Как рассчитать систему отопления в частном доме?

Как рассчитать систему отопления в частном доме

Для того чтобы дома всегда были комфортные условия, отопление должно обладать оптимальной мощностью, а этого невозможно достичь, без тщательного расчёта системы. На подбор параметров влияют характеристики не только оборудования, но и объёмно-планировочные решения самого здания.

Расчет системы отопления в частных домах

Подробный расчет могут провести специализированные компании, которые занимаются проектированием и монтажом отопления. В случае, если обыватель проводит комплекс работ самостоятельно, ему потребуются определённые навыки в этой области.

Важно: Выполнить подбор наиболее подходящего для конкретного объекта оборудования поможет интерактивный калькулятор на любом из профессиональных интернет-порталов – он учтет все параметры и выдаст наиболее точный результат.

При проведении самостоятельного расчета нужно учесть несколько факторов:

  • Отапливаемая площадь дома.
  • Мощность котла.
  • Количество радиаторов, теплообменников и их теплоотдача.
  • Потери тепла.
  • Особенности дома – утепление стен, их количество, площадь, наличие и габариты окон и т.д. Кроме того, необходимо знать мощность циркуляционного насоса, так как каждый метр длины системы требует большей мощности устройства для принудительного движения теплоносителя.

Как рассчитать оптимальное количество и объем теплообменников

Как рассчитать отопление? При использовании упрощенной схемы расчета на 1 киловатт мощности приходится 10 м2 отапливаемого помещения (или 100 Вт на 1 м2). Мощность вычисляется по формуле: N = S*100*1,45, под буквой S подразумевается площадь пространства, которое предстоит отапливать, а 1,45 — это коэффициент потери тепловой энергии.

Важно: Изменить мощность излучателя можно, увеличив или уменьшив количество секций в батарее. Мощность одной секции в разных типах радиаторов может различаться.

Какие параметры следует учитывать при расчете

При расчете отопления нужно учитывать следующие характеристики здания:

  • Габариты в плане и высота потолков. Именно от этого зависит площадь и объём – чем они больше, тем выше мощность приборов для отопления (на каждые 10м2 требуется 1 кВт).
  • Количество этажей, так как расчёт необходимо повторять для каждого уровня здания.
  • Наличие / отсутствие дымоходного или вентиляционного каналов. Наличие вытяжных отверстий увеличивает потери тепла, что скажется на потреблении энергии.
  • Количество и размер окон. Если в комнате имеется два окна с двумя наружными стенами, то в формуле стоит использовать другой коэффициент (в таком случае на каждый квадратный метр котел должен выдавать не 100 Вт, а 130 Вт).
  • Система распределения тепла (может быть однотрубной, радиальной или иметь две параллельных трубы).
  • Толщина и качество утеплителя.

Расчет мощности оборудования

На данный момент производится четыре основных типа котлов: газовые, на жидком или твердом топливе, функционирующие от электричества.

Важно! Как и при расчете мощности батарей, в этом случае на каждые 10 квадратных метров площади помещения требуется 1 кВт мощности котла. Подбирать отопительное оборудование необходимо с запасом для того, чтобы оно не работало на пределе своих возможностей

Выбор радиатора

При покупке батареи следует обратить внимание:

  • На тепловые характеристики, материал и тип конструкции.
  • Наибольшее давление, при котором работа будет безопасной
  • Количество основных элементов (секций) в батарее, в зависимости от расхода тепла.

В специализированных магазинах можно найти батареи из чугуна, стали, алюминия и биметалла. Выбор зависит в первую очередь от условий эксплуатации и финансовых возможностей владельца здания.

Чугунные

Наиболее выгодными свойствами чугунных батарей являются долгий срок работы и низкая стоимость. Такие радиаторы не поддаются воздействию коррозии и служат до 50 лет. Кроме того, они не чувствительны к качеству циркулирующей жидкости и стабильно выполняют свою функцию даже при высоком давлении в системе – до 12 атмосфер.

Однако, несмотря на свои многочисленные положительные черты, радиаторы такого типа редко устанавливаются в загородных домах, так как они выглядят устаревшими. Из-за этого почти невозможно гармонично вписать их в современные интерьеры.

Важно: Эти батареи тяжелые и их можно устанавливать лишь в домах с очень прочными стенами.

Стальная модель

Данный тип радиатора имеет быстрый нагрев. Это делает его наиболее подходящим для систем с контролем температуры. Самое главное, что вес стальной батареи не будет слишком большим. Ее недостаток заключается в хрупкости, также радиатор плохо переносит большие нагрузки.

Важно: Использовать батарею из стали можно только в том случае, если давление в системе не превышает 7-8 атмосфер.

Нержавеющая сталь

Срок службы этого радиатора очень большой. Также он характеризуется высокой эффективностью и красивым внешним видом. Из недостатков данного типа оборудования отмечают высокую стоимость. Основным преимуществом прибора является его сочетаемость со многими дизайнерскими решениями интерьера.

Алюминий

Алюминиевый радиатор выглядит очень современно и легко вписывается практически в любой интерьер. Имеет невысокую стоимость, но редко используется в частных домах. Проблема в том, что эти радиаторы требовательны к качеству жидкости, циркулирующей в системе.

Такие модели выдерживают нагрузки до 15 атмосфер.

Биметаллическая батарея

В настоящее время биметаллические батареи являются наиболее популярными приборами отопления. Конструкция этого радиатора включает компоненты, изготовленные из двух металлов – алюминия и стали (либо меди). Преимущества биметаллического оборудования заключаются в следующем:

  • Способность выдерживать очень высокое давление охлаждающей жидкости (до 35 бар) и гидравлический удар.
  • Эффективность комбинированного состава достигается повышенной теплоотдачей материала – конвекционные потоки естественным образом циркулируют по помещению, что позволяет легко обогреть даже большие пространства.
  • Достойный внешний вид.
  • Маленький вес.
  • Долговечность (срок использования до 25 лет).

Важно! Биметаллический радиатор является наиболее подходящим прибором отопления для частного дома. Такое оборудование отличается высоким качеством сборки, простотой установки и удобством в эксплуатации.

Какая труба лучше всего подходит для обогрева магистрали

Чтобы приобрести подходящие трубы отопления, нужно:

  • Определить тепловую мощность системы и оптимальное давление охлаждающей жидкости, рассчитать отопление дома.
  • Тепловая мощность рассчитывается по формуле Q = (V * Δt * K) * 860, где V – объем помещения, Δt – разница температур воздуха между помещением и улицей, а K — поправочный коэффициент (в зависимости от степени утепления здания значение определяется по специальной таблице).
  • В среднем, скорость теплоносителя в системе составляет 0,36-0,7 м / с. Оптимальное давление выбирается самостоятельно.
  • Определить по полученным показателям необходимый диаметр трубы с помощью специализированных таблиц.

В качестве материала для труб отопления обычно используется металлопластик. Однако можно использовать стальные или даже дорогие и прочные медные трубы.

Советы и рекомендации по расчету систем отопления

Для успешного расчета и выбора отопительной системы нужно следовать рекомендациям:

  • Атмосферное давление в месте эксплуатации оборудования должно составлять приблизительно 760 мм рт. Для высокогорья необходимо ввести дополнительные поправки для более точных расчетов.
  • Водоснабжение оборудования не должно быть с нижней трубной разводкой. В противном случае теряется около 15…20% тепла.
  • Расстояние от нижней части устройства до пола и от верхней части устройства до подоконника или настенного крепления должно составлять не менее 100 мм, и только в таком случае система сможет обеспечить свободную циркуляцию тепловых потоков.

Расчет отопления – важный этап при обустройстве жилого дома или квартиры. При недостаточной мощности в доме будет холодно. В случае, если она будет слишком большой, дорогостоящее оборудование не будет окупаться, его износ будет высок, а счета за газ будут слишком высоки. Именно поэтому важно знать, как посчитать отопление дома. Если нет возможности сделать это самостоятельно, лучше обратиться к онлайн калькулятору системы отопления.

Как сделать расчет отопления частного дома – как рассчитать трубы, радиаторы, мощность котла

Когда говорят об уюте в доме, в первую очередь, обращают внимание на комфортную для проживания среду: оптимальную температуру воздуха, отсутствие сквозняков. Это так же важно, как порядок и спокойная психологическая атмосфера. Поэтому организация системы отопления и расчет обогрева дома волнуют владельцев жилья не меньше, а зачастую — больше, чем обустройство интерьера.

Для чего нужен расчёт

От вопроса, как правильно рассчитать систему отопления, зависит, насколько эффективно будет выполнять свою задачу её составляющие. Если взять котёл меньшей мощности, чем необходимо, он будет постоянно работать «на пределе», а в зимнюю стужу и вовсе не справится со своей функцией.

Установка котла и монтаж обогревательной магистрали обходится не дёшево. Любая переделка забирает немалые средства в семейном бюджете. Кроме того, именно от правильного расчёта зависит экономия энергоресурсов. Не важно, о каком виде топлива идёт речь — газе, электричестве, угле или солярке.

Теплоносителем чаще всего выступает обычная вода. Системы бывают открытого и закрытого типов. Если правильно подобрать оборудование и грамотно сделать расчет отопления частного дома, можно не беспокоиться за долговечность и качество системы обогрева.

Выбор оптимального источника тепла — первый шаг для правильного расчёта

Чтобы знать, как рассчитать систему отопления для частного дома, нужно правильно выбрать источник тепла. Как правило, начинают с анализа доступных в регионе энергоресурсов с учётом климатических условий. Выбор обычно идёт в пользу наиболее дешёвого топлива. Популярными являются системы обогрева, работающие на природном газе, электричестве, угле или дизеле.

Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки:

  1. Котлы на природном газе. Считаются наиболее дешёвым вариантом обогрева, но к магистрали природного газа не всегда есть возможность подключиться. Газовые котлы отличают высокий КПД, автоматизация управления процессом работы, безопасность при соблюдении правил подключения к газовым сетям. Нужно понимать, что такое КПД котла, чтобы изначально сделать правильный выбор оборудования. Небольшое по размеру газовое оборудование имеет высокий уровень производительности. Цена на природный газ растёт, но все равно этот вид топлива остаётся наиболее экономичным.
  2. Электрокотлы. Компактные, не требуют громоздких дымоходов, со своей функцией справляются не хуже газовых, если не поводит электроподача. Не особо популярно из-за дороговизны электроэнергии. Поэтому расчет электрического отопления частного дома делают обязательно.
  3. Котлы на твёрдом топливе. Вновь востребованы в связи с развитием загородного частного строительства. Наряду с обычными котлами продаются агрегаты с возможностью автоматической загрузки топлива.
  4. Отопительное оборудование, работающее на солярке или отработанном масле. Часто используется для отопления в загородных коттеджах. Чтобы применять такое топливо, нужно соорудить для него резервуар. Не всех устраивает из-за резкого запаха дизеля, который стоит в котельной.

Совет. Когда нет возможности или не получается по каким-то причинам сделать расчёт отопления дома и монтаж системы, лучше обратиться за помощью к специалистам.

Особенности работы котлов на разных видах топлива

Если нет возможности подключиться к газопроводу, выбирают между тремя вариантами топлива:

  • дизель;
  • уголь (или другое твёрдое топливо);
  • электрический генератор тепла.

В связи с тем, что электрообогрев обходится довольно дорого, в качестве основного источника тепла его используют крайне редко.

Котлы, работающие на дизеле легко перевести на газ в случае необходимости, если поставить другие горелки. Сегодня потребителям предлагается большой выбор газовых горелок различного типа.

Если использовать котлы на угле и пеллетах, есть смысл рассмотреть пиролизный тип, который позволяет сэкономить топливо за счёт камеры вторичного дожига. КПД у пиролизных агрегатов достигает 85 процентов. Недостаток, который пока не решен — нет полной автоматизации работы твердотопливного котла. Даже в тех моделях, где есть автоматизированная система загрузки топлива из бункера, его нужно пополнять по истечении суток.

Читайте также  Отделка стен после штукатурки

Есть агрегаты, которые можно использовать для работы на твёрдом топливе и электричестве, как резервном варианте. Все эти нюансы учитывают при расчете отопления загородного дома.

Как рассчитать мощность котла для системы отопления частного дома

Определившись с системой отопления, можно приступать к расчёту мощности котла. Для этого есть несложная методика.

Для того, чтобы рассчитать мощность котла, нужно выяснить два параметра:

  • площадь отапливаемого помещения;
  • климатическая мощность региона.

При расчёте площади помещения учитывают все комнаты в доме, у которых есть хотя бы одна внешняя стена. Площадь уменьшать нельзя, чтобы в доме было тепло в самые суровые холода.

Климатическая мощность в различных регионах:

  • центральный регион — 1,3-1,5 кВт;
  • южный — 0,8 -0,95 кВт;
  • северный— 1,6-2,2 кВт.

Мощность котла вычисляется по следующей формуле: площадь комнаты умножают на показатель климатической мощности, полученный результат делят на 10.

Так, например, мощность генератора в южном регионе при площади обогрева в 100 кв. м. будет составлять: (100х0,8)/10=8 кВт.

Совет. Лучше выбирать оборудование с запасом мощности, чтобы качество теплоснабжения не упало при критически низких температурах. Нужно предусмотреть и возможное увеличение со временем количества отапливаемой площади (пристройки к дому).

Расчёт количества секций отопительных приборов

Система отопления не будет эффективной, если не рассчитать оптимальное количество секций радиаторов. Неправильный расчёт приведёт к тому, что комнаты будут обогреваться неравномерно, котёл будет работать на пределе возможностей или, наоборот, «вхолостую» растрачивая топливо.

Некоторые владельцы домов считают: чем больше батарей, тем лучше. Однако, при этом удлиняется путь теплоносителя, который постепенно охлаждается, а значит, последние комнаты в системе рискуют остаться без тепла. Принудительная циркуляция теплоносителя, отчасти, решает эту проблему. Но нельзя упускать из виду мощность котла, который может просто «не потянуть» систему.

Чтобы рассчитать количество секций, понадобятся следующие значения:

  • площадь отапливаемой комнаты (плюс смежной, где нет радиаторов);
  • мощность одного радиатора (указана в технической характеристике);

принять во внимание, что на 1 кв. м. жилой площади потребуется 100 Вт мощности для средней полосы России (согласно требованиям СНиПа).

Площадь комнаты умножают на 100 и полученную сумму делят на параметры мощности устанавливаемого радиатора.

Пример для комнаты в 25 кв. метров и мощности радиатора 120 Вт: (20х100)/185=10,8=11

Эта самая простая формула, при не стандартной высоте комнат или их сложной конфигурации используются другие значения.

Как правильно рассчитать отопление в частном доме, если мощность радиатора по каким-то причинам неизвестна? По умолчанию берётся средне статическая мощность в 200 Вт. Можно брать средние значения определённых типов радиаторов. Для биметаллических эта цифра составляет — 185 Вт, для алюминиевых — 190 Вт. У чугунных значение значительно ниже — 120 Вт.

Совет: Количество секций радиаторов лучше ставить с небольшим запасом, чтобы учесть возможные непредвиденные теплопотери.

Если расчёт ведётся для угловых помещений, то полученный результат можно смело умножать на коэффициент 1,2.

Модели радиаторов: на что обратить внимание

Комфортная температура в помещении зависит не только от того, насколько грамотно произведён расчет отопительных приборов системы отопления, но и насколько верно подобран тип батарей по материалу и конструкции.

Наиболее распространены в квартирах и домах следующие типы радиаторов:

  • вакуумные;
  • стальные;
  • алюминиевые;
  • анодированные алюминиевые
  • биметаллические;
  • чугунные;
  • медные.

Они имеют различные эксплуатационные характеристики, которые нужно иметь в виду, когда решается задача, как рассчитать монтаж отопления.

  1. Вакуумные — последнее изобретение в сфере теплотехники. Позволяют сэкономить количество теплоносителя до 80 процентов. В корпус залита литиево-бромидная жидкость. Экономичные, компактные и универсальные. Отличает высокая теплоотдача, устойчивость к коррозии, возможность монтажа в системах, где применяются любые виды топлива в качестве источника тепла.
  2. Стальные радиаторы могут быть различными по форме и конструкции. Принципиально различаются между собой панельные и трубчатые. Панельные радиаторы последнего поколения сильно отличаются от своих предшественников, которыми в советское время пытались заменить тяжёлые чугунные батареи. У потребителей есть возможность выбора устройств с учётом количества панелей и теплообменников, с нижним или боковым подключением. Имеют свои особенности и трубчатые радиаторы. При всех плюсах стальных моделей, у них есть существенные минусы — подвержены коррозии, плохо переносят перепады давления теплоносителя, есть вероятность разрыва сварочных швов. Поэтому в домах или квартирах, где невозможно проконтролировать качество и давление теплоносителя, их ставить рискованно.
  3. Алюминиевые радиаторы «солидарны» со стальными в этом плане. Их лучше использовать в частных домах или в квартирах, где установлено автономное отопление, выдержаны требования к теплоносителю, нет риска в отношении гидроударов. Привлекают хорошие эксплуатационные показатели, доступная цена, лёгкость при монтаже и аккуратный внешний вид.
  4. Алюминиевые анодные радиаторы являются практически универсальными в плане выбора теплоносителя, так как в процессе производства секции подвергают процессу анодного оксидирования. Внутренние поверхности стенок идеально гладкие. Внешний вид ничем не отличается от алюминиевых, а вот цена гораздо выше. Поэтому желательно делать покупки в торговых точках, которые дорожат своей репутацией и могут предоставить сертификат на товар.
  5. Биметаллические радиаторы ещё более надёжные. Конструкция у них следующая: каналы, по которым циркулирует теплоноситель, выполнены из нержавеющей стали, а внешняя оболочка из алюминия. Таким образом сохранены все достоинства алюминиевых радиаторов и полностью исключен их главный недостаток: к качеству теплоносителя такие батареи не имеют особых требований. Кроме того, они высокой прочности и хорошо держат гидроудары.
  6. Чугунные по-прежнему в числе лидеров по надёжности и долговечности. Минус — тепловая инерционность, в некоторых случаях, идёт за преимущество. Например, в отопительных системах, которые работают на твёрдом топливе. Чугунные батареи медленно разогреваются, зато долго держат тепло, медленно остывают.
  7. Теплопроводность медных радиаторов в 5 раз выше, чем у чугунных. Они устойчивы к агрессивной среде, не боятся температуры в 150 градусов выше нуля, стойко держат перепады давления в 16 атмосфер. Теплоноситель по внутренним поверхностям скользит без задержек. Редко кому не нравится их внешний вид — они великолепно выглядят без покраски. Единственный минус — высокая цена.

Итоги

После того, как будут выбраны подходящий источник топлива, обогревательный прибор и тип радиаторов, нужно произвести необходимый расчет системы отопления. Только в таком случае она будет служить долго и не подведёт при непредвиденных ситуациях.

Расчет отопления частного дома

Для климата средней полосы тепло в доме является насущной потребностью. Вопрос отопления в квартирах решается районными котельными, ТЭЦ или тепловыми станциями. А как же быть владельцу частного жилого помещения? Ответ один — установка отопительной техники, необходимой для комфортного проживания в доме, она же — автономная система отопления. Чтобы не получить в результате установки жизненно необходимой автономной станции груду металлолома, к проектированию и монтажу следует отнестись скрупулёзно и с большой ответственностью.

Расчет тепловых потерь

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

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

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

Расчеты площадей поверхностей:

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

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

  • Q1 = S1 х 62 = 20,78×62 = 1289 Вт
  • Q2= S2 x 135 = 3×135 = 405 Вт
  • Q3=S3 x 35 = 18×35 = 630 Вт
  • Q4 = S4 x 27 = 18×27 = 486 Вт
  • Q5=Q+ Q2+Q3+Q4=2810 Bт

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

Расчет гидравлики

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

Единицами расчета гидравлической системы являются:

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

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

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

Из-за значительной турбулизации потока, который возникает при увеличенном движении теплоносителя в трубопроводе и усиленном дросселировании потока воды регулирующим клапаном, возникает гидравлический шум. Поэтому, учитывая возможность возникновения шума, необходимо на всех этапах гидравлического расчета и конструирования — подбор насосов и теплообменников, балансовых и регулирующих клапанов, анализ температурных удлинений трубопровода — выбирать соответствующие для заданных исходных условий оптимальное оборудование и арматуру.

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

Перепады давления в СО

Гидравлический расчет включает имеющиеся перепады давления на вводе отопительной системы:

  • диаметры участков СО
  • регулирующие клапаны, которые устанавливаются на ветках, стояках и подводках приборов отопления;
  • разделительные, перепускные и смесительные клапаны;
  • балансовые клапаны и величины их гидравлической настройки.

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

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

Далее необходимо определить основное циркуляционное кольцо. В однотрубной системе количество колец равно числу стояков, а в двухтрубной — количеству приборов отопления. Клапаны баланса предусматривают для каждого кольца циркуляции, поэтому количество клапанов в однотрубной системе равно числу вертикальных стояков, а в двухтрубной — количеству приборов отопления. В двухтрубной СО балансовые вентили располагают на обратной подводке прибора отопления.

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

Расчет циркуляционного кольца включает:

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

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

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

  • для вертикальных бифилярных и однотрубных систем: Рн = Pс. о. — Ре
  • для горизонтальных бифилярных и однотрубных, двухтрубных систем:Рн = Pс. о. — 0,4Ре
  • Pс.о — потери давления в основном кольце циркуляции, Па;
  • Ре — естественное циркуляционное давление, которое возникает вследствие понижения температуры теплоносителя в трубах кольца и приборах отопления, Па.

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

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

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

Второе направление расчета заключается в подборе диаметра трубы на расчетных участках и определении потерь давления в кольце циркуляции. Рассчитывается по изначально заданной величине циркуляционного давления. Диаметры участков трубопровода подбирают по примерной величине удельных потерь давления Rср. Этот принцип применяется в расчетах отопительных систем с зависимым присоединением к тепловым сетям, с естественной циркуляцией.

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

  • в вертикальных однотрубных и бифилярных системах: PР = Рн + Ре
  • в горизонтальных однотрубных, двухтрубных и бифилярных системах: PР = Рн + 0,4.Ре

Расчет трубопроводов СО

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

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

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

Расчет количества радиаторов при водяном отоплении

Формула расчета

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

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

Расчет производим следующим образом:

  • определяем тип помещения и выбираем вид радиаторов;
  • умножаем площадь дома на указанный тепловой поток;
  • делим полученное число на показатель теплового потока одного элемента (секции) радиатора и округляем результат в большую сторону.

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

Характеристики радиаторов

Тип радиатора

Тип радиатора Мощность секции Коррозийное воздействие кислорода Ограничения по Ph Коррозийное воздействие блуждающих токов Давление рабочее/ испытательное Гарантийный срок службы (лет)
Чугунный 110 6.5 — 9.0 6−9 /12−15 10
Алюминиевый 175−199 7— 8 + 10−20 / 15−30 3−10
Трубчатый
Стальной
85 + 6.5 — 9.0 + 6−12 / 9−18.27 1
Биметаллический 199 + 6.5 — 9.0 + 35 / 57 3−10

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

Расчет системы отопления

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.

Поэтому принято считать, что в среднем секция радиаторов (500 мм между патрубками вне зависимости от дизайна, материала) будет реально, без перегрева котла, отдавать тепловую мощность около 150 Вт.

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. Как совмещать радиаторы с теплым полом

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.

Читайте также  Обрешётка крыши под ондулин

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.

Далее трубой 16 мм (20 мм наружный), при той же скорости можем подключить радиаторы до 7,2 кВт – до 5 радиаторов без проблем…

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.

Как произвести расчет отопления в частном доме – цифры и формулы

Отопление в частном коттедже – неотъемлемое условие комфортного проживания. Первым этапом в строительстве является составление проекта и производство всех расчетов. И если проект в процессе возведения дома еще можно в чем-то поправить, то неправильные цифры приведут к глобальному увеличению финансовых вложений. Систему обогрева закладывают на начальном этапе, а вычисления производят до закладки фундамента. Грамотные расчеты и применение качественных материалов позволят произвести быстрый монтаж и при эксплуатации обойтись без неоправданных теплопотерь.

Отопление в частном коттедже – неотъемлемое условие комфортного проживания. Первым этапом в строительстве является составление проекта и производство всех расчетов. И если проект в процессе возведения дома еще можно в чем-то поправить, то неправильные цифры приведут к глобальному увеличению финансовых вложений. Систему обогрева закладывают на начальном этапе, а вычисления производят до закладки фундамента. Грамотные расчеты и применение качественных материалов позволят произвести быстрый монтаж и при эксплуатации обойтись без неоправданных теплопотерь.

Из чего складываются теплопотери дома?

Любое здание, жилое или нет, имеет несколько видов обогрева и две разновидности потери тепла:

  • естественные, т. е. через оконные проемы, крышу, входные двери;
  • дополнительные – происходят в результате скрытых дефектов строительства, применения некачественных материалов, плохой изоляции, ошибок при монтаже и т. д.

Для того чтобы не совершать ошибок или суметь исправить их, если они уже произошли, необходимо знать, на что обратить внимание.

№ п/п

Проблема

Характеристика

Плохая теплоизоляция стен

Если дом уже построен, погрешности определяют с помощью тепловизора. Исправлять данный недостаток в построенном здании сложно. Лучше всего использовать качественные материалы и привлекать грамотных мастеров на стадии строительства

Плохая теплоизоляция кровли

Основное проблемное место – стыки, между балками перекрытия и утеплителем

Попадание строительного мусора, заводской брак, воздушная пробка

Радиатор не должен сильно нагревать выходящую наружу стену, в противном случае он будет «греть» улицу

Неправильный монтаж «теплого пола»

При монтаже система не должна доходить до наружных стен, в противном случае она будет обогревать именно ее и, соответственно, улицу

Щели в оконных проемах

Причины появления оконных щелей:

Щели в дверных проемах

Опасны щели и в балконных, и во входных дверях. Причины те же, что и при появлении щелей в оконных проемах

Места, где термическое сопротивление понижено: перекрытия, перемычки, углы, места стыковки элементов конструкции и т. д. Обезопасить такие участки следует на стадии строительства, в противном случае сначала появится конденсат, а впоследствии неустранимый грибок

Неправильно подключенная вентиляция затягивает холодные воздушные потоки с улицы

Причины такие же, как при сквозняках в оконных проемах. Требуется дополнительная изоляция

Неправильно установленный кондиционер

Основная утечка тепла происходит через монтажное отверстие на улицу

Фундамент, даже имеющий воздушную «подушку» в виде подвала, требует обязательного дополнительного утепления

Все имеющиеся в конструкции швы (в т.ч. получаемые при кирпичной кладке) являются мостками холода, термическое сопротивление в этих местах снижено

Возникают возле потолка в местах соединения стыков крыши, стен, перекрытий, примыкания к изоляционному утеплителю

Устранить имеющиеся теплопотери необходимо на стадии строительства, в дальнейшем сделать это будет сложнее. До 90% потерь приходится на фундамент, окна, двери, крышу.

Дополнительная утечка происходит в местах прохождения вентиляции и канализации. Эти данные также необходимо учитывать при составлении схемы отопительной системы.

Что входит в отопительную систему?

Самое важно устройство для обогрева частного дома – нагревательный котел в современных коттеджах и печь в устаревших системах небольших домов (печным отоплением большого здания не протопить). Некоторые разновидности данного нагревательного элемента имеют дымоход, выводящий продукты горения. В зависимости от используемого топлива, функциональных особенностей и мощности котел для обогрева бывает:

  1. Электрокотел. Единственный плюс – удобство в использовании: включил/выключил. Но не пользуется популярностью из-за дороговизны самого агрегата и его эксплуатации. А если по каким-либо причинам подача электроэнергии прекратится (разрыв эл. линии вследствие погодных условий, авария на станции и проч.), дом будет замерзать без отопления.
  2. Твердотопливный. Плюс – доступность и котла, и топлива (уголь, дрова, брикеты). Но требуется постоянный контроль за прогоранием того же угля и своевременной подачи его в теплоноситель. Вовремя не подал – дом замерз. Такие устройства применимы в деревнях и селах. Современные модели оснащаются автоматом для подачи топлива, но цена настолько велика, что проще приобрести агрегат другой модификации.
  3. Жидкотопливный. Основной вид топлива – дизельный. Плюсы: самый высокий КПД среди всех моделей и, соответственно, повышенная производительность. Минусы: требуется отдельный резервуар для дизеля и далеко не бюджетная цена на него.
  4. Газовый. Наиболее популярный вариант. Плюсы: небольшой размер котла, высокий КПД, низкая стоимость топлива. Минус: не все районы страны газифицированы.

Котел – это главная составляющая всей отопительной конструкции, и подходить к его выбору требуется основательно. Помимо основного нагревательного элемента, дополнительно потребуются:

  1. Трубы, как элемент системы, отвечают за распространение тепловой энергии от котла до приборов отопления. Наиболее востребованный материал – металлопластик, ПВХ. Подключение производят с помощью соединительных фитингов и коллекторов (гребенок).
  2. Батареи (стальные, чугунные, алюминиевые), конвекторы (конструкция, обеспечивающая постоянную циркуляцию теплого воздушного потока без использования мех. приборов), файнколы (кондиционирование с помощью профессиональной системы) и т. д.
  3. Система «теплый пол».

Для того чтобы грамотно, без погрешностей провести расчет отопления, необходимо точно знать количество отопительных приборов и спрогнозировать все возможные энергетические потери дома.

Расчеты, проводимые при установке системы отопления

Из-за сильных перепадов температур в некоторых климатических зонах важно первым делом рассчитать теплопотери каждого помещения в отдельности с учетом материала стен и их толщины. Далее расписывают следующие параметры:

  • остекление стеклопакетов (2-, 3-, 5-камерное);
  • теплоизоляция (материал стен, теплоизолирующего и финишного покрытия;
  • процентное соотношение площади всех окон по отношению к полу;
  • температура воздуха на улице в самое холодное время года;
  • количество стен, выходящих на улицу;
  • этажность (у нижнего этажа с теплым подвалом теплопотери ниже в сравнении с верхним, без теплого чердака);
  • высота комнат;
  • площадь комнат.

К расчетам теплопотерь при определении мощности котла добавляют поправочный коэффициент 1,2.

Как рассчитать мощность котла?

Следующий этап вычислений – определить общий объем дома. Для этого вычисляют кубатуру всех комнат: и жилых, и всех остальных (кладовки, подсобные и хозяйственные). Далее рассчитывают необходимую мощность котла с учетом всех помещений. Полученные цифры должны быть выражены в кВт на м³. На практике это выглядит так:

  • Рассчитать объем каждого помещения.
  • Сложить полученные цифры.
  • Берется норматив теплообмена для конкретного региона (Вт/м³).
  • Региональный норматив умножается на кубатуру помещения.
  • Добавляется коэффициент 1,2. Он необходим для создания резервной мощности котла на 20% (аппарат он не должен работать на пределе возможности).

Производя расчеты подобным образом для двухэтажного дома (со стандартными комнатами), где на 2 этаже расположены 3 спальни и 1 санузел, на первом – большая гостиная, туалет, дополнительная душевая, коридор, кухня, с показателем регионального норматива 50 Вт/м³, получают мощность котла – 14,6 кВт. Простой одноконтурный котел имеет стандартную мощность 10–15 кВт.

Как вычислить теплоотдачу радиаторов?

Теплоотдача батарей зависит от материала, из которого они произведены, количества секций и конструкции. Современный рынок представлен следующими разновидностями: