Расчёты по отоплению. Выбор котельной установки. Основные расчетные зависимости

Расчет системы отопления

Рассмотрим подробный расчет системы отопления частного дома. В нем представлена информация обо всех источниках тепла – как основных, так и вспомогательных, описаны все особенности монтажа.

Нередко еще на начальном этапе строительства частного дома возникает вопрос, касающийся системы отопления. Ведь правильно подобранное оборудование и выполненный монтаж позволят вам на протяжении многих лет наслаждаться теплом и уютом в собственном доме, получая высокий кпд системы отопления. Однако для создания такой качественной системы необходимо провести тщательный предварительный расчет системы отопления.

На сегодняшний день большинство владельцев частных домов, планируя отопительную систему, останавливают свой выбор на водяном отоплении. Рассмотрим, как же правильно производится расчет для нее.

Современные отопительные элементы

Крайне редко можно сегодня увидеть дом, в котором отопление выполняется исключительно воздушными источниками. К ним можно отнести электрические отопительные приборы: тепловентиляторы, радиаторы, УФО, тепловые пушки, электрические камины, печи. Рациональнее всего использовать их в качестве вспомогательных элементов при стабильно работающей основной отопительной системе. Причина их «второстепенности» - достаточно высокая себестоимость электроэнергии.

При планировании отопительной системы любого типа важно знать, что есть общепринятые рекомендации, касающиеся удельной мощности используемого нагревательного котла. В частности, для северных регионов страны она составляет примерно 1,5 – 2,0 кВт, в центральных - 1,2 – 1,5 кВт, в южных - 0,7 – 0,9 кВт.

W кот. = S*W / 10.

Расчет системы отопления зданий, а именно – мощности котла – важный этап при планировании создания отопительной системы. При этом важно обратить особенное внимание на следующие параметры:

• суммарная площадь всех помещений, которые будут подключены к отопительной системе – S;
• рекомендованная удельная мощность котла (параметр, зависящий от региона).

Для того чтобы максимально упростить расчет системы отопления онлайн, в некоторых случаях в качестве рекомендованной мощности котла можно брать 1.

Допустим, что необходимо рассчитать емкость системы отопления и мощность котла для дома, в котором суммарная площадь помещений, которые необходимо отапливать S = 100 м 2 . При этом возьмем рекомендованную удельную мощность для центральных регионов страны и подставим данные в формулу. Получим:

W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.

Что следует учитывать при планировании отопления

Подбирая наиболее подходящий тип отопительной системы, непременно следует учитывать площадь дома. Это важно, поскольку, например, однотрубная система с естественной циркуляцией прекрасно себя показывает только в домах, площадь которых не превышает 100 м 2 . А вот в доме, площадь которого значительно больше, она функционировать не сможет по причине довольно большой инертности.

Таким образом, предварительный расчет давления в системе отопления и планирование отопительной системы необходимы для того чтобы найти и спроектировать систему, использование которой в доме будет наиболее эффективным. На стадии предварительного планирования необходимо постараться учесть все особенности архитектуры строения. В частности, если здание достаточно большое и, соответственно, – площадь помещений, которые подлежат отапливанию, тоже большая, наиболее целесообразным является внедрение отопительной системы с насосом, который будет осуществлять циркуляцию теплоносителя.

При выборе места для установки циркуляционного насоса важно помнить одну особенность – при постоянном контакте с горячим теплоносителем отдельные элементы насоса значительно быстрее выходят из строя.

То есть, для более длительной работы оборудования такого типа его следует устанавливать на контур обрата, по которому уже остывший теплоноситель возвращается для повторного нагрева к котлу.

При этом есть определенные параметры, которым должен соответствовать циркуляционный насос:

• продолжительный срок эксплуатации;
• низкий уровень энергопотребления;
• высокая мощность;
• надежность;
• простота эксплуатации;
• бесшумность и отсутствие вибрации во время работы.

Расчет отопительной системы

При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.

Тем, кто никогда прежде не сталкивался с подобным, не рекомендуется производить объем системы отопления расчет самостоятельно. Гораздо лучше – обратится к специалистам, которые выполнят данную работу максимально качественно и быстро.

Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:

• тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы;
• тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы;
• наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода.
• выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение.
• создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки.
• спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур. При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя.

Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.

Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.

Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.

Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок. При этом важно учитывать, что номер должен состоять из двух значений – начала и конца участка.

При разработке предварительной план-схемы вертикальной отопительной системы для нумерации стояков следует использовать арабские цифры. При этом начало нумерации следует проводить от квартиры, которая на схеме изображена в верхнем левом углу, и постепенно перемещаться по часовой стрелке. Предварительный план со строгим соблюдением масштабности позволяет определить продолжительность отдельного участка отопительной системы с точностью до 0,1 м.

При планировании отопительной системы дома особое внимание программа для расчета системы отопления должна уделить определению тепловой нагрузки участков. Для этого следует вычислить плотность теплового потока, который отдается теплоносителем. При этом изначально выясняется уровень распределения тепловой нагрузки для всех отопительных элементов, присутствующих в сети, а уже после этого определяют и тепловую нагрузку отдельных участков системы.

При отображении тепловой нагрузки участка (Q i-j) на плане ее показывают над выносной линией. А под этой чертой обозначена продолжительность данного отрезка системы.

Однотрубная отопительная система

Пример расчета системы отопления, выполняемый при планировании однотрубной системы, является несколько более простым по сравнению с системой двухтрубной. Прежде всего, он содержит меньше особенностей, которые проявляются при определении необходимой для качественного отопления площади поверхности нагревательного элемента. Кроме того, в такой системе возникает сравнительно меньше сложностей при определении продолжительности и диаметра участков замыкающих.

Первым этапом расчетов для однотрубной отопительной системы является определение наиболее подходящего диаметра стояков.

При этом важным фактором является уровень давления в трубе. С другой стороны, расчеты можно производить и несколько по-иному – изначально определить диаметры трубы, используемой для основного контура, и только после этого – для замыкающих сегментов системы. При этом важно отобразить результаты исследований на графике – ведь в его помощью в дальнейшем будет производиться расчет коэффициента затекания.

Следует помнить, что количество воды, циркулирующей в системе, может изменяться под количеством многочисленных факторов. По этому, не следует относиться к количеству воды в системе, как к постоянной величине.

Добавить комментарий

Наличие эффективной системы отопления является главным условием создания комфортной атмосферы в жилище. При ее расчете учитывается множество факторов: тип полов, качество теплоизоляции, расположение оконных проемов, климатические особенности региона и т.д. Инженерные вычисления выглядят очень громоздко и не понятны рядовому потребителю. Для облегчения обустройства отопления был создан упрощенный расчет, с помощью которого можно самостоятельно сделать необходимые подсчеты.

Как рассчитать систему отопления для частного дома?

Поскольку система обогрева жилища состоит из нескольких элементов, каждый из которых должен справляться со своими задачами на 100%, то вычисления будут касаться всех составляющих по отдельности. Конечно, упрощенный расчет не даст максимальной точности, но погрешности будут не катастрофическими.

Для обустройства отопления нам необходимо узнать:

• мощность генератора тепла - котла;
• количество радиаторов (батарей);
• производительность циркуляционного насоса.

Только правильно определив данные показатели, мы сможем добиться эффективного обогрева частного дома, обеспечив комфортную температуру в жилище даже в самый лютый мороз. Рассмотрим каждый этап расчетов по отдельности!

Как рассчитать котел для отопления частного дома?

Генераторы тепла имеют различные рабочие параметры, основным из которых считается тепловая характеристика - мощность. Именно на нее в первую очередь обращают внимание при выборе оборудования. Некоторые считают, что главное - приобрести устройство с производительностью не меньше необходимого параметра. Однако применение чересчур мощных агрегатов приведет к увеличению расходов на обогрев, быстрому износу оборудования, появлению конденсата на стенках дымохода и другим неприятным последствиям.

В идеале нужно правильно выполнить расчеты и к полученному значению добавить 20%. Они будут служить резервом в случае возникновения непредвиденных обстоятельств, например сильного снижения температуры воздуха на улице или уменьшения подачи используемого топлива. Вычисления будут одинаковыми для всех видов генераторов тепла, главное - учесть особенности помещения.

Как рассчитать газовый котел для отопления частного дома?

Если потолки в жилище не превышают 3-х метров, а сам дом построен по типовому проекту, то вычисления мощности теплового генератора не будут отличаться высокой сложностью. Но для проведения расчетов нам необходимо знать удельную мощность агрегата на 10 м² площади в зависимости от региона расположения:

• теплые южные районы - 0,7-0,9 кВт;
• средняя полоса с умеренно-континентальным климатом - 1,0-1,2 кВт;
• Подмосковье - 1,2-1,5 кВт;
• север - 1,5-2,0 кВт.

Предположим, что нам нужно выбрать отопительный котел для частного дома площадью 250 м², который расположен в северном регионе. Выполнить вычисления нам поможет формула:

М=П*МУД/10 , где

М - мощность котла;

П - площадь отапливаемого жилища;

МУД - удельная мощность котла, которая в нашем случае составляет 2 кВт.

Подставив числовые значения, мы получим: 250*2/10=50 кВт . Следовательно, мощность нашего генератора тепла должна составлять не менее 50 кВт. Если предполагается установка двухконтурного агрегата, который будет не только отапливать помещение, но греть воду для бытовых нужд, к полученному показателю нужно прибавить еще 25%.

Как рассчитать электрокотел для отопления частного дома?

Как мы уже упоминали, расчет мощности актуален для всех видов генераторов тепла. Однако бытует мнение, что с помощью электрических котлов можно обогревать только незначительные площади. Это не так, ведь современный рынок предлагает модели, работающие на электроэнергии, которые способны обогреть до 1000 м². Вопрос в том, выгодно ли их применение?

Зачастую электрокотлы в больших домах и коттеджах выступают в роли дополнительного источника тепла, что связано с высокой стоимостью электроэнергии и частыми проблемами с ее подачей. Можно с уверенностью сказать, что этот вид оборудования лучше использовать для отопления небольших жилищ, иначе суммы коммунальных услуг будут впечатляющими. Желательно выбирать многоступенчатые модели, мощность которых начинается от 6 кВт, поскольку с их помощью можно значительно снизить потребление электроэнергии.

Как рассчитать радиаторы отопления для частного дома?

С тонкостями выбора котлов мы разобрались, теперь можно перейти к следующему шагу - расчету количества отопительных батарей. Этот параметр рассчитывается для каждого помещения отдельно. Допустим, нужно вычислить, сколько секций радиатора нам потребуется для обогрева комнаты площадью 35 м². Для установки были выбраны чугунные отопительные приборы с мощностью одной секции 190 Вт, что указано в паспорте.

• первый этап расчетов: 35*100= 3500 Вт , где 100 Вт - стандартная мощность, требуемая для обогрева 1 м²;
• второй этап расчетов: 3500/190=18 секций.

Следовательно, система отопления нашей расчетной комнаты должна включать в себя 18 секций радиатора. Однако эти вычисления нельзя назвать точными, ведь существуют потери тепла, предусмотреть которые необходимо еще на стадии расчетов. Для этого используются корректирующие коэффициенты. Проще всего умножить полученное значение 1,1, если:

• потолки в доме выше 3-х метров;
• некоторые стены в помещении являются наружными;
• в комнате больше одного окна;
• теплоизоляция жилища оставляет желать лучшего.

Коэффициенты 1,1 вводятся в формулу при наличии каждого из перечисленных выше условий.

Как рассчитать батареи отопления для частного дома с коэффициентами?

Предположим, что высота нашей расчетной комнаты 3,3 метра, имеется два окна и одна наружная стена:

• первый этап расчетов: 35*100*1,1*1,1*1,1= 4658,5 Вт ;
• второй этап расчетов: 4658,5/190=25 секций.

Скорректированные вычисления показали, что нам потребуется 25 секций радиатора для отопления 35 м². Поскольку в помещении 2 окна, то количество ребер необходимо разделить между ними, чтобы снизить потери тепловой энергии.

Как рассчитать насос для отопления частного дома?

Как правило, в систему обогрева жилища вводится циркуляционный насос, который ускоряет движение теплоносителя по трубам и увеличивает эффективность отопления. Для определения необходимой производительности данного дополнительного оборудования необходимо знать значение верхней точки системы, площадь помещения и сопротивление теплосети.

Проще всего узнать сопротивление по типу используемых радиаторов:

• чугунные - 1 м;
• алюминиевые - 1,2 м;
• биметаллические - 2 м.

В нашем примере площадь дома составляет 250 м², от насоса до верхнего отопительного прибора высота - 6 метров, батареи у нас чугунные. Проводим расчеты:

• напор насоса: 6+1=7 метров ;
• количество потребляемой электроэнергии: 250/10=25 кВт , поскольку по стандарту необходимое тепло на 10 м²=1 кВт. Переводим в другие единицы измерения: 25*0,86=24,08 ккал .
• производительность насоса: 24,08/10=2,41 м³/час , где 10 - рекомендуемая разница температур в отопительной системе.

Согласно расчетам, для обогрева нашего дома в 250 м² потребуется циркуляционный насос производительностью 2,41 м³/час при напоре 7 метров. В идеале оборудование должно быть трехскоростным, а необходимые нам показатели - характеристиками второй скорости.

Зная, как правильно рассчитать отопление в частном доме, вы сможете без проблем вычислить оптимальные показатели каждого элемента системы. Конечно, расчет специалистов будет более точным, но в случае выполнения работ самостоятельно, приведенные нами выше формулы позволят вам добиться получения минимальных погрешностей. Помните, что от корректности вычислений будет полностью зависеть уровень комфорта в жилище!

При реконструкции или строительстве частного дома всегда будет вставать вопрос о том, какое оборудование лучше всего выбрать для того, чтобы обеспечить отопление помещения. Все потому, что от этого напрямую зависит то, насколько комфортным будет проживание в доме в зимний период времени. Именно поэтому понадобится сделать правильный выбор оборудования для отопления.

Такие нагревательные приборы, как масляные радиаторы, теплые электрические полы, камины и печки, рассматриваются и применяются как дополнительное оборудование. Основным вариантом обогрева частного дома является индивидуальное водяное отопление.

Под отопительной системой подразумевается комплекс, который состоит из приборов, насосов, средств автоматики, трубопровода и других устройств, предназначающихся для того, чтобы доставлять тепло от генератора в жилые помещения. Слаженная и эффективная работа данной системы зависит от правильной ее установки, точного расчета необходимого количества секций, схемы разводки, которая выбрана, а также некоторых других факторов.

Факторы, которые влияют на температуру в помещении

Для того чтобы правильно выбрать способ, при помощи которого будет обеспечиваться отопление, а также рассчитать мощность, понадобится выяснить, какую величину тепла теряет объект.

В данном случае одним из самых важных показателей будет интенсивность потери тепла. После проведения расчетов будет получена величина в кВт, которая характеризует теплопотери помещения. К примеру, если в результате выполненных расчетов будет получено значение в 15 кВт, мощность котла отопления должна быть тоже 15 кВт. Количество радиаторов в частном доме будет зависеть от потерь в нем тепла.

Чтобы расчитать отопление частного дома, следует знать, какова площадь поверхности радиаторов, которая будет отдавать тепло. На данный показатель влияет тип прибора, его расположение в имеющемся помещении, по какой схеме выполняется присоединение его к трубам.

На расчет будет оказывать влияние и количество проемов окон в отапливаемой комнате. Чаще всего число радиаторов будет таким же, как и число проемов окон.

Чтобы правильно рассчитать отопление частного дома, необходимо знать, насколько теплым является само по себе помещение, а также его составляющие (стены, окна, потолки). Чем ниже теплопроводность данных элементов, тем большей экономия денежных средств будет в процессе установки системы отопления:

• уменьшится необходимое количество радиаторов, при помощи которых обеспечивается отопление;
• снизятся затраты денежных средств на топливо;
• будет необходим менее мощный и более дешевый котел.

Как определиться с типом котла отопления и рассчитать его мощность

Делая выбор между котлами (электрическим, газовым, жидко- или твердотопливным), обращают внимание на простоту его эксплуатации, эффективность теплоотдачи, вид топлива, который преобладает в месте жительства.

К примеру, электрический котел не пользуется большой популярностью в связи с дороговизной электроэнергии и перебоями ее подачи. Жидкотопливные конструкции считаются неэкологичными. Твердотопливные устройства, даже если топлива имеется в избытке, являются не очень удобными в эксплуатации. Понадобится обязательное присутствие человека, чтобы подбрасывать уголь в котел - примерно до 4 раз в сутки. При этом режим теплоотдачи у данного устройства цикличен, на протяжении суток температура будет варьироваться от 3 до 5 °С.

Комфортная температура в помещении и эффективная работа полностью всей системы напрямую зависят от котловой мощности. При небольшой мощности в помещении может быть холодно, а при чрезмерно большой - неэкономно использоваться топливо. В связи с этим понадобится выбрать котел с оптимальной мощностью, которую можно точно рассчитать.

При расчете обязательно следует учитывать:

1. Площадь помещения, которое отапливается (S).
2. Удельную мощность котла на 10 куб.м помещения. Она должна быть установлена с корректировкой, которая учитывает климатические условия в регионе проживания (W уд.).

Существуют установленные значения удельной мощности (W уд.) для некоторых климатических зон. Они составляют:

• для северных регионов - от 1,5 до 2,0 кВт;
• для центральных регионов - от 1,2 до 1,5 кВт;
• для южных регионов - от 0,6 до 0,9 кВт.

Мощность котла (W кот) может быть рассчитана по формуле:

W кот=S×W уд./10.

Для удобства расчета в большинстве случаев применяют усредненное значение удельной мощности (W уд.), приравнивая его к единице.

Мощность котла принято выбирать из расчета 10 кВт на 100 кв.м помещения, которое отапливается.

Для наглядности есть смысл рассмотреть пример:

Если площадь помещения (S), которое отапливается, равняется 90 кв.м, а удельная мощность (W уд.) равна 1,2 кВт (для центральных районов), то необходимая мощность котла будет W кот=90×1,2/10=11 кВт.

От площади помещения будет зависеть не только котловая мощность, но и тип водяного отопления дома. Отопительная конструкция с естественным движением воды не сможет эффективно обогреть дом, который имеет площадь больше 100 кв.м (в связи с малой инерционностью). Для помещения с большой площадью будет необходима отопительная система с циркуляционными насосами, которая сможет подталкивать и ускорять подачу по трубам теплоносителя.

Для того чтобы была возможность продлить срок службы, часто они устанавливаются в обратную линию, которая ведет к котлу от радиаторов, чтобы избавить от контакта со слишком горячей водой.

Насосы будут работать в безостановочном режиме. В связи с этим к ним предъявляются некоторые определенные требования - малая энергоемкость, бесшумность, надежность и долговечность. На современных моделях газовых котлов насосы уже устраиваются непосредственно в сам корпус.

Как рассчитать количество секций радиаторов

Передача тепла в помещение от теплоносителей происходит через приборы, которые используются, чтобы обеспечить отопление. Они подразделяются на:

• радиационные (инфракрасные излучатели);
• конвективные (ребристые);
• конвективно-радиационные (приборы всех типов).

Самое большое распространение получили конвективные и секционные радиаторы, которые относятся к конвекционно-радиационным. Чтобы определить, какое количество секций необходимо для конкретного помещения, понадобится произвести расчет радиаторов.

Нужно знать теплоотдачу одной секции, которую понадобится разделить на коэффициент 100. Таким образом можно узнать, сколько квадратных метров площади может обогреть одна секция. Далее будет достаточно просто рассчитать количество секций, которое необходимо. Высоту потолков по умолчанию считают не более 2,7 м.

К примеру, теплоотдача одной секции равна 199 Вт. Если разделить это число на 100 (коэффициент), получится, что одна радиаторная секция может обогреть площадь приблизительно в 2 кв.м (199/100 = 1,99). Следовательно, для комнаты в 20 кв.м будет необходимо 10 секций (20 / 2 = 10), а для комнаты в 24 кв.м - 12 штук.

Если комната угловая или в ней присутствует балкон, количество секций понадобится увеличить на 2-3 штуки (в большинстве случаев). Следует учитывать факторы, которые влияют на снижение радиаторной теплоотдачи. К примеру, батарея, которая помещена глубоко в нишу, дает на 10% меньше тепла. Кроме того, декоративная решетка, которая часто прикрывает радиаторы, забирает еще 20% тепла. Каждый слой краски, который покрывает батарею, тоже будет уменьшать отдачу тепла.

Для частного дома, который имеет большую площадь, понадобится в отопительную систему установить циркуляционные насосы, которые постоянно перемещают по системе горячую воду. Таким образом, КПД отопления увеличится.

Подобные насосы устанавливаются в отопительную систему рядом с отопительными приборами, ближе к котлу. Это даст возможность сохранять насосы в хорошем состоянии.

Основные расчетные зависимости

Теплозащитные качества принято характеризовать величиной сопротивления передачи тепла (R0):

R0 = Rв + Rк + Rн, Rв - сопротивление отдачи тепла внутренней поверхности конструкции (m2°C)/Bm.

Rв = 1/ав, где ав - коэффициент отдачи тепла внутренней поверхности конструкции: ав = 8,7 (m2°C)Bm.

Rк - термическое сопротивление с последовательно расположенными слоями.

Rк = R1 + R2 + … Rn + R возд.прос.

R1 = б/Л, где б - толщина слоя (м), Л - коэффициент теплопроводности: Bm/(m2°C).

Rн - сопротивление тепловой отдачи наружной поверхности конструкции.

Rн = 1/ан, где ан - коэффициент тепловой отдачи наружной поверхности конструкции: ан=23 Вm(m2°C).

Коэффициент теплоотдачи k определяется по следующей формуле: k=1/R0.

Есть смысл произвести и расчет толщины основного слоя теплоизоляции:

1. Наружная стенка: Бетон y = 2400 кг/м3, Л = 1,92 Вт/м°С, б = 100 мм.
2. Пенополиуретан: y = 2400 кг/м³, Л = 1,92 Вт/м°С, б = R0 - 1/ав - 1/ан - б1/Л1.

Тепловая мощность отопительной системы (Вт) может определяться по следующей формуле: Q с.о. = Qогр. + Qинф. - Qбыт., где Qогр. - тепловые потери через конструкции (Вт), Qинф. - тепловые потери на нагревание воздуха, который поступает через открытые окна, щели, ворота (Вт), Qбыт. - тепловые поступления от бытовых источников (Вт).

Есть смысл произвести и расчет тепловых потерь помещения. Q0 = F×k×(tв-tн)n, где k - коэффициент тепловой передачи, F - расчетная поверхность, tв - температура воздуха помещения, tн - наружная температура, n - коэффициент отношения наружной поверхности к воздуху.

No related posts.

Самые популярные статьи блога за неделю

Во время строительства индивидуальных домов довольно часто возникает важный вопрос, каким именно отопительным оборудованием воспользоваться, чтобы обеспечить комфортные условия проживания. Можно ли самому сделать расчет системы отопления? Рассмотрим этот вопрос более детально.

Современные технологии позволяют регулировать необходимую температуру всего дома, вне зависимости от времени года.

Из всех методов отопительных систем индивидуального дома широко используются системы отопления на основе воды – водяные системы. Другие методы отопления, такие как камины, печи, электрические масляные радиаторы, различные инфракрасные нагреватели, обычно используют как вспомогательные источники тепла. Что касается воздушных систем отопления для частного дома, то это редкость.

Система отопления это некоторое количество приборов, труб, циркуляционных насосов, запорной арматуры, автоматики, электрических датчиков, теплового реле, средств контроля.

Она обеспечивает теплом помещения различного назначения. Надежная работа и долговечность отопительной системы индивидуального дома во многом зависит от разработанной схемы до монтажа, правильности расчетов, качества деталей, приборов, эксплуатации.

Выбор котла, расчет тепловой мощности

Генератором тепла системы отопления является сам котел. Тип котла будь то электрический, твердотопливный, комбинированный или газовый, в основном зависит от местности проживания, а именно от того, какой вид топлива более распространен в местности.

Что касается твердотопливных котлов, то у них есть один существенный недостаток. При общедоступности твердого топлива, данный котел необходимо протапливать не менее 2-3 раз в сутки. Теплоотдача у твердотопливных котлов имеет циклический вид, на протяжении суток температура в отапливаемом помещении меняется в среднем от 3°С до 5°С. Если приходится покупать твердотопливный котел по причине отсутствия более дешевых видов топлива, есть 2 метода уменьшить недостатки этого генератора тепла.

Можно сократить число топок до 2-х при помощи большей закладки топлива или использования теплового аккумулятора емкостью не менее 5 м 3 . Его нужно соединить с системой отопления. Использование электрических котлов не слишком популярно, причиной этому является: высокая стоимость электроэнергии, проблемы с оформлением документации на используемые мощности. Если индивидуальный дом газифицирован, то достойной основой для отопления может стать газ. Это будет самым лучшим вариантом, главное преимущество это простота в эксплуатации, не нужно запасаться дровами, углем, высокий уровень КПД (около 95%).

В наше время очень важными критериями в отопительной технике является безопасность эксплуатируемой техники. Еще до недавнего времени, для отопительного газового оборудования необходимо было иметь отдельное хорошо проветриваемое помещение. Теперь же, нужно иметь отдельное помещение только для систем с открытой камерой горения. От мощности выбранного котла напрямую зависит эффективность работы системы отопления. Малая мощность не даст нужной, комфортной температуры в холодные дни отопительного периода. А избыточная мощность приведет к перерасходу топлива.

Главными параметрами руководствуются, когда проводят расчет системы отопления, ими являются:

• площадь помещения, которое должно отапливаться (S);
• мощность самого котла, его параметры на 10 м 3 помещения, данная величина устанавливается при учете климатических условий области проживания (W yd.).
• приняты общие нормы удельной мощности по зонам широт проживания:
• центральные районы проживания W yd = 1,25 – 1,55 кВт;
• северные районы проживания W yd = 1,54 – 2,1 кВт;
• южные районы проживания W yd = 0,75 – 0,94 кВт.

Что касается расчета мощности котла (W кот), он рассчитывается по формуле:

W koт. = S*W yd. / 10

Очень часто при проведении расчетов, для простоты применяется значение W уд, которое приравнивается единице. Учитывая это, выбирают мощность котла по расчету 10 кВт/100 м 2 помещения.

Для примера приведем следующий расчет системы отопления:

• общая площадь помещения S = 100 м 2 ;
• мощность (W yd.) по центральным районам = 1,25 кВт;
• W koт = 100*1,25 / 10 = 12 кВт.

По площади индивидуального дома зависит типаж системы отопления и его развилок. Т. е. при расчете системы отопления площадью до 100 м 2 используется естественная циркуляция теплоносителя, большая площадь помещений требует уже использования насосов циркуляции. Когда проводят расчет системы топления, как правило, циркуляционные насосы устанавливают в обратную линию. Это делается для того, чтобы продлить срок службы деталей насосов, тем самым исключив непосредственный контакт с горячей водой.

По техническим требованиям отопительных систем циркуляционные насосы должны работать постоянно, иметь бесшумную работу, экономное энергопотребление, надежность. При использовании современных тепловых генераторов на газе, используются встроенные в корпус циркуляционные насосы.

Требования к подбору и монтажу труб

При расчете, выборе систем отопления ключевую роль имеет и правильных монтаж трубопроводов теплоносителя.

Разновидность труб достаточно большая, бывают:

• стальные оцинкованные, нержавеющие и т. д;
• медные;
• из полимерных материалов.

Основные недостатки стальных труб: необходимость сварки при монтаже отопительной системы, коррозия метала. Оцинкованные трубы не имеют подобных недостатков, если используются резьбовые соединения.

Основными достоинствами стальных труб являются:

• непроницаемость кислорода, дает возможность приостановить процесс износа;
• имеют очень низкий уровень линейно расширения;
• прочность;
• очень малый коэффициент гидравлического сопротивления;
• простота в использовании.

Трубы из металлопластика монтируются прессовыми или резьбовыми соединениями без использования сварки. Данный метод позволяет снизить стоимость работ с монтажа оборудования. Укомплектована система такими деталями как: запорная арматура, тройники, отводы, колена.

В последние годы нашли свое широкое применение трубы из полипропилена, они способны выдерживать высокую температуру до 1000 0 С. Желающим спрятать трубы в стеновых проемах дома, необходимо использовать медные трубы, они соединяются методом пайки при высокой температуре. Медь имеет свойства стойкости к высоким температурам до 2000 0 С, а трубопроводы из нее могут выдержать высокое давление до 150 атм. Данный вид труб очень дорогой и обращение с ними требует квалификации.

Необходимое количество трубопроводов зависит от выбранной схемы (однотрубная, двухтрубная) системы отопления. При проведении расчета отопительных систем, особенно большой площади, необходимо использовать двухтрубную разводку, это позволяет при помощи терморегуляторов отдельно регулировать температуру в помещении. По сравнению с двухтрубной системой отопления в однотрубной системе есть одно преимущество – меньшая себестоимость.

Требования к монтажу приборов отопительной системы

Для более эффективного распространения теплоносителя в системе отопления используются специальные циркуляционные насосы, для подогрева помещений – радиаторы, которые разделяются на типы: инфракрасные, конвективно-радиационные, конвективные.

В практике наиболее широко используются последние 2 типа радиаторов, которые обладают оптимальными параметрами.

При расчете необходимого количества секций используют зависимость: необходимо знать количество теплоотдачи в одной секции, потом разделить на 100. И получаем то количество квадратных метров, которое может обогреть секция при высоте потолков 2,4 м, но не больше 2,7 м. В результате мы можем рассчитать нужное количество секций для обогрева помещения.

Как пример приведем следующие соотношения. Если один сегмент радиатора обогревает 2 м 2 при вышеупомянутой высоте, тогда 199 Вт делим на 100, в результате получаем 1.9 м 2 . Для комнаты в 200 м 2 необходимо 10 секций в радиаторе. Если комната угловая, присутствует балкон, тогда нужно условно брать на 2 секции больше.

По средним данным на 10% меньше излучает тепла радиатор, который помещенный в нише. Во время монтажа радиаторов системы отопления обязательно учитывать некоторые требования:

• монтаж отопительных приборов (радиаторов) нужно проводить только под окнами;
• центр нагревательных приборов необходимо монтировать строго по центру окон, недопустимо отклоняться более чем на 20 мм;
• нагревательные батареи нужно устанавливать строго вертикально;
• расстояние с низа батареи до пола необходимо устанавливать не менее 70 мм, от верха батареи к подоконнику должно быть не менее 50 мм.

Частые ошибки при расчете

Одной из главных ошибок, которая встречается при проведении расчета отопительной системы, это неправильный расчет мощности.

Расчет системы отопления нужно проводить по объему помещения. Многие этим пренебрегают и рассчитывают по площади. Нужно ведь проводить расчет не площади, а объема. Для этого используются специальные формулы, согласно техническим параметрам здания. Если была допущена критическая ошибка, то система будет работать плохо и неэффективно.

Тепловой генератор (котел) будет работать постоянно, будут горячими радиаторы, в отапливаемом помещении будет прохладно. В этом случае необходимо сделать расчет системы повторно, но уже по правильным параметрам.

Сделать полное описание всех параметров сейчас невозможно, потому что отопительную систему сначала нужно правильно рассчитать, только после этого проводится нужный материал. Минимальная оплошность в расчете может привести к плохим последствиям.

После монтажа системы отопления, ее работа проверяется по специальной формуле. В данном случае не играет важной роли то, проводился ли расчет для многоэтажного или одноэтажного дома. Проводят анализ по одной схеме, берутся во внимание материалы дверей окон, составляющие стен, перегородок и т. д. Специально для расчетов отопительных систем и отопительных приборов есть нормативные документы, такие как ГОСТ и СНИП.

Очень важным является и то, что все строительные материалы для монтажа системы необходимо выбирать со специалистом, учитывая его рекомендации. Во время выбора материалов нужно соблюдать диаметр труб, тепловую мощность котла, тепловые характеристики радиаторов.

При покупке соединительных изделий, запорной арматуры лучше не экономить, а покупать качественные материалы. Данный вид продукции является одним из слабых в системе, поэтому качественные продукты послужат долго и сделают утечку в том или ином месте. Экономия средств на покупке сантехнических изделий может вывести из строя работу всей отопительной системы.

Рассчитанная и продуманная система индивидуального дома будет эффективной в том случае, если ее элементы, составные части сделаны производителями качественно, поэтому необходимо приобретать товар от хорошо зарекомендовавших компаний. Только в случае, когда сочетаются только качественные продукты, можно смонтировать в доме надежную систему отопления.

Основные выводы для расчета

При расчете тепловых потерь при конвекционном и инфракрасном отоплении помещений необходимо учитывать отличия, которые связаны с разными физическими процессами.

Расчет тепловых потерь при инфракрасном и отоплении имеет некоторые отличия, связанные с различными физическими процессами в отапливаемых помещениях.

Когда проводят расчет системы инфракрасного отопления, значение внутренней температуры воздуха нужно брать ниже конвекционного от 3°С до 5°С.

Температурные значения ограждающих конструкций не принимаются как постоянные величины, потому что их часть постоянно находится под прямым излучением, а другая часть в зоне рассеянного излучения.

Тепловые потери через фильтрацию наружного воздуха при конвекционном и инфракрасном методе отопления нужно проводить, учитывая кратность обмена воздуха в помещении. Очень важным является то, что при малом значении перепада температур по высоте помещения коэффициент воздухообмена принимается равным к 1 (инфракрасное излучение).

При установке системы отопления, ее расчет должен проводится грамотно и только специалистами.

Отопление является важнейшей инженерной системой, которая планируется непосредственно на этапе проектирования частного дома. Для правильной работы системы отопления (СО), нужно грамотно произвести все расчеты, на основании которых выбрать все необходимые материалы и оборудование. В этой публикации будут рассмотрены методики расчетов и правила выбора основных узлов водяной отопительной системы частного дома.

Выбор котельной установки

Расчет системы отопления дома начинается с подбора котлоагрегата. Первое, что необходимо – это определиться с типом устройства. Сегодня, на отечественном рынке климатической техники представлен широчайший выбор котлоагрегатов для работы на твердом и жидком топливе, электричестве и газе.

1. Установки, использующие уголь, дрова, палеты широко распространены в районах, где существуют проблемы или перебои с подачей природного газа. Современное твердотопливное котельное оборудование достаточно неплохо защищено от возникновения внештатных ситуаций, имеет сравнительно низкую стоимость и высокий КПД. Единственным недостатком таких устройств является отсутствие автоматизации в подачи топлива.
2. Жидкотопливные котлы сравнительно не дороги и надежны. Невысокая популярность данных установок обусловлена сложностью хранения запасов топлива, в условиях частного домовладения. Кроме этого, дизельные котлы достаточно капризны: требуют регулярного обслуживания форсунки; топливный насос высокого давления. Работа данных котлоагрегатов очень зависит от качества и температуры солярки.
3. Электрические отопительные установки имеют огромное преимущество, перед котлами других типов – низкая стоимость. Электричество не является наиболее дешевым энергоресурсом, поэтому, выбирая электрокотел, следует быть готовым к высоким коммунальным расходам.
4. Газовыми котлами, сегодня, оснащены более 75% частных домов в России. Такая популярность связана с высокой производительностью и надежностью оборудования этого типа, а также с низкой стоимостью природного газа. Если у вас есть возможность подключения к газовой магистрали, то для обогрева дома следует выбирать газовую установку.

Следующее, на что следует обращать внимание при выборе котлоагрегата – это вариант его размещения. Тут выбор небогат: напольное или настенное котельное оборудование.

Важно! Следует знать, что жидко – и твердотопливные теплогенераторы, в большинстве своем производятся для напольного монтажа. Выбирая данный тип оборудования следует быть готовым к выделению отдельного помещения в качестве котельной.

Расчет мощности котла для отопления дома – это важный процесс, который следует доверить профессионалам. Если вы решили самостоятельно сделать выбор котельной установки для вашего дома, то можно воспользоваться следующим алгоритмом: на 10 м 2 площади необходим 1 кВт тепловой мощности. Данный вариант расчета очень приблизительный и не предусматривает степень утепления постройки, климатической зоны.

Более точный расчет обеспечивает метод, который учитывает необходимое количество энергии на обогрев 1 м 3 жилища в том или ином регионе.

Для получения достаточно достоверных данных о необходимой мощности котла для обогрева конкретного частного дома нужно сложить объем каждого помещения и умножить полученную цифру на количество ватт для вашего региона. Например, объем всех помещений в доме 300 м 3 . Расположение постройки – Крым. Итак: 300 х 25 = 7500 Вт или 7,5 кВт. Теперь, данное значение лучше увеличить на 20% (для стабильности в работе при пиковых температурах). В результате вычислений, для обогрева искомого дома необходим котел, мощностью 9 кВт.

Более точная методика (которой пользуются специалисты), использует вычисления теплопотерь каждого помещения дома, для компенсации которых и требуется определенное количество тепловой энергии, вырабатываемой котлоагрегатом.

Расчет мощности и количества батарей

Если котел по праву считается «сердцем» все отопительной системы, то радиаторы (используя медицинскую терминологию)– ее «лёгкими». Именно эти отопительные приборы отвечают за нагрев конкретных помещений.

Для начала следует определиться с типом радиаторов, которые вы планируете установить в СО вашего дома. Сегодня, в специализированных магазинах можно приобрести радиаторы:

1. Алюминиевые.
2. Чугунные.
3. Стальные трубчатые.
4. Биметаллические.

Каждый тип батарей имеет разную теплоотдачу, а также свои достоинства и недостатки. Например, чугун имеет высокую теплоемкость и инерционность. Другими словами, долго нагревается и долго остывает. Батареи из данного материала очень «не любят» резких перепадов давления и имеют большую массу. Мощность секции варьируется от 120 до 160 Вт на одну секцию.

Алюминиевые батареи быстро нагреваются и быстро остывают, что не является большим достоинством. Но у данного материала очень неплохая теплоотдача и небольшой вес. Мощность секции от 160 до 210 Вт. Недостатком данного материала является возможность образования гальванических пар, при соприкосновении с другими материалами. Это приводит к коррозийным проявлениям, чаще всего – на алюминиевых батареях. Биметаллические, лишены большинства недостатков, присущих батареям из вышеупомянутых материалов. Единственный минус – из всей номенклатуры они являются наиболее дорогостоящими.

Итак, материал батарей определен, производим расчет радиаторов системы отопления. Наиболее простой метод вычислений основан на рекомендованном количестве энергии, которое зависит от степени теплопотерь здания. Для обогрева 1 м 3 кирпичного дома требуется 34 Вт энергии; для каркасных домов и построек из СИП панелей – 41 Вт; для хорошо утепленного дома – 20 Вт.

1. Вычисляем количество энергии, необходимое для каждой комнаты кирпичного дома. Например, комната, площадью 20 м 2 с высотой потолков 3 м. 20 х 3 = 60 м 3 . 60 х 34 = 2040 Вт или 2,04 кВт.
2. Данное значение необходимо разделить на мощность секции радиатора из выбранного материала. Это даст нужное количество секций, которые смогут передать тепловую энергию в необходимом объеме.

Например, мощность одной секции алюминиевых батарей варьируется от 160 до 210 Вт. Выбираем меньшее значение и производим вычисления: 2040 / 160 = 12,75 или 13 секций.

Расчет необходимого диаметра трубы

Данные вычисления входят в гидродинамический расчет отопительной системы и выполняются специалистами. Есть методика, позволяющая самостоятельно подобрать необходимый диаметр трубопровода, не имея при этом специальных знаний. Способ основан на использования таблиц, в которых отображен рекомендованный диаметр трубы, в зависимости от тепловой нагрузки на участок трубы.

Например: мощность котельной установки – 9 кВт. На участке от котла до первого радиатора через трубопровод проходит весь объем тепла, т.е 9 кВт.

Используя таблицу, ищем в колонке тепловой энергии значение 9000 Вт. В перекрестье находим значения, отображенные на розовой области, которые обозначают рекомендованную скорость перемещения теплоносителя. В верхней части колонки – диаметр трубопровода на данном участке 25 мм. и 32 мм. Выбираем меньший, а значит и более дешевый.

На втором участке контура установлена батарея, мощностью 1500 Вт. Из общей мощности, вычитаем мощность радиатора и получаем значение 7500 Вт. Проводим аналогичные действия с таблицей и получаем те же 25 мм. Далее следует провести аналогичные расчеты для каждого участка контура.

Подбор емкости для компенсации теплового расширения теплоносителя

В принципе, котельной установки, правильно подобранного трубопровода и радиаторов уже практически достаточно для создания простейшей системы отопления. Единственное, чего не хватает – это расширительного бака. Данное устройство является неотъемлемой частью любой СО. Различаются они конструкцией и емкостью.

Один тип этих устройств связан с атмосферой второй – герметичный. Первые применяют в небольших, чаще всего, гравитационных системах. Герметичные устройства используются в СО с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Расчет расширительного бака системы отопления открытого типа заключается в определении его емкости, которая составляет, обычно, 10% от количества теплоносителя в системе, которое определяется по формуле:

W = π (D 2 /4) L где:

• π – 3,14;
• D – внутренний диаметр участка трубопровода;
• L – длина участка трубопровода.

Совет: Если в СО используется труба только одного диаметра, то в качестве искомого участка следует принимать длину всего контура.

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления более сложный. В нем должны учитываться следующие данные:

• Процент увеличения объема теплоносителя при нагревании. Для воды это значение равно 5%; для других типов антифризов – до 50%. Для наглядности назовем данное значение «УО» — увеличение объема.
• Объем теплоносителя в СО. Для расчетов используем буквенное обозначение «ОВ» — объем воды.
• Максимальное давление в контуре. Дано в документации к котлоагрегату. «ДК» — давление в контуре.
• Давление в камере расширительного бачка. Дано в документации к баку. «ДБ» — давление в бачке.

Совет! В данной публикации были рассмотрены наиболее простые методы расчетов наиболее важных элементов водяной СО. Вопрос в целесообразности проведения самостоятельных вычислений остается открытым. Мы рекомендуем – не экономить и обратиться за помощью к профессионалам.