходит через них последовательно. Очевидный недостаток системы: последний радиатор в цепочке всегда будет холоднее первого. Это можно исправить установкой более мощного циркуляционного насоса. Но это ведет к повышенным энергозатратам и все равно не позволит полностью выровнять температуру в системе.

В двухтрубной системе каждый радиатор подсоединяется к двум трубам — подающей и отводящей. Теплопотери в трубах минимальны, поэтому температура в радиаторах примерно одинакова. Однако такая схема вдвое увеличивает затраты на сами трубы.

Лучевая схема

И однотрубная, и двухтрубная системы могут иметь несколько контуров. Это снижает инерционность системы и выравнивает температуру на радиаторах. 

В больших системах удаленные от котла радиаторы будут холоднее (даже при использовании двухтрубной схемы). Лучевая схема позволяет устранить эту проблему. 

У лучевой схемы есть еще одно преимущество. Она позволяет настраивать поток каждого контура: можно поддерживать разную температуру в разных помещениях. Например, пониженную в подвале и прихожей, повышенную в детской и нормальную — в остальном доме.

Для устройства лучевой схемы потребует дополнительный элемент — коллектор. Можно приобрести готовый, можно собрать на кранах.

Выбор и монтаж котла

Котел — сердце отопительной системы. Его выбору следует уделить особое внимание. Чтобы выбрать подходящую модель, нужно точно рассчитать мощность котла (как это сделать, написано здесь).

Газовый котел

Перед установкой котла убедитесь, что выдержаны все расстояния до строительных конструкций.

• Для настенного: минимум 0,5 м от потолка, 0,3 м от пола, 0,2 м от боковых стен и 1 м перед лицевой панелью. 
• Для напольного: не менее 70 см до стен от боковых и задней стенок котла и не менее 1 м от лицевой.

Любой газовый котел следует устанавливать только в полном соответствии с проектом лицензированной организации, который утвердила газовая служба. Подключение котла к газопроводу и его запуск могут делать только специализированные организации. Нарушение этих требований приведет к штрафам и отключению жилища от газа.

Установите котел в соответствии с инструкцией и с газовым проектом. В комплекте с настенным котлом часто идет монтажный шаблон. Для удобства его можно закрепить на стене скотчем. 

Для котла с коаксиальным дымоходом нужно подготовить отверстие под дымоход. Разметьте его в соответствии с документацией на котел. При проделывании отверстия предусмотрите наклон 2-3º наружу здания — для оттока конденсата из трубы.

Котел с открытой камерой сгорания подключается к домовому дымоходу, труба выводится над коньком здания. Прочистное отверстие не должно оказаться над котлом или другими элементами, которые затруднят прочистку дымохода.

Нельзя устанавливать котел на стену или пол из горючих материалов.

При установке напольного котла на деревянный пол нужно предусмотреть огнеупорное основание под него. Оно делается из бетона или из специальных плит толщиной не менее 100 мм. При креплении настенного котла на деревянную стену необходимо защитить ее листом стали. Лист должен выступать минимум на 100 мм с каждой стороны котла.

Электрический котел

Требования к установке электрических котлов менее строгие. Проект для установки электрического котла необязателен. Получать согласования от государственных органов, как правило, не требуется. Тем не менее, некоторые рекомендации желательно соблюдать.

• Лучше не ставить электрокотел в ванной, санузле или другой комнате с повышенной влажностью.
• Подключайте электропитание котла через УЗО (устройство защитного отключения). Без него при прогаре ТЭНа все батареи в доме окажутся под напряжением.
• При креплении котла на деревянную стену установите под ним подложку из негорючего материала.
• Соблюдайте требования к установке котла, указанные в руководстве по эксплуатации.

Убедитесь, что проводка рассчитана на токи, потребляемые котлом. Максимальная мощность для каждого сечения жил приведена в таблице. 

Так, для котла мощностью 10 кВт сечение жил при однофазном подключении должно быть не меньше 6 мм², при трехфазном — не менее 1,5 мм².

Проверьте также, что сечение сохраняется по всей длине проводки до самого вводного автомата. Само собой, все промежуточные устройства (автоматы, УЗО, размыкатели и т.д.) должны быть рассчитаны на ток котла.

Если вы можете подключиться как к однофазной сети, так и к трехфазной, выбирать следует последнюю. Это уменьшит нагрузку на однофазную бытовую сеть и снизит риск появления в ней помех и просадок.

Обвязка котла

Некоторые элементы системы являются обязательными для установки. Это группа безопасности и фильтр.

Группа безопасности включает в себя три элемента: манометр, воздухоотоводчик (вантуз) и сбросной клапан. Ставится она сразу на выходе котла. Манометр показывает давление теплоносителя — обычно оно устанавливается на уровне 1,5-2 бара. Воздухоотводчик удаляет газы, попавшие в теплоноситель. Сбросной клапан (обычно настроенный на 3 бара) защищает котел от разрыва при закипании. 

Встречается мнение, что для современных котлов с термодатчиками группа безопасности не нужна. Это не так. Термодатчик в котле может стоять не в зоне максимального прогрева. В тонких теплообменниках настенных котлов температура возрастает очень быстро. Если по какой-то причине циркуляция теплоносителя остановится, термодатчик может не успеть отключить котел. Отсутствие группы безопасности в такой ситуации приведет к взрыву.

Фильтр-грязевик ставят на входе котла. Он защищает теплообменник от попадания мусора, накипи и ржавчины из системы отопления. Во время монтажа в трубах может остаться пыль и стружка. Грязь часто встречается внутри новых батарей. При отсутствии фильтра все это может забить теплообменник котла.

Имейте в виду, что фильтр-грязевик нужно регулярно промывать. На самопромывных фильтрах это делать удобнее — всего лишь нужно открыть кран под фильтром. 

Вода под давлением вымоет скопившуюся грязь наружу.

Обычный «косой» фильтр намного дешевле самопромывного, но менее удобен. Для его промывки надо отвинтить заглушку, достать сетку, вычистить ее, вставить обратно и завинтить заглушку обратно.

Настоятельно рекомендуется поставить на вход и выход котла шаровые краны. Они позволят выполнять ремонт или замену котла без слива всего теплоносителя. А заодно облегчат промывку обычного грязевика.

Элементы отопительной системы и особенности их монтажа

Трубы

В домашних системах отопления применяются трубы из разных материалов: сталь, медь, полипропилен и т.д. Но для самостоятельного монтажа подходят далеко не все. Трубы из стали и нержавейки сложно монтировать (сварка, повороты трубогибом, нарезка резьбы). Медные трубы чуть проще в монтаже, но это дорогое «элитное» решение. Вряд ли кто станет монтировать их самостоятельно. Металлопластик, который раньше часто использовали для отопления, является не лучшим вариантов. Так что остается три вида.

Гофрированная нержавеющая сталь. Она устойчива к ржавчине, выдерживает высокие температуры и давление. Монтаж прост, цена труб невысока, но вот фитинги дорогие. Кроме того, неровная внутренняя поверхность создает дополнительное сопротивление потоку. Это надо учитывать: либо повышать диаметр, либо увеличивать мощность насоса. При открытой прокладке выглядят неэстетично.

Монтаж таких труб — самый простой среди всех «домашних» видов. Он не требует никаких специальных инструментов. Фитинг просто навинчивается на конец трубы и зажимается двумя ключами.

Армированный полипропилен. Самый распространенный вариант для отопления загородного дома — благодаря низкой цене и легкости монтажа. Трубы прямые, их аккуратный монтаж смотрится эстетично. Но в системах с высоким давлением и температурой полипропилен использовать нельзя (95º С и 3 бар максимум). Кроме того, надежность соединений у РР-труб ниже из-за риска появления скрытых дефектов при монтаже. Не рекомендуется заделывать в неразборные строительные конструкции.

Для монтажа потребуются специальные ножницы-труборезы и утюг для сварки РР-труб с насадками разных диаметров. Установить фитинг на трубу довольно просто. Нужно нагреть обе детали в утюге, затем быстро соединить их.

Время нагрева и выдерживания сваренных деталей в неподвижном состоянии должно четко соблюдаться для разных диаметров труб.

Перегрев приведет к заваливанию пластика внутрь трубы, при этом сужается диаметр соединения. Возрастает сопротивление потоку, появляется шум.
При недогреве соединения появляется риск протечки — может сразу, а может, через пару лет.

Сшитый полиэтилен. Сама труба дешева, но фитинги дороже, чем у полипропиленовой. Проста в монтаже, но трубы изогнутые, полностью выпрямить их сложно, так что открытый монтаж будет выглядеть неряшливо.

Для монтажа потребуются специальные инструменты — расширитель и запрессовочные клещи с насадками для разных диаметров труб. Для установки фитинга следует надеть на трубу гильзу, расширить конец трубы, вставить в трубу фитинг и надвинуть на него гильзу клещами.

Соединение получается более надежным, чем в случае с полипропиленовыми трубами.

Радиаторы

Радиаторы отопления мало правильно выбрать, их еще нужно правильно установить. Иначе эффективность их будет невысока. 

К каждому радиатору потребуется комплект для установки — кран Маевского, заглушка и набор муфт. Муфты нужны, потому что резьба на секциях радиатора обычно 1″ или более, а теплоноситель подводится по трубам Ду 20-25 мм, для которых уместнее использовать фитинги с резьбой ½” или ¾”. 

Существует несколько способов подключения радиаторов, основанных на использовании конвекции и совмещения конвективных течений с направлением циркуляции.

Наиболее эффективный способ подключения — первый. Второй и третий менее эффективны. Третий способ не рекомендуется использовать на длинных радиаторах (длина которых превышает высоту в полтора и более раза). 

Остальные варианты подключения будут создавать высокое сопротивление потоку.

Радиаторы крепятся к стене или полу традиционно под окнами. Это делают, чтобы поток теплого воздуха от батарей отсекал холодную зону у окна от остальной комнаты. Для свободного протекания воздуха вдоль радиатора следует установить его на некотором расстоянии от стен и пола.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя. Его производительность надо правильно подбирать в соответствии с параметрами системы. 

Циркуляционный насос ставят на вход или выход котла сразу после отсечных кранов. Можно выбрать любой вариант: разница в температуре подачи и обратки для «горячих» циркуляционных насосов неважна. Но при установке на обратку (вход) фильтр-грязевик следует установить перед насосом — иначе вся грязь будет идти через циркуляционный насос.

Расширительный бак

Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя в закрытой системе отопления и поддерживает в ней стабильное повышенное давление. Повышенное давление в системе нужно для эффективной работы воздухоотовдчиков и удаления пузырьков газа из теплоносителя. 

Как правильно расположить расширительный бак в отопительной системе? Главное правило: участок разряжения между баком и циркуляционным насосом необходимо сократить до минимума. Это уменьшит вероятность подсоса воздуха в систему, если давление вдруг упадет. 

Другие элементы

Это, конечно, лишь основные моменты. В сложных системах используются дополнительные элементы — их установка требует отдельного описания.

• редуктор для автоматической подпитки системы отопления водой;
• коллекторы для организации лучевой схемы отопления;
• гидрострелка для распределения теплоносителя между несколькими контурами с отдельными циркуляционными насосами;
• коллекторы и трехходовые клапаны теплого пола;
• трубы теплого пола;
• бойлер косвенного нагрева.

Введение

Для здания, в котором требуется в холодный период поддерживать положительную температуру, отопление является неотъемлемой инженерной системой. Система отопления должна обеспечивать нормируемые температуры в помещениях, которые регламентируются, как нормативными документами, так и технологическими требованиями.

В статье описаны основные этапы проектирования систем отопления. 

Состав проекта по системам отопления

Состав документации по системам отопления может несколько видоизменяться в зависимости от технического задания Заказчика, типа здания, предпочтений проектировщика, но основная структура проекта всегда имеет общепринятый вид. 

В больше степени это касается проектной документации (стадия П), состав которой регламентируются Постановлением №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию». 

Рассмотрим из каких основных разделов состоит документация по системам отопления по двум стадиям проектирования П и Р.

Стадия П:

1. Титульный лист;
2. Общий состав проекта (обычно его выдаёт главный инженер проекта);
3. Содержание тома проекта по отоплению;
4. Пояснительная записка;
5. Планы и/или принципиальные схемы систем отопления;
6. Теплотехнический расчёт;
7. Расчёт теплопотерь;
8. 8. Характеристика отопительно-вентиляционных систем (часто в зданиях из отопительного оборудования, включённого в проект отопления, присутствуют только водяные отопительные приборы, в таком случае характеристику отопительно-вентиляционных систем не прикладывают);
9. Прочие приложения (сюда могут входить технические подборки оборудования и прочие документы, которые по каким-либо причинам требуется предоставить вместе с проектом).
   

   Стадия Р:

1. Титульный лист;
2. Общий состав рабочей документации (не всегда прикладывается к документации. Если он требуется – его опять же выдаёт главный инженер проекта);
3. Содержание тома проекта по отоплению;
4. Общие данные (основные отличия от пояснительной записки, выполняемой на стадии П – наличие план-схемы здания с указанием положения систем и большего количества монтажных указаний);
5. Планы систем отопления;
6. Аксонометрические схемы систем отопления;
7. Различные узлы (узлы обвязки воздухонагревателя приточных вентиляционных систем, узлы проходов трубопроводов через ограждающие конструкции, узлы крепления трубопроводов и тд);
8. Спецификация изделий, оборудования и материалов;
9. Теплотехнический расчёт;
10. Расчёт теплопотерь;
11. Характеристика отопительно-вентиляционных систем (часто в зданиях из отопительного оборудования, включённого в проект отопления, присутствуют только водяные отопительные приборы, в таком случае характеристику отопительно-вентиляционных систем не прикладывают. Иногда данную характеристику требуют внести в раздел «Общие данные»);
12. Паспорта систем отопления;
13. Прочие приложения (сюда могут входить технические подборки оборудования и прочие документы, которые по каким-либо причинам требуется предоставить вместе с проектом).

Нормативные документы

При проектировании любых разделов проекта (как стадии П, так и стадии Р) всегда нужно обращаться к нормативной документации. При проектировании систем отопления в первую очередь нужно ориентироваться на основные нормативные документы общего характера это:

1. Постановление №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию (с изменениями на 6 июля 2019 года)».  В данном постановлении устанавливаются требования к составу проектной документации по отоплению, вентиляции и кондиционированию. В процессе проектирования стадии П всегда нужно опираться на «87 постановление», в плоть до того, что в пояснительной записке к проекту необходимо приводить весь перечень пунктов текстовой части, соблюдая нумерацию. Несколько раз при прохождении государственной экспертизы, как Санкт-Петербургской, так и Московской, эксперты требовали у меня полное приведение списка данных пунктов.
2. СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. В этом своде правил приведены основные требования к проектированию систем отопления, вентиляции и кондиционирования, которые нужно соблюдать для всех типов зданий (кроме двух исключений, пункт 1.2 данного свода правил). 
3. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. СП131 представляет собой серию таблиц с климатическими параметрами для населённых пунктов и областей Российской Федерации. Данные из СП131 необходимы для выполнения теплотехнического расчёта и расчёта теплопотерь.
4. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. В этом нормативном документе регламентируются различные требования к ограждающим конструкциям, а так же приводятся различные методики сопутствующих расчётов (в том числе для выполнения теплотехнического расчёта и расчёта теплопотерь).
5. СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности». В данном нормативном документе приводятся основные указания и требования необходимые для соблюдения мер пожарной безопасности. К нему так же нужно обращаться при проектировании всех типов зданий (кроме указанных в пункте 1.2 данного свода правил). Этот нормативный документ в большей степени важен для проектирования систем вентиляции, но указания для проектирования систем отопления приведённые в СП7 так же необходимо соблюдать. 
6. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. ГОСТ 30494 регламентирует параметры микроклимата в жилых и общественных зданиях, это — температура, влажность и подвижность воздуха, которые необходимо поддерживать в тех или иных помещениях в теплый и холодный периоды года.
7. СП 73.13330.2016 «Внутренние санитарно-технические системы зданий». Актуализированная редакция СНиП 3.05.01-85. При проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования следует обращать внимание на данный свод правил, однако по большей части в СП73 даны указания скорее к монтажу систем, чем к правилам проектирования.
8. ГОСТ 21.602-2016 «Правила выполнения рабочей документации систем отопления, вентиляции и кондиционирования». Этот нормативный документ является профильным для выполнения рабочей документации по системам отопления, вентиляции и кондиционирования. 
9. ГОСТ Р 21.1101-2013 «Основные требования к проектной и рабочей документации». В данном нормативном документе приведены общие требования к оформлению документации в строительной отрасли.

Кроме основных нормативных документов, которые применяются для всех типов зданий, имеется масса нормативных и справочных документов для конкретных типов зданий и помещений.

В список, приведённый выше, не включены «Санитарные правила и нормы» (СанПиН), так как обращаться к ним требуется, в основном, при проектировании  производственных и медицинских зданий и помещений. Конечно, есть, например СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», но за исключением и так очевидных проектировщику пунктов, касательно отопления, вентиляции и кондиционирования, и таблицы параметров микроклимата в жилых помещениях, которая есть в ГОСТ 30494, ничего важного для проектирования вы не найдёте.

Проектирование – 1 этап. Сбор исходных данных для проектирования систем отопления

Первым этапом проектирования является сбор исходных данных. Обычно, в начале проектирования вы получаете от Заказчика раздел «Архитектурные решения» (архитектурные планы здания, разрезы), раздел «Технологические решения» (если он требуется в рамках данного здания) и Техническое задание. 

Специалисты ООО «Инком Проектирование» формулируют основные положения каждого технического задания на проектирование по каждому из разделов. Составленное техническое задание нашими специалистами в итоге является неотъемлемой частью договора на проектирование.

Рассмотрим основные необходимые исходные данные для проектирования систем отопления:

1. Раздел «Архитектурные решения». Для проектирования систем отопления необходимы: планы, разрезы, пироги наружных ограждающих конструкций, а так же ориентация здания по сторонам света (для учёта в расчёте теплопотерь дополнительных надбавок на «холодные стороны света», такие как север или восток);
   
2. Раздел «Технологические решения». Данный раздел в основном важен при проектировании систем вентиляции, однако для проектирования систем отопления он тоже требуется, по крайней мере, для понимания температур, которые нужно поддерживать в том или ином технологическом (производственном) помещении. При разработке документации по системам отопления в данном разделе необходимо найти информация о: а) требуемых параметрах микроклимата в помещениях;б) проходимости через двери/ворота (требуется для определения необходимости установки воздушных и воздушно-тепловых завес);в) режиме работы здания (в ряде случаев в нерабочее время в зданиях и помещениях допускается понижать температуру воздуха).
   
   
3. Принципиальные решения по системам отопления. После получения и изучения АР (Архитектура) и ТХ (Технология), мы предлагаем и далее обсуждаем с Заказчиком принципиальные решения по системам отопления, такие как: а) принципиальный тип системы отопления (радиаторное отопление, воздушное отопление, совмещённое и тд);б) тип и модель отопительных приборов;в) расположение отопительного оборудования (радиаторы и конвекторы устанавливаются под окнами или у наружных стен, тут вопросов особо вопросов быть не может. Однако, расположение воздушно-отопительных агрегатов, а так же воздушных и воздушно-тепловых завес имеет вариативный характер);г) разбивка на системы отопления;д) места прокладки основных магистралей трубопроводов и так далее.
4. Способ теплоснабжения вентиляции, воздушно-отопительных агрегатов и воздушно-тепловых завес. Если отопительно-вентиляционные системы имеют не электрические воздухонагревательные элементы, а требуют подвода теплоносителя, необходимо разработать систему теплоснабжения. Подраздел теплоснабжение может включаться как в проект вентиляции, так и в проект отопления, данный вопрос в начале проектирования согласовывается с Заказчиком. Для проектирования систем теплоснабжения необходимо знать параметры теплоснабжающей воды на подающем и обратном трубопроводе (в зависимости от проекта данные параметры могут быть заданы проектировщиком отопления и вентиляции, либо проектировщиком ИТП).
   
   
5. Дополнительные требования к проекту. В зависимости от типа зданий и помещений, к проекту могут применяться дополнительные требования. Это могут быть требования к трассировкам трубопроводов, расположению, типу и габаритам отопительных приборов, оформлению документации, составлению спецификации и так далее. О наличии специальных требований к проекту желательно уточнять у Заказчика, а так же в процессе проектирования согласовывать с Заказчиком определённые принципиальные решения.

После сбора всех необходимых исходных данных можно приступать к проектированию.

Проектирование – 2 этап. Теплотехнический расчёт и расчёт теплопотерь.

После сбора исходных данных, следующим этапом в проектировании систем отопления является выполнения теплотехнического расчёта и расчёта теплопотерь. 

Теплотехнический расчёт выполняются согласно нормативным документам СП131 и СП50, описанным ранее. 

В теплотехническом расчёте учитываются климатические параметры региона, в котором расположено здание, тип здания (части здания): жилое, общественное, лечебно-профилактическое, производственное и тд. По этим исходным данным выполняется расчёт необходимых минимальных значений сопротивления теплопередачи, которыми должны обладать наружные ограждающие конструкции (окна, двери, стены, перекрытия и тд). Далее выполняется теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций согласно пирогам кровли и стен в разделе АР, для определения фактических значений сопротивления теплопередачи наружных ограждающих конструкций.

Выполнив расчёты нормативного и фактического значения коэффициентов сопротивления теплопередачи наружных ограждающих конструкций, проектировщик должен удостовериться, что расчётные фактические значения не ниже требуемых нормативных. В случае, если расчётные значения получатся меньше необходимых нормативных значений выдаётся задание разделу АР на изменения пирога наружной ограждающей конструкции (обычно в такой ситуации увеличивают толщину эффективного утеплителя в составе наружной ограждающей конструкции). Вот один из примеров теплотехнического расчёта для жилого здания. [Ссылка на теплотехнический расчёт, часть А] [Ссылка на теплотехнический расчёт, часть Б]

Когда теплотехнический расчёт готов, можно приступать к расчёту теплопотерь. Для каждого помещения необходимо задать все наружные ограждающие конструкции (а при большом перепаде температур, иногда учитываются и внутренние ограждающие конструкции), а так же посчитать теплопотери на инфильтрацию (теплопотери на нагрев приточного воздуха поступающего с улицы). 

В расчёте теполопотерь учитываются геометрические размеры каждой наружной ограждающей конструкции, расположение относительно сторон света, коэффициент теплопередачи (рассчитывается из сопротивления теплопередачи), внутренняя и наружная температура воздуха, а так же различные дополнительные теплопотери и теплопоступления. 

Итогом расчёта теплопотерь становится сводная таблица суммарных теплопотерь по всем помещениям, по этим данным согласно каталогам производителей отопительного оборудования (или специализированным программа расчёта) в каждое помещение подбираются отопительные приборы.

Проектирование – 3 этап. Выполнение планов и схем систем отопления.

Для выполнения любых чертежей в строительной сфере основной платформой является САПР AutoCAD, если мы говорим о проектировании инженерных сетей (в частности систем отопления), то для выполнения более проработанных и качественных проектов необходимо использовать дополнительное программное обеспечение, обычно это Audytor C.O в дополнении с программой MagiCAD. В последние пару лет в России начала набирать популярность программа BIM-проектирования Revit, позволяющая создать полную информационную модель здания, включающую в себя архитектурные, конструкторские и инженерные решения. Все описанные программы для проектирования имеют свои плюсы и минусы, поэтому формат выдачи документации Заказчику определяется на моменте составления задания на проектирование. 

Планы и схемы систем отопления необходимо выполнять в соответствии с ГОСТ 21.602-2016 и ГОСТ Р 21.1101-2013, которые уже упоминались в разделе III «Нормативные документы»

У всех проектировщиков имеется своя, несколько индивидуальная культура оформления документации (стили текста выносок, толщины линий, условные обозначения элементов сети и оборудования и так далее), но главным требованиям у любого Заказчика является читаемость чертежей (правильно подобранные масштабы чертежа и текста выносок) и информативность чертежей (грамотно расставлены все выноски, необходимые для монтажа и наладки систем).

Проектирование – 4 этап. Составление пояснительной записки/Общих данные.

Данный раздел проекта является текстовой описательной частью применённых проектных решений. Как было описано выше, в разделе II «Состав проекта по системам отопления», на стадии П выполняется пояснительная записка по Постановлению №87, а в рабочей документации общие данные по ГОСТ 21.602-2016. 

Пояснительная записка и общие данные могут выполняться как после готовности планов систем отопления (чтобы можно было описать трассировку систем, дать дополнительные указания по тонкостям сконструированной системы), так и параллельно с планами (в последствии, перед выпуском проекта текстовая часть ещё раз просматривает и редактируется при необходимости).

Проектирование – 5 этап. Составление спецификации изделий, оборудования и материалов.

Спецификация является одним из важнейших частей рабочей документации, так как именно по спецификации будут составляться сметы и закупаться оборудование и материалы, необходимые для выполнения монтажа систем отопления. Вот пример выполненной спецификации [Ссылка на скачивание шаблона спецификации в программе Excel]. Требования к выполнению спецификации регламентируются в ГОСТ 21.602-2016.

Интересно заменить, что для систем отопления по ГОСТ 21.602-2016 не требуется учитывать в спецификации фасонные элементы систем отопления (отводы, переходы, тройники, врезки). Иногда для удобства закупки фасонных элементов сети Заказчики требуют выполнить подробную спецификацию, этот обычно оговаривается при составлении технического задания. С учётом использования специализированных САПР для проектирования инженерных сетей – спецификация фасонных элементов считается автоматически. 

Стоимость выполнения проектов по системам отопления.

При оценке стоимости проекта по системам отопления стоит учесть множество факторов, таких как: тип здания, тип системы отопления, сложность конструкции здания и так далее. 

Тем не менее, предлагаем Вашему вниманию таблицу для приблизительной оценки стоимости проектирования систем отопления для стадий П и Р. Более точную информацию по стоимости проектирования Вы можете получить по запросу, обратившись к нам в компанию.

Проектируемый объект	Стоимость проектирования систем отопления
Стадия П руб/м2	Стадия Р руб/м2
Жилые одноквартирные дома (коттедж, частный дом, квартира)	—	90
Жилые многоквартирные дома	3	4
Подземные или закрытые автостоянки	20	25
Административные здания (офисные здания, магазины, торговые центры и т.д.)	50	60
Предприятия общественного питания (рестораны, бары, кафе, столовые)	80	100
Плавательные бассейны	110	130
Медицинские учреждения	120	120
Медицинские учреждения с наличием чистых помещений	150	150
Производственные здания	80	100

Заключение. 

В данной статье мы рассмотрели структуру проектов по системам отопления и основные этапы проектирования. Конечно, нужно понимать, что для создания качественных проектов одной теории недостаточно, а требуется широкий опыт выполнения проектов, опыт прохождения проектами экспертиз и снятия замечаний, опыт сопровождения проекта при строительстве и опыт авторского надзора. 

Специалисты ООО «Инком Проектирование» всегда готовы предложить свои услуги по проектированию любых инженерных сетей и выполнить качественный проект в соответствии с действующими нормативными документами и всеми требования Заказчика.