Как рассчитать отопление в частном доме

 

Как рассчитать отопление в доме правильно

В данной статье будут рассмотрены основные принципы расчета отопительной системы частного дома. Этот вопрос постоянно актуален: нередко возникают ситуации, когда из-за неправильного расчета отопления система обеспечивает слишком сильный прогрев, что негативно сказывается на экономичности, или же генерирует слишком малое количество тепла, поэтому дом оказывается непрогретым. Именно расчет системы отопления позволяет предотвратить появление проблем и обеспечить здание тепловой энергией.

 

Как правильно рассчитать отопление? Для правильного расчета необходимо выделить элементы отопительной системы, которые непосредственным образом влияют на количество производимого и транспортируемого тепла (подробнее: «Как рассчитать гкал на отопление — правильная формула расчета «). В первую очередь рассчитывается мощность отопительного котла, причем расчеты необходимо делать с небольшим запасом. Далее осуществляется расчет количества отопительных приборов и их секций, если в выбранном типе приборов они присутствуют. Последний параметр, требующий расчета – диаметр трубопровода, который необходим для транспортировки теплоносителя по всей системе. Расчеты будут осуществляться именно по указанному порядку (прочитайте: «Как рассчитать диаметр трубы для отопления, какие параметры учитывать при этом «).

Выбор котла для отопления дома

Для расчета котла необходимо знать, какое топливо будет использоваться в данном случае. Практика показывает, что самым выгодным видом топлива на данный момент является магистральный газ, но эффективность таких устройств не самая высокая. Повысить КПД в таком случае можно за счет использования конденсационных котлов, в которых для отопления используется не только газ, но и продукты его сгорания. К тому же, запасы газа в природе не безграничны, и в ближайшем будущем его стоимость может существенно повыситься.

 

Если использование магистрального газа не представляется возможным, то можно выбрать вариант котла, питающегося дровами или углем. Твердотопливные котлы занимают вторую позицию по экономичности, но их необходимо постоянно обслуживать: большинство моделей требует регулярного протапливания. Отчасти проблему решает установка теплового аккумулятора .

Выбирая твердое топливо в качестве основного, необходимо помнить, что тепловая мощность угля выше теплоотдачи дров примерно на 10%.
Для отопления дома можно использовать и электроэнергию, но зачастую этот метод оказывается недостаточно экономичным, особенно в условиях сурового климата. Такие устройства обычно имеют хорошее соотношение между потребляемой энергией и теплоотдачей, но КПД этих систем может очень сильно снижаться при заморозках. Стоимость таких устройств довольно невелика, поэтому основным параметром при расчетах будет именно уровень потребления электроэнергии.

Расчет тепловой мощности котла

Чтобы рассчитать отопление в частном доме или квартире, можно воспользоваться нормативами. Основу для расчетов можно найти в СНиПе, где говорится, что для отопления 10 квадратных метров площади необходим один киловатт тепловой энергии. Расчет по такому принципу крайне прост, очень доступен, но отличается просто огромной погрешностью.

СНиП не учитывает полные габариты отапливаемых помещений в полной мере: при расчете тепловой мощности для комнаты высотой три метра данные будут совершенно иными, чем при расчете мощности котла для помещений, высота которых достигает четырех метров. К тому же, теплый воздух имеет обыкновение скапливаться вверху, и отопление, рассчитанное по СНиПу, окажется просто непригодным к использованию.
Важное влияние на расчеты оказывает и количество теплопотерь, которое повышается прямо пропорционально температуре за пределами дома и обратно пропорционально качеству теплоизоляции здания. В частных домах уровень потерь будет значительно выше, чем в многоэтажных домах: всему виной намного большая площадь, контактирующая с окружающей средой. Через двери и окна тоже «утекает» большое количество тепла.

Как рассчитать отопление в доме в таком случае? Для расчетов понадобится знать суммарный объем помещений, которые будут отапливаться, и количество элементов дома, которые будут давать повышенную утечку тепла. Чтобы отопить один кубический метр помещения, требуется 40 Ватт. Каждое окно увеличивает потребность на 100 Ватт, а каждая дверь – на 200 Ватт. Читайте также: «Расчет регистров из гладких труб для отопления «.

При расчете отопления частных домов используется коэффициент 1,5, который необходим для компенсации потерь, возникающих из-за общности периметра здания с улицей. Для расчета угловых и торцевых квартир в многоэтажных домах используется коэффициент 1,2-1,3 (точное значение зависит от качества теплоизоляции).

Кроме того, нужно обязательно вводить в расчеты поправку на климатические условия. Например, в южных областях этот коэффициент может понижаться до 0,7, а в самых холодных краях может достигать 2.
Подсчет имеющихся данных с учетом указанных коэффициентов тоже не даст точных результатов. Почему это происходит, и как рассчитать систему отопления с максимальной точностью? Даже при таких расчетах не учитывается большое количество параметров, а известные цифры могут колебаться в очень широких пределах. Например, при отоплении зданий в теплых краях обычно требуется гораздо меньшая тепловая мощность, чем можно получить путем расчетов, и для отопления в этом случае очень часто применяются инверторные кондиционеры (прочитайте также: «Инверторное отопление дома, что и как работает «).

Как рассчитать радиаторы

При возведении отопительной системы очень важно подобрать необходимое количество приборов, рассеивающих тепло по помещениям. Как рассчитать отопление частного дома, чтобы количество радиаторов и их секций позволяло отапливать всю площадь?

Для расчетов будет использоваться тот же метод, который был описан выше: чтобы определить необходимое количество отопительных приборов, необходимо рассчитать тепловую мощность, которая необходима каждой комнате. Рассчитав необходимое зданию количество тепловой энергии и распределив эти данные по всем помещениям, можно приступать к выбору радиаторов.

 

Хорошие производители отопительных устройств снабжают свои изделия техническими паспортами, в которых находятся необходимые сведения. Но здесь есть один важный аспект: в паспорте указана температура, предполагающая разность температур радиатора и помещения, составляющую 70 градусов. Естественно, на практике эти параметры далеко не всегда совпадают. Читайте также: «Как рассчитать количество батарей «.

Для обеспечения расчетными данными используются данные, которые находятся в паспорте или на сайте изготовителя. Дальнейшие расчеты проводятся точно так же, как и в случае с котлом, но здесь нужно учитывать не только тепловую мощность системы в целом, но и ее разброс по помещениям. В любом случае, стоимость радиаторов довольно невелика, что позволяет без особых проблем приобрести их даже в том случае, когда в результате выполнения расчетов их количество вышло большим. При необходимости можно посмотреть на фото, где указаны сравнительные характеристики разных приборов радиаторного типа и методика их расчета для конкретной площади.

Делаем расчет трубопровода правильно

Как рассчитать отопление в частном доме, и какие трубы подойдут лучше всего? Трубы для отопительной системы всегда подбираются индивидуально, в зависимости от выбранного типа отопления, но есть определенные советы, которые актуальны применительно ко всем видам систем.

В системах с естественной циркуляцией обычно используются трубы с повышенным сечением – минимум ДУ32, а наиболее распространенные варианты находятся в пределах ДУ40-ДУ50. Это позволяет существенно снизить сопротивление теплоносителю при небольшом уклоне.
Для монтажа радиаторов, установленных при помощи отводов, используются трубы ДУ20. Очень распространенной ошибкой при выборе является путаница между диаметром сечения и внешним диаметром трубы (подробнее: «Оптимальный диаметр трубы для отопления частного дома «). Например, полипропиленовая труба ДУ32 обычно имеет наружный диаметр, составляющий около 40 мм.

Системы, оснащенные циркуляционным насосом, лучше оснащать трубами с внешним диаметров 25 мм, что позволяет отапливать здание, имеющее средние габариты (прочитайте также: «Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления «). В случае с лучевой разводкой достаточно металлопластиковых или полиэтиленовых труб диаметров 16 мм.

Проведение самих вычислений опирается на возможность распространения тепловой мощности. Как показывает практика, самая подходящая скорость движения теплоносителя – 0,6 м/с, а максимальная составляет 1,5 м/с. Для определения подходящих труб нужно воспользоваться таблицей, в которой приведены соотношения диаметра труб и необходимой скорости потока. Округление значений всегда осуществляется в большую сторону. Такой метод подбора труб подходит только для отопительных систем с принудительной циркуляцией.

 

В данной статье был дан ответ на вопрос, как рассчитать отопление в доме. Рассчитать отопление может каждый домовладелец. Соблюдая приведенные правила и рекомендации, можно без особых проблем обеспечить свое жилье необходимым уровнем тепла и комфорта. Читайте также: «Как правильно сделать отопление дома — советы мастеров «.

Расчет отопления частного дома

Обустройство жилья отопительной системой – главная составляющая создания в доме комфортных температурных условий проживания в нем. В обвязку теплового контура входят много элементов, поэтому важно уделить внимание каждому из них. Не менее важно грамотно выполнить расчет отопления частного дома, от которого во многом зависит эффективность работы теплового блока, равно как и его экономичность. А как рассчитать систему отопления по всем правилам, вы узнаете из этой статьи.

1. Из чего складывается нагревательный узел?
2. Подбор нагревательного элемента
3. Определение мощности котла
4. Расчет количества и объема теплообменников
5. От чего зависит количество радиаторов
6. Формула и пример расчета
7. Трубопроводная отопительная система
8. Монтаж отопительных приборов

Из чего складывается нагревательный узел?

Многие из нас привыкли считать, что в отопительную систему входят только нагревательный котел и теплообменники, которые связаны между собой посредством трубопровода. Однако, в обвязку входят еще и другие элементы:

• насосная установка;
• приборы для управления и контроля работы установки;
• теплоноситель;
• расширительный бак (при необходимости).

Чтобы правильно выполнить расчёт отопления дома, следует, в первую очередь, определиться с производительность нагревательного котла. Кроме этого, нужно рассчитать количество батарей отопления в частном доме в отдельно взятой комнате

Подбор нагревательного элемента

Котлы условно делятся на несколько групп в зависимости от типа используемого топлива:

• электрический;
• жидкотопливный;
• газовый;
• твердотопливный;
• комбинированный.

Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.

Среди всех предложенных моделей, наибольшей популярностью обладают аппараты, функционирующие на газе. Именно этот вид топлива является сравнительно выгодным и доступным. Кроме этого, оборудование подобного плана не требует особых знаний и навыков для его обслуживания, а КПД таких узлов довольно высокий, чем не могут похвастаться другие идентичные по функциональности агрегаты. Но вместе с тем газовые котлы уместны лишь в том случае, если ваш дом подключен к центрованной газовой магистрали.

Определение мощности котла

Перед тем, как рассчитать отопление, нужно определить пропускную способность нагревателя, поскольку именно от этого показателя зависит эффективность функционирования тепловой установки. Так, сверхмощный агрегат будет потреблять много топливных ресурсов, тогда как маломощный аппарат не сможет в полной мере обеспечить качественного обогрева помещения. Именно по этой причине расчёт системы отопления – это важный и ответственный процесс.

Можно не вдаваться в сложные формулы вычисления производительности котла, а попросту воспользоваться предложенной ниже таблицей. В ней указана площадь обогреваемого сооружения и мощность нагревателя, который сможет создать в нем полноценные температурные условия для проживания.

Общая площадь жилья, нуждающегося в обогреве, м 2

Расчет количества и объема теплообменников

Современные радиаторы изготавливаются из трех видов металла: чугун, алюминий и биметаллический сплав. Первые два варианта имеют равновеликий показатель теплоотдачи, но вместе с тем, прогретые чугунные батареи остывают медленнее теплообменников, изготовленных из алюминия. Биметаллические радиаторы имеют высокую теплоотдачу, и сравнительно медленно остывают. Поэтому в последнее время люди все чаще отдают свое предпочтение именно таким видам обогревательных приборов.

От чего зависит количество радиаторов

Существует перечень нюансов, которые должны учитываться при расчете количества радиаторов отопления в частном доме:

• температурные условия в угловой комнате ниже, чем в остальных других, поскольку у нее две стены контактируют с улицей;
• при высоте потолков более чем 3 метра, для расчета мощности теплоносителя нужно брать не площадь помещения, а его объем;
• теплоизоляция стеновых перекрытий и напольной поверхности позволит сохранить до 35% теплоэнергии;
• чем ниже температура воздуха на улице в холодное время года, тем больше радиаторов должно быть в сооружении и, соответственно, чем ниже она – тем меньше по количеству теплообменников можно размещать в здании;
• современное остекление металопластиковыми окнами позволит сократить теплопотери на 15%;
• одноконтурные обвязки выполняются посредством радиаторов, размер которых не превышает 10 секций;
• при перемещении теплоносителя сверху вниз по магистрали, удается увеличить его производительность на 20%.

Формула и пример расчета

Согласно данным СНиП, для обогрева 1 квадрата необходимо затратить 100 Вт тепла, соответственно, чтобы отопить помещение площадью 20 кв.м нужно затратить 2000 Вт. Для расчета радиаторов отопления по площади понадобится только калькулятор. Итак, один биметаллический теплообменник с 8-ю секциями выдает примерно 120 Вт. По конечному счету у нас получается: 2000 / 120 = 17 секций.

Расчёт радиаторов отопления частного дома выглядит несколько иначе. Поскольку в этом случае мы самостоятельно регулируем температуру теплоносителя, принято считать, что одна батарея способна выдавать до 150 Вт. Пересчитаем нашу задачу: 2000 / 150 = 13,3.

Округляем в большую сторону и получаем 14 секций. Такое количество теплообменников нам понадобится, чтобы выполнить обвязку теплового контура в помещении площадью 20 кв.м.

Что же касается непосредственно размещения радиаторов, то их рекомендуется располагать непосредственно по разным стенам помещения.

Специалисты рекомендуют размещать большую часть батарей под подоконником, что позволит исключить проникновение холодного воздух через окна.

Трубопроводная отопительная система

Монтаж теплового контура осуществляется с применением труб, сделанных из таких материалов:

Каждый из этих вариантов обладает своими преимуществами и недостатками. Наиболее предпочтительный вариант для обвязки отопительной системы является трубопровод, выполненный из металлопластика. Его стоимость сравнительно невысокая, а срок эксплуатации (при условии правильного монтажа) колеблется в рамках от 45 до 60 лет.

Монтаж отопительных приборов

Установка подобного оборудования выполняется согласно требованиям СНиП. Хотелось бы выделить наиболее важные моменты, которые необходимо в обязательном порядке учитывать при монтаже нагревательной техники:

1. Величина зазора между нижней частью прибора и напольной поверхность должна составлять как минимум 6 см. Это не только обеспечит возможность уборки под оборудованием, но и предотвратить вероятность проникновения тепловой энергии в напольную поверхность.
2. Величина зазора между верхней точкой нагревателя и подоконником не должна быть меньше 5 см. Благодаря этому вы сможете беспрепятственно демонтировать теплообменник, не задевая подоконник.
3. При использовании радиаторов с ребрами, крайне важно следить за тем, чтобы они располагались исключительно в вертикальном положении.
4. Центральная точка обогревательного прибора должна совпадать с центром оконной рамы. В этомслучае батарея будет выступать в качестве тепловой завесы, препятствуя проникновению холодных воздушных масс через стеклопакеты в помещение.

Обвязка будет эффективнее работать, если установить все радиаторы на одинаковом уровне.

Придерживаясь вышеуказанных рекомендаций, вы сможете реализовать в своем доме качественный обогрев.

ВИДЕО: Котлы отопления — какой котел выбрать

Как рассчитать отопление в доме: формулы и советы

Тема нашей статьи — расчет системы отопления частного дома. Понятно, что в пик зимних морозов не хочется столкнуться с недостатком тепла; в равной степени неприятно выбросить деньги, переплатив за ненужное вам оборудование. Итак, приступим к подсчетам.

Наша цель — обеспечить дом теплом. По возможности — с минимальными расходами.

Что предстоит рассчитывать

Разложим большую проблему на составляющие. Нам предстоит выбрать:

• Тепловую мощность источника тепла — котла автономного отопления. Она должна с минимальным запасом обеспечить дом теплом в самые холодные недели зимы.
• Количество и размер отопительных приборов. Как правило — количество секций радиаторов, хотя, разумеется, наряду с ними могут использоваться конвекторы или регистры.
• Диаметр труб, по которым будет транспортироваться теплоноситель для системы отопления .

В этом порядке и приступим к расчетам.

Общая информация

Вначале — немного общей информации о типах топлива.

• С точки зрения текущих эксплуатационных расходов самым дешевым видом топлива является магистральный газ. В плане экономичности лучший выбор — конденсационные котлы, использующие высшую теплоту сгорания путем конденсации продуктов сгорания газа. Однако несложно предсказать, что в ближайшие годы природный газ будет дорожать: его запасы ограничены, а спрос растет.
• Следующие по экономичности энергоносители — дрова и уголь. Общая проблема твердотопливных котлов — необходимость обслуживания: не реже двух раз в сутки котел нужно протапливать. Однако теплоаккумулятор позволит сделать растопки более редкими.

Внимание: для угля и дров тепловая мощность различается примерно на 10 процентов в пользу угля. Расчет отопления дома должен опираться на мощность при использовании актуального для вас вида топлива.

• Единственный разумный способ использовать для отопления электроэнергию — тепловые насосы разных типов. У них электрическая и эффективная тепловая мощность различаются в 3-6 раз. Эффективность насосов воздух-воздух падает по мере снижения уличной температуры, что тоже нужно будет учесть в расчетах.

На фото — тепловой насос воздух-воздух. Эти приборы дешевле работающих по другим схемам; но при отрицательных температурах их эффективность падает.

Расчет тепловой мощности

Первый и самый простой способ заложен в СНиП: для отопления дома требуется один киловатт тепла на каждые 10 м2 площади. Для дома площадью 100 м2 нужен десятикиловаттный котел.

Инструкция предельно проста, доступна и… дает огромные погрешности.

• Объем воздуха при высоте потолка в 2,4 и 4,5 метра будет, мягко говоря, различаться. Причем теплый воздух неизбежно станет собираться под потолком.
• Утечки тепла через стены и потолок тем выше, чем больше дельта температур с улицей. В Оймяконе дом будет охлаждаться куда интенсивнее, чем в Геленджике.
• Окна и двери по проницаемости для тепла сильно отличаются от стен.
• Кроме того, на расчет сильно влияет то, идет ли речь о частном доме или квартире. СНиП валит все расчеты в одну кучу; между тем утечки тепла в частном доме будут куда больше, чем в многоквартирном. Ведь снизу и сверху у него не теплые соседские комнаты, а улица.

Так как рассчитать отопление дома более точно?

• На один кубический метр объема отапливаемого помещения берется 40 ватт тепловой мощности.
• Каждое окно добавляет к потребности в тепле 100 ватт. Каждая дверь — 200.
• Для частного дома используется коэффициент 1,5 — именно из-за того, что в его случае все стены по периметру общие с улицей. В многоквартирном доме для угловых и торцевых квартир берется коэффициент 1,2-1,3 в зависимости от толщины и материала стен.
• Поправка на регион с его климатом меняется от 0,7 для южных областей России до 2,0 для Якутии и Чукотки. Московская и Ленинградская области используют региональный коэффициент 1,2.

Чем холоднее на улице, тем больше тепла дом теряет через стены и потолок.

Давайте в качестве примера рассчитаем потребность в тепле одного этажа частного дома размером 12х6,5 метров, с потолками высотой 3,2 метра, четырьмя окнами и двумя дверьми, расположенного на берегу Черного моря.

Площадь равна 12*6,5=78 м2. Объем — 78*3,2=249,6 м3. Базовое значение тепловой мощности — 249,6*40=9984 ватта.

4 окна добавят 400 ватт, две двери — еще столько же. 9984+400+400=10784.

Частный дом. Коэффициент 1,5 даст нам 16176 ватта.

Крайне теплый климат морского побережья с положительной температурой самого холодного месяца заставит нас умножить полученное значение на 0,7. 16176*0,7=11323 ватта. Стало быть, нам с небольшим запасом хватит котла с эффективной тепловой мощностью 12 киловатт.

Любопытно: на практике для отопления этого этажа с запасом хватает двух кондиционеров с вдвое меньшей суммарной тепловой мощностью, причем большую часть времени работает один из них. Сказываются хорошее утепление и смежные с соседскими домами стены. Как видите, даже эта формула дает весьма приблизительные данные.

В теплом климате удобнее всего отапливаться обычными инверторными кондиционерами.

Отопительные приборы

Итак, мы собираемся создать своими руками отопительную систему, и подбираем радиаторы для нее. Сколько секций нам понадобится для каждой комнаты?

Отталкиваться придется опять-таки от тепловой мощности, необходимой для каждой комнаты. Используется та же методика расчета, что и для всего дома. После того, как мы выясним потребность комнаты в тепле — останется лишь подобрать для нее соответствующий отопительный прибор.

Откуда брать данные о том, сколько тепла отдает тот или иной радиатор, конвектор или фанкойл?

• Технический паспорт изделия от мало-мальски приличного производителя содержит эти сведения.

Нюанс: производители указывают тепловой поток для дельты температур между комнатой и отопительным прибором в 70 градусов. То есть, к примеру, при 20С в комнате батарея должна быть разогрета до 90С. Сами понимаете, что реальные значения могут сильно отличаться.

• Для секционных радиаторов всех типов мощность секции можно найти на сайте разработчика. Дальше — несложный арифметический расчет.

Приведем усредненные данные для секций разных типов при стандартном (500 миллиметров) межосевом расстоянии между подводками.

1. Чугунная секция отдает около 140 ватт тепла. Напомним, при дельте температур с комнатой в 70 градусов.
2. Теплоотдача биметаллической секции — около 180 ватт.
3. Полностью алюминиевая батарея способна отдать около 190-210 ватт на секцию. Учитывая то, что цена алюминиевой секции редко превышает 300 рублей, а прочность более чем достаточна для автономной системы отопления — популярность этого типа отопительных приборов у владельцев частных домов вполне понятна.

В сети несложно найти таблицы и графики, рассчитывающие количество секций для определенной площади.

Начнем с практических рекомендаций, актуальных для разных типов отопительных систем.

• Для гравитационной системы розлив монтируется трубой сильно завышенного сечения — не менее чем ДУ32. Цель — минимизировать гидравлическое сопротивление при минимальном перепаде в контуре. Чаще используются трубы ДУ40 — ДУ50. Радиаторы не разрывают контур, а монтируются параллельно ему; подводка выполняется трубой ДУ20 мм.

Внимание: не путайте ДУ трубы с ее внешним диаметром. Полипропиленовая труба с просветом, соответствующим 32 миллиметрам, будет иметь внешний диаметр примерно в 40 мм.

• В случае систем с принудительной циркуляцией берется полипропиленовая, полиэтиленовая или металлопластиковая труба с внешним диаметром 25 миллиметров. При разумной площади дома этого диаметра более чем достаточно.
• При лучевой разводке подводка питает всего один отопительный прибор. Берется металлопластик или сшитый полиэтилен диаметром 16 миллиметров.

Если вы все-таки хотите провести технически грамотный расчет отопительной системы дома с вычислением минимального сечения труб — стоит воспользоваться таблицей.

Оптимальная скорость потока теплоносителя — около 0,6 м/с. Максимальная — 1,5. При более высокой скорости в контуре появятся шумы.

Как ей пользоваться?

Предположим, что нам нужно обеспечить транспортировку теплоносителя с тепловым потоком в 12 киловатт. Значение вполне реально на выходе из маломощного котла. Оптимальная скорость движения воды — 0,6 метра в секунду.

Ищем в верхнем ряду нужную нам скорость и спускаемся по таблице вниз, пока в верхней строке не увидим значение теплового потока ВЫШЕ необходимого нам. Округлять значения здесь стоит только в большую сторону.

 

Как нетрудно заметить, нам нужен ВНУТРЕННИЙ диаметр 20 миллиметров, что для полипропилена соответствует внешнему диаметру 25 мм.

Учтите: метод годится только и исключительно для систем с принудительной циркуляцией (читайте также статью «Электроотопление частного дома: основные качества, характеристики» ).

Заключение

Некоторую дополнительную информацию о методиках расчета отопительных систем вы найдете в видео, прикрепленном к статье. Теплых зим!

Источники: http://teplospec.com/montazh-remont/kak-rasschitat-otoplenie-v-dome-pravilno.html, http://www.portaltepla.ru/montagh-otopleniya/kak-rasschitat-otoplenie-v-chastnom-dome/, http://otoplenie-gid.ru/gde/dom/373-kak-rasschitat-otoplenie-v-dome

Как вам статья?