Отопление частного дома и расчет мощности: Инструкция +Видео

Схема отопленияРасчет отопления в частном доме: что учесть, особенности, калькулятор. Расчет мощности отопления частного дома является одной из наиболее важных задач во время его строительства или капитального ремонта. Выполнять расчеты лучше всего при планировании, и определенную помощь вы можете получить при использовании онлайн-калькуляторов.

Есть огромное количество калькуляторов, чтобы рассчитать потребление топлива, мощность печи, а также вентиляционную систему, дымоходное сечении, производительность узла смесителя для теплого пола и прочего.

Содержание

Если нужно сделать расчет отопления частного дома

Зачастую будущие домовладельцы предпочитают заказывать застройщикам свои коттеджи «под ключ», что означает расчет и монтаж всех без исключения коммуникаций в жилых и хозяйственных помещениях. Однако случается, что строительство было завершено летом, а зимой выяснилось, что обогревательная система работает так, что хуже некуда, нужно переделывать, а застройщик исчез и приходится засучивать рукава. Либо дом был возведен своими силами, и возникла необходимость установки теплосети с нуля.

В любом случае все сводится к тому, что нужно срочно делать тепловой расчет отопления частного дома, иногда без помощи высоких технологий, что называется – на коленке. Что для этого понадобится?

Для начала – точно знать площадь отапливаемого пространства в доме, кладовые, санузел и прихожую можно не учитывать, если, конечно, вы не планируете там прокладывать теплый пол. Затем, исходя из известной вам квадратуры, необходимо определить требуемую мощность котла, если вы хотите автономную систему, и оптимальное количество источников тепла. Кстати, от того, установите вы радиатор или конвектор, а также от длины и количества колен/пластин обогревателя, зависит эффективность теплосети.

Способы подбора минимально необходимой мощности котла

Чтобы поддерживать в каждом помещении комфортную температуру, теплопроизводительность системы отопления (соответственно и котла) должна обеспечивать теплопотери дома, которые также измеряются в кВт. То есть теплопроизводительнось котлоагрегата = суммарные тепловые потери дома через стены, пол, потолок, фундамент окна и двери + запас на случай более сильных морозов.

Тепловые потери частного домаНаглядное изображение теплопотерь частоного дома.

Расчет мощности котла отопления по площади дома

Наиболее простой и распространенный способ. Исходя из практики, для среднестатистического частного дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м на каждые 10 м

2

необходим 1 кВт тепловой мощности (именно такое соотношение соответствует среднестатистическим теплопотерям). Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.

Например, для вышеописанного дома площадью 100 кв. м. минимальная мощность котла = 100 м

2

: 10 * 1,2 (20% запаса) = 12 кВт.

Также при расчете мощности котла отопления по площади дома можно делать поправки с учетом утепленности дома. Так, для среднеутепленного дома (наличие 100-150 мм слоя теплоизоляции или стены из бруса) на каждые 10 м

2

может приходиться 0,5-0,7 кВт теплопотерь. Для хорошо утепленного дома с небольшой площадью остекления норма составляет 0,4-0,5 кВт на каждые 10 м

2

.

Поэтому, если ваш случай кардинально отличается от среднестатистичекого вышеописанного дома, стоит рассчитать мощность котла более точным методом с учетом всех особенностей, он описан одним пунктом ниже.

Комнатный термостат котла в интерьере домаКак выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Расчет по объему помещения

Энергонезависимый газовый напольник

Еще один довольно простой способ, основанный на СНиП и обычно применяемый для квартир. За исходную величину берется не площадь, а кубатура отапливаемых помещений. Согласно методике, указанной в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», норма удельного расхода тепловой энергии:

  • для кирпичного многоквартирного дома – 0,034 кВт/м

    3

    ;

  • для панельного многоквартирного дома – 0,041 кВт/м

    3

    .

Зная эти нормы, площадь квартиры и высоту потолков, можно использовать способ расчета мощности котла отопления по объему помещений.

Например, для квартиры панельного многоквартирного дома площадью 150 кв. м. и высотой потолков 2,7 м (без внешнего и внутреннего утепления стен), минимальная теплопроизводительность = 2,7*150*0,041 = 16,6 кВт.

Из принципа расчета, опять таки, ясно, что весь учет теплопотерь сводится к усредненным значениям и теплопроводности стен из различных материалов. Это значит, что использовать его рационально если внешние стены не утеплены, в квартире имеются не более 4 стандартных окна, радиаторы подключены наиболее эффективным способом, а соседние квартиры отапливаются.

Рассчитываем с учетом всех основных особенностей дома

Подробная формула основывается на площади помещений, однако учитывает все возможные тепловые потери, способ подключения радиаторов, который влияет на КПД системы отопления, а также климатические условия, в которых находится частный дом.

Расчет производится для каждого помещения отдельно, что более правильно. Полученные для каждого помещения значения в дальнейшем можно использовать для подбора мощности радиаторов отопления. Просуммировав необходимую для каждого помещения теплопроизводительность, вы получите значение для всей системы отопления дома, значит – и для котла, который должен обеспечивать ее мощность.

Точная формула для расчета:

Q = 1000 Вт/м

2

*S*k1*k2*k3…*k10,

  • где Q – показатель теплопроизводительности;
  • S – общая площадь помещения;
  • k1-k10 – коэффициенты, учитывающие теплопотери, климат и особенности установки радиаторов.

Показать значения коэффициентов k1-k10

k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):

  • одна – k1=1,0;
  • две – k1=1,2;
  • три – k1-1,3.

k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):

  • север, северо-восток или восток – k2=1,1;
  • юг, юго-запад или запад – k2=1,0.

k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:

  • простые, не утепленные стены – 1,17;
  • кладка в 2 кирпича или легкое утепление – 1,0;
  • высококачественная расчетная теплоизоляция – 0,85.

k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):

  • -35°С и менее – 1,4;
  • от -25°С до -34°С – 1,25;
  • от -20°С до -24°С – 1,2;
  • от -15°С до -19°С – 1,1;
  • от -10°С до -14°С – 0,9;
  • не холоднее, чем -10°С – 0,7.

k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:

  • до 2,7 м – 1,0;
  • 2,8 — 3,0 м – 1,02;
  • 3,1 — 3,9 м – 1,08;
  • 4 м и более – 1,15.

k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):

  • холодное, неотапливаемое помещение/чердак – 1,0;
  • утепленный чердак/мансарда – 0,9;
  • отапливаемое жилое помещение – 0,8.

k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):

  • Стеклопакетыобычные (в том числе и деревянные) двойные окна – 1,17;
  • окна с двойным стеклопакетом (2 воздушные камеры) – 1,0;
  • двойной стеклопакет с аргоновым заполнением или тройной стеклопакет (3 воздушные камеры) – 0,85.

k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):

  • менее 0,1 – k8 = 0,8;
  • 0,11-0,2 – k8 = 0,9;
  • 0,21-0,3 – k8 = 1,0;
  • 0,31-0,4 – k8 = 1,05;
  • 0,41-0,5 – k8 = 1,15.

k9 – учет способа подключения радиаторов:

  • диагональный, где подача сверху, обратка снизу – 1,0;
  • односторонний, где подача сверху, обратка снизу – 1,03;
  • двухсторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,1;
  • диагональный, где подача снизу, обратка сверху – 1,2;
  • односторонний, где подача снизу, обратка сверху – 1,28;
  • односторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,28.

k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:

  • практически не прикрыт подоконником, не прикрыт экраном – 0,9;
  • прикрыт подоконником или выступом стены – 1,0;
  • прикрыт декоративным кожухом только снаружи – 1,05;
  • полностью закрыт экраном – 1,15.

Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.

Калькулятор для точного определения тепловой мощности

Запас производительности в зависимости от типа котла

  • 20-30% запаса, если котел двухконтурный. Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
  • 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.

Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.

Напольный газовый котел с бойлером косвенного нагреваВысокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.

Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности

С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:

  • более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
  • частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
  • попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
  • часто больший вес и большие габариты.

Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна

Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).

Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.

ИнструкцииКотлы

Что влияет на потри тепла в доме


На потери тепла влияет множество факторов, к каждому из которых также разработаны коэффициенты:

  • Высота потолков. Если потолки свыше 2,5 м, требуется производить расчет не по площади дома, а по кубатуре. На каждый 1 м

    3

    потребуется 40 Вт тепловой мощности;

  • Качество утепления. Если здание грамотно утеплено, коэффициент не применяется. В противном случае, действуют коэффициенты в зависимости от материала стен: из бетона и блоков – 1,25-1,5, из бревен и бруса – 1,25, из кирпича – 1,1-1,25, из пеноблоков – 1;
  • Количество окон и дверей. На каждое окно необходимо прибавить к мощности котла по 100 Вт, наружных дверей – по 200 Вт;
  • Качество стеклопакетов. Типовые с деревянной рамой – 0,2, пластиковые однокамерные – 0,1, двухкамерные — 0,07, энергосберегающие – 0,057;
  • Расположение комнат. Расчет мощности котла лучше делать для каждой комнаты, при этом учитывать коэффициент 0,1-0,3 для внутренних помещений, 1 – для комнаты с одной наружной стеной, 1,15 – с двумя и 1,22 – с тремя;

Расчет мощности системы отопления — взять «про запас»


Итак, определив предварительную мощность по площади дома и применив все поправочные коэффициенты, получаем мощность котла, необходимую для отопления конкретного здания. Специалисты рекомендуют к конечному результату применить еще коэффициент 1,2, т.е. прибавить 20% «на запас». Он необходим для покрытия возможных теплопотерь, которые не были учтены в расчетах.

Расчет отопления зависит также от типа котла. Так, для двухконтурного к конечному результату применяется еще и коэффициент 1,5. Такой запас мощности необходим для обеспечения контура ГВС.

Немаловажно учитывать материал, из которого изготовлены радиаторы. Обладающие большей теплопроводностью стальные, алюминиевые или биметалические быстрее нагреваются и отдают тепло комнатам (мощность одной секции — 200 Вт). Чугунные радиаторы медленно нагреваются, но способны дольше аккумулировать тепло (мощность одной секции — 150 Вт). Количество секций определяется исходя из мощности котла или по площади дома и факторов, перечисленных выше. Для утепленного дома со стандартной высотой потолков потребуется 1 секция металлического радиатора на каждые 1,8-2 м

2

или 1 секция чугунного на каждые 1,1-1,3 м

2

.

На расчет отопления также влияет материал, из которого смонтирована система отопления. Если для монтажа выбраны металлические трубы, стоит учесть, что они также нагреваются и отдают тепло в комнаты. Используя их, можно сократить количество секций радиаторов в помещениях. Пластиковый или пропиленовый трубопровод теплоотдачей обладает в минимальной степени, но чаще применяется благодаря современному дизайну и простоте монтажа.

Как рассчитать отопление без больших погрешностей

Очень редко домовладельцы, решившие смонтировать автономную систему обогрева, останавливаются на варианте естественной циркуляции теплоносителя, в роли которого обычно выступает вода, реже антифриз. Установка насоса и котла подразумевает постоянный расход электроэнергии в будущем, вследствие чего все расчеты разумнее всего переводить в Ватты. Однако теплоемкость системы обычно считают в Дж/(кг

.

°С), а количество теплоты, выделяемое радиаторами – в калориях. Как совместить все эти единицы измерения? Все просто.

Начать с того, что одна калория равноценна количеству теплоты, затраченному на то, чтобы один грамм воды подогреть на 1 градус. Если обратиться к теплоемкости, то 1 калория равна приблизительно 4,2 Дж, если же точнее, то 4,1868 Дж. Соответственно, для одного литра воды, ввиду того, что он весит 1 килограмм, это значение будет соответствовать 4,2 кДж. При этом 1 калория равна 0,001163 Ватт

.

час, а значит, 1 кКал будет 1,163 Ватт

.

час. Вот, собственно, и все, что нужно для того, чтобы найти соотношение между излучаемым теплом и мощностью потребителя электроэнергии.

Фото схемы систем отопления частного дома, расчет теплопотерь и расход тепловой энергии дома, profibrus.ru

Теперь, чтобы не было других вариантов, кроме как правильно рассчитать отопление, обратимся к фактам. На обогрев 1 квадратного метра помещения необходимо затратить 90-125 Вт (как правило, это мощность одной секции радиатора), в зависимости от климатических особенностей местности. Согласно СНиП мощность каждой секции радиатора должна соответствовать 100 кВт. И это при условии, что высота потолка не превышает трех метров, в противном случае затрачиваемая мощность возрастет. Также мощность придется повышать или понижать приблизительно на 15 градусов на каждые 10 градусов отклонения в большую или меньшую сторону от средних 70 градусов температуры нагревателя.

Также, к примеру, система будет на 10% менее эффективна, если приток воды в радиаторы будет через нижние отверстия, а отток – через верхние. Исходя из всего вышесказанного, несложно вывести формулу для вычисления теплопотерь нагревательного контура, которые, собственно, и служат для эффективного обогрева помещения, поскольку происходят в его пределах. Возьмемся за определение количества теплозатрат для котла. К генератору тепла всегда подводятся две трубы, подающая, то есть та, по которой горячая вода бежит к радиаторам, и обратная, в которой уже остывшая вода течет обратно к котлу.

На фото - установка индивидуального отопления в частном доме, masternadom24.ru

Допустим на подающей требуется температура 75 градусов, а на обратке, вследствие теплопотерь, будет 50 °С, какова в этом случае мощность котла, расход воды в котором 16 литров в минуту? Нам уже известно, что для подогрева литра воды на 1 градус необходимо затратить 1,163 Ватт в час. За это время через котел пройдет 16

.

60 = 960 литров. Следовательно, с учетом разницы температур T = t1t2 = 75 – 50 = 25 °С, получаем мощность котла 1.163

.

25

.

960 = 27912 Ватт

.

час или 27.912 кВт.

Существует и другой способ, как рассчитать систему отопления, основанный на удельной мощности, необходимой для обогрева 10 квадратных метров, в зависимости от особенностей региона. По определению в Северных районах удельная мощность котла Wуд должна составлять 1,2-1,5 кВт на 10 м

2

, в Центральных районах это значение равно уже 1,2-1,5 кВт на ту же площадь, а в Южных – 0,7-0,9 кВт. Как правило, расчеты производятся для вышеупомянутых 10 квадратов при средней высоте потолка 2.7 метра, определяется мощность котла по формуле Wкот = S

.

Wуд / 10, где S – площадь помещения. Для типовых домов данные можно взять из таблицы.

Площадь дома, м

2

Мощность котла, кВт
60 — 200 до 25
200 — 300 25 — 35
300 — 600 35 — 60
600 — 1200 60 — 100

Как рассчитать систему отопления и сделать эффективный контур

Очень важно рассматривать трубы не только как соединительную теплосеть для радиаторов, но и как проводники горячей воды, циркулирующей под определенным давлением, сообщающимся ей насосом. Казалось бы, самое важное в этой системе – компрессор, но считать так было бы ошибкой. Все взаимосвязано, и невозможно создать большое давление при малой мощности насоса и большом диаметре труб. И наоборот, избыточная мощность и слишком малый диаметр обеспечат чрезмерное давление, которое вполне может нарушить целостность контура. Поэтому нужно знать, как рассчитать диаметр трубы отопления правильно, чтобы нагрузка на систему была оптимальной, а также как без ошибки определить расход воды.

Фото схемы двухтрубного радиаторного отопления двухэтажного дома, profibrus.ru

Сколько литров теплоносителя (вода, антифриз) протекает через радиатор за определенное время, в наибольшей степени зависит от мощности насоса, от диаметра трубы и частично от длины всего контура. Известно, что с каждым десятком метров увеличивается сопротивление нагнетаемому давлению, в связи с чем скорость потока значительно понижается. Вычисляется расход воды по формуле Q = V

.

S, где V – общий объем теплоносителя в контуре, а S – скорость потока, которая высчитывается по формуле S = π

.

r

2

= π

.

D

2

/4 (м/с), где r и D – внутренние радиус и диаметр трубы соответственно, а π = 3.14. То есть определение расхода воды может выглядеть и следующим образом: Q = V

.

π

.

D

2

/4

3

/с).

В метровом отрезке трубы с внутренним диаметром 16 миллиметров помещается всего 0,115 килограмма воды.

На фото - схема системы отопления частного дома, формула-тепла56.рф

  • Распечатать

Что считаем

Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?

Что именно нам предстоит считать?

  • Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла.
  • Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и, соответственно, мощность отопительного прибора в нем.

Заметьте: нам предстоит затронуть и методы определения тепловой мощности для разных отопительных приборов.

  • Объем расширительного бака.
  • Параметры циркуляционного насоса.

В этом порядке и двинемся дальше.

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.

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.

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

где:

  • 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.

Тепловая мощность

Грубо оценить потребность дома в тепле можно двумя способами:

  • По площади.
  • По объему.

Расчет по площади

Эта методика предельно проста и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Таким образом, дом общей площадью 100 м2 можно обогреть 10-киловаттным котлом.

Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как любая упрощенная схема расчетов, она дает весьма приблизительный результат.

Быстро, просто и... неточно.

Быстро, просто и… неточно.

Причин несколько:

  • Котел прогревает весь объем воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А этот параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
  • Окна и двери теряют гораздо больше тепла на единицу площади, чем стены. Хотя бы потому, что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
  • Климатическая зона тоже очень сильно влияет на потери тепла через ограждающие конструкции. Увеличение дельты температур между помещением и улицей вдвое потянет за собой двукратное увеличение затрат на отопление.

Расчет по объему с региональными коэффициентами

Именно в силу перечисленных причин лучше использовать ненамного более сложную, но дающую куда более точный результат схему расчетов.

  • За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
  • На каждое окно в наружной стене к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь – 200.
  • Полученный результат умножается на региональный коэффициент:
Климатическая зона Коэффициент
Краснодарский край, Крым 0,7 – 0,9
Московская, Ленинградская области 1,2 – 1,3
Иркутский, Хабаровский край 1,5 – 1,6
Якутия, Чукотка 2,0

Крым, Ялта, декабрь. Расходы на отопление здесь невелики.

Крым, Ялта, декабрь. Расходы на отопление здесь невелики.

Давайте в качестве примера возьмем тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.

Однако в этот раз мы оговорим ряд дополнительных условий:

  • Высота его потолков – 3,5 метра.
  • Дом имеет 10 окон и 2 двери в наружных стенах.
  • Он расположен в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, абсолютный минимум – 67,6 С).

Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.

  • Внутренний объем отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
  • Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
  • Окна и двери усугубляют ситуацию: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
  • Наконец, освежающий климат Верхоянска заставит нас увеличить и без того большую тепловую мощность отопления еще вдвое: 22400*2=44800 ватт.

Зима в Верхоянске.

Зима в Верхоянске.

Как несложно заметить, разница с результатом, полученным по первой методике – больше четырехкратной.

Отопительные приборы

Как рассчитать отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие этой мощности отопительные приборы?

Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной комнаты полностью идентична приведенной выше.

К примеру, для комнаты площадью 12 м2с двумя окнами в описанном нами доме расчет будет иметь такой вид:

  • Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
  • Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
  • Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
  • Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле вдвое. 2720*2=5440 ватт.

Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать количество и тип отопительных конвекторов?

  • Производители всегда указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.

Таблица мощности для конвекторов VarmannMiniKon.

Таблица мощности для конвекторов VarmannMiniKon.

  • Для секционных радиаторов необходимую информацию обычно можно найти на сайтах дилеров и производителей. Там же нередко можно обнаружить калькулятор для пересчета киловатт в секции.
  • Наконец, если вы используете секционные радиаторы неизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей можно ориентироваться на следующие усредненные значения:
Тип секции Тепловая мощность на одну секцию, ватты
Чугунная с внутренним оребрением 160
Чугунная без внутреннего оребрения 140
Биметаллическая 180
Алюминиевая 200

В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя чаще всего используются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена очень приятным образом сочетается с пристойным внешним видом и высокой теплоотдачей.

В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).

Разместить в одной комнате столько секций - нетривиальная задача.

Разместить в одной комнате столько секций – нетривиальная задача.

Как всегда, есть пара тонкостей.

  • При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему поможет простая инструкция: подключайте радиаторы по схеме “снизу вниз”.
  • Производители указывают тепловую мощность для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70 градусов (например, 90/20С). При ее снижении тепловой поток будет падать.

Особый случай

Нередко в качестве отопительных приборов в частных домах используются самодельные стальные регистры.

Обратите внимание: они привлекают не только низкой себестоимостью, но и исключительной прочностью на разрыв, что очень кстати при подключении дома к теплотрассе.
В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным внешним видом и невысокой теплоотдачей на единицу объема отопительного прибора.

Прямо скажем - не верх эстетики.

Прямо скажем – не верх эстетики.

Тем не менее: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?

Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:

  • Q – тепловой поток;
  • Pi – число “пи”, принимаемое равным 3,1415;
  • Dн – наружный диаметр трубы в метрах;
  • L – ее длина (тоже в метрах);
  • k – коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
  • Dt – дельта температур, разница между теплоносителем и воздухом в комнате.

В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, кроме первой, умножается на 0,9, поскольку они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.

В многосекционном регистре нижняя секция отдает больше всего тепла.

В многосекционном регистре нижняя секция отдает больше всего тепла.

Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в комнате 18 С.

  • Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
  • Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
  • Суммарная тепловая мощность отопительного прибора – 900+(810*3)=3330 ватт.

Расширительный бак

И в этом случае есть две методики расчета – простая и точная.

Простая схема

Простой расчет прост донельзя: объем расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.

Откуда взять значение объема теплоносителя?

Вот пара простейших решений:

  • Заполните контур водой, стравите воздух, а потом слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
  • Кроме того, грубо объем сбалансированной системы можно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, в случае котла мощностью 45 КВт в системе будет примерно 45*15=675 литров теплоносителя.

Стало быть, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в большую сторону до стандартного значения).

Стандартные объемы расширительных бачков.

Стандартные объемы расширительных бачков.

Точная схема

Более точно можно своими руками рассчитать объем расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

  • V – искомое значение в литрах.
  • Vt – полный объем теплоносителя.
  • E – коэффициент расширения теплоносителя.
  • D – коэффициент эффективности расширительного бака.

Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей можно взять по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):

Нагрев, С Расширение, %
30 0,75
40 1,18
50 1,68
60 2,25
70 2,89
80 3,58
90 4,34
100 5,16

А вот коэффициенты для теплоносителей с большим содержанием гликоля.

А вот коэффициенты для теплоносителей с большим содержанием гликоля.

Коэффициент эффективности бачка можно рассчитать по формуле D = (Pv – Ps) / (Pv + 1), в которой:

  • Pv – максимальное давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).

Подсказка: обычно оно берется равным 2,5 кгс/см2.

  • Ps- статическое давление контура (оно же – давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между уровнем расположения бака и верхней точкой контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.

Давайте в качестве примера подсчитаем требования к бачку для следующих условий:

  • Перепад высоты между баком и верхней точкой контура равен 5 метрам.
  • Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
  • Максимальный нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).

Итак:

  • Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Вместо расчета коэффициент можно взять из таблицы.

  • Объем теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
  • Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, или 0,0358.
  • Таким образом, минимальный объем бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.

Циркуляционный насос

Как подобрать оптимальные параметры циркуляционного насоса для системы отопления?

Для нас важны два параметра: создаваемый насосом напор и его производительность.

На фото - насос в отопительном контуре.

На фото – насос в отопительном контуре.

С напором все не просто, а очень просто: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.

Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.

Простейший способ подобрать производительность – умножить объем теплоносителя в системе на 3: контур должен оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).

Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:

  • G – производительность в кубометрах в час.
  • Q – мощность котла или участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
  • 1,163 – коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
  • Dt – дельта температур между подачей и обраткой контура.

Подсказка: для автономной системы стандартные параметры – 70/50 С.

При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна составлять 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.

Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.

Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.

Общие сведения

Но тут стоит учесть, что они могут показывать лишь приблизительный результат, так как в состоянии производить расчеты лишь для простейших конструкций. На самом же деле во время расчета отопления следует учесть огромное количество нюансов. Это следует делать, чтобы получилось правильно подсчитать затраты на отопительную систему и в будущем не страдать от недостатка/избытка тепла в доме, а также, чтобы не было лишних трат на отопление. Да, как видите, при выборе котла для дома, следует брать во внимание все параметры – и оборудование отопления, и жилого дома.

Расчет отопления – что следует подсчитывать

Для того чтобы выполнять расчет отопления в частном доме, следует выполнить расчет мощности отопительного котла, а также определиться, где будут размещены радиаторы и сколько их будет, учесть некоторые погодные факторы, а также теплоизоляцию и материал изготовления котла и труб.

Учтите, что от этого и будет напрямую зависеть комфорт проживания в вашем доме, так как именно правильность произведенных расчетов будет непосредственно влиять на качество отопления. Помимо этого, такие расчеты станут основой заложенного для монтажных работ бюджета и дальнейшей эксплуатации всей отопительной системы. Именно на таком этапе потребуется решить, какое количество денег вы будете тратить на обогревание вашего жилья. Когда вы приступите к расчетам, следует помнить о климатических условиях, в которых расположен регион вашего проживания и условиях, в которых будет использован дом.

Отопительная система включает в себя не только батареи и печь, а также:

  • Котел отопления.
  • Трубы для трубопровода.
  • Насос (станция).
  • Контрольные приборы.
  • Радиаторы.
  • В некоторых случаях расширительный бачок.

Теперь можно перейти к непосредственному расчету мощности.

Расчет мощности приборов отопления

Перед тем, как начать производить расчет отопления в частном доме, и в частности мощности системы, следует определиться, какой тип котла будет использован. У котлов отопления разные коэффициенты полезного действия, и от этого будет зависеть не только уровень отдачи тепла,

но и финасовое обеспечение эксплуатации устройства в дальнейшем:

  • Электрические котлы.
  • Газовые котлы.
  • Котлы, работающие на жидком топливе.
  • Котлы, работающие на твердом топливе.
  • Комбинированный тип котла (от электричества и твердого топлива).

Когда вы выберете разновидность котла, следует определиться, какая у него должна быть пропускная способность. Именно от этого будет зависеть работоспособность системы в целом. Вычисление мощности котла для нагревания воды выполняют с учетом количества тепловой энергии, требующейся на каждый 1 м

3

.

Итак, вам поможет калькулятор, чтобы подсчитать объем отапливаемых комнат:

  • Отопление частного дома и расчет мощности: Инструкция +ВидеоСпальня №1 – 9 м

    2

    *3м=27 м

    3

    .

  • Спальня №2 – 11 м

    2

    *3м=33 м

    3

    .

  • Спальня №3 – 16 м

    2

    *3м=48 м

    3

    .

  • Гостиная – 24 м

    2

    *3м=72 м

    3

    .

  • Коридор – 5 м

    2

    *3м=15 м

    3

    .

  • Кухня – 11 м

    2

    *3м=33 м

    3

    .

  • Санитарный узел – 7 м

    2

    *3м=21 м

    3

    .

Обратите внимание, что для расчета следует брать во внимание каждое из помещений, даже если вы не планируете везде устанавливать радиаторы отопления.

После этого требуется просуммировать полученные результаты, и вывести объем дома (общий показатель), в нашем случае это 249 м

3

. Во время подсчета следует обязательно учесть переходы и объемы комнат, даже если вы в них не планируете ставить обогревательные приборы, к примеру, кладовая, прихожая, коридор. Это требуется для того, чтобы тепла от радиаторов, установленных в других частях дома, хватало для прогревания всего дома.

Интересно, что во время расчета отопительной системы важно также учесть местный климат, т.е. климатическую зону и температуру на улице в зимнее время.

Предлагаем взять произвольный показатель для места проживания в 50 Вт/м

3

и объем дома в 249 м

3

, который вы планируете нагревать. Итак, расчет мощности : 50 Вт*249м

3

=12 450 Вт. Далее результат умножаем на коэффициент 1.2 и рассчитываем мощность котла ~ 15 кВт (14.94). Данный коэффициент дает возможность добавлять котлу до 20% резервной мощности. Она даст возможность котлу работать в режиме энергосбережения, а также избегать больших перегрузок.

Поправка на коэффициент по климатическим условиям может меняться от 0.75 на юге России до 2.0 в северном регионе. Указанный нами коэффициент 1.2 характерен для центральной части России. Для того, чтобы получить предварительные результаты котла и его требуемой мощности, можно умножить площадь комнаты на коэффициент климата и разделить полученный результат на 10.

Калькулятор отопления частного дома

Укажите размеры комнат.

На улице
средняя температура за день
Тип радиатора
Комнаты +

Добавьте все используемые помещения, даже коридоры, и укажите, из каких слоёв состоят перекрытия

  • м

    2

    , высота см
    вверху внизу

    Потолок: +
    Слои перекрытия

    Стены +
    Внешние

    Добавьте выходящие на улицу стены и укажите, из каких слоёв состоит стена

    1. х см

Нажмите на кнопку для расчёта

Ну, и, разумеется, не следует забывать о трубах, метраж которых также нужно вычислить с достаточной степенью точности, чтобы не купить слишком много или мало. Также при монтаже автономной системы будет нелишне рассчитать объем воды в радиаторах и коммуникациях, а также давление жидкости в трубопроводе. Для этого нужно заранее определить мощность насоса или решить, оптимальна ли длина теплосети для естественной циркуляции. Последняя возможна только при условии, что площадь отапливаемых помещений не больше 100 квадратных метров. Как видите, перед тем как рассчитать систему отопления, данных нужно собрать немало. Хотя, по большей части, одно проистекает из другого, поэтому будем продвигаться в наших вычислениях шаг за шагом.

На фото - таблица диаметров труб отопления для определения оптимального диаметра труб в двухтрубном отоплении, vse-o-trubah.ru

Как произвести расчет оптимального количества и объема теплового обменника

Во время расчета количества радиаторов, которые потребуются для отопления дома, важно учесть, из какого материала сделаны обогреватели.

На современном рынке бытовых устройств есть три разновидности радиаторов из металла:

  • Алюминий.
  • Чугун.
  • Сплав биметаллического типа.

У каждого из видов есть свои особенности. Алюминий и чугун, к примеру, имеют одинаковые показатели тепловой отдачи, но алюминий отличается тем, что очень быстро остывает, а чугун очень медленно нагревается, но при этом способен долго сохранять тепло. Радиаторы из биметаллического сплава быстро прогреваются и остывают медленнее, чем алюминиевые конструкции.

Во время расчета требуемого количества обогревателей следует учесть и несколько других нюансов:

  • Теплоизоляция стен и пола помогает сохранять до 30% тепла.
  • Угловые комнаты намного прохладнее стальных комнат и требуют большого количества радиаторов.
  • Использование качественных стеклопакетов для окон помогает сохранить до 15% тепловой энергии.
  • Через крышу можно потерять до ¼ всей тепловой энергии.

Если производить расчеты по всем нормам СНиП, то для обогрева 1 м

3

требуется 100 Вт тепла, а значит, 40 м

3

объема требуют 4 кВт. Если 8-секционный прибор из биметаллического сплава выделит 110 Вт, то при помощи стандартного калькулятора считаем: 4000 Вт / 110=36,4. Теперь округлите полученное число в большую сторону и получите 37 радиаторов. Но в частном доме можно самостоятельно регулировать температуру. Считается, что каждая батарея дает по 140 Вт тепла, и тогда в пересчете получается 4000/140=28,6. Когда округлим, получаем 29 радиаторов.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий