Жилье по-настоящему комфортно только тогда, когда в нем поддерживается оптимальный микроклимат, для чего необходим правильный расчет отопления частного дома или квартиры.
Если нужно сделать расчет отопления частного дома
Зачастую будущие домовладельцы предпочитают заказывать застройщикам свои коттеджи «под ключ», что означает расчет и монтаж всех без исключения коммуникаций в жилых и хозяйственных помещениях. Однако случается, что строительство было завершено летом, а зимой выяснилось, что обогревательная система работает так, что хуже некуда, нужно переделывать, а застройщик исчез и приходится засучивать рукава. Либо дом был возведен своими силами, и возникла необходимость установки теплосети с нуля.
В любом случае все сводится к тому, что нужно срочно делать тепловой расчет отопления частного дома, иногда без помощи высоких технологий, что называется – на коленке. Что для этого понадобится?
Как рассчитать отопление без больших погрешностей
Очень редко домовладельцы, решившие смонтировать автономную систему обогрева, останавливаются на варианте естественной циркуляции теплоносителя, в роли которого обычно выступает вода, реже антифриз. Установка насоса и котла подразумевает постоянный расход электроэнергии в будущем, вследствие чего все расчеты разумнее всего переводить в Ватты . Однако теплоемкость системы обычно считают в Дж/(кг . °С), а количество теплоты, выделяемое радиаторами – в калориях. Как совместить все эти единицы измерения? Все просто.
Начать с того, что одна калория равноценна количеству теплоты, затраченному на то, чтобы один грамм воды подогреть на 1 градус. Если обратиться к теплоемкости, то 1 калория равна приблизительно 4,2 Дж, если же точнее, то 4,1868 Дж. Соответственно, для одного литра воды, ввиду того, что он весит 1 килограмм, это значение будет соответствовать 4,2 кДж. При этом 1 калория равна 0,001163 Ватт. час, а значит, 1 кКал будет 1,163 Ватт. час. Вот, собственно, и все, что нужно для того, чтобы найти соотношение между излучаемым теплом и мощностью потребителя электроэнергии.
Теперь, чтобы не было других вариантов, кроме как правильно рассчитать отопление, обратимся к фактам. На обогрев 1 квадратного метра помещения необходимо затратить 90-125 Вт (как правило, это мощность одной секции радиатора), в зависимости от климатических особенностей местности. Согласно СНиП мощность каждой секции радиатора должна соответствовать 100 кВт . И это при условии, что высота потолка не превышает трех метров, в противном случае затрачиваемая мощность возрастет. Также мощность придется повышать или понижать приблизительно на 15 градусов на каждые 10 градусов отклонения в большую или меньшую сторону от средних 70 градусов температуры нагревателя.
Также, к примеру, система будет на 10% менее эффективна, если приток воды в радиаторы будет через нижние отверстия, а отток – через верхние. Исходя из всего вышесказанного, несложно вывести формулу для вычисления теплопотерь нагревательного контура, которые, собственно, и служат для эффективного обогрева помещения, поскольку происходят в его пределах. Возьмемся за определение количества теплозатрат для котла. К генератору тепла всегда подводятся две трубы, подающая, то есть та, по которой горячая вода бежит к радиаторам, и обратная, в которой уже остывшая вода течет обратно к котлу.
Допустим на подающей требуется температура 75 градусов, а на обратке, вследствие теплопотерь, будет 50 °С, какова в этом случае мощность котла, расход воды в котором 16 литров в минуту? Нам уже известно, что для подогрева литра воды на 1 градус необходимо затратить 1,163 Ватт в час. За это время через котел пройдет 16 . 60 = 960 литров. Следовательно, с учетом разницы температур T = t 1 – t 2 = 75 – 50 = 25 °С, получаем мощность котла 1.163 . 25 . 960 = 27912 Ватт. час или 27.912 кВт.
Существует и другой способ, как рассчитать систему отопления, основанный на удельной мощности, необходимой для обогрева 10 квадратных метров, в зависимости от особенностей региона. По определению в Северных районах удельная мощность котла W уд должна составлять 1,2-1,5 кВт на 10 м 2 , в Центральных районах это значение равно уже 1,2-1,5 кВт на ту же площадь, а в Южных – 0,7-0,9 кВт. Как правило, расчеты производятся для вышеупомянутых 10 квадратов при средней высоте потолка 2.7 метра, определяется мощность котла по формуле W кот = S . W уд / 10 , где S – площадь помещения. Для типовых домов данные можно взять из таблицы.
Как рассчитать систему отопления и сделать эффективный контур
Очень важно рассматривать трубы не только как соединительную теплосеть для радиаторов, но и как проводники горячей воды, циркулирующей под определенным давлением, сообщающимся ей насосом. Казалось бы, самое важное в этой системе – компрессор, но считать так было бы ошибкой. Все взаимосвязано, и невозможно создать большое давление при малой мощности насоса и большом диаметре труб. И наоборот, избыточная мощность и слишком малый диаметр обеспечат чрезмерное давление, которое вполне может нарушить целостность контура. Поэтому нужно знать, как рассчитать диаметр
Понятие расчет отопления является очень абстрактным, ведь для того чтобы рассчитать отопления дома необходимо выполнить расчеты теплопотерь, мощности системы отопления , выбрать комфортный температурный режим, выполнить гидравлический рачет трубопровода и т.д. Так что давайте разберем все аспекты расчета отопления поотдельности.
Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома .
Этап 1. Теплопотери дома, расчет теплопотерь.
После выполнения расчёта, теплопотери каждого помещения необходимо разделить на объем помещения в м 2 вследствие чего мы получим удельные теплопотери в Вт/кв.м. Как правило теплопотери могут варьироваться от 50 до 150 Вт/кв.м. В случае когда полученные вами результаты будут сильно отличаться от приведенных, то, вероятно, где то была допущена ошибка. Стоит так же учесть что теплопотери комнат верхнего этажа будут выше чем, у первого этажа, наименьшие теплопотери будут у комнат средних этажей.
Этап 2. Температурный режим.
Для своих расчетов вы спокойно можете принимать температурный режим 75/65/20, данный режим полностью соответствует европейским нормам по отоплению EN 442. Вы не ошибетесь, если выберете именно этот температурный режим, так как на него настроены практически все зарубежные котлы отопления.
Этап 3. Выбор мощности радиаторов отопления.
После того как вы выполнили расчеты теплопотерь дома и выбрали температурный режим, вам необходимо правильно выбрать радиаторы отопления. Мы уже писали об этом в статье: Радиаторы отопления, типы и виды радиаторов отопления , так же вы можете воспользоваться таблицей характеристик радиаторов отопления , после чего выбрать необходимую мощность.
Этап 4. Расчет секций радиаторов отопления.
Важным этапом является расчет секций радиаторов отопления, в статье Расчет секций радиаторов отопления приведен пример расчета количества секций радиаторов отопления по объему помещения.
Этап 5. Гидравлический расчет трубопровода
Основной задачей следующего этапа является определение диаметра труб и характеристик циркуляционного насоса. Гидравлический расчет трубопровода позволит определить параметры напорных трубопроводов, такие как расход воды (пропускную способность) трубопровода, длину участка трубопровода, либо его внутренний диаметр, а также падение напора на участке трубопровода.
Так же следует изучить материал о том: Как рассчитать трубопровод .
Если немного углубиться, то можно изучить материал: Расчет гидравлических систем .
Этап 6. Выбор котла отопления
Информация о том, как выбрать правильно выбрать котел отопления приведена в статье: Котлы отопления, типы и виды котлов.
Этап 7. Выбор труб для отопления.
Для отопления дома применяются специальные трубы, поэтому вам следует ознакомиться с тем какие трубы необходимы для отопления дома: Типы и виды труб для отопления . Для частных жилых домов вы можете использовать:
На сегодняшний день наиболее известной системой отопления частного дома является независимый обогрев при помощи водонагревательного котла. Печки на масле, электрические камины, тепловые вентиляторы и инфракрасные обогреватели обычно применяются в качестве дополнительного отопления помещений.
Отопительная система частного дома базируется на таких элементах, как обогревательные устройства (радиаторы, батареи), магистральная труба и запорно-контролирующий прибор. Все элементы системы необходимы для обеспечения помещений частного дома тепловой энергией, которая поступает в обогревательные устройства из теплового генератора. Срок службы и производительность системы обогрева на базе водонагревательного котла напрямую зависят от качественной установки и бережного пользования. Но существует фактор, который играет не менее важную роль, — умелый расчет системы отопления.
Расчет отопления загородного дома
Рассмотрим одну из простейших формул подсчета водонагревательной системы отопления частного дома. Для простоты понимания будут учтены стандартные виды помещений. Расчеты в примере базируются на одноконтурном обогревательном котле, поскольку он является самым распространенным видом теплового генератора в системе отопления загородного участка.
В качестве примера взят двухэтажный дом, на втором этаже которого расположены 3 спальни и 1 туалет. На первом этаже располагаются гостиная, коридор, второй туалет, кухонная и ванная комнаты. Для вычисления объема комнат применяется следующая формула: площадь помещения, умноженная на его высоту, равняется объему помещения. Калькулятор вычислений выглядит следующим образом:
- спальня №1: 8 м 2 × 2,5 м = 20 м 3 ;
- спальня №2: 12 м 2 × 2,5 м = 30 м 3 ;
- спальня №3: 15 м 2 × 2,5 м = 37,5 м 3 ;
- туалет №1: 4 м 2 × 2,5 м = 10 м 3 ;
- гостиная: 20 м 2 × 3 м = 60 м 3 ;
- коридор: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 ;
- туалет №2: 4 м 2 × 3 м = 12 м 3 ;
- кухня: 12 м 2 × 3 м = 36 м 3 ;
- ванная: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 .
После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м 3 (округляется до 242 м 3). В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор). Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.
Основные элементы отопительных систем. Нажмите на фото для увеличения.
На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м 3 . В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период. Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м 3 . Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м 3 = 12100 Вт.
Для упрощения расчетов существуют специальные программы. Нажмите на фото для увеличения.
Получившийся показатель потребуется возвести в коэффициент, равняющийся 1,2. Это позволит добавить 20% резервной мощности котлу, которая обеспечит его функционирование в сберегательном режиме без особых перегрузок. В итоге мы получили мощность котла, которая равняется 14,6 кВт. Водонагревательную систему с такой мощностью довольно просто найти, поскольку стандартный одноконтурный котел имеет мощность 10-15 кВт.
Расчет отопительных приборов
За основу вычислений взяты стандартные алюминиевые батареи. Каждая из секций батареи производит 150 Вт тепловой энергии при температуре воды 70°C.
Вычислив необходимую теплоэнергию на отдельное помещение, требуется разделить ее на 150. Калькулятор отопления радиаторов выглядит следующим образом:
- спальня №1: 20 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1200 Вт (радиатор с 8 секциями);
- спальня №2: 30 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1800 Вт (радиатор с 12 секциями);
- спальня №3: 37,5 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2250 Вт (радиатор с 15 секциями);
- туалет №1: 10 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 600 Вт (радиатор с 4 секциями);
- гостиная: 60 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 3600 Вт (радиатор с 24 секциями);
- коридор: 18 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1080 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями);
- туалет №2: 12 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 720 Вт (округляется до 750 Вт, потребуется радиатор с 5 секциями);
- кухня: 36 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2160 Вт (округляется до 2250 Вт, потребуется радиатор с 15 секциями);
- ванная: 18 м 3 × 55 Вт × 1,2 = 1188 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями).
Ванная должна отапливаться лучше, поэтому среднее значение увеличено до 55 Вт.
Формула расчета секций батареи отопления. Нажмите на фото для увеличения.
В помещениях большого объема необходимо производить монтаж нескольких радиаторов с общим числом требуемых секций. Например, в спальне №2 можно установить 3 радиатора с 5 секциями на каждом.
Калькулятор показывает, что общая мощность радиаторов составила 14,8 кВт. Это означает, что водонагревательный котел мощностью 15 кВт справится с обеспечением отопительных устройств теплоэнергией.
Подбор труб для магистрали отопления
Магистраль снабжает теплоносителем все обогревательные устройства в доме. Современный рынок предоставляет выбор из трех разновидностей труб, подходящих для магистрального трубопровода:
- пластмассовые;
- медные;
- металлические.
Чаще всего используются пластиковые трубы. Нажмите на фото для увеличения.
Наиболее распространенным видом являются пластмассовые трубы. Они представляют собой алюминиевый дрен, покрытый пластиком. Это обеспечивает трубы особой прочностью, так как они не ржавеют изнутри и не подвергаются вреду снаружи. Кроме того, их армирование понижает коэффициент линейного расширения. Они не собирают статистическое электричество, и для их установки не требуется много опыта.
Магистральные трубы на металлической основе имеют много минусов. Они довольно массивные, и их монтаж требует опыта работы со сварочным аппаратом. Кроме того, такие трубы ржавеют со временем.
Медные магистральные трубы являются наилучшим вариантом, но с ними тоже тяжело работать. Помимо трудностей монтажа, они имеют высокие цены. Если расчет стоимости отопления легко укладывается в ваш бюджет, выбирайте именно этот вариант. При отсутствии необходимых материальных средств лучшим выбором станут пластмассовые трубы.
Как производится монтаж системы отопления?
Для начала необходимо обустроить отопительные приборы. Как правило, радиаторы монтируются под окнами, так как горячий воздух препятствует поступлению холодного воздуха из окон. Установка отопительных приборов осуществляется при помощи перфоратора и уровня. Никакого специального оборудования не потребуется.
При монтаже отопительных приборов потребуется соблюдать единую высоту размещения радиаторов, в противном случае вода не сможет добираться до более высоких участков, и циркуляция нарушится.
Сварка пластиковых труб. Нажмите на фото для увеличения.
Установив отопительные приборы, необходимо проложить до них трубы. Для их установки потребуются такие инструменты, как строительные ножницы, паяльник и рулетка. Перед началом монтажа нужно замерить общую длину прокладываемых труб и подсчитать наличие всех заглушек, сгибов и тройников. На пластиковых трубах обычно присутствуют насечки со вспомогательными линиями, что помогает производить монтаж грамотно и аккуратно.
Важно знать: соединяя трубы паяльником, не разъединяйте их после неудачной пайки, в противном случае может образоваться протечь. Работать с паяльником нужно аккуратно, предварительно потренировавшись на кусках трубы, которые уже не понадобятся при монтаже.
Дополнительные устройства
Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м 2 . Для больших помещений потребуется оборудовать водонагревательный котел специальным насосом, сделав циркуляцию теплоносителя регулируемой. Некоторые производители выпускают тепловые генераторы, которые уже оборудованы насосом.
Следуя вышеуказанным рекомендациям, вы сможете произвести индивидуальный расчет системы отопления частного коттеджа, а также расчет стоимости предполагаемого оснащения. Для установки водонагревательной системы не потребуется много рабочей силы (2-3 человека) и особых навыков установки.
Проблема обеспечения теплом не возникает только у жителей районов с «вечным летом». В наших же условиях такую задачу нужно решать. От того насколько точно и грамотно будет выполнен расчет отопления, зависит качество и эффективность смонтированной системы в дальнейшем.
На этапе проектирования схемы рассматриваются все возможные варианты и выбирается оптимальный. Расчетные методы бывают разные и проводятся они с учетом особенностей выбранного системного вида.
Какая отопительная система предпочтительнее?
В каждом случае есть свои причины выбора того или иного типа, и все они имеют право на существование.
В обогреве помещений от электрических нагревателей, теплых полов, инфракрасного излучения немало плюсов – экологичность, бесшумность и комбинаторность с другими схемами. Но этот вид считается высокозатратным по источнику энергии, поэтому в расчетах отопления он обычно рассматривается в роли дополнительного варианта.
Воздушное отопление – большая редкость. Обогрев посредством печей и каминов разумен в местах, где нет проблем с поставками дров или иного теплоносителя. Оба эти типа также подразумеваются только в качестве вспомогательных к основной схеме.
Водяная отопительная система радиаторного типа считается на данный момент наиболее распространенной, и о ней следует поговорить основательно.
Этапы проектирования отопления
Вне зависимости от назначения объекта – частный дом, офис или крупное производственное предприятие, требуется разработка детального проекта. Полный расчет системы отопления включает выкладки по расходу энергии, основанные на площади всех помещений и их месторасположения на объекте, выбору вида топлива с местом его хранения, котлового и другого оборудования.
Подготовительный
Лучше всего, если у проектировщиков будут строительные чертежи – это ускорит работу и обеспечит точность данных. На этом этапе проводятся вычисления потребности в энергии (мощность и тип котла, радиаторов), определяются возможные теплопотери. Подбирается оптимальная схема распределения тепла, системная оснащенность, уровень автоматизации и контроля.
Начальный этап
Заказчику представляется на согласование эскизный проект, в котором отражаются способы коммуникационной разводки и размещения отопительного оборудования. На его основе формируется смета, выполняется моделирование, гидравлический расчет системы отопления и начинается работа по созданию рабочих чертежей.
Разработка полного пакета документов
Проектировщик дополняет и оформляет проект согласно требованиям СНиП, что в дальнейшем позволяет легко согласовать документацию в соответствующих органах. В состав проекта входят:
- исходные данные и эскизы;
- смета расходов;
- основные чертежи – планы этажей и котельной, аксонометрические схемы, разрезы с деталировкой узлов;
- пояснительная записка с обоснованием принятых решений и расчетных показателей в увязке с остальными инженерными системами, технико-эксплуатационными характеристиками объекта, информацией о мерах безопасности;
- спецификация оборудования и материалов.
Готовый проект считается залогом эффективности и практичности отопления, его безотказной работы.
Общие принципы и особенности расчета отопления
Тип системы напрямую зависит от габаритов отапливаемого объекта, поэтому расчет отопления по площади необходим. В постройках свыше 100 кв.м. устраивается схема принудительной циркуляции, потому что в этом случае система с естественным движением потоков тепла не целесообразна в силу своей инерционности.
В составе такой схемы предусматриваются циркуляционные насосы. При этом необходимо учитывать один важный нюанс: насосное оборудование должно подключаться к обратной линии (от приборов к котлу) для исключения контакта деталей агрегатов с горячей водой.
Расчетная работа основана на особенностях каждой применяемой схемы.
- В двухтрубной системе нумерация расчетных зон начинается от теплогенератора (или ИТП) с обозначением точек всех узлов на подающей магистрали, стояках и ответвлениях участков. В расчет берутся участки фиксированного диаметра с постоянным расходом теплоносителя, исходя из теплового баланса помещения.
- Однотрубная схема разводки подразумевает аналогичный подход с определением по давлению сечений магистралей и стояков.
- В вертикальном системном варианте обозначение номеров стояков (приборных веток) делается по часовой стрелке от места в самой верхней левой точке дома.
Расчет гидравлики отопления частного дома относится к сложным элементам проектирования водяной системы. Именно на его базе определяется баланс тепла в помещениях, принимается решение по системной конфигурации, подбирается тип отопительных батарей, труб и запорной арматуры.
Расчет отопительного котла
Существует упрощенный метод, который используется для водяной системы со стандартными комплектующими и одноконтурным котлом. Требуемая мощность генератора для коттеджа определяется путем умножения общего объема дома на необходимое количество тепловой энергии на 1 мᵌ (для европейской части России этот показатель равен 40 Вт).
Удельная мощность котла в зависимости от климатической зоны общепринята и составляет: для Южных районов – менее 1,0 кВт, в Центральных – до 1,5 кВт, Северных – до 2,0 кВт.
Радиаторы отопления
На строительном рынке сейчас представлены 3 их конструктивных типа: трубчатые, секционные и панельные радиаторы. По материалу они подразделяются:
- на устаревшие чугунные;
- легкие алюминиевые с наиболее быстрым прогревом;
- стальные – самые популярные;
- биметаллические, предназначенные для работы под высоким давлением.
Как выполняется расчет радиаторов отопления применительно к водяной системе?
Способ 1
Здесь задействован расчетный принцип, исходя из площади конкретного помещения и мощности одной секции. Существует некий ориентир: мощность 100 ватт одного радиатора для быстрого и достаточного прогрева 1 мᵌ комнаты. Этот показатель установлен строительными нормами и используется в формулах.
Подбор отопительных приборов по такому методу производится простыми математическими действиями: умножением площади помещения на 100 с последующим делением на мощность одной секции батареи. Последняя характеристика берется из технических данных конкретного радиатора.
В итоге несложно определить число секций прибора и требуемое количество батарей для помещения. При расчете следует учитывать окна, добавляя еще по 10% к числу секций за каждый оконный проем.
Способ 2
Базируется на средней высоте 2,5 м для типового жилого помещения и обогрева 1,8 м² его площади одной секцией. В результате простого деления общей площади на последний показатель получается радиатор с нужным количеством секций (с округлением дробного числа в большую сторону).
Способ 3
Это своего рода стандартный метод расчета радиаторов отопления, основанный на средних показателях и объеме комнаты. А именно: 1 секция мощностью 200 Вт требуется для условного прогрева 5 мᵌ объема помещения.
Наличие: есть
65 058 руб.
Наличие: есть
99 512 руб.
Наличие: есть
63 270 руб.
Современная альтернатива секционным батареям – панельные радиаторы. Чтобы рассчитать их количество, применяется метод без четких данных. Суть его заключается в следующем: принятый показатель 40 Вт для нагрева 1 мᵌ помещения умножается на его площадь и высоту. Полученная мощность служит критерием для определения числа батарей, исходя из мощностной характеристики конкретной модели.
На что нужно обращать внимание
При проектировании систем учитывается множество важных факторов, как общего, так и индивидуального характера. Здесь все имеет значение: климатические условия места расположения объекта, показатели температурного режима в отопительном сезоне, материалы стен и кровли.
Если в помещении выполнена дополнительная теплоизоляция или в нем установлены теплые оконные конструкции, то это однозначно снижает потери тепла. Поэтому расчет отопления помещения в этом случае проводится с иными коэффициентами. И наоборот: каждая внешняя стена или широкий выступающий подоконник над радиатором способны существенно изменить расчетную картину.
Считается неверным выбор батареи, ориентированный на размеры окна. Если есть сомнения – установить один длинный прибор, или два небольших, то лучше остановиться на последнем варианте. Они будут нагреваться быстрее и считаются более экономичным решением.
Если приборы планируется закрывать панелями (со щелями или решетками), то к требуемой мощности добавляется 15%. На теплоотдачу батареи мало оказывает влияние ее ширина и высота, хотя чем больше металлическая поверхность, тем лучше. Но для окончательных выводов, нужно все-таки ознакомиться с техническими характеристиками модели.
Удобная форма – калькулятор расчета отопления
Все приведенные выше методы, не всегда подвластны обычному потребителю, так как требуют определенных навыков и знаний, умения оперировать всеми исходными и полученными данными. Удобный калькулятор расчета отопления в режиме «онлайн» – это возможность провести все расчетные манипуляции буквально за секунды.
Для того, чтобы им воспользоваться, не требуется инженерно-техническая подготовка. В программу нужно ввести несколько параметров по объекту, после чего функционал выдаст необходимые показатели со стоимостью монтажных работ.
Воспользуйтесь нашим простым калькулятором для расчета системы отопления внизу этой страницы.
В заключение
Нет особых сложностей в расчетах отопительных систем – есть только нюансы и особенности, о которых уже рассказано. Но работа должна быть выполнена тщательно, со знанием дела и правильным использованием доступной информации. Не стоит пренебрегать рекомендациями и помощью специалистов.
Владельцу отопительной сети бывает трудно найти вразумительный ответ, как сделать расчет домашнего отопления. Это происходит одновременно из-за большой сложности самого расчета, как такового, и вследствие предельной простоты получения искомых результатов, о чем обычно специалисты не любят распространяться, считая, что и так все понятно.
По большому счету сам процесс расчета нас интересовать не должен. Нам важно как-то получить правильный ответ на имеющиеся вопросы о мощностях, диаметрах, количествах… Какое оборудование применить? Ошибки здесь быть не должно, иначе произойдет двойная или тройная переплата. Как же правильно рассчитать систему отопления частного дома?
Почему большая сложность
Расчет системы отопления с допустимыми погрешностями под силу разве что лицензированной организации. Ряд параметров в бытовых условиях просто не определимы.
- Сколько энергии теряется из-за обдува ветром? — а когда подрастет дерево рядом?
- Сколько солнце загоняет энергии в окна? — а сколько будет, если окна не помыть полгода?
- Сколько тепла уходит с вентиляцией? — а после образования щели под дверью из-за отсутствия замены уплотнителя?
- Какая реальная влажность пенопласта на чердаке? — а зачем она нужна, после того как его подъедят мыши….
Во всех вопросах показана существующая динамика изменения теплопотерь с течением времени у любого дома. Зачем же тогда точность на сегодня? Но даже на текущий момент, нельзя в бытовых условиях высчитать точно параметры системы отопления исходя из теплопотерь.
Гидравлический расчет тоже сложный.
Как определить теплопотери
Известна некая формула, согласно которой теплопотери напрямую зависят от отапливаемой площади. При высоте потолка до 2,6 метра в самый холодный месяц в «нормальном» доме теряем 1 кВт с 10 м кв. Мощность отопления должна это перекрыть.
Реальные теплопотери частных домов чаще находятся в пределах от 0,5 кВт/10 м кв. до 2,0 кВт/10 м кв. Этот показатель характеризует энергосберегающие качества дома в первую очередь. И меньше зависит от климата, хоть его влияние остается значительным.
Какие удельные теплопотери будут у дома, кВт/10 м кв.?
- 0,5 – энергосберегающий дом
- 0,8 – утепленный
- 1,0 – утепленный «более-менее»
- 1,3 – слабая теплоизоляция
- 1,5 – без утепления
- 2,0 – холодные тонкие материалы, имеются сквозняки.
Общие теплопотери для дома можно узнать умножив приведенное значение на отапливаемую площадь, м. Но это все нас интересует для определения мощности теплогенератора.
Расчет мощности котла
Недопустимо принимать мощность котла исходя из теплопотерь больше чем 100 Вт/м кв. Это значит отапливать (засорять) природу. Теплосберегающий дом (50 вт/м кв.) делается, как правило, по проекту, в котором расчет системы отопопления произведен. Для других домов принимается 1кВт/10 м кв., и не больше.
Если дом не соответствует названию «утепленный», особенно для умеренного и холодного климата, значит он должен быть приведен в такое состояние, после чего уже подбирается отопление по тому же расчету – 100 Вт на метр квадратный.
Расчет мощности котла выполняется по следующей формуле – теплопетери умножить на 1,2,
где 1,2 – резерв мощности, обычно используемый для нагрева бытовой воды.
Для дома 100 м кв. – 12 кВт или чуть больше.
Расчеты показывают, что для не автоматизированного котла резерв может быть и 2,0, тогда топить нужно аккуратно (без закипания), но можно быстрее разогревать дом при наличии и мощного циркуляционного насоса. А если в схеме имеется теплоаккумулятор то и 3,0 – допустимые реалии по теплогенерации. Но не окажутся ли они неподъемными по цене? Об окупаемости оборудования речь уже не идет, только об удобстве пользования…
Послушаем эксперта, он расскажет, как лучше подобрать котел на твердом топливе для дома, и какую мощность принять…
При выборе твердотопливного котла
- Стоит рассматривать только твердотопливные котлы классической конструкции, как надежные, простые и дешевые и лишенные недостатков бочкообразных устройств под названием «длительного горения» …В обычном твердотопливном котле верхняя загрузочная камера всегда даст немного дыма в помещение. Более предпочтительны котлы с фронтальной камерой загрузки, особенно, если они установлены в жилом доме.
- Чугунные котлы требуют защиту от холодной обратки, боятся залпового вброса холодной воды, например, при включении электричества. Качественную схему нужно предусмотреть заранее.
- Защита от холодной обратки также желательна для любого вида котла, чтобы не образовывался агрессивный конденсат на теплообменнике, при его температуре ниже 60 град.
- Твердотопливный котел желательно брать повышенной мощности, например, двухратной мощности от требуемой. Тогда не нужно будет постоянно стоять у маломощного котла и подбрасывать дрова, чтобы он развил нужную мощность. Процесс при не интенсивном горении будет на порядок комфортнее…
- Желательно приобретать котел с подачей вторичного воздуха, для дожига СО при неинтенсивном горении. Повышаем КПД и комфортность топки.
Распределение мощности по дому
Генерируемая котлом мощность должна равномерно разойтись по всему дому, не оставить холодных зон. Равномерный прогрев здания будет обеспечен, если мощность установленных радиаторов в каждой комнате будет компенсировать ее теплопотери.
Суммарная мощность всех радиаторов должна быть немного большей чем у котла. В дальнейшем мы будем исходить из следующих расчетов.
Во внутренних комнатах радиаторы не устанавливаются, возможен лишь теплый пол.
Чем длиннее наружные стены комнаты и чем больше в них площадь остекления, тем больше она теряет тепловой энергии. В комнате с одним окном к обычной формуле расчета теплопотерь по площади применяется поправочный коэффициент (приблизительно) 1,2.
С двумя окнами – 1,4, угловая с двумя окнами – 1,6, угловая с двумя окнами и длинными наружными стенами – 1,7, например.
Вычисление мощности и выбор параметров устанавливаемых радиаторов
Производители радиаторов указывают паспортную тепловую мощность своих изделий. Но мелко-неизвестные при этом завышают данные как хотят (чем мощнее – лучше купят), а крупные указывают значения для температуры теплоносителя 90 град и др., которые редко бывают в реальной отопительной сети.
Тогда обычный 10 секционный радиатор из магазина – принимается как 1,5 кВт. Угловая комната с двумя окнами площадью 20 м кв. должна терять энергии 3 кВт (2кВт умножить на коэффициент 1,5). Следовательно, под каждым окном в данной комнате нужно разместить
минимум по 10 секций радиатора – по 1,5 кВт.
Для полноценной системы отопления желательно не учитывать мощность теплого пола – радиаторы должны справиться сами. Но чаще удешевляют радиаторную сеть в 2 – 4 раза, — только лишь для доп. подогрева и создания тепловых завес.
В чем особенность гидравлического расчета
Если котел уже подобран исходя из площади, то почему бы не подобрать подобным методом насос и трубы, тем более, что шаг градации их параметров намного больше, чем мощности у котлов. Грубый подбор в магазине ближайшего большего параметра не требует точнейших расчетов, если сеть типична и компактна и применяются стандартизированное оборудование – циркуляционные насосы, радиаторы и трубы для отопления.
Так для дома площадью 100 м кв. предстоит выбрать насос 25/40, и трубы 16 мм (внутренний диаметр) для группы радиаторов до 5 шт. и 12 мм для подключения 1 — 2 шт. радиаторов. Как бы мы не старались усовершенствовать свой гидравлический расчет, ничего другого выбрать не придется…
Для дома площадью 200 м кв. – соответственно насос 25/60 и трубы от котла 20 мм (внутренний д.) и далее по разветвлениям как указано выше….
Для совершенно не типичных большой протяженности сетей (котельная находится на большом расстоянии от дома) действительно лучше рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, исходя из обеспечения доставки необходимого количества теплоносителем по мощности и подобрать особенный насос и трубы согласно расчета…
Подбор параметров насоса для отопления дома
Конкретнее о выборе насоса для котла в доме на основе тепловых гидравлических расчетов. Для обычных 3-х скоростных циркуляционных насосов, выбираются следующие их типоразмеры:
- для площади до 120 м кв. – 25-40,
- от 120 до 160 – 25-50,
- от 160 до 240 – 25-60,
- до 300 – 25-80.
Но для насосов под электронным управлением Grundfos рекомендует чуть увеличивать типоразмер, так как эти изделия умеют вращаться слишком медленно поэтому не будут излишними на малых площадях. Для линейки Grundfos Alpha рекомендованы производителем следующие параметры выбора насоса.
Вычисление параметров труб
Существуют таблицы по подбору диаметра труб, в зависимости от подключенной тепловой мощности. В таблице приведены количество тепловой энергии в ваттах, (под ним количество теплоносителя кг/мин), при условии:
— на подаче +80 град, на обратке +60 град, воздух +20 град.
Понятно, что через металлопластиковую трубу диаметром 12 мм (наружный 16 мм) при рекомендуемой скорости в 0,5 м/сек пройдет примерно 4,5 кВт. Т.е. мы можем подключить этим диаметром до 3 радиаторов, во всяком случае отводы на один радиатор будем делать только этим диаметром.
20 мм (25 мм наружный) – почти 13 кВт – магистраль от котла для небольшого дома – или этаж до 150 м кв.
Следующий диаметр 26 мм (32 металлопластик наружный) – более 20 кВт применяется уже редко в главных магистралях. Устанавливают меньший диаметр, так как это участки трубопровода обычно короткие, скорость можно увеличивать, вплоть до возникновения шума в котельной, игнорируя небольшое повышение общего гидравлического сопротивления системы, как не значительное…
Выбор полипропиленовых труб
Полипропиленовые трубы для отопления более толстостенные. И стандартизация по ним идет по наружному диаметру. Минимальный наружный диаметр 20 мм. При этом внутренний у трубы PN25 (армированная стекловолокном, для отопления, макс. +90 град) будет приблизительно 13,2 мм.
В основном применяются диаметры наружные 20 и 25 мм, что грубо приравнивается по передаваемой мощности к металлопластику 16 и 20 мм (наружный) соответственно.
Полипропилен 32 м и 40 мм применяются реже на магистралях больших домов или в особых каких-то проектах (самотечное отопление, например).
- Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб РN25 — 20, 25, 32, 40 мм.
- Соответствующий внутренний диаметр — 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм
Таким образом на основании теплотехнического и гидравлического расчетов мы выбрали диаметры трубопроводов, в данном случае из полипропилена. Ранее мы рассчитали мощность котла для конкретного дома, мощность каждого радиатора в каждой комнате, и подобрали необходимые характеристики насоса твердотопливного котла для всего этого хозяйства, — т.е. создали полный расчет системы отопления дома.