Проектирование отопления. Обзор систем отопления жилых и административных зданий: примеры расчета, нормативные документы

ООО «ЭНЕРГОТЕСТ» специализируется на работах в области энергоэффективного теплоснабжения зданий и помещений, занимается разработкой систем отопления комплексно: начиная с наружных тепловых сетей, тепловых пунктов (ИТП, ЦТП), заканчивая внутренней системой отопления и вентиляции.

Большой опыт разработки проектной документации в данной сфере позволяет нам качественно и быстро проводить:

1. Разработку систем отопления и ГВС для новых помещений, зданий.
2. Разработку проектов систем отопления для реконструируемых объектов.
3. Восстановление проектов по фактически смонтированной системе отопления.
4. Разработку проекта системы отопления для устранения предписаний и замечаний после проверок теплоснабжающими организациями (например, ПАО «МОЭК»)

ООО «ЭНЕРГОТЕСТ» работает с 2004 г. и имеет большой опыт выполнения работ по проектированию инженерных систем, энергетическому обследованию предприятий. Высококвалифицированные специалисты выполняют разработку проектов согласно требованиям нормативной документации, что гарантирует прохождение экспертизы и любых согласований в сжатые сроки.

При необходимости осуществления полного комплекса работ по подключению объекта к тепловой сети мы можем предложить разработку проектной документации на тепловой пункт, ввод теплотрассы в здание, тепловую сеть от точки разграничения балансовой принадлежности. Вы можете заказать полный комплект проектной документации всех инженерных систем здания, в этом случае сроки и стоимость работ будут сокращены, т.к. работы по обследованию объекта будут выполнены в комплексе и повысится контроль над качеством разработки проектов со стороны ответственного ГИП, который сможет увязать все инженерные системы здания воедино.

В случаях, где это необходимо, разработанные проекты инженерных систем проходят согласование в ОСП МОЭК, Ростехнадзор и других контролирующих органах.

Энергия – это основной продукт, который научился создавать человек. Он необходим как для бытовой жизнедеятельности, так и для промышленных предприятий. В этой статье мы расскажем о нормах и правилах проектирования и строительства наружных тепловых сетей.

Что такое теплосеть

Это совокупность трубопроводов и устройств, которые занимаются воспроизведением, транспортировкой, хранением, регулированием и обеспечением всех пунктов питания теплом посредством горячей воды или пара. От источника энергии она попадает в линии передачи, а затем распределяется по помещениям.

Что входит в конструкцию:

• трубы, которые проходят предварительную обработку от коррозии, а также подвергаются утеплению – обшивка может быть не на всем протяжении пути, а только на том участке, который располагается на улице;
• компенсаторы – устройства, которые отвечают за перемещение, температурные деформации, вибрации и смещения вещества внутри трубопровода;
• крепежная система – в зависимости от типа монтажа бывает разных вариантов, но в любом случае необходимы опорные механизмы;
• траншеи для укладки – обустраиваются бетонные желоба и тоннели, если прокладка происходит наземная;
• запорная или регулирующая арматура – временно прекращает напор или способствует его уменьшению, перекрытию потока.

Также проект теплоснабжения здания может содержать дополнительное оборудование внутри инженерной системы отопления и подачи горячей воды. Так проектирование делится на две части – наружная и внутренняя теплосеть. Первая может идти от центральных магистральных трубопроводов, а может – от теплового узла, котельной. Внутри помещения также есть системы, которые регулируют количества тепла в отдельных комнатах, цехах – если вопрос касается промышленных предприятий.

Классификация теплосетей по основным признакам и основные методы проектирования

Есть несколько критериев, по которым может различаться система. Это и способ их размещения, и назначение, и район теплоснабжения, их мощность, а также множество дополнительных функций. Проектировщик в момент проектирования системы теплоснабжения обязательно узнает у заказчика какой объем энергии ежесуточно должна транспортировать линия, сколько выходных отверстий иметь, какие условия эксплуатации будут – климатические, метеорологические, а также как не испортить городскую застройку.

Согласно этим данным можно выбрать один из типов прокладки. Рассмотрим классификации.

По типу укладки

Различают:

• Воздушные, они же надземные.

Применяется такое решение не слишком часто из-за трудностей монтажа, сервисного обслуживания, ремонта, а также из-за неприглядного вида таких мостов. К сожалению, проект обычно не включает декоративные элементы. Это обусловлено тем, что коробы и другие конструкции для маскировки часто препятствуют доступу к трубам, а также мешают своевременно увидеть проблему, например, протеку или трещину.

Решение проектирования воздушных теплосетей принимают после инженерных изысканий на предмет обследования районов с сейсмической активностью, а также высоким уровнем залегания грунтовых вод. В таких случаях нет возможности копать траншеи и проводить наземную укладку, так как это может быть непродуктивно – природные условия могут повредить обшивку, влажность повлияет на ускоренную коррозию, а подвижность грунтов приведет к изломам трубы.

Еще одна рекомендация для проведения надземных конструкций – это плотная жилая застройка, когда просто нет возможности копать ямы, или в случае, когда на этом месте уже существует одна или несколько линий действующих коммуникаций. При проведении земельных работ в этом случае велик риск повредить инженерные системы города.

Монтируются воздушные теплосети на металлические опоры и столбы, где крепятся на обручи.

• Подземные.

Они, соответственно, прокладываются под землей или на ней. Существует два варианта проекта системы теплоснабжения – когда укладка осуществляется канальным способом и бесканальным.

В первом случае прокладывается бетонный канал или тоннель. Бетон армируется, могут использоваться заранее заготовленные кольца. Это защищает трубы, обмотку, а также облегчает процесс проверки и обслуживания, так как вся система находится в чистоте и сухости. Защита происходит одновременно от влаги, грунтовых вод и подтоплений, а также от коррозии. В том числе такие меры предосторожности помогают предотвратить механическое влияние на линию. Каналы могут быть монолитной заливки бетоном или сборные, их второе название – лотковые.

Бесканальный способ менее предпочтителен, но он занимает гораздо меньше времени, трудозатрат и материальных средств. Это экономически эффективный способ, но сами трубы используются не обычные, а специальные – в защитной оболочке или без нее, но тогда материал должен быть из поливинилхлорида или с его добавлением. Затрудняется процесс ремонта и монтажа, если предполагается реконструкция сети, расширение теплосети, так как нужно будет вновь совершать земельные работы.

По типу теплоносителя

Транспортироваться могут два элемента:

• Горячая вода.

Она передает тепловую энергию и может попутно служить в целях водоснабжения. Особенность в том, что такие трубопроводы не укладываются в одиночку, даже магистральные. Их необходимо проводить в количестве, кратном двум. Обычно это двухтрубные и четырехтрубные системы. Это требование обусловлено тем, что нужна не только подача жидкости, но и ее отвод. Обычно холодный поток (обратка) возвращается на тепловой пункт. В котельной происходит вторичная обработка – фильтрация, а затем нагрев воды.

Это более трудные в проектировании теплосети – пример их типового проекта содержит условия защиты труб от сверхгорячих температур. Дело в том, что паровой носитель гораздо горячее, чем жидкость. Это дает увеличенный КПД, но способствует деформации трубопровода, его стенок. Это можно предотвратить, если использовать качественные стройматериалы, а также регулярно следить за возможными изменениями в давлении напора.

Также опасно еще одно явление – образование конденсата на стенках. Необходимо сделать обмотку, которая будет отводить влагу.

Опасность также подстерегает в связи с возможными травмами при обслуживании и прорыве. Ожог паром очень сильный, а так как вещество передается под давлением, то может привести к значительным повреждениям кожных покровов.

По схемам проектирования

Также эту классификацию можно назвать – по значению. Различают следующие объекты:

• Магистральные.

Они имеют одну только функцию – транспортировка на длительные расстояния. Обычно это передача энергии от источника, котельной, до распределительных узлов. Здесь могут находиться теплопункты, которые занимаются разветвлением трасс. Магистрали имеют мощные показатели – температура содержимого до 150 градусов, диаметр труб – до 102 см.

• Распределительные.

Это менее значительные линии, цель которых – доставить горячую воду или пар к жилым зданиям и промышленным предприятиям. По сечению они могут быть различные, его выбирают в зависимости от проходимости энергии в сутки. Для многоквартирных домов и заводов используют обычно максимальные значения – они не превышают 52,5 см в диаметре. В то время как для частных владений жители обычно подводят небольшой трубопровод, который может утолить их нужды в тепле. Температурный режим обычно не превышает 110 градусов.

• Квартальные.

Это подтип распределительных. Они обладают теми же техническими характеристиками, но служат цели распределения вещества по зданиям одной жилой застройки, квартала.

• Ответвления.

Они предназначены для соединения магистрали и теплопункта.

По источнику тепла

Различают:

• Централизованные.

Исходная точка теплоотдачи – это крупная станция обогрева, которая питает весь город или большую его часть. Это могут быть ТЭЦ, большие котельные, атомные станции.

• Децентрализованные.

Они занимаются транспортированием от небольших источников – автономных теплопунктов, которые могут снабжать только маленькую жилую застройку, один многоквартирный дом, конкретное промышленное производство. Автономные источники питания, как правило, не нуждаются в участках магистралей, так как они находятся рядом с объектом, сооружением.

Этапы составления проекта теплосети

• Сбор исходных данных.

Заказчик предоставляет техническое задание проектировщику и самостоятельно или посредством сторонних организаций составляет список сведений, которые понадобятся в работе. Это количество теплоэнергии, которая требуется в год и ежесуточно, обозначение точек питания, а также условия эксплуатации. Здесь же могут находиться предпочтения по максимальной стоимости всех работ и используемые материалы. Первым делом в заказе должно быть указано, для чего необходима теплосеть – жилые помещения, производство.

• Инженерные изыскания.

Работы проводятся как на местности, так и в лабораториях. Затем инженер заполняет отчеты. В систему проверок включена почва, свойства грунта, уровень грунтовых вод, а также климатические и метеорологические условия, сейсмическая характеристика района. Для работы и оформления отчетности понадобится связка + + . Эти программы обеспечат автоматизацию всего процесса, а также соблюдение всех норм и стандартов.

• Проектирование инженерной системы.

На этой стадии составляются чертежи, схемы отдельных узлов, выполняются расчеты. Настоящий проектировщик всегда использует качественный софт, например, . Программное обеспечение предназначено для работы с инженерными сетями. С его помощью удобно проводить трассировку, создавать колодцы, указывать пересечения линий, а также отмечать сечение трубопровода и делать дополнительные отметки.

Нормативные документы, которыми руководствуется проектировщик – СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» и СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и приборов».

На этом же этапе оформляется строительная и проектная документация. Чтобы соблюсти все правила ГОСТ, СП и СНиП, необходимо пользоваться программой или . Они автоматизируют процесс заполнения бумаг по стандартам законодательства.

• Согласование проекта.

Сначала макет предлагают заказчику. В этот момент удобно использовать функцию 3D-визуализации. Объемная модель трубопровода нагляднее, в ней видны все узлы, которые не заметны на чертеже человеку, которые не знаком с правилами черчения. А для профессионалов трехмерный макет необходим, чтобы внести коррективы, предусмотреть нежелательные пересечения. Такой функцией обладает программа . В ней удобно составлять всю рабочую и проектную документацию, чертить и производить базовые расчеты, используя встроенный калькулятор.

Затем согласование должно пройти в ряде инстанций городской управы, а также пройти экспертную оценку независимым представителем. Удобно использовать функцию электронного документооборота. Особенно это актуально, когда заказчик и исполнитель находятся в разных городах. Вся продукция компании «ЗВСОФТ» взаимодействует с распространенными инженерными, текстовыми и графическими форматами, поэтому команда проектировщиков может использовать данное программное обеспечение для обработки данных, полученных из разных источников.

Состав типового проекта тепловой сети и пример теплотрасс

Основные элементы трубопровода в основном выпускаются изготовителями в готовом виде, поэтому остается только правильно расположить и смонтировать их.

Рассмотрим содержание деталей на примере классической системы:

• Трубы. Их диаметр мы рассмотрели выше в связи с типологией конструкций. А длина имеет стандартные параметры – 6 и 12 метров. Можно заказать индивидуальную нарезку на заводе, но стоить это будет значительно дороже.
  Важно использовать новые изделия. Лучше применять те, которые выпускаются сразу с изоляцией.
• Элементы соединения. Это колена под углом в 90, 75, 60, 45 градусов. В эту же группу входят: отводы, тройники, переходы и крышки на конец трубы.
• Запорная арматура. Ее предназначение – перекрытие воды. Замки могут находиться в специальных коробах.
• Компенсатор. Он требуется на всех участках поворота трассы. Они снимают связанные с давлением процессы расширения и деформации трубопровода.

Делайте проект теплосети качественно вместе с программными продуктами от «ЗВСОФТ».

! Заказчику на заметку
В данном случае под комбинированным отоплением понимается интеграция системы отопления с системой приточно-вытяжной вентиляции. Отопление дома в рассматриваемом ниже примере производится воздухом через внутрипольные отопительные конвекторы. Таким образом, данный проект содержит элементы системы воздушного отопления .

На иллюстрации показан «скелет» системы воздушного отопления

В этом разделе мы хотим показать основные документы, которые входят в разрабатываемый нашей компанией проект комбинированного отопления (далее проект отопления). В качестве примера был использован проект отопления частного двухэтажного жилого дома площадью 300 кв. метров .

В этот проект отопления входят общие данные, а также комплект чертежей, включающий:

• тепловую схему котельной;
• поэтажные планы системы отопления;
• схему системы отопления;
• поэтажные планы системы теплых полов.

Отопление и теплоснабжение

В общих данных проекта отопления указываются расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха, а также параметры теплоносителя для систем радиаторного отопления и систем теплых полов.

В данном проекте отопления указаны следующие параметры температур:

• расчетная температура наружного воздуха для системы отопления t=−28 градусов;
• расчетные температуры внутреннего воздуха приняты:
  • для жилых помещений - + 22 градуса;
  • для санузлов и ванных комнат - + 24 градуса.

Система отопления имеет следующие параметры теплоносителя:

• для системы радиаторного отопления - +80/+60 градусов;
• для системы теплых полов - +35/+30 градусов.

Котельная и тепловой пункт

В проекте отопления раскрыты основные характеристики и особенности создания котельной и теплового пункта.

В этом проекте отопления частного жилого дома была спроектирована индивидуальная котельная со следующими характеристиками:

Проектом отопления предусмотрена котельная на базе чугунного котла Buderus Logano G334WS мощностью 73 кВт. Отвод продуктов сгорания производится по встроенному утепленному дымоходу фирмы RAAB (Германия).

Распределение теплоносителя осуществляется с помощью магистральной гребенки, изготовленной из трубы ВГП Ду 50 мм.

Насосное оборудование фирмы Grundfos, запорная и контрольно-измерительная аппаратура располагаются в помещениях котельной.

В качестве устройства управления котельной проектом отопления предусмотрено применение комплектной системы автоматики фирмы Buderus тип Logomatic 4211 для погодозависимого климат-контроля.

Регулирование и ограничение температуры подающей линии отопительного котла производится автоматикой Logomatic 4211.

Приготовление горячей воды предусмотрено при помощи бойлера объемом 300 литров производства фирмы Buderus . Регулирование и поддержание температуры горячей воды выполнено путем управления загрузочным насосом бойлера с помощью отдельного блока общей системы управления.

Тепловая схема котельной

В комплект проекта отопления входит тепловая схема котельной. Ниже мы приводим пример схемы котельной, выполненной по проекту отопления частного двухэтажного жилого дома.

Тепловая схема котельной (иллюстрацию можно увеличить)

Радиаторное отопление

В проекте отопления раскрыты основные характеристики и особенности создания радиаторной системы отопления. В частности в проекте указывается вид разводки системы отопления, тип отопительных приборов и способ их подсоединения к магистралям отопления, места установки внутрипольных отопительных каналов, устройств урегулирования температуры по помещениям и многое другое.

В этом типовом проекте отопления система радиаторного отопления имеет следующие характеристики и особенности:

В частном жилом доме предусмотрена двухтрубная коллекторно-лучевая система радиаторного отопления. В качестве отопительных приборов по проекту отопления в соответствии с техническим заданием приняты стальные панельные радиаторы Kermi FKV в вентильном исполнении. Присоединение к радиаторам принято скрытое сзади. В местах установки балконных дверей и витражных окон проектом отопления предусмотрена установка отопительных каналов, встраиваемых в пол.

Для индивидуального регулирования температуры по отдельным помещениям на каждом подающем отводе поэтажных коллекторов отопления установлены термовентили серии AZ фирмы Oventrop. Для возможного отключения и слива каждого отопительного прибора их подключение запроектировано через запорно-присоединительные узлы типа Multiflex фирмы Oventrop.

Для удаления воздуха с верхних точек системы отопления предусматриваются автоматические воздухоотводчики на коллекторах и воздушные краны Маевского на каждом радиаторе.

Все трубопроводы системы радиаторного отопления теплоизолируются утеплителем Termaflex ФР3 толщиной 9 мм.

Кроме приведенных выше общих данных, в проект отопления входят подробные чертежи системы радиаторного отопления на планах каждого этажа. В нашем случае мы приводим чертежи системы отопления на планах первого и второго этажей.

Проект системы отопления на плане первого этажа дома (иллюстрацию можно увеличить)

Проект системы отопления на плане второго этажа дома (иллюстрацию можно увеличить)

Кроме поэтажных планов, проект содержит схему системы отопления, которая наиболее наглядно представляет всю отопительную систему целиком.

Теплые полы

В соотвествии с техническим заданием проектом отопления предусмотрено устройство водяных теплых полов в отдельных помещениях жилого дома. Расчетная температура поверхности полов принята на уровне +27 градусов. Способ укладки и крепления греющих контуров принят для наливных бетонных полов.

В местах пересечения температурных швов предусмотрена укладка греющих труб в защитных пластиковых гофрированных гильзах.

Система отопления в одноэтажном доме может быть смонтирована по различным схемам. При выборе оптимального варианта учитывают бюджет проекта и доступность видов топлива.

А также особенности конструктивных элементов частного жилого здания: площадь объекта, использованные при строительстве материалы, наличие складского помещения для установки котельного оборудования.

Тепловой узел необходимо планировать так, чтобы он соответствовал архитектурному проекту здания. Расположение всех функциональных элементов должно быть максимально удобным для эксплуатации и проведения плановых ремонтных работ без нарушения конструктивной целостности дома.

Базовые требования, предъявляемые к современным отопительным системам:

• энергоэффективность;
• простой монтаж и техобслуживание;
• высокие показатели теплоотдачи;
• полная/частичная независимость от электроэнергии.

Перед тем как приступить к проектированию теплоснабжения, нужно подобрать наиболее подходящий источник тепловой энергии - печку или камин, водяное, паровое, воздушное или электрическое отопление.

А еще предстоит определиться с принципиальной схемой трубной разводки для отопления одноэтажного частного дома, безошибочно рассчитать мощность и объективно оценить нагрузку на систему, учитывая все особенности.

Индивидуальная система отопления должна создавать комфортный микроклимат внутри дома в зимнее время года, быть экономичной и надёжной в эксплуатации

Правильно установленная разводящая линия отопления даёт возможность организовать равномерный прогрев воздуха во всех комнатах частного дома за минимальное количество времени.

Классификация систем теплоснабжения

В одноэтажных зданиях, коттеджах, домах монтируют автономные системы обогрева или зависимые от внешних источников питания. Первые функционируют на сжиженном газе, дизельном, а также твёрдом топливе. Вторые – нуждаются в подключении к электросети или магистральному газопроводу.

Ещё одно различие между вариантами теплоснабжения заключается в необходимости участия человека в работе оборудования.

Системы с автоматизированным управлением не требуют круглосуточного мониторинга или ручной настройки. Поддержание комфортной температуры внутри здания обеспечивают термостаты и термодатчики.

Эти приборы регулярно контролируют изменение температурных показателей, что позволяет системе отопления учитывать все факторы, которые оказывают непосредственное влияние на температуру в помещении: солнечное тепло, излучение бытовых электроприборов, нагрев от ламп для освещения и т. д.

Систему теплоснабжения нередко монтируют вместе с котельной автоматикой. Её главная задача – достичь максимально возможной экономичности, но не выходить при этом за рамки допустимых параметров

Автоматика даёт возможность изменять температурный режим в доме в разное время суток.

При классификации отопительных систем принимают во внимание такие признаки, как:

• тип носителя тепла - воздушные, водяные или паровые, комбинированные;
• вид используемого топлива - газовые, электрические, торфяные, дровяные, пеллетные, угольные;
• способ транспортировки рабочей жидкости - с естественной и принудительной циркуляцией;
• ход передвижения теплоносителя - попутные и тупиковые;
• способ подсоединения котельного оборудования - однотрубная и двухтрубная компоновка;
• схема разводки - с вертикальным или горизонтальным расположением разводящей линии, верхним или нижним, комбинированным.

В многоквартирных зданиях доминирует вертикальная схема разводки, а в одноэтажных встречается горизонтальная. Комбинированные методы подачи тепла преобладают в высотных новостройках.

Особенности циркуляции теплоносителя

В частных малоэтажных домах эффективно устанавливать системы обогрева с жидким теплоносителем. Для этого трубы заполняют незамерзающим антифризом или водой.

Движение рабочей жидкости по контуру отопления может осуществляться в естественном или принудительном режиме. Нагретая теплогенератором вода поступает в разводящий трубопровод, а потом – к радиаторам. Эту часть контура называют прямым ходом.

После попадания в батареи жидкость-теплоноситель остывает и стремительно направляется в котёл для подогрева. Этот промежуток называют обратным ходом. Чтобы ускорить транспортировку теплоносителя внутри системы монтируют циркуляционную помпу.

Естественное движение жидкости

В контуре отопления делают уклон горизонтальных трубопроводов, создавая этим условия для передвижения рабочей жидкости под действием гравитации. А также устанавливают открытый расширительный резервуар - специальный бак для приёма избытка воды, чтобы обеспечить исправную и безопасную работу всех узлов инженерной сети.

Водяные системы полноценно работают с жидкотопливными, твёрдотопливными, газовыми и электрическими котлами

Функционируют отопительные системы с естественной циркуляцией благодаря разной плотности нагретого и холодного теплоносителя. По законам физики горячая вода устремляется вверх.

В замкнутом контуре холодные потоки неизбежно вытесняют нагретые, заставляя их перемещаться в противоположную сторону от источника тепла. Движущаяся жидкость с потенциалом кинетической энергии проходит через все батареи, отдавая тепло. После возвращения к котельному оборудованию цикл повторяется.

Сегодня однотрубная система отопления с водяными радиаторами пользуется огромной популярностью среди потребителей. Теплоносителем служит вода, но допускается и применение незамерзающей рабочей жидкости, которая предотвратит разрушение труб в зимнее время года

Чтобы самотёчная конструкция полноценно работала, котёл устанавливают ниже центральной оси основного контура. Обычно теплогенератор монтируют в углублении пола, но иногда в подвалах, за исключением газовых агрегатов.

Подающий трубопровод от котла поднимают в вертикальном направлении до максимально возможной верхней точки. Это создаёт дополнительное пространство в замкнутом контуре для разгона рабочей жидкости.

Количество необходимой запорной арматуры в самотёчных отопительных системах сводится к минимуму. Жесткие требования предъявляются к диаметру установленных труб - он должен быть не меньше 32 мм. Поскольку скорость передвижения воды в контуре незначительная, с целью увеличить эффективность обогрева монтируют только трубы большого диаметра.

В верхней точке открытых систем теплоснабжения устанавливают расширительный бачок для приёма избытка теплоносителя. В закрытых, как правило, монтируют автоматический воздухоотводчик

Автономная система отопления, принцип действия которой базируется на естественном способе циркуляции жидкости-теплоносителя, является самой простой. Такой проект обогрева дома легко реализовать на практике. Однако этот вариант подходит только для малогабаритных частных зданий, так как длина отопительного контура ограничена 30 метрами.

Главное преимущество самотёчных систем - полная независимость от электроэнергии.

Принудительная циркуляция в системе

Для частных построек общей площадью больше 60 кв. м. проектируют отопление с принудительной транспортировкой рабочей жидкости. В замкнутом контуре устанавливают циркуляционный насос, чтобы обеспечить ускоренное движение горячего теплоносителя к радиаторам, а охлаждённого - к теплогенератору.

Монтаж труб в системе можно выполнять без уклона в горизонтальной плоскости. Вода перемещается из-за разницы показателей давления, которое возникает на участке магистрали между прямым и обратным ходом жидкости.

Наличие насосного устройства значительно повышает КПД системы обогрева и минимизирует расход топлива, необходимого для поддержания комфортной комнатной температуры в частном доме

Существенный недостаток системы с принуждением - энергозависимость. Для постоянной циркуляции воды в контуре необходимо непрерывное функционирование насоса, а его работоспособность напрямую зависит от электроснабжения.

В случае внезапного отключения электричества оборудование просто не сможет перекачивать жидкость. Поэтому специалисты рекомендуют дополнительно устанавливать резервные генераторы, способные обеспечить стабильное, бесперебойное теплоснабжение даже в непредвиденных ситуациях.

Такие схемы можно задействовать при монтаже отопления в зданиях любой площади. Необходимо лишь выбрать циркуляционный насос с подходящими показателями мощности и обеспечить электропитание.

Однотрубная система обогрева

В доме устанавливается только одна линия магистрали под полом или над ним с последовательным подключением батарей. В таком отопительном контуре нет распределения на подающую трубу и обратную.

По периметру одноэтажного здания монтируется всего одна труба круглого сечения диаметром не меньше 32 мм, которую условно делят пополам. Отходящую от теплогенератора половину называют подачей, а вторую часть магистрали - обраткой. С помощью сварной или бесшовной трубы малого диаметра в закольцовку монтируют радиаторы/конвекторы.

Организация отопительной системы с гравитационной (естественной) циркуляцией подразумевает установку подающего трубопровода с уклоном 4-5 мм через каждые 2 м

Однотрубная схема включает следующие функциональные элементы:

• источник теплоснабжения (котёл);
• радиаторы отопления;
• расширительный резервуар;
• элементы разводки труб.

Нагретая жидкость поступает поочередно в радиаторы отопления, каждый раз отдавая часть своего тепла. После этого уже охлажденной возвращается в котел для следующего цикла подогрева. В каждой батареи теряется тепло и последний элемент в цепочке остается самым холодным в сравнении с другими.

Есть несколько способов, которые позволяют оптимизировать работу однотрубной системы. Можно дополнительно установить специальные термостатические клапаны для теплообменников, балансировочные вентили с регулируемым гидравлическим сопротивлением или компактные шаровые краны. Подобное оборудование помогает нормализовать подачу тепла к батареям.

Установленные вентили дают возможность регулировать количество поступающего тепла в каждый отдельный радиатор

Другой способ - увеличить количество секций каждого следующего радиатора в отопительном контуре. А также можно установить циркуляционную помпу. Насосное устройство подключают в конце обратки - месте, где рабочая жидкость имеет самые низкие показатели температуры.

Однотрубный вариант отопления отличается простой установкой и введением в эксплуатацию. Теплопотери сводятся к минимуму, поскольку абсолютно все коммуникации расположены внутри жилых комнат частного дома.

Такую схему можно организовать в виде системы с горизонтальной разводкой и принудительным движением теплоносителя или вертикальной сети обогрева с естественным, принудительным или комбинированным перемещением рабочей жидкости.

Горизонтальный способ разводки

Монтаж подающей трубы в горизонтальной плоскости выполняют с нужным уклоном по направлению движения нагретой воды. При этом все батареи по периметру дома должны быть установлены на одном уровне. Для выпуска воздуха из радиаторов используют краны Маевского или автоматические воздухоотводные устройства.

Кран Маевского представляет собой специальное устройство для удаления накопившегося воздуха из батарей. Запорный клапан поворачивают, пока не станет чётко слышно шипение. Когда смесь газов удалится, из крана потечёт вода

Горизонтальная магистраль может быть установлена в самой конструкции пола или смонтирована над ним. Чтобы избежать теплопотерь, во первом случае обязательно нужно утеплить трубы.

Вертикальный вариант разводки

В такой системе транспортировку жидкого теплоносителя обеспечивает естественный режим циркуляции, а потому устанавливать дополнительно насос нет необходимости. Энергонезависимость - главный плюс однотрубной вертикальной системы обогрева дома.

При таком способе разводки рабочая жидкость, нагретая до заданной температуры, перемещается вверх по стояку, после чего по распределительным трубам поступает в батареи. Эффективность функционирования вертикально расположенной однотрубной системы достигается установкой магистрали под уклоном, а также монтажом труб большого диаметра.

Конечно же, массивный трубопровод не украсит интерьер жилых комнат. Но этого очевидного недостатка можно избежать, если установить в системе циркуляционное оборудование.

Двухтрубная система обогрева

Главным отличием двухтрубной схемы отопления дома является наличие одной трубы для подачи воды и еще одной - для ее возвращения. Причем в первую поступает горячая жидкость, по второй к котлу направляется уже остывший теплоноситель.

Каждая батарея обслуживается как подающим, так и обратным стояком. Это даёт возможность регулировать количество получаемого тепла отдельными радиаторами. Если не учитывать охлаждение теплоносителя в трубах, выходит, что во все нагревательные элементы поступает жидкость с одинаковой температурой.

Так выглядит стандартная двухтрубная система теплоснабжения, в которой нагрев жидкого теплоносителя обеспечивает двухконтурный газовый котёл

Двухтрубная схема отопления включает:

• теплогенератор;
• батареи;
• расширительный бак;
• трубы;
• запорную арматуру и специальные приспособления для выпуска воздуха.

От котла к расширительному резервуару идет труба с горячей водой. Затем она в отопительном контуре соединяется с разводящей линией. Помимо этого, в бак врезают переливной патрубок для своевременного отвода излишков теплоносителя в канализационную систему.

Из нижней части теплообменников выходят трубы, объединенные в одну обратную магистраль. По ней остывший теплоноситель возвращается назад в котел. Обратный трубопровод прокладывают строго параллельно верхним трубам. Он должен проходить через все комнаты, где проложена линия подачи горячей воды.

Двухтрубные системы с принуждением считаются самыми эффективными для одноэтажных домов и коттеджей, но они могут обеспечить теплом и двухэтажные здания большой площади.

А такие позволяют равномерно и очень быстро прогреть комнату и поддерживать разный температурный режим в помещениях. Кроме того, двухконтурное выполнение даёт возможность организовать не только обогрев дома, но и горячее водоснабжение.

Циркуляционное давление в двухтрубной системе напрямую зависит от высоты установки нагревательных элементов

Закрытые системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией монтируются в двух вариантах - с горизонтальной и вертикальной разводкой.

Первый способ реализуют в одноэтажных домах с длинным трубопроводом. В таких ситуациях подключение водяных радиаторов к отопительному контуру с горизонтальной разводкой - оптимальное решение.

При втором варианте разводки стояк расположен вертикально, что позволяет задействовать схему даже в многоэтажных зданиях. В подобных системах не накапливается воздух, поскольку образовавшиеся пузырьки мгновенно поднимаются в вертикальном направлении, прямо в расширительный резервуар.

Нижняя и верхняя схема разводки

При нижней разводке системы магистраль прокладывают в цокольном помещении или подвале. А также допускается монтаж труб под полом. Теплоноситель поступает в нагревательное оборудование снизу вверх.

Удаление смеси газов осуществляется через специальную воздушную линию, подсоединённую к стоякам. На случай непредвиденных аварийных ситуаций обратный и подающий стояки оснащены специальными кранами для отключения.

Чтобы реализовать схему с верхней разводящей линией, расширительный резервуар монтируют в высшей точке трубопровода. В том же месте выполняют и разветвление сети.

Спроектировать верхнюю разводку невозможно в частных домах, где нет чердака

Типы двухтрубной системы горизонтальной компоновки

Самый распространенный вариант обогрева жилого одноэтажного дома - двухтрубная система теплоснабжения с горизонтальной разводкой. Для организации такого отопительного контура используются следующие схемы:

• тройниковая или по другому периметральная;
• коллекторная, иначе лучевая.

Согласно тройниковой схеме трубы соединяются тройниками, трубопроводы прокладываются по периметру помещения, последовательно подключаются к приборам. Теплоноситель в периметральной системе перетекает от одной батареи в другую, несколько остывая по пути.

По движению нагретого и остывшего теплоносителя тройниковые варианты подразделяются на попутные и встречные. В тупиковой схеме горячая и охлажденная вода перемещается в разных направлениях. В попутной нагретый и отработанный теплоноситель течет в одну сторону.

В коллекторной схеме от центрального органа системы, коллектора, трубы проводятся к каждому из радиаторов, за счет чего теплоноситель поступает во все приборы одновременно. Принцип устройства напоминает солнечные лучи, исходящие от расположенного обычно в центре распределителя теплового потока. В лучевых разновидностях разводки теплоноситель движется только в разные стороны.

Правила составления проекта системы отопления

Грамотно составленный проект позволяет запустить максимально эффективную и многофункциональную систему теплоснабжения. Она должна бесперебойно работать в характерных для конкретной местности климатических условиях, где расположен одноэтажный дом, быть простой в эксплуатации.

По итогам энергоаудита, расчёта экономии и годовых расходов на отопление подбирается оптимальный вариант системы обогрева дома

Составление качественного проекта для отопления одноэтажного дома и точный расчет параметров системы выполняют по определенному плану:

1. На первом этапе необходимо сформировать техническую задачу с учетом всех требований и деталей к системе обогрева.
2. Второй шаг - сбор информации по частному объекту. Специалисты должны снять все показатели, чтобы составить схему отопительного контура.
3. Следующий этап - расчет тепловой передачи. Для этого нужно провести вычисления и выбрать оптимальную схему отопления, которая будет соответствовать базовым строительным стандартам и индивидуальным требованиям заказчика.
4. Когда все расчеты закончены, выполняются чертежи.
5. Последний этап - оформление и сдача готового проекта отопительной системы заказчику.

Основная задача проектирования - рассчитать правильную площадь отопительного оборудования, подобрать подходящие диаметры трубопроводов. А также определить производительность насосных устройств, рассчитать места врезания вентилей и узлов системы. Поэтому процесс целесообразно доверить профессионалам.

Какая информация нужна мастерам?

До того как начнутся монтажные работы, следует обговорить со специалистами все нюансы, показать свое видение отопительной системы.

Мастерам необходимо предоставить:

• полную информацию о материалах, из которых выполнена кровля здания, перекрытия стен, оконные конструкции;
• план одноэтажного дома;
• чертежи, где отмечены места сантехнических узлов.

На срок эксплуатации системы теплоснабжения влияет не только качество инженерного проектирования и умелый монтаж, но и выбранные материалы, установленное котельное оборудование, а также рациональное использование отопительных элементов.

Полезное видео по теме

В видеоролике 3-D схема, устройство и монтаж системы обогрева однотрубной компоновки в одноэтажном частном доме:

Схематичное представление двухтрубной системы теплоснабжения из полипропилена, правильное подключение котельного оборудования и установка радиаторов отопления продемонстрированы в видео:

В видео детально разобран типовой проект отопления и расчёт тепловых потерь:

Современные системы теплоснабжения являются неотъемлемыми атрибутами функционирования частных домов, коттеджей и других объектов строительства. Профессионально выполненное проектирование - залог эффективной, надёжной и долгосрочной безаварийной работы индивидуальной теплосети.