Расчет системы отопления: как грамотно выбрать обогревание для своего дома

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.

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.

Самостоятельный расчёт индивидуальной системы отопления

Из всех известных на данный момент вариантов для обогрева собственного дома наиболее распространённым видом является индивидуальная система водяного отопления. Масляные радиаторы, камины, печи, тепловентиляторы и обогреватели инфракрасного излучения зачастую используют как вспомогательные приборы.

Система отопления частного дома состоит из отопительных приборов, трубопровода и запорно-регулирующих механизмов, всё это служит для транспортировки тепла от теплогенератора к конечным точкам отопления помещений. Важно понимать, что надёжность, долговечность и эффективность индивидуальной системы отопления зависит от её правильного расчёта и монтажа, а также от качества используемых материалов в данной системе и её грамотной эксплуатации.

Расчёт системы отопления

Рассмотрим подробно упрощённый вариант расчёта системы водяного отопления, в котором мы будем использовать стандартные и общедоступные комплектующие. На рисунке схематически представлена индивидуальная система отопления частного дома на основе одноконтурного котла. Прежде всего, нам необходимо определиться с его мощностью, так как он является основой всех вычислений в дальнейшем. Выполним данную процедуру по описанной ниже схеме.

Общая площадь помещения: S = 78,5; общий объём: V = 220

У нас имеется одноэтажный дом с тремя комнатами, прихожей, коридором, кухней, ванной и туалетом. Зная площадь каждого отдельного помещения и высоту комнат, необходимо произвести элементарные расчёты для того, чтобы вычислить объём всего дома:

Таким образом, мы посчитали объём всех отдельных помещений, благодаря чему теперь можно вычислить общий объём дома, он равен 220 кубическим метрам. Заметьте, мы также посчитали объём коридора, но на самом деле там не указано ни одного отопительного прибора, для чего это нужно? Дело в том, что коридор также будет отапливаться, но пассивным образом, за счёт циркуляции тепла, поэтому нам необходимо внести его в общий список отопления, для того, чтобы расчёт был правильным и дал нужный результат.

Следующий этап расчёта мощности котла мы будем проводить, исходя из необходимого количества энергии на один кубический метр. Для каждого региона существует свой показатель — в наших вычислениях используем 40 Вт на кубический метр, исходя из рекомендаций для регионов европейской части СНГ:

Полученную цифру необходимо возвести в коэффициент 1,2, что даст нам 20% запаса мощности для того, чтобы котёл постоянно не работал на полную мощность. Таким образом, мы понимаем, что нам необходим котёл, который способен вырабатывать 10,6 кВт (стандартные одноконтурные котлы выпускаются мощностью 12–14 кВт).

Расчёт радиаторов

В нашем случае мы будем использовать стандартные алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Мощность каждого ребра такого радиатора при температуре 70 °С составляет 150 Вт. Далее мы посчитаем мощность каждого радиатора и количество условных рёбер:

  • комната 1: Округляем до 1500 и получаем 10 условных рёбер, но поскольку у нас два радиатора, оба под окнами, мы возьмём один с 6-ю рёбрами, второй с 4-мя.
  • комната 2: Округляем до 1500 и получаем один радиатор с 10-ю рёбрами.
  • комната 3: Округляем до 2700 и получаем три радиатора: 1-й и 2-й по 5 рёбер, 3-й (боковой) — 8 рёбер.
  • прихожая: Округляем до 1200 и получаем два радиатора по 4 ребра.
  • ванная: . Тут температура должна быть немного выше, получается 1 радиатор с 4-мя рёбрами.
  • туалет: Округляем до 450 и получаем три ребра.
  • кухня: Округляем до 2100 и получаем два радиатора по 7 рёбер.

В конечном результате мы видим, что нам необходимо 12 радиаторов общей мощностью:

Исходя из последних расчётов, видно, что наша индивидуальная система отопления без проблем справится с возложенной на неё нагрузкой.

Выбор труб

Трубопровод для системы индивидуального отопления является средой для транспортировки тепловой энергии (в частности, нагретой воды). На отечественном рынке трубы для монтажа систем представлены в трёх основных видах:

Металлические трубы имеют ряд значительных недостатков. Кроме того, что они обладают большим весом и требуют специального оборудования для монтажа, а также наличие опыта, они ещё подвержены коррозии и могут накапливать статическое электричество. Хороший вариант — медные трубы, они способны выдерживать температуру до 200 градусов и давление около 200 атмосфер. Но медные трубы отличаются спецификой в монтаже (требуется специальное оборудование, серебряный припой и большой опыт работы), кроме того их стоимость очень велика. Самым популярным вариантом считаются пластиковые трубы. И вот почему:

  • они имеют алюминиевую основу, которая с двух сторон покрыта пластмассой, благодаря чему они обладают огромной прочностью;
  • они абсолютно не пропускают кислород, что позволяет свести к нулю процесс образования коррозии на внутренних стенках;
  • благодаря алюминиевому армированию у них очень низкий коэффициент линейного расширения;
  • пластиковые трубы антистатичны;
  • обладают малым гидравлическим сопротивлением;
  • не требуется специальных навыков для монтажа.

Монтаж системы

Первым делом нам требуется установить секционные радиаторы. Их надо размещать строго под окнами, тёплый воздух от радиатора будет препятствовать проникновению холодного воздуха из окна. Для монтажа секционных радиаторов не понадобится никакого специального оборудования, лишь перфоратор и строительный уровень. Необходимо строго придерживаться одного правила: все радиаторы в доме должны быть смонтированы строго на одном горизонтальном уровне, от этого параметра зависит общая циркуляция воды в системе. Также соблюдайте вертикальное расположение рёбер радиатора.

Читайте также:  Какие биметаллические радиаторы отопления лучше: краткий обзор предложений рынка

После монтажа радиаторов можно приступать к прокладке труб. Необходимо заранее промерить общую длину труб, а также посчитать количество всевозможных фитингов (колен, тройников, заглушек и пр.). Для монтажа пластиковых труб понадобится всего три инструмента — рулетка, ножницы для труб и паяльник. На большинстве таких труб и фитингов есть лазерная перфорация в виде насечек и направляющих линий, что даёт возможность по месту выполнять монтаж правильно и ровно. Работая с паяльником, следует придерживаться только одного правила — после того как вы расплавили и состыковали концы изделий, ни в коем случае не прокручивайте их, если с первого раза не получилось припаять ровно, иначе возможна течь в этом месте. Лучше заранее потренируйтесь на кусочках, которые пойдут в отходы.

Дополнительные приборы

По статистике система с пассивной циркуляцией воды будет исправно функционировать, если площадь помещения не превышает 100–120 м 2 . В противном случае необходимо использовать специальные насосы. Конечно, существует ряд котлов, в которые уже встроены насосные системы и они сами обеспечивают циркуляцию воды по трубам, если у вас не такой, то следует приобрести его отдельно.

На отечественном рынке их выбор очень велик, к тому же они отвечают всем необходимым требованиям — потребляют мало электроэнергии, бесшумны и малогабаритны. Монтируют циркуляционные насосы на концах веток отопления. Таким образом, насос прослужит дольше, так как он не будет находиться под прямым воздействием горячей воды.

Пример однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией: 1 — котёл; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы отопления; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр грубой очистки воды; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровые краны

Из всего вышеперечисленного становится ясно, что с монтажом подобной системы без труда справятся два или три человека, для этого не требуется обладать специальными профессиональными навыками, главное, уметь пользоваться элементарными строительными инструментами. В нашей статье мы рассмотрели систему индивидуального отопления, собранную с помощью стандартных комплектующих, их цена и общедоступность позволят почти каждому у себя дома смонтировать аналогичную систему отопления.

Расчет системы отопления: как грамотно выбрать обогревание

Теплоснабжение дома при климате в Российской Федерации есть не роскошью, а жизненной необходимостью. В случае если в городских условиях думать о нем не нужно – существуют тепловые станции, ТЭЦ, районные котельные, каковые всецело обеспечат жилье отоплением, то у себя дома необходимо обо всем думать самому.

В этом случае в жилище направляться обустроить автономную систему обогрева. Перед монтажом сети, ее нужно спроектировать и вычислить. Об этом мы и погорим в данной статье.

Расчет устройств отопления

Как теплоноситель, в большинстве случаев, в собственных зданиях выбирается обычная вода. А сама система отопления возможно закрытой или открытой.

Разновидность котла

Тип генератора тепла необходимо выбирать, учитывая то, какой вид энергоресурса наиболее доступен и недорог в вашем регионе.

Ниже категории устройств по виду используемого горючего.

  1. Электрические котлы. Отопление дома на их базе не весьма популярно у нас, т.к. электричество стоит дорого, да и подаваться может с перебоями или перепадами напряжения. А для надежной работы для того чтобы прибора нужна стабильная система электропитания.
  2. Твердотопливные устройства. Самые простые агрегаты. Российский рынок воображает множество их моделей, как с ручной, так и автоматической загрузкой горючего. Цена последних аналогов, само собой разумеется, выше.
  3. Газовые агрегаты. Данные устройства владеют высоким КПД. Современные их модели имеют всецело автоматизированные циклы работы. Они компактны при большом уровне производительности Подобное устройство оптимально, в случае если ваше жилище подсоединено к центральной газоснабжающей сети.

Обратите внимание! Создавая расчет подпитки системы отопления , учтите, что цена газа все время возрастает. Исходя из этого отопительную сеть на нем нужно оснастить системами автоматизации и энергосбережения.

Подобные генераторы тепла возможно ставить на дачах, в загородных домах и коттеджах. Но жидкое горючее пожаро-и взрывоопасно. Исходя из этого для резервуаров с ним необходимо отводить отдельные помещения и шепетильно придерживаться техники безопасности.

Кое-какие моменты, каковые нужно учесть

  1. Жидкотопливные котлы для системы отопления владеют одним ответственным преимуществом. Их горелку возможно поменять на газовый аналог, и агрегат сможет работать на соответствующем энергоносителе.
  2. Из твердотопливных устройств оптимальнее ставить своими руками пиролизные аналоги. Они наиболее экономичны, их КПД, благодаря усовершенствованной конструкции, достигает 85%. Такие агрегаты имеют две топки. В первой из них горючее медлительно тлеет и выделяет тепловую энергию, и горючий (пирозлизный) газ. Последний вместе с воздухом после этого поступает во вторую топку, где сжигается, выделяя дополнительное тепло.

  1. Простые твердотопливные котлы имеют значительный минус – их нереально оснастить действенными системами автоматизации. Исходя из этого, закладывать горючее в них приходится вручную, каждые 4/6 часов.

Имеется модели агрегатов, к каким возможно подсоединить бункер. Горючее из него поступает в котел машинально.

Но его хватает не более чем на 1.5 дня. После этого необходимо загружать емкость вручную.

Вычисление черт

По окончании выбора типа генератора тепла, осуществляя расчёт и проектирование систем отопления, направляться выяснить его общие характеристики и мощность системы.

Дабы осуществить предварительный расчет, достаточно перемножить площадь помещения на коэффициент климатической мощности генератора тепла. Результат вычисления потом делится на 10.

Это наиболее несложная формула, подходящая для бытовых условий. С ее помощью возможно осуществить проектирование систем и примерный расчёт отопления при малом числе известных факторов.

Чуть подробнее об этих вычислениях.

  1. Что касается обогреваемой площади, то часто берется ее сумма для всех помещений дома. Это ошибочно, т.к. отапливаются, в большинстве случаев, только те помещения здания, в которых хотя бы одна стенки есть внешней. Как раз таковой теплотехнический расчет верен, при котором берутся в учет лишь помещения с наружными стенками. Наряду с этим к итогам вычислений добавляется маленькой запас производительности для котла. Он нужен для обстановки, в то время, когда зима будет через чур жёсткой для вашей местности.
  2. Коэффициент климатической мощности крайне важен для практических расчетов отопления. Его величина зависит от местности, в которой дом расположен.
  • Так, для Центра РФ цифра образовывает 1.3/1.6 кВт;
  • для Юга – 0.8/0.95;
  • для Севера России – 1.6/2.2.

Пример расчета системы отопления (мощность котла) для здания в 100 м2 для Центральных регионов РФ:

Число батарейных секций

Инструкция подмечает, что грамотный проект отопления неосуществим без определения нужного числа радиаторных секций. Данный параметр возможно вычислить по несложной формуле: площадь помещений умножается на 100, полученная цифра делится на мощность одной секции радиатора.

Разберем позиции формулы подробней.

  1. Отапливаемая площадь. Мощность обогревательных устройств рассчитывается для каждого конкретного помещения. Следовательно, и в формуле обязана фигурировать площадь одной помещения. Однако тут имеется исключение. Если вы желаете, дабы тепло было и в смежной помещении, с той, в которой будут находиться радиаторы, то площадь обоих помещений суммируется.
  2. Цифра 100 забрана из СНиПа. Она значит, что на 1 м2 жилых помещений нужно 100 Вт тепловой мощности батарей.
  3. Производительность одной радиаторной секции возможно различной и зависит от материала ее особенностей и изготовления конструкции. В то время, когда вы не имеете возможность определить этот параметр совершенно верно, возможно оперировать значением в 200 Вт. Оно равняется усредненной мощности каждой секции современных радиаторов.

Приведем конкретный пример расчета. Пускай площадь помещения будет 20 метров квадратных. Мощность одной секции выбранных радиаторов для нее равна 170 Вт. Определяем число нужных секций:

Обратите внимание! В случае если помещение угловое или торцевое, то произведя вычисления, направляться их результат перемножить на коэффициент, составляющий 1.2. Так вы получите число секций радиатора с учетом увеличенных тепловых утрат помещения.

Конкретные опытные расчеты в формулах

Рассмотрим, как осуществляется монтаж и расчёт систем обогрева специалистами.

Что такое гидравлический расчет

В задачи неспециализированного гидравлического расчета системы входит нижеследующее.

  1. Определение сечения трубопровода и вследствие этого – расчет объема воды в системе отопления.
  2. Нахождение величин напоров (рабочих давлений) на разных участках сети.
  3. Вычисление падений давления/напора.
  4. Правильная привязка всех точек сети при динамическом и статическом режимах. Это необходимо, дабы обеспечить нужный напор и допустимое давление в системе.

Главные вычислительные зависимости

Теплозащитные свойства ограждающих конструкций характеризуются величиной их сопротивления тепловой передаче (Ro).

  1. Это выражается в формуле: Ro=Rвн+Rк+Rв. Знак Rвн – это сопротивление теплоотдаче внутренней части ограждения, она со своей стороны, описывается, как (m•2•°C):Bm.
  2. Rвн=1:?в. Тут ?в – это коэффициент тепловой отдачи внутренней части ограждающих конструкций, он равен 8.7•(m•2•°C):Bm.
  3. Rк есть термическим сопротивлением ограждающей конструкции с последовательно располагаемыми слоями. Rк=R1+R2+…+ Rn+Rнаружного воздуха.
  4. R1=?/?. Тут ? свидетельствует толщину слоя в миллиметрах, а ? – это коэффициент теплопроводности, который описывается, как Bm:(m•2•°C).
  5. Rв есть сопротивлением теплоотдаче внешней стороны ограждения.
  6. Rв=1:?н. ?н – это коэффициент тепловой отдачи наружной части ограждения, он выражается, как 23•Bm:(m•2•°C).
  7. Коэффициент тепловой передачи k вычисляется, в соответствии с формуле: k=1:Rо.

Итак, перед тем, как вычислить систему отопления, осуществляется вычисление толщины главного утеплительного слоя.

Приведем конкретный пример.

  1. Внешняя стенки из бетона: ?=2400 кг/м?/; ?1=1.92 Вт/м•°С; ?1=100 миллиметров.
  2. Утепление из пенополиуретана: ?=2400 кг/м?; ?=1.92 Вт/м•°С; ?=Rо-1:?в-1:?н-?1:?1.

Мощность системы

Тепловая мощность отопительной системы, в ваттах, находится по формуле: Qс=Qо+Qи-Qб.

  • Qо есть тепловыми утратами в ваттах через ограждающие конструкции;
  • Qи – это теплопотери на согревание инфильтрирующего воздуха, который идет через двери, окна, щели (Вт);
  • Qб – поступления тепла от бытовых устройств, кроме этого в ваттах.

Гидравлический расчет трубопровода

Расчет объема системы отопления неосуществим без гидравлических вычислений диаметра трубопровода. Они осуществляются при уже определенных тепловых нагрузках и вычисленном давлении (циркуляционном) в системе.

К примеру, в двухтрубном типе сетей главное кольцо циркуляции монтируется при тупиковой разновидности разводки труб. Иными словами – через нижний радиатор самого нагруженного и наиболее удаленного от центра тепла стояка.

В данной ситуации вы имеете возможность применять калькулятор расчета системы отопления, размещенный в сети, или осуществить вычисления самостоятельно.

Для этого нужно выяснить вспомогательный параметр – усредненную величину удельных утрат давления, благодаря трения (Rср, в Па/м), на один метр труб. Формула выглядит так:

В ней знаки означают:

  • ? – это коэффициент, который учитывает утраты давления, благодаря локальных сопротивлений, от общего вычисленного давления (циркуляционного), для сетей с принудительной циркуляцией этот параметр равен 0.65;
  • рр есть располагаемым давлением в проектируемой обогревательной системе, в паскалях;
  • L – это суммарная протяженность циркуляционного кольца, в метрах.

Потери тепла помещения

Главные тепловые утраты Qо (в ваттах), через ограждающие конструкции дома находятся, в соответствии с формуле Qо=f•k•(tв-tвн)•n.

  • k – это коэффициент тепловой передачи ограждения;
  • f есть расчетной площадью ограждающей конструкции, в квадратных метрах;
  • tв – температура окружающей среды в помещении, в градусах;
  • tвн – температура внешнего воздуха, в градусах;
  • n есть коэффициентом, который зависит от размещения внешней поверхности относительно наружного воздуха.

Выбор радиаторов, исходя из их черт

Перед тем, как вычислить количество воды в системе отопления, направляться выбрать тип радиаторов, каковые вы станете применять. Ниже дана таблица черт всех создаваемых сейчас их разновидностей.

РадиаторДавление: рабочее,опрессовка,

Огражд., по PhКорр. воздействие О2Корр.воздействие

Корр.воздействие

Мощностьсекции, ваттГарантия
трубчатыйстальной6/129/18

6.5/9имеетсяимеетсяне сильный851 год
чугунный6/912/15

6.5/9нетнетнет11010 лет
алюминий10/2015/30

7/8нетимеетсяимеется175/1993/10 лет
биметалл3557

6.5/9имеетсяимеетсяне сильный1993/10 лет

Вывод

Продолжительная эксплуатация отопительной системы вероятна только при ее грамотном расчете и последующем верном монтаже. Исходя из этого к проектированию сети нужно отнестись предельно без шуток. Видео в статье дополнит данные.

Расчет системы отопления частного дома: правила и примеры расчёта

Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. Согласитесь, что к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево. Но вы никогда не занимались подобными вычислениями и не знаете как правильно их выполнять?

Мы поможем вам – в нашей статье подробно рассмотрим, как делается расчет системы отопления частного дома для эффективного восполнения потерь тепла в зимние месяцы.

Приведем конкретные примеры, дополнив материал статьи наглядными фото и полезными видеосоветами, а также актуальными таблицами с показателями и коэффициентами, необходимыми для вычислений.

Теплопотери частного дома

Здание теряет тепло из-за разности температур воздуха внутри и вне дома. Теплопотери тем выше, чем более значительна площадь ограждающих конструкций здания (окон, кровли, стен, фундамента).

Также потери тепловой энергии связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. К примеру, теплопотери тонких стен больше, чем толстых.

Эффективный расчет отопления для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций.

Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).

Атмосфера внутри жилой постройки косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, проемы окон и дверей, крыша и фундамент зимой передают тепло из дома наружу, поставляя взамен холод. На них приходится 70-90% от общих теплопотерь коттеджа.

Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию.

При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.

Выполнить расчёт автономного контура отопления загородного дома без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций невозможно. Точнее, не получится определить мощность отопительного котла, достаточную для обогрева коттеджа в самые лютые заморозки.

Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций.

Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.

Для грамотного расчета системы отопления потребуется коэффициент теплопроводности распространенных строительных материалов.

Расчет потерь тепла через стены

На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции.

  • квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м;
  • в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м 2 ;
  • материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический;
  • толщина стены – 2 кирпича.

Далее проведем вычисление группы показателей, из которых и складывается общее значение потерь тепла через стены.

Показатель сопротивления теплопередачи

Чтобы выяснить показатель сопротивления теплопередачи для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности.

Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.

Наша условная стена выстроена из керамического полнотелого кирпича, коэффициент теплопроводности которого – 0,56 Вт/м· о С. Ее толщина с учетом кладки на ЦПР – 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получаем сопротивление теплопередаче стены:

0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м 2×о С

Результат деления округляем до двух знаков после запятой, в более точных данных по сопротивлению теплопередачи потребности нет.

Площадь внешних стен

Поскольку примером выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется умножением ширины на высоту одной стены, затем на число внешних стен:

12 · 7 · 4 = 336 м 2

Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м 2 ) фасадной стены, нужно ли их учитывать?

Действительно, как же корректно рассчитать автономное отопление в деревянном доме без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.

Если необходимо обсчитать теплопотери здания крупной площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, учет коэффициентов теплопередачи оконных рам и входных дверей при расчете будет правильным.

Однако для малоэтажных построек ИЖС, возводимых из традиционных материалов, дверными и оконными проемами допустимо пренебречь. Т.е. не отнимать их площадь из общей площади фасадных стен.

Общие теплопотери стен

Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус.

Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:

1 : 0,91 = 1,09 Вт/м 2 · о С

Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах.

К примеру, если в помещениях коттеджа температура +20 о С, а на улице -17 о С, разница температур составит 20+17=37 о С. В такой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома будут:

0,91 · 336 · 37 = 11313 Вт,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи квадратного метра стены; 336 – площадь фасадных стен; 37 – разница температур комнатной и уличной атмосферы.

Пересчитаем полученную величину теплопотерь в киловатт-часы, они удобнее для восприятия и последующих расчетов мощности отопительной системы.

Теплопотери стен в киловатт-часах

Вначале выясним, столько тепловой энергии уйдет через стены за один час при разнице температур в 37 о С.

Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструкционными характеристиками, условно выбранными для демонстрационно-показательных вычислений:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 кВт·ч,

Где: 11313 – величина теплопотерь, полученная ранее; 1 – час; 1000 – количество ватт в киловатте.

Для вычисления потерь тепла за сутки полученное значение теплопотерь за час умножаем на 24 часа:

11,313 · 24 = 271,512 кВт·ч

Для наглядности выясним потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:

7 · 30 · 271,512 = 57017,52 кВт·ч,

Где: 7 – число месяцев в отопительном сезоне; 30 – количество дней в месяце; 271,512 – суточные теплопотери стен.

Итак, расчетные теплопотери дома с выбранными выше характеристиками ограждающих конструкций составят 57017,52 кВт·ч за семь месяцев отопительного сезона.

Учет влияния вентиляции частного дома

Расчет вентиляционных потерь тепла в отопительный сезон в качестве примера проведем для условного коттеджа квадратной формы, со стеной 12-ти метровой ширины и 7-ми метровой высоты.

Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:

12 · 12 · 7 = 1008 м 3

При температуре воздуха +20 о С (норма в сезон отопления) его плотность равна 1,2047 кг/м 3 , а удельная теплоемкость 1,005 кДж/(кг· о С).

Вычислим массу атмосферы в доме:

1008 · 1,2047 = 1214,34 кг,

Где: 1008 – объем домашней атмосферы; 1,2047 – плотность воздуха при t +20 о С .

Предположим пятикратную смену воздушного объема в помещениях дома. Отметим, что точная потребность в приточном объеме свежего воздуха зависит от числа жильцов коттеджа.

При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27 о С (20 о С домашняя, -7 о С внешняя атмосфера) за сутки на обогрев приточного холодного воздуха понадобиться тепловой энергии:

5 · 27 · 1214,34 · 1,005 = 164755,58 кДж,

Где: 5 – число смен воздуха в помещениях; 27 – разница температур комнатной и уличной атмосферы; 1214,34 – плотность воздуха при t +20 о С; 1,005 – удельная теплоемкость воздуха.

Переведем килоджоули в киловатт-часы, поделив значение на количество килоджоулей в одном киловатт-часе (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 кВт·ч

Выяснив затраты тепловой энергии на обогрев воздуха в доме при пятикратной его замене через приточную вентиляцию, можно рассчитать «воздушные» теплопотери за семимесячный отопительный сезон:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 кВт·ч,

Где: 7 – число «отапливаемых» месяцев; 30 – среднее число дней в месяце; 45,76 – суточные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха.

Вентиляционные (инфильтрационные) энергозатраты неизбежны, поскольку обновление воздуха в помещениях коттеджа жизненно необходимо.

Потребности нагрева сменяемой воздушной атмосферы в доме требуется вычислять, суммировать с теплопотерями через ограждающие конструкции и учитывать при выборе отопительного котла. Есть еще один вид тепловых энергозатрат, последний – канализационные теплопотери.

Затраты энергии на подготовку ГВС

Если в теплые месяцы из крана в коттедж поступает холодная вода, то в отопительный сезон она – ледяная, с температурой не выше +5 о С. Купание, мытье посуды и стирка невозможны без нагрева воды.

Набираемая в бачок унитаза вода контактирует через стенки с домашней атмосферой, забирая немного тепла. Что происходит с водой, нагретой путем сжигания не бесплатного топлива и потраченной на бытовые нужды? Ее сливают в канализацию.

Рассмотрим на примере. Семья из трех человек, предположим, расходует 17 м 3 воды ежемесячно. 1000 кг/м 3 – плотность воды, а 4,183 кДж/кг· о С – ее удельная теплоемкость.

Средняя температура нагрева воды, предназначенной для бытовых нужд, пусть будет +40 о С. Соответственно, разница средней температуры между поступающей в дом холодной водой (+5 о С) и нагретой в бойлере (+30 о С) получается 25 о С.

Для расчета канализационных теплопотерь считаем:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 кДж,

Где: 17 – месячный объем расхода воды; 1000 – плотность воды; 25 – разница температур холодной и нагретой воды; 4,183 – удельная теплоемкость воды;

Для пересчета килоджоулей в более понятные киловатт-часы:

1777775 : 3600 = 493,82 кВт·ч

Таким образом, за семимесячный период отопительного сезона в канализацию уходит тепловая энергия в объеме:

493,82 · 7 = 3456,74 кВт·ч

Расход тепловой энергии на нагрев воды для гигиенических нужд невелик, в сравнении с теплопотерями через стены и вентиляцию. Но это ведь тоже энергозатраты, нагружающие отопительный котел или бойлер и вызывающие расход топлива.

Расчет мощности отопительного котла

Котел в составе системы отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае двухконтурной системы или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для согревания воды на гигиенические нужды.

Вычислив суточные потери тепла и расход теплой воды «на канализацию», можно точно определить необходимую мощность котла для коттеджа определенной площади и характеристик ограждающих конструкций.

Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений.

Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:

271,512 + 45,76 = 317,272 кВт·ч,

Где: 271,512 – суточные потери тепла внешними стенами; 45,76 – суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха.

Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:

317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт

Однако такой котел окажется под постоянно высокой нагрузкой, снижающей его срок службы. И в особенно морозные дни расчетной мощности котла будет недостаточно, поскольку при высоком перепаде температур между комнатной и уличной атмосферами резко возрастут теплопотери здания.

Поэтому выбирать котел по усредненному расчету затрат тепловой энергии не стоит – он с сильными морозами может и не справиться.

Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт

Для вычисления требуемой мощности второго контура котла, греющего воду для мытья посуды, купания и т.п., нужно разделить месячное потребление тепла «канализационных» теплопотерь на число дней в месяце и на 24 часа:

493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт

По итогам расчетов оптимальная мощность котла для коттеджа-примера равна 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для нагревательного контура.

Выбор радиаторов отопления

Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай.

На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м.

По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м 2

Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.

Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных).

Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:

3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м 2

Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30 о (в доме +18 о С, снаружи -12 о С), причем сразу в киловатт-часах:

0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 кВт,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу»; 21 – площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – число ватт в киловатте.

Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30 о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% – получаем 0,74 кВт·ч.

Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения».

Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Выводы и полезное видео по теме

Куда уходит тепло из дома – ответы предоставляет наглядный видеоролик:

В видеоролике рассмотрен порядок расчета теплопотерь дома через ограждающие конструкции. Зная потери тепла, получится точно рассчитать мощности отопительной системы:

Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:

Выработка тепла ежегодно дорожает – растут цены на топливо. А тепла постоянно не хватает. Относиться безразлично к энергозатратам коттеджа нельзя – это совершенно невыгодно.

С одной стороны каждый новый сезон отопления обходится домовладельцу дороже и дороже. С другой стороны утепление стен, фундамента и кровли загородного стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уйдет из здания, тем дешевле будет его отапливать.

Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача отопительной системы в зимние месяцы. Выбор мощности отопительного котла зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента.

Вы самостоятельно рассчитывали систему отопления для своего дома? Или заметили несоответствие вычислений, приведенных в статье? Поделитесь своим практическим опытом или объемом теоретических знаний, оставив комментарий в блоке под этой статьей.

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.

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 радиатораМощность секцииКоррозийное воздействие кислородаОграничения по PhКоррозийное воздействие блуждающих токовДавление рабочее/ испытательноеГарантийный срок службы (лет)
Чугунный1106.5 — 9.06−9 /12−1510
Алюминиевый175−1997— 8+10−20 / 15−303−10
Трубчатый
Стальной
85+6.5 — 9.0+6−12 / 9−18.271
Биметаллический199+6.5 — 9.0+35 / 573−10

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

Видео осуществления гидравлического расчета

Как дешево отапливать дом без газа

Цены на энергоносители неуклонно растут, поэтому всё большее количество загородных жителей задумываются, как недорого и эффективно отопить своё жилище. Чаще всего домовладельцев волнует, какие есть варианты отопления частного дома и дачного домика, у какого котла самый высокий КПД, какой котёл выбрать для системы отопления, как правильно смонтировать систему отопления, какие существуют виды отопления без газа и какие из них самые экономные.

FORUMHOUSE советует иной подход. Сначала определяемся с видом топлива, и уже «под него» подбираем систему отопления.

Из нашего материала вы узнаете:

  • Из чего складываются затраты на систему отопления;
  • Какой вид топлива можно назвать самым доступным;
  • Что значит удобная система отопления;
  • Может ли отопление электричеством быть дешёвым;
  • Что может стать основой экономной системы отопления.

Из чего складываются затраты на систему отопления

На то, сколько будет стоить тот или иной способ отопления, влияет множество факторов. Только просчитав все расходы (также необходимо учесть повышение цен на топливо в долгосрочной перспективе), можно определиться с наиболее экономически выгодным способом отопления. Для этого необходимо учесть:

  • Стоимость топлива;
  • Стоимость его доставки;
  • Стоимость отопительного оборудования;
  • Стоимость его монтажа;
  • Затраты на его эксплуатацию;
  • Среднемесячную температуру воздуха в зимний период времени;
  • Способ проживания в доме: режим «дача» или ПМЖ;
  • Наличие подведённых коммуникаций к участку (газ, необходимая электрическая мощность);
  • Степень утепления и энергоэффективности жилища.

Задумавшись о выборе системы отопления и рассматривая разные варианты отопления в доме, в первую очередь необходимо ответить себе на вопрос: не «как», а «чем» вы будете отапливать свое жилище Именно от вида топлива, его стоимости и доступности, зависят расходы на отопительный сезон.

Рассмотрим следующую ситуацию: магистрального газа, как более экономически выгодного вида топлива, на данный момент нет, или его подключение обойдётся слишком дорого. Как поступить в этой ситуации, какой вид топлива выбрать: дрова, сжиженный газ, уголь, пеллеты, топливные брикеты, электричество, даже солнечные батареи – вариантов масса. Давайте посмотрим, какой вид энергоносителя окажется наиболее предпочтительным.

Подход обычно следующий: какой энергоноситель наиболее доступен в регионе или конкретной местности, тот и выбирают. Если рядом находится лес, значит, выбирают дрова. Угольный разрез – уголь. Есть доступ к дешёвой солярке – ставим котёл на дизельном топливе. Незачем «перебирать» все возможности и все варианты отопления дома – останавливаемся на самом доступном.

Это кажется логичным, но, при выборе наиболее рационального вида топлива, нужно задуматься и о том, как оно будет использоваться. Может оказаться так, что сложность использования топлива, высокая цена на монтаж оборудования, доставку и хранение энергоносителя, перевесит выгоду от его использования.

Варианты отопления частного дома

Только взвесив все «за» и «против» и сравнив несколько видов топлива, можно прийти к общему знаменателю. Каким бы не был дешёвым уголь или дрова, мало кого обрадует перспектива становиться кочегаром (а уголь это ещё и постоянная грязь в котельной) или вставать среди ночи и подбрасывать дрова в топку твердотопливного котла.

Пеллетные котлы (в зависимости от объёма загрузочного бункера) могут работать несколько дней без необходимости ручной загрузки, но пеллеты распространены не во всех регионах. Также, в зависимости от партии, может «хромать» их качество.

Такие виды топлива как: пеллеты, дрова, уголь, дизельное топливо, сжиженный газ требуют обустройства места для складирования и хранения. На небольших участках сложно найти место под газгольдер, чтобы организовать обогрев дома газом; или дровяное хранилище, где можно запастись топливом на весь отопительной сезон, длящийся 6-8 месяцев. Теплотворная способность дров или пеллет может значительно снизиться, если они отсыреют во время хранения.

Подобные нюансы оказывают значительное влияние на создание экономной отопительной системы загородного дома. Попробуем сформулировать основные требования к такой системе. Дешёвое отопление – это:

  • Система, использующая доступный и удобный для вас вид топлива;
  • Система, недорогая в эксплуатации;
  • Система, разумно использующая полученную тепловую энергию (тепло аккумулируется за счёт повышенной тепловой инерционности конструктивных элементов дома). Это может быть система тёплого пола, бетонные стяжки, фундамент УШП, теплоаккумуляторы и т.д.

Чтобы понять, какие преимущества заложены в системе водяного тёплого пола, обратимся за разъяснениями к руководителю технического отдела направления «Инженерные системы» компании REHAU Сергею Булкину, г. Москва.

Система водяного тёплого пола может быть использована как в качестве основного, так и в виде дополнительного отопления. Она имеет ряд преимуществ перед традиционными радиаторами. Среди них можно отметить – экономичность, удобство в эксплуатации, повышенный тепловой комфорт. Т.к. водяной тёплый пол даёт лучистое тепло, которое наиболее комфортно воспринимается человеческим организмом.

В основу такой системы заложена сеть греющих труб, (забетонированных в стяжку пола) по которым циркулирует теплоноситель – горячая вода или антифриз (этилен- или пропиленгликоль). Данная система не подходит для реконструкции в жилых многоквартирных зданиях, с существующей радиаторной разводкой – в них её установка законодательно запрещена. Так как это приводит к дополнительной нагрузке на перекрытие от греющей стяжки и разбалансировке системы отопления дома.

Для того чтобы получить максимальный эффект от системы водяного тёплого пола, её проектирование необходимо проводить заранее, с индивидуальной привязкой к конкретному дому, и с обязательным теплотехническим и инженерным расчётом.

Какой вид топлива можно назвать самым доступным и дешёвым

Часто возникает спор – какое топливо обходится наиболее дёшево при отсутствии магистрального газа. Ищем самый дешевый обогрев без газа на опыте пользователей нашего форума.

Я решил провести примерный расчёт затрат на эксплуатацию разных видов отопительного оборудования за период в 15 лет, включая стоимость энергоносителей, по следующим системам отопления:

  • газ (газовый котёл);
  • отопление на дровах;
  • отопление на древесных гранулах (пеллетах);
  • электрическое (электрокотёл).

В качестве исходных данных форумчанин использовал:

  • Площадь жилого дома – 100 кв.м;
  • Длительность отопительного периода – 8 месяцев;
  • Средняя мощность работы оборудования за отопительный период (КПД) – 50 %;
  • Удельная мощность климатической зоны 1.5 кВт (Ханты-Мансийский автономный округ – Югра).

И вот что получилось.

Как видно из представленных таблиц, самое дорогое отопление – электричество по дневному тарифу. Самое дешёвое – магистральный газ, твердое топливо – в середине этого рейтинга. Также необходимо ознакомиться с результатами подобного расчёта, пользователя нашего сайта под ником bkostik.

Я сделал расчёты применительно к Санкт-Петербургу.

Как видно из таблицы, отопление соляркой и баллонным газом – одно из самых дорогих, а вот отопление электричеством, при использовании ночного тарифа, уже не так дорого. Однако это не означает, что каждый может поставить себе электрокотёл, т.к. не во всех населённых пунктах на дом может быть выделена необходимая мощность. Чтобы обогрев дома без газа, одним электричеством действительно оказался выгодным, необходимо выполнить ряд условий. А именно:

Дом должен быть хорошо утеплён;

  • Должны быть сведены к минимуму потери тепла через ограждающие конструкции, (стены, пол, крышу) а также окна и двери;
  • Необходим теплоаккумулятор.

Как дешево отапливать дом без газа

Газификация некоторых регионов России до сих пор составляет 10%, поэтому теме “отопление частного дома без газа” форум традиционно уделяет много внимания. Показателен пример участнкиа FORUMHOUSE под ником Скептик, который опроверг на нашем форуме утверждение о дорогом отоплении электричеством.

Я уже несколько лет использую низкий ночной тариф для отопления каркасника площадью в 186 кв.м. Зимой на отопление уходит около 2 тыс. руб. в месяц.

Сердцем такой системы отопления является самодельный теплоаккумулятор на 1.75 м3. ТЭНы включает реле времени, то есть вода нагревается в баке только ночью, а тепло забирается из бака круглые сутки. Ночью теплоноситель в теплоаккумуляторе снова нагревается до нужной температуры.

«Ночная» электроэнергия может быть относительно недорогой, но не везде доступной из-за ограничения мощности.

Но не каждый дом подключён к трёхфазной электросети на 15 кВт. А если и подключён, то мощности электрокотла не хватит для обогрева коттеджа большой площади. В этом случае нехватку электрических мощностей нужно перекрыть другим источником тепла. Заодно получится резерв – на случай выхода из строя одного из котлов, или если топливо закончится.

Экономная система отопления должна строиться на комбинации из двух видов источников тепла: днём отапливаем дом твердотопливным котлом, а ночью поддерживаем необходимую температуру электрокотлом, работающим на ночном тарифе. В этом случае вставать ночью и подбрасывать дрова в топку котла уже не придётся. В этом заключается удобство использования домашней комбинированной системы отопления.

Ещё одним способом экономии может стать понижение температуры в помещениях в ночное время. Для ориентира: уменьшение температуры в доме на 1С° экономит до 6% теплоносителя.

На мой взгляд, два котла (электрический и твердотопливный) – это оптимальный вариант. Установка одного котла обойдётся дешевле, но привязываясь к одному источнику тепла, вы лишаете себя альтернативы выбора выгодного типа энергоносителя.

Если пойти дальше, то в идеале можно совместить три вида отопительного оборудования, добавив к котлам правильно построенную печь. Печное отопление при, казалось бы, своей архаичности может стать дополнительным источником тепла в доме, а при возникновении форс-мажорных обстоятельств – отключении электричества, поломке котла – резервным устройством. Именно такой вариант предпочитают использовать финны, которые знают толк в экономных технологиях отопления.

Благодаря своей массивности, печь является хорошим теплоаккумулятором, долго отдающим тепло. При грамотном размещении печи, она сможет полностью отопить дом небольшой площади – можно обойтись только ей. Для этого печь необходимо разместить в центре дома, так чтобы в каждую из комнат была обращена одна из её сторон. Печную трубу следует вести не по внешней стене дома, а также по центру. В этом случае частично будут прогреваться и верхние этажи.

Выводы:

  • Правильным будет выбрать систему отопления после грамотного расчёта. Только так можно достичь баланса между эффективностью, экономичностью и удобством;
  • Загородный дом необходимо хорошо утеплить, свести все потери тепла к минимуму, иначе львиная доля энергии пойдёт на обогрев «улицы»;
  • Приблизительно, необходимая мощность отопительного оборудования, высчитывается по формуле: 1 кВт энергии требуется для обогрева 10 кв.м площади дома;
  • Экономичность работы отопительной системы во многом зависит от доступности того или иного вида топлива;
  • Для получения максимального эффекта, необходимо комбинировать разные виды систем отопления и энергоносителей. Нельзя сказать, что при соблюдении этих условий мы получим отопление дешевле газа, но у нас получится заметно сэкономить.

Читайте также:  Медно-алюминиевые радиаторы отопления – бескомпромиссная эффективность
Ссылка на основную публикацию