Расчет мощности котла и подбор ключевых элементов системы отопления. Расчет отопления котла

Расчет системы отопления

Владельцу отопительной сети бывает трудно найти вразумительный ответ, как сделать расчет домашнего отопления. Это происходит одновременно из-за большой сложности самого расчета, как такового, и вследствие предельной простоты получения искомых результатов, о чем обычно специалисты не любят распространяться, считая, что и так все понятно.

По большому счету сам процесс расчета нас интересовать не должен. Нам важно как-то получить правильный ответ на имеющиеся вопросы о мощностях, диаметрах, количествах… Какое оборудование применить? Ошибки здесь быть не должно, иначе произойдет двойная или тройная переплата. Как же правильно рассчитать систему отопления частного дома?

Почему большая сложность

Расчет системы отопления с допустимыми погрешностями под силу разве что лицензированной организации. Ряд параметров в бытовых условиях просто не определимы.

• Сколько энергии теряется из-за обдува ветром? — а когда подрастет дерево рядом?
• Сколько солнце загоняет энергии в окна? — а сколько будет, если окна не помыть полгода?
• Сколько тепла уходит с вентиляцией? — а после образования щели под дверью из-за отсутствия замены уплотнителя?
• Какая реальная влажность пенопласта на чердаке? — а зачем она нужна, после того как его подъедят мыши….

Во всех вопросах показана существующая динамика изменения теплопотерь с течением времени у любого дома. Зачем же тогда точность на сегодня? Но даже на текущий момент, нельзя в бытовых условиях высчитать точно параметры системы отопления исходя из теплопотерь.Гидравлический расчет тоже сложный.

Как определить теплопотери

Известна некая формула, согласно которой теплопотери напрямую зависят от отапливаемой площади. При высоте потолка до 2,6 метра в самый холодный месяц в «нормальном» доме теряем 1 кВт с 10 м кв. Мощность отопления должна это перекрыть.

Реальные теплопотери частных домов чаще находятся в пределах от 0,5 кВт/10 м кв. до 2,0 кВт/10 м кв. Этот показатель характеризует энергосберегающие качества дома в первую очередь. И меньше зависит от климата, хоть его влияние остается значительным.

Какие удельные теплопотери будут у дома, кВт/10 м кв.?

• 0,5 – энергосберегающий дом
• 0,8 – утепленный
• 1,0 – утепленный «более-менее»
• 1,3 – слабая теплоизоляция
• 1,5 – без утепления
• 2,0 – холодные тонкие материалы, имеются сквозняки.

Общие теплопотери для дома можно узнать умножив приведенное значение на отапливаемую площадь, м. Но это все нас интересует для определения мощности теплогенератора.

Расчет мощности котла

Недопустимо принимать мощность котла исходя из теплопотерь больше чем 100 Вт/м кв. Это значит отапливать (засорять) природу. Теплосберегающий дом (50 вт/м кв.) делается, как правило, по проекту, в котором расчет системы отопопления произведен. Для других домов принимается 1кВт/10 м кв., и не больше.

Если дом не соответствует названию «утепленный», особенно для умеренного и холодного климата, значит он должен быть приведен в такое состояние, после чего уже подбирается отопление по тому же расчету – 100 Вт на метр квадратный.

Расчет мощности котла выполняется по следующей формуле – теплопетери умножить на 1,2, где 1,2 – резерв мощности, обычно используемый для нагрева бытовой воды.Для дома 100 м кв. – 12 кВт или чуть больше.

Расчеты показывают, что для не автоматизированного котла резерв может быть и 2,0, тогда топить нужно аккуратно (без закипания), но можно быстрее разогревать дом при наличии и мощного циркуляционного насоса. А если в схеме имеется теплоаккумулятор то и 3,0 – допустимые реалии по теплогенерации. Но не окажутся ли они неподъемными по цене? Об окупаемости оборудования речь уже не идет, только об удобстве пользования…

Послушаем эксперта, он расскажет, как лучше подобрать котел на твердом топливе для дома, и какую мощность принять…

При выборе твердотопливного котла

• Стоит рассматривать только твердотопливные котлы классической конструкции, как надежные, простые и дешевые и лишенные недостатков бочкообразных устройств под названием «длительного горения» …В обычном твердотопливном котле верхняя загрузочная камера всегда даст немного дыма в помещение. Более предпочтительны котлы с фронтальной камерой загрузки, особенно, если они установлены в жилом доме.
• Чугунные котлы требуют защиту от холодной обратки, боятся залпового вброса холодной воды, например, при включении электричества. Качественную схему нужно предусмотреть заранее.
• Защита от холодной обратки также желательна для любого вида котла, чтобы не образовывался агрессивный конденсат на теплообменнике, при его температуре ниже 60 град.
• Твердотопливный котел желательно брать повышенной мощности, например, двухратной мощности от требуемой. Тогда не нужно будет постоянно стоять у маломощного котла и подбрасывать дрова, чтобы он развил нужную мощность. Процесс при не интенсивном горении будет на порядок комфортнее…
• Желательно приобретать котел с подачей вторичного воздуха, для дожига СО при неинтенсивном горении. Повышаем КПД и комфортность топки.

Распределение мощности по дому

Генерируемая котлом мощность должна равномерно разойтись по всему дому, не оставить холодных зон. Равномерный прогрев здания будет обеспечен, если мощность установленных радиаторов в каждой комнате будет компенсировать ее теплопотери.

Суммарная мощность всех радиаторов должна быть немного большей чем у котла. В дальнейшем мы будем исходить из следующих расчетов.

Во внутренних комнатах радиаторы не устанавливаются, возможен лишь теплый пол.

Чем длиннее наружные стены комнаты и чем больше в них площадь остекления, тем больше она теряет тепловой энергии. В комнате с одним окном к обычной формуле расчета теплопотерь по площади применяется поправочный коэффициент (приблизительно) 1,2.С двумя окнами – 1,4, угловая с двумя окнами – 1,6, угловая с двумя окнами и длинными наружными стенами – 1,7, например.

Вычисление мощности и выбор параметров устанавливаемых радиаторов

Производители радиаторов указывают паспортную тепловую мощность своих изделий. Но мелко-неизвестные при этом завышают данные как хотят (чем мощнее – лучше купят), а крупные указывают значения для температуры теплоносителя 90 град и др., которые редко бывают в реальной отопительной сети.

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

Тогда обычный 10 секционный радиатор из магазина – принимается как 1,5 кВт. Угловая комната с двумя окнами площадью 20 м кв. должна терять энергии 3 кВт (2кВт умножить на коэффициент 1,5). Следовательно, под каждым окном в данной комнате нужно разместить минимум по 10 секций радиатора – по 1,5 кВт.

Для полноценной системы отопления желательно не учитывать мощность теплого пола – радиаторы должны справиться сами. Но чаще удешевляют радиаторную сеть в 2 – 4 раза, — только лишь для доп. подогрева и создания тепловых завес. Как совмещать радиаторы с теплым полом

В чем особенность гидравлического расчета

Если котел уже подобран исходя из площади, то почему бы не подобрать подобным методом насос и трубы, тем более, что шаг градации их параметров намного больше, чем мощности у котлов. Грубый подбор в магазине ближайшего большего параметра не требует точнейших расчетов, если сеть типична и компактна и применяются стандартизированное оборудование – циркуляционные насосы, радиаторы и трубы для отопления.

Так для дома площадью 100 м кв. предстоит выбрать насос 25/40, и трубы 16 мм (внутренний диаметр) для группы радиаторов до 5 шт. и 12 мм для подключения 1 — 2 шт. радиаторов. Как бы мы не старались усовершенствовать свой гидравлический расчет, ничего другого выбрать не придется… Для дома площадью 200 м кв. – соответственно насос 25/60 и трубы от котла 20 мм (внутренний д.) и далее по разветвлениям как указано выше….

Для совершенно не типичных большой протяженности сетей (котельная находится на большом расстоянии от дома) действительно лучше рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, исходя из обеспечения доставки необходимого количества теплоносителем по мощности и подобрать особенный насос и трубы согласно расчета…

Подбор параметров насоса для отопления дома

Конкретнее о выборе насоса для котла в доме на основе тепловых гидравлических расчетов. Для обычных 3-х скоростных циркуляционных насосов, выбираются следующие их типоразмеры:

• для площади до 120 м кв. – 25-40,
• от 120 до 160 – 25-50,
• от 160 до 240 – 25-60,
• до 300 – 25-80.

Но для насосов под электронным управлением Grundfos рекомендует чуть увеличивать типоразмер, так как эти изделия умеют вращаться слишком медленно поэтому не будут излишними на малых площадях. Для линейки Grundfos Alpha рекомендованы производителем следующие параметры выбора насоса.

Вычисление параметров труб

Существуют таблицы по подбору диаметра труб, в зависимости от подключенной тепловой мощности. В таблице приведены количество тепловой энергии в ваттах, (под ним количество теплоносителя кг/мин), при условии: — на подаче +80 град, на обратке +60 град, воздух +20 град.

Понятно, что через металлопластиковую трубу диаметром 12 мм (наружный 16 мм) при рекомендуемой скорости в 0,5 м/сек пройдет примерно 4,5 кВт. Т.е. мы можем подключить этим диаметром до 3 радиаторов, во всяком случае отводы на один радиатор будем делать только этим диаметром.

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

20 мм (25 мм наружный) – почти 13 кВт – магистраль от котла для небольшого дома – или этаж до 150 м кв.

Следующий диаметр 26 мм (32 металлопластик наружный) – более 20 кВт применяется уже редко в главных магистралях. Устанавливают меньший диаметр, так как это участки трубопровода обычно короткие, скорость можно увеличивать, вплоть до возникновения шума в котельной, игнорируя небольшое повышение общего гидравлического сопротивления системы, как не значительное…

Выбор полипропиленовых труб

Полипропиленовые трубы для отопления более толстостенные. И стандартизация по ним идет по наружному диаметру. Минимальный наружный диаметр 20 мм. При этом внутренний у трубы PN25 (армированная стекловолокном, для отопления, макс. +90 град) будет приблизительно 13,2 мм.

В основном применяются диаметры наружные 20 и 25 мм, что грубо приравнивается по передаваемой мощности к металлопластику 16 и 20 мм (наружный) соответственно.

Полипропилен 32 м и 40 мм применяются реже на магистралях больших домов или в особых каких-то проектах (самотечное отопление, например).

• Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб РN25 — 20, 25, 32, 40 мм.
• Соответствующий внутренний диаметр — 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм

Таким образом на основании теплотехнического и гидравлического расчетов мы выбрали диаметры трубопроводов, в данном случае из полипропилена. Ранее мы рассчитали мощность котла для конкретного дома, мощность каждого радиатора в каждой комнате, и подобрали необходимые характеристики насоса твердотопливного котла для всего этого хозяйства, — т.е. создали полный расчет системы отопления дома.

teplodom1.ru

Расчет системы отопления частного дома: шаги схемы расчёта

Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. И к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево.

Рассмотрим, как выполняется расчет системы отопления частного дома для эффективного восполнения потерь тепла в зимние месяцы.

Содержание статьи:

Теплопотери частного дома

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

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

Галерея изображений

Фото из

Цель выполнения расчета для систем отопления

Теплопотери через строительные конструкции

Учет поступления воздуха и утечек тепла через окна и двери

Система вентиляции с поставкой свежего воздуха

Энергия на горячее водоснабжение

Эффективность применяемого топлива

Варианты прокладки контуров отопления

Открытый вариант отопления

Эффективный расчет отопления для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций. Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).

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

Стены, крыша, окна и двери — все пропускает тепло зимой наружу. Тепловизор наглядно покажет утечки тепла

Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию. При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.

Существенно снизить утечки тепла, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы сможет грамотно устроенная система теплоизоляции (+)

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

Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций. Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.

Для грамотного расчета системы отопления потребуется коэффициент теплопроводности распространенных строительных материалов (+)

Расчет потерь тепла через стены

На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции. Исходные данные: квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м; в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м2; материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический; толщина стены – 2 кирпича.

Сопротивление теплопередачи. Чтобы выяснить этот показатель для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности. Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.

Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности указанных в таблице теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве (+)

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

0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м2×оС

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

Площадь внешних стен

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

12 · 7 · 4 = 336 м2

Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м2) фасадной стены, нужно ли их учитывать? Действительно, как же корректно рассчитать автономное отопление в деревянном доме без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен (+)

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

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

Общие теплопотери стен

Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус. Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:

1 : 0,91 = 1,09 Вт/м2·оС

Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах. К примеру, если в помещениях коттеджа температура +20оС, а на улице -17оС, разница температур составит 20+17=37оС. В такой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома будут:

0,91 (сопротивление теплопередачи квадратного метра стены) · 336 (площадь фасадных стен) · 37 (разница температур комнатной и уличной атмосферы) = 11313 Вт

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления пола/стен, для устройства сухой стяжки пола и выравнивания стен (+)

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

Теплопотери стен в киловатт-часах

Вначале выясним, столько тепловой энергии уйдет через стены за один час при разнице температур в 37оС. Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструкционными характеристиками, условно выбранными для демонстрационно-показательных вычислений:

11313 (величина теплопотерь, полученная ранее) · 1 (час) : 1000 (количество ватт в киловатте) = 11,313 кВт·ч.

Коэффициент теплопроводности стройматериалов, применяемых для утепления стен и перекрытий (+)

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

11,313 · 24 = 271,512 кВт·ч

Для наглядности выясним потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:

7 (число месяцев в отопительном сезоне) · 30 (количество дней в месяце) · 271,512 (суточные теплопотери стен) = 57017,52 кВт·ч

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

Теплопотери при вентиляции частного дома

Расчет вентиляционных потерь тепла в отопительный сезон в качестве примера проведем для условного коттеджа квадратной формы, со стеной 12-ти метровой ширины и 7-ми метровой высоты. Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:

12 · 12 · 7 = 1008 м3

При температуре воздуха +20оС (норма в сезон отопления) его плотность равна 1,2047 кг/м3, а удельная теплоемкость 1,005 кДж/(кг·оС). Вычислим массу атмосферы в доме:

1008 (объем домашней атмосферы) · 1,2047 (плотность воздуха при t +20оС) = 1214,34 кг

Таблица со значением коэффициента теплопроводности материалов, которые могут потребоваться при проведении точных расчетов (+)

Предположим пятикратную смену воздушного объема в помещениях дома. Отметим, что точная потребность в приточном объеме свежего воздуха зависит от числа жильцов коттеджа. При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27оС (20оС домашняя, -7оС внешняя атмосфера) за сутки на обогрев приточного холодного воздуха понадобиться тепловой энергии:

5 (число смен воздуха в помещениях) · 27 (разница температур комнатной и уличной атмосферы) · 1214,34 (плотность воздуха при t +20оС) · 1,005 (удельная теплоемкость воздуха) = 164755,58 кДж

Переведем килоджоули в киловатт-часы:

164755,58 : 3600 (количество килоджоулей в одном киловатт-часе) = 45,76 кВт·ч

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

7 (число «отапливаемых» месяцев) · 30 (среднее число дней в месяце) · 45,76 (суточные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха) = 9609,6 кВт·ч

Вентиляционные (инфильтрационные) энергозатраты неизбежны, поскольку обновление воздуха в помещениях коттеджа жизненно необходимо. Потребности нагрева сменяемой воздушной атмосферы в доме требуется вычислять, суммировать с теплопотерями через ограждающие конструкции и учитывать при выборе отопительного котла. Есть еще один вид тепловых энергозатрат, последний – канализационные теплопотери.

Потери тепловой энергии для ГВС

Если в теплые месяцы из крана в коттедж поступает холодная вода, то в отопительный сезон она – ледяная, с температурой не выше +5оС. Купание, мытье посуды и стирка невозможны без нагрева воды. Набираемая в бачок унитаза вода контактирует через стенки с домашней атмосферой, забирая немного тепла. Что происходит с водой, нагретой путем сжигания не бесплатного топлива и потраченной на бытовые нужды? Ее сливают в канализацию.

Двухконтурный котел с бойлером косвенного нагрева, используемый как для нагрева теплоносителя, так и для поставки горячей воды в сооруженный для нее контур

Рассмотрим на примере. Семья из трех человек, предположим, расходует 17 м3 воды ежемесячно. 1000 кг/м3 – плотность воды, а 4,183 кДж/кг·оС – ее удельная теплоемкость. Средняя температура нагрева воды, предназначенной для бытовых нужд, пусть будет +40оС. Соответственно, разница средней температуры между поступающей в дом холодной водой (+5оС) и нагретой в бойлере (+30оС) получается 25оС.

Для расчета канализационных теплопотерь считаем:

17 (месячный объем расхода воды) · 1000 (плотность воды) · 25 (разница температур холодной и нагретой воды) · 4,183 (удельная теплоемкость воды) = 1777775 кДж

Для пересчета килоджоулей в более понятные киловатт-часы:

1777775 : 3600 = 493,82 кВт·ч

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

493,82 · 7 = 3456,74 кВт·ч

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

Расчет мощности отопительного котла

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

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

Одноконтурный котел производит только нагрев теплоносителя для отопительной системы

Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений. Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:

271,512 (суточные потери тепла внешними стенами) + 45,76 (суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха) = 317,272 кВт·ч

Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:

317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт

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

Поэтому котел, выбранный по усредненному расчету затрат тепловой энергии, с сильными морозами может не справиться. Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт

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

493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт

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

Выбор радиаторов отопления

Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай. На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м. По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2

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

Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных). Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:

3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м2

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

0,91 (сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу») · 21 (площадь «уличных» стен) · 30 (разница температур внутри и снаружи дома) : 1000 (число ватт в киловатте) = 0,57 кВт

Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки — над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров

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

Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения». Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Полезное видео по теме

Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача отопительной системы в зимние месяцы. Однако тепла постоянно не хватает. Куда уходит тепло из дома – ответы предоставляет наглядный видеоролик:

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

Выбор мощности отопительного котла зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента. Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:

Выработка тепла ежегодно дорожает – растут цены на топливо. Относиться безразлично к энергозатратам коттеджа нельзя, это совершенно невыгодно. С одной стороны каждый новый сезон отопления обходится домовладельцу дороже и дороже. С другой стороны утепление стен, фундамента и кровли загородного стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уйдет из здания, тем дешевле будет его отапливать.

sovet-ingenera.com

Как рассчитать отопление в доме

Если возникла необходимость в монтировании новой или реконструкции старой системы для отопления дома, нужно знать, как правильно рассчитать количество материала и подобрать наиболее эффективное оборудование.

Виды систем отопления

Отопление осуществляется при помощи множества элементов, основные из которых:

1. Генератор тепла – котел.
2. Поставщик тепла — трубопровод.
3. Распространители тепла — радиаторы.
4. Дополнительные элементы: насос, расширительный бачок.
5. Вспомогательные составляющие: запорная арматура, автоматика, манометр и т.д.

Прежде чем, рассчитать мощность оборудования и количество элементов, необходимо определить тип системы, которая будет осуществлять обогрев в доме. В настоящий момент существуют два основных вида, которые отличаются способом циркуляции теплоносителя: с естественной или принудительной. Первый тип подразумевает, что теплоноситель будет передвигаться по трубопроводу самотеком и за чет разницы в плотности горячей и холодной воды. Такая система позволяет создать полностью автономное от внешних источников отопление, но имеет и недостатки, главный из которых – меньшая эффективность и сложность в обогреве дома в двух ярусах или большой площади.

Система с принудительной циркуляцией отличается большей эффективностью. В нее потребуется вмонтировать насос или приобрести котел с уже встроенным. Он и будет осуществлять движение горячего теплоносителя по магистрали.

Расчет мощности котла

Подбирая котел для системы с естественным движением теплоносителя, необходимо учесть возможность автономности. Поэтому зачастую для нее выбирают твердотопливный или газовый (энергонезависимый) котел со встроенным резервуаром. Нагретая вода из резервуара поднимается вверх, продвигаясь по магистрали. Это объясняется законами физики, а именно разницей в давлении горячей воды в котле и холодной в трубопроводе. Попадая в радиаторы, теплоноситель постепенно охлаждается и движется обратно к котлу самотеком, где опять прогревается и повторяет цикл.

Отопление при помощи данной системы требует установки расширительного бака (открытого или закрытого типа, в зависимости от типа системы). В нем будут собираться излишки воды, а также вымещаться воздушные пробки. Поэтому, если выбрана система закрытого типа, потребуется установить также воздушный клапан. Размещается бачок в самом высоком месте системы, а котел в самом нижнем, чтобы обеспечивать естественное движение теплоносителя.

Для системы с принудительной циркуляцией выбор котла зависит от наличия ресурсов:

• твердотопливный;
• газовый;
• электрический;
• дизельный;
• комбинированный.

Поскольку в такую систему потребуется монтировать насос, т.е. для его работы потребуется наличие постоянной электроэнергии, можно выбрать котел с системой автоматики. С ее помощью осуществляются настройки температуры, регулировка и даже задается время, когда теплоноситель потребуется «разогнать», а когда просто поддерживать на определенном уровне. Такие настройки позволяют значительно экономить затраты на отопление. Можно выбрать котел со встроенным насосом, чтобы не устанавливать его отдельно. Котел может быть оснащен манометром. Если его нет, потребуется установить его на входной и обратной трубе непосредственно возле котла, чтобы получать данные о давлении горячего и холодного теплоносителя.

Рассчитать мощность можно по таким средним значениям: для дома 100 м2 необходим котел мощностью 10 кВт. Но это весьма условное значение, так как мощность подбирается исходя и из таких параметров:

• степень утепления дома;
• количество окон и качество стеклопакетов;
• высота потолка;
• расположение и площадь комнат.

С учетом этих показателей, назначаются определенные коэффициенты. Так, если высота потолка свыше 2,5м, расчет производится на основе кубатуры дома (на 1 м3 – 40 Вт). Количество окон стандартного размера потребуется умножить на 100 Вт, а дверей – на 200 Вт и полученные цифры прибавить к предыдущему значению. Поскольку в доме пол и стены будут также источником утечки теплого воздуха, к расчетам применяется коэффициент 1,5. Это будет относительно точный результат мощности котла, который подойдет для частного дома.

Расчет метража и диаметра трубопровода

Трубопровод можно смонтировать из различных материалов:

• Металл. Отличается высокой теплопроводностью, т.к. при нагреве также отдает тепло в комнату. Отопление при помощи таких труб позволит сократить количество секций на радиаторах. Из недостатков выделяется некоторая сложность монтажа, возможность повреждения сварочного шва коррозией и необходимость покраски.
• Пластик. Более прост в монтаже, однако соединительные элементы могут выйти из строя из-за изменения температуры теплоносителя. Имеет современный внешний вид и не требует покраски.
• Полипропилен. Сварочный шов наиболее надежный, так как он выполняется при помощи пайки. Использование различного фитинга позволяет выполнять любые изгибы и повороты. Также не требует покраски.

Расчет требуемого диаметра для трубопровода осуществляется в зависимости от площади дома. Чем он больше, тем больший диаметр лучше выбрать, так как теплоноситель должен поступать к последнему радиатору максимально быстро, чтобы он оставался горячим. В доме площадью 100 м2 используется обычно трубы ¾ или 1 дюйм.

Если выполнена система с естественной циркуляцией, трубы должны быть значительно больше, чтобы обеспечивать самотек теплоносителя (порядка 1, 1½ дюйма и более). Горизонтальная часть такой магистрали выполняется с небольшим уклоном, также стоит предусмотреть минимальное использование соединений, кранов, поворотов или изгибов. Каждый такой элемент будет создавать лишнее сопротивление.

Рассчитать количество трубопровода можно при прорисовке схемы. От котла труба должна подходить к каждому радиатору вдоль стен и возвращаться обратно. В зависимости от выбранного способа (одно- или двутрубного), рассчитывается метраж трубы. Стоит учесть, что более эффективным считается отопление двутрубным способом монтажа, который подразумевает, что по одной магистрали горячей теплоноситель поступает к радиаторам, а по второму – возвращается к котлу.Однотрубный способ требует меньшее количество материала, но не всегда представляется возможным для монтажа и способен обеспечить нормальный уровень тепла только для дома маленькой площадью. (Рис. 5).

Выбор радиаторов и определение количества секций

Количество радиаторов для отопления определяется исходя из материала, из которого они изготовлены, а также от площади конкретной комнаты. Радиаторы могут быть:

• Алюминиевые. Отличаются высокой теплопроводностью, что ускоряет процесс обогрева. Алюминий подвержен коррозии, поэтому систему нельзя надолго оставлять без воды. По этой же причине, рекомендуется обязательно спускать воздух после заполнения трубопровода водой. Делать это можно, используя краны Маевского, которые устанавливаются в верхней части каждого радиатора.
• Биметаллические. Имеют стальной сердечник, поэтому считаются не подвластными коррозии. Однако на соединениях окисление возможно, так что оставлять их без воды также не рекомендуется. Обладают такими же свойствами, как предыдущие, но имеют более высокую стоимость.
• Чугунные. Имеют больший вес и требуют большего количества теплоносителя для заполнения. Отличаются высокой теплоотдачей, т.е. способны длительное время поддерживать температуру в помещении, даже если отопление отключено. Но медленнее нагреваются и требуют покраски. Наиболее долговечный вариант, не чувствительный к коррозии.

Количество секций определяется исходя из утепления дома, высоты потолков и мощности одной секции (для алюминиевых). Так, для секции мощностью 200 Вт, при качественном утеплении дома и высоте потолков не более 3 м, рассчитать количество можно по таким показателям: на 1,8-2 м2 – 1 секция. Для чугунных радиаторов: 1 секция – на 1,1-1,3 м2.

Помимо наборных или секционных радиаторов, существуют панельные. Они обычно изготовляются из стали, различны по размерному ряду, обладают высокой теплопроводностью, но считаются менее долговечными, так как возможно отшелушивание краски через несколько лет. Секционные обладают перед ними главным преимуществом – возможностью снять или прибавить некоторое количество секций, при необходимости.

На каждый радиатор рекомендуется устанавливать краны на обоих подходах. Это позволит регулировать с их помощью уровень нагрева каждого. А также, при поломке или по другой причине, можно отключить радиатор от системы, которая без него продолжит полноценно функционировать.

vashslesar.ru

Расчет мощности системы отопления: котлов, радиаторов, насосов, батарей

Содержание статьи:

Проектирование любой системы отопления начинается с расчета ее основных параметров. В первую очередь это касается оптимальной нагрузки на теплоснабжение. Поэтому прежде чем закупать необходимое оборудование следует сделать расчет мощности системы отопления: котлов, радиаторов, насосов, батарей.

Зачем необходим расчет отопления

Определяющей задачей выполнения вычислений является оптимизация дальнейших расходов. Минимальная необходимая мощность котла отопления напрямую отразится на потреблении энергоносителя. Но экономия должна быть в пределах разумного.

Компоненты автономного отопления

Главное предназначение теплоснабжения – поддержание комфортного уровня температуры в жилых помещениях. На это влияет номинальная мощность чугунных радиаторов отопления, тепловые потери здания и параметры котла.

Для корректного подбора оборудования следует правильно рассчитать его параметры. Это можно сделать с помощью специализированных программ или самостоятельно, воспользовавшись определенными формулами.

Кроме этого специалисты рекомендуют рассчитать мощность котла отопления и других компонентов системы для следующего:

• Планирование затрат на приобретение оборудования. Чем больше номинальная мощность котла или теплоотдача батареи — тем выше их стоимость. В итоге это скажется на бюджете всего мероприятия по обустройству теплоснабжения;
• Корректное составление графика нагрузки на систему. Правильный расчет мощности насоса для отопления позволит узнать максимальную и минимальную нагрузку на оборудование при изменении внешних факторов – температуры на улице, в комнатах дома;
• Модернизация системы. Если наблюдаются большие затраты на отопление, их снижение является первоочередной задачей для минимизации обслуживания. Для этого следует выполнить расчет мощности батареи отопления и других компонентов.

Определившись, что без вычисления основных данных нельзя приступать к закупке материала и комплектующих для обустройства теплоснабжения, следует выбрать методик расчетов. Сначала узнаются характеристики каждого компонента в отдельности – котла, насоса радиаторов. Затем их параметры вводятся в программу отопления и еще раз проверяются. По такой же методике делается расчёт отопления теплицы.

На расчет мощности газового котла отопления влияет тип используемого энергоносителя. Следует заранее определиться, какой именно вид газа будет применен – магистральный или сжиженный.

Определение тепловых потерь дома

На первом этапе необходимо правильно рассчитать объем тепла, который будет уходить через наружные стены, окна и двери здания. Работа теплоснабжения должна компенсировать эти потери и на основе полученных данных будут выполнены дальнейший расчет мощности циркуляционного насоса для отопления, котла и батарей.

Тепловые потери в доме

Определяющим параметром является сопротивление теплопередачи стен и оконных конструкций. Это обратный показатель теплопроводности материалов. Нельзя сделать подбор мощности котла отопления без знания этих величин. Поэтому перед началом расчетов следует узнать толщину стен и материал, из которых они сделаны.

Рекомендуется ознакомиться с содержанием СНиП II-3-79, а также СНиП 23-02-2003. В этих документах указываются нормативные значения сопротивления теплопередачи для различных регионов России. Зная их можно решить вопрос как рассчитать мощность радиатора отопления. Каждый материал обладает определенным значением теплопередачи. Данные о наиболее распространенных для возведения жилых зданий можно взять из стандартных таблиц.

Теплопередача материалов

Но этого недостаточно, чтобы в дальнейшем выполнить расчет мощности стальных радиаторов отопления. Дополнительно понадобится узнать толщину каждого типа материалов, используемых для строительства стен. Соотношение этой величины к коэффициенту теплопередачи и будет искомым значением:

R=D/λ

Где R – сопротивление теплопередачи; D – толщина материала; Λ – сопротивление теплопередачи.

В дальнейшем это будет использовано для расчета необходимой мощности котла отопления. Этот этап вычисления является рекомендуемым. Только узнав фактическое сопротивление стен можно определить номинальную мощность всей отопительной системы.

Во время вычисления не учитывается роза ветров, характерная для каждого конкретного региона. Данные о ней влияют на расчет только для многоэтажных зданий.

Особенности расчета мощности различных отопительных котлов

Для правильного подбора мощности котла отопления заранее определяются с его местом установки, типом системы теплоснабжения (открытая, закрытая) и видом используемого топлива. Дополнительно учитывается общая площадь дома и его объем. Эти данные позволят сделать вычисления несколькими способами.

Расчет мощности котла

Самый простой метод вычислить номинальную мощность отопительного оборудования – использовать только площадь дома. Для этого берется стандартное соотношение, что для обогрева 10 м² помещения необходимо затратить 1 кВт тепловой энергии. Этот способ будет действовать только для зданий с хорошей теплоизоляцией и стандартной высотой потолков. Его недостатком является большая погрешность. Так, для дома площадью 150 м² по расчету мощность котла отопления потребуется выбрать модель 15 кВт.

Дополнительно применяется поправочный коэффициент, который зависит от месторасположения здания. Тогда окончательная формула для расчета мощности газового котла отопления будет выглядеть следующим образом:

W=(S/10)*K

Где W – номинальная мощность котла; S – площадь дома; K – поправочный коэффициент.

Для центральных областей России К=0,13; для северных широт эго значение варьируется от 0,15 до 0,2. При подборе мощности котла теплоснабжения для южных областей К=0,08.

Точные вычисления можно сделать только после предварительного определения коэффициента теплопередачи стен. Эта методика была описана выше. Для начала находим температурную разницу между нагретым воздухом на улице и в доме – Δt. Затем необходимо определить тепловые потери. Они находятся по формуле:

Р=Δt/R

Где Р – тепловые потери дома; Δt – температурная разница; R – коэффициент сопротивления теплопередачи.

Далее для расчета мощности газового котла теплоснабжения необходимо умножить площадь наружных стен на тепловые потери. В качестве примера возьмем дом площадью стен 127 м², коэффициент сопротивления теплопередачи равен 0,502. Оптимальное значение Δt должно составлять 55. В таком случае тепловые потери на 1 м² будут равны:

Р=55/0,505=108 Вт/м²

Исходя из этого можно рассчитать мощность котла теплоснабжения:

W=127*108=13.7 кВт

В дальнейшем определяется нагрузка на систему отопления при различных значениях Δt. Рекомендуется выбрать модель оборудования с небольшим запасом по мощности – 10-15%. Это позволит расширить теплоснабжение без замены котла и радиаторов.

Для квартир с нормальным утеплением можно взять соотношение 41 Вт тепла на 1 м³ объема помещения в панельном доме и 38 Вт в кирпичном. Если была выполнена теплоизоляция стен – потребуется сделать вышеописанный расчет.

Расчет мощности радиаторов и батарей отопления

Но помимо котла на работу теплоснабжения влияют технические характеристики других компонентов. Поэтому необходимо знать, как рассчитать мощность батареи отопления. Фактически в ней происходит тепловая передача энергии от горячей воды воздуху в помещении.

Виды отопительных радиаторов

Для расчета мощности батарей отопления необходимо фактически определить их теплоотдачу. Так называется сам процесс передачи тепла от нагретого тела воздуху в помещение. Есть несколько факторов, которые влияют на это показатель. Главным из них является материал изготовления. Чем меньше сопротивление теплопередачи у батареи – тем ниже тепловые потери. Однако наряду с этим нужно учитывать эффект аккумулирования энергии. Это наблюдается у чугунных конструкций. Так как для расчета мощность батареи отопления необходимо знать уровень заполнения ее горячей водой – следует вычислить общую площадь конструкции. От этого также зависит суммарная теплоотдача.

Для расчетов необходимо определить Δt по следующей формуле:

Δt=((Тпод-Тобр)/2)-Тпом

Где Тпод, Тобр и Тпом – температуры в подающей, обратной трубе и в помещении.

Для вычисления мощности чугунных радиаторов отопления понадобится коэффициент теплопроводности конкретного материала и общая площадь конструкций. Первое можно взять из стандартных таблиц. Для биметаллических моделей в расчете мощности радиатора отопления учитывается стальные сердечники трубопроводов и алюминиевая нагревательная поверхность.

Вычисление выполняется по следующей формуле:

Q=Δt*k*S

Где Q – удельная теплоемкость радиатора; К – коэффициент теплопроводности; S – общая площадь конструкции.

Таким образом можно рассчитать мощность батареи отопления. Однако на практике это затруднительно, так как остаются неизвестными несколько факторов – фактическая толщина стенки, дополнительные элементы, используемые при изготовлении. Также в расчете мощности батареи теплоснабжения не учитываются тепловые потери в помещении.

Большинство производителей указывает в паспорте радиатора номинальную мощность. Но это делается только для одного теплового режима работы отопления. Поэтому взяв за основу паспортные данные изделия можно точно рассчитать мощность радиатора теплоснабжения.

Фактические показатели теплоотдачи батареи зависят от правильности ее установки. При расчете мощности стальных радиаторов отопления не учитывается их расположение относительно подоконника, пола и стен в комнате.

Вычисление мощности циркуляционного насоса

В закрытых системах теплоснабжения циркуляция жидкости происходит принудительно. До того как рассчитать мощность насоса для отопления необходимо составить схему теплоснабжения. Только после этого можно приступать к вычислениям.

Циркуляционные насосы для отопления

Есть несколько параметров, определяющих основные характеристики этого компонента отопления. Работа насоса направлена на увеличение скорости движения теплоносителя в системе. Помимо этого он не должен создавать избыточные гидравлические нагрузки, повышать шум. Именно поэтому так важно правильно рассчитать мощность насоса для отопления.

Для выполнения вычислений потребуется узнать такие характеристики оборудования:

• Производительность. Она характеризует количество тепла, переносимого за единицу времени по трубопроводам с помощью циркуляционного насоса;
• Гидравлическое сопротивление. Это потери давления в магистралях из-за трения воды о внутреннюю поверхность компонентов теплоснабжения. При расчете мощности насоса для отопления этот показатель является одним из определяющих, так как от него зависит скорость потока теплоносителя;
• Потребляемая мощность. Указывается производителем в паспорте устройства. Определяется характеристиками электродвигателя, подключенного к ротору насоса.

На первом этапе расчета мощности циркуляционного насоса для отопления следует вычислить производительность. Для этого потребуется узнать необходимую тепловую мощность системы теплоснабжения. Расчет производительности выполняются по следующей формуле:

Q=(0.86*R)/(Tпод-Тоб)

Где Q – производительность устройства; R – расчетная тепловая мощность, Вт; Тпод и Тоб – температура воды в подающей и обратной трубе отопления.

Основным фактором, влияющим на производительность насоса, является тепловая мощность системы. Лучше всего вычислить ее максимально точно, чтобы избежать покупки устройства с несоответствующими параметрами. Также на расчет мощности насоса для теплоснабжения влияют характеристики теплоносителя. В случае использования антифризов номинальный показатель необходимо увеличить на 10-15%, так как их плотность значительно выше, чем у дистиллированной воды.

Гидравлическое сопротивление циркуляционного насоса определяется следующей формулой:

Н=1,3*(R1*L1+ R2*L2+… Z1+Z2)/10000

Где R1 и R2 – потеря давления на подающем и обратном участках магистрали; L1 и L2 – протяженность трубопроводов; Z1 и Z2 – гидравлическое сопротивление компонентов системы.

Последний показатель для расчета мощности насоса для теплоснабжения можно взять из паспорта устройства. Если же таковой отсутствует — рекомендуется применять данные из таблицы.

Производители указывают гидравлическое сопротивление в величине водяного столба. Т.е. это показатель мощности, которая способна поднять воду в вертикальной трубе на определенный уровень.

Во время расчета мощности циркуляционного насоса для теплоснабжения не учитывается наличие нескольких скоростных режимов. Хотя на практике с помощью этой функции устройства можно оптимизировать скорость движения теплоносителя, тем самым сбалансировав всю систему.

Сложно ли сделать точный расчёт отопления дома или теплицы самостоятельно? Помимо вышеописанных способов рекомендуется применять специализированные программы для теплоснабжения. Это позволит сверить результаты и добиться максимальной точности расчетов.

В видеоматериал показан пример расчета мощности отопления с помощью специализированной программы:

strojdvor.ru

Расчет системы отопления частного дома

Содержание статьи

Строительство любого дома не может обойтись без разработки проекта, в котором указаны все детали возведения стен, перекрытий и схемы системы отопления. Расчет, проведенный в соответствии с правилами, даст гарантию комфорта и уюта в доме. Изучив эту статью, вы поймете, что эта задача вполне по силам даже человеку без специального образования.

Тип котла и его роль в расчете обогрева

Выбор котла влияет на многое в строительстве частного дома, даже на его планировку. Это вопрос необходимо решать, исходя из доступности и стоимости того или иного энергоресурса в месте проживания.

В зависимости от потребляемого ресурса, котлы отопления делятся на несколько типов:

• электрические;
• твердотопливные;
• на жидком топливе;
• газовые.

Электрические котлы

Электрическая энергия стоит достаточно много, поэтому такие котлы не завоевали широкой популярности. Кроме того, в сельских районах возможны длительные перерывы в ее подаче из-за повреждений на линии или других причин. Все время, пока аварийная бригада будет искать повреждение, добираться до него и проводить ремонтные работы, частный дом будет оставаться без отопления.

Электрическая энергия стоит достаточно много, поэтому электрокотлы не пользуются популярностью

Твердотопливные котлы

Такие агрегаты в составе системы отопления частного дома используют самые различные материалы:

• уголь;
• дрова;
• пеллеты;
• брикеты из отходов деревообработки.

Все они имеют различную теплотворную способность и некоторые могут снабжаться устройствами автоматической подачи топлива. Такие модели, хоть и стоят дороже, но время работы между загрузками порций горючего у них больше, а это означает, что им требуется меньше внимания хозяина дома.

Твердотопливные котлы имеют различную теплотворную способность и некоторые могут снабжаться устройствами автоматической подачи топлива

Наиболее экономичными среди твердотопливных агрегатов являются котлы пиролизного типа. Они при помощи особой технологии выделяют из твердого топлива горючий газ, который затем сгорает, нагревая теплоноситель. КПД подобных моделей достигает 85%, что существенно больше, чем у других типов котлов на твердом топливе.

Котлы на жидком топливе

Эти агрегаты используют для работы дизельное топливо или отработанное машинное масло. Из-за высокой теплотворной способности жидкого топлива такие котлы обладают высокой производительностью. Но из-за большой стоимости дизтоплива и необходимости хранить большие запасы горючего для работы, эти котлы широкого распространения в частном домостроении не получили.

Котлы на жидком топливе удобно использовать, если в перспективе имеется возможность подключения к газовой магистрали

Зато жидкотопливные котлы удобно использовать, если в перспективе имеется возможность подключения к газовой магистрали. Пока частный дом не имеет газоснабжения, можно пользоваться дизельным топливом, а после подключения к природному газу – заменить горелку и продолжать использовать старое оборудование. Выбор горелок для подобной замены достаточно велик, и их можно подобрать практически для любой модели котла.

Газовые котлы

Наиболее востребованы в настоящее время котлы, работающие на природном или сжиженном газе. Газ недорог относительно других видов топлива и имеет высокую теплотворную способность. Помимо этого, газовые котлы имеют небольшие габариты и легко автоматизируются, что ставит их на первое место по безопасности и удобству пользования.

Газовые котлы имеют небольшие габариты и легко автоматизируются, что ставит их на первое место по безопасности и удобству пользования

Расчет характеристик

Выбрав тип отопительного котла, необходимо рассчитать его мощность, достаточную для того, чтобы обеспечить отопление дома.

Вычислить эту мощность можно двумя основными способами:

• по площади помещений;
• по объему помещений.

Расчет по площади

Если частный дом имеет потолки стандартной высоты 2,7 метра, то точность этого способа будет достаточно высока. Необходимо площадь всех отапливаемых помещений умножить на показатель климатической мощности, который характерен для каждой температурной зоны:

Температурные зоны

• для северных областей с суровой и продолжительной зимой – 150-200 Вт/кв.м.;
• для регионов с широтой Москвы и московской области – 120-150 Вт/кВ.м.;
• для центральных районов с умеренной зимней температурой – 100-120 Вт/кв.м.;
• для районов южной зоны с теплыми и короткими зимами – 60-90 Вт/кв.м.

Чем южнее находится дом, тем меньшая величина показателя используется для расчета.

Чаще всего в расчет берутся только площади помещений, которые граничат хотя бы одной стеной с улицей. Коридоры, санузлы и подсобные помещения обогреваются за счет свободной конвекции воздуха из отапливаемых комнат.

Чтобы учесть эти теплопотери, а также из-за вентиляции помещений, необходимо увеличить полученный результат на 20-25%. Этого запаса мощности также будет достаточно, чтобы котел в самые суровые зимние дни не работал на пределе своих возможностей.

Расчет мощности котла по площади

Например, расчет мощности котла для дома площадью 150 кв.м. в Центральной России будет таким:

150 кв.м. * 100 * 1,25 = 18,75 кВт.

Теперь из выбранной линейки котлов отопления необходимо выбрать модель, чья мощность будет больше 18,75 кВт.

Сильно завышать мощность не следует. Такой котел будет стоить дороже, а работать ему придется только на части своей мощности, что не лучшим образом скажется на сроке службы.

Расчет по объему

В целом расчет и рекомендации схожи с предыдущим методом, только величина показателя климатической мощности будет иной:

• для кирпичного дома – 34 Вт/куб.м.;
• для панельного – на 41 Вт/куб.м.

Все остальные рекомендации по ведению расчета такие же, как и при расчете по площади.

Например, расчет мощности котла отопления для кирпичного дома площадью 150 кв.м. с высотой потолков в 3,5 м будет таким:

150 кв.м. * 3,5 * 34 * 1,25 = 22,31 кВт.

Типы радиаторов

Радиаторы отопления по материалу, из которого они изготовлены,  можно разделить на следующие группы:

• стальные;
• чугунные;
• алюминиевые;
• биметаллические.

Выбирать ту или иную конструкцию необходимо, опираясь на их потребительские свойства.

Стальные радиаторы

Несмотря на то что этот тип радиаторов имеет самые разнообразные дизайнерские решения, они не снискали большой популярности. Дело в том, что, несмотря на некоторые преимущества перед другими типами, им присущи и существенные недостатки.

Стальные радиаторы быстро остывают при отключении отопления из-за низкой теплоемкости

Преимущества стальных радиаторов:

• малая масса;
• небольшая стоимость;
• простота монтажа.

Недостатки стальных конструкций:

• из-за низкой теплоемкости быстро остывают при отключении отопления;
• отсутствие стойкости к гидравлическим ударам;
• дешевые модели подвержены коррозии;
• невозможность наращивания мощности путем установки небольших секций;
• небольшой срок гарантии.

Чугунные радиаторы

Этот вид радиаторов знаком всем с раннего детства. Именно такие конструкции устанавливались в подавляющем большинстве домов не одно десятилетие. Современные конструкции выглядят намного привлекательнее старых моделей МС-140-500. При этом они сохранили все достоинства своих «предков»:

Чугунные радиаторы работают с любым типом теплоносителя

• высокая теплоемкость дает возможность для длительного сохранения тепла;
• они устойчивы к перепадам температур и гидравлическим ударам;
• толстый корпус не восприимчив к износу и коррозии;
• работают с любым типом теплоносителя.

Из недостатков можно выделить только хрупкость и трудности монтажа, связанные с большим весом батарей. Так, для установки в помещениях со слабыми перегородками их придется устанавливать на специальные напольные кронштейны.

Алюминиевые радиаторы

Эти конструкции в последнее время получают все более широкое распространение. Они могут быть изготовлены как в виде цельных изделий, так и отдельными секциями для соединения в любом количестве.

Среди достоинств этих батарей стоит отметить следующие:

• высокая теплоотдача;
• малый вес;
• большое давление, которое они могут выдержать;
• работа с теплоносителем высокой температуры;
• современный внешний вид;
• невысокая стоимость.

Алюминиевые радиаторы сложно ремонтировать

Недостатки алюминиевых радиаторов таковы:

• Новые изделия требовательны к качеству теплоносителя из-за возможного кислородного окисления внутренней поверхности. Впрочем, образующаяся после этого пленка надежно защищает поверхность в дальнейшем. Также выпускаются модели с предварительным анодированием внутренней поверхности, которым такая коррозия не страшна.
• Ремонт алюминиевых конструкций весьма проблематичен. Нередко после небольшого повреждения приходится заменять весь радиатор целиком.

При выборе желаемого типа алюминиевого радиатора надо внимательно изучить его технический паспорт, так как по внешнему виду они почти не отличаются.

Биметаллические радиаторы

Наилучшей конструкцией обладают биметаллические батареи. Они представляют собой стальные трубки для движения теплоносителя, покрытые алюминиевым теплообменником. Трубки изготавливаются либо из нержавеющей стали, либо покрыты внутри специальным пластиком.

Биметаллические радиаторы стоят дороже других типов радиаторов

В результате им присущ целый ряд неоспоримых достоинств:

• высокая теплоотдача;
• отсутствие внутренней коррозии;
• устойчивость к высоким температурам и броскам давления;

К недостаткам можно отнести лишь более высокую цену по сравнению с другими типами радиаторов.

Для удобства выбора разместим характеристики различных типов радиаторов в таблице:

Таблица характеристик различных типов радиаторов

Расчет приборов отопления

Подбор радиаторов для конкретной комнаты достаточно прост. Потребная общая мощность радиатора рассчитывается аналогично расчету мощности котла отопления, только в качестве исходных данных берутся характеристики конкретного помещения.

По полученному результату подбирается либо мощность цельного радиатора (стального панельного, цельнолитого алюминиевого), либо количество секций наборного радиатора.

Количество секций рассчитывается по простой схеме – потребная мощность радиатора на всю комнату делится на паспортную мощность одной секции и округляется в большую сторону. (Более подробно о том, как сделать расчет радиаторов отопления по площади и по объему можно узнать из этой статьи).

Расчет количества секций для радиаторов

Заключение

Используя представленные в статье методики расчета системы отопления частного дома, можно спроектировать отопление, которое будет надежно и эффективно обогревать дом даже в самые жестокие морозы.

Самые интересные статьи из рубрики:

domiotoplenie.ru

Правильный расчет мощности котла для отопления дома

Чтобы сделать расчет мощности котла для отопления дома, не нужно нанимать специалиста или обладать какими-то специфическими знаниями. Любой хозяин сможет отлично все посчитать, используя любой калькулятор. И не обязательно онлайн, а самый простой, с кнопочками, что есть в каждом доме.

Как сделать правильный расчет мощности котла для отопления дома, чтобы хватало не только на обогрев жилья, но еще и на производство горячей воды для ГВС, а также, по возможности на отопление гаража или бани?

Да очень просто. Стоит взять исходные данные своих помещений и сделать расчеты.

Какие данные для расчета мощности котла потребуются

Итак, какие нам потребуются данные для расчета мощности котла на отопление дома, а также на производство горячей воды для системы водоснабжения и для отопления прочих подсобных строений на участке:

1. Общий объем внутренних отапливаемых помещений в доме.
2. Степень утепленности дома (толщина утеплителя на стенах и перекрытиях).
3. Соответствие теплосопротивления ограждающих конструкций дома нормативам СНиП (таблица).
4. Количество дней отопительного сезона для вашего региона (таблица).

Как считать объем внутренних помещений

Объем внутренних помещений считается очень просто. Берете технический паспорт дом и смотрите там площади всех помещений. Затем умножаете эти площади на высоту потолков.

Берете высоту не до чистового, а до чернового потолка в случае, если у вас, например, подвесной потолок.

Почему? Потому что между черновым и чистовым потолком в этом случае будет от 10 до 30 см пустого пространства, в котором находится воздух. А этот воздух тоже нужно греть.

Например, если у вас площадь дома 100 кв.м., то между потолками будет до 30 кубометров воздуха, который редко кто учитывает при расчетах.

Степень утепленности дома

В этом разделе просто считаем теплосопротивление ограждающих конструкций собственного дома. Все данные есть в таблице.

Для примера, чтобы укладываться в нормативы СНиП, толщина базальтововго утеплителя на стенах дома, например, на Урале, должна быть 150 мм, а на потолке 200 мм.

Конечно, этот расчет примерный и примитивный, но мы сейчас не задачу по теплотехнике решаем, а подбираем минимальную мощность котла отопления. Для дома индивидуального проживания достаточно будет и этих данных.

Соответствие нормативам СНиП

Для каждого региона современные Строительные Нормы и Правила устанавливают свои показатели по теплосопротивлению ограждающих конструкций.

Они есть в таблице. Находите свой регион и смотрите, что у вас получилось.

Продолжительность отопительного сезона и холодная пятидневка

Эта таблица должна показать нам, насколько нужно заложиться в резерв при расчёте мощности котла. Тут все в часах, пересчитываем в сутки (делим на 24).

Расчет мощности котла по всем показателям

При наличии этих данных расчет мощности котла для отопления дома превращается в пару простых арифметических действий.

Итак, считаем:

• На 1 кубометр воздуха в хорошо утепленном доме (соответствует СНиП) должно быть 40 ватт тепловой мощности котла.
• Если отопительный сезон более 150 дней в году. Закладываем + 10 процентов к мощности котла.
• Если температура холодной пятидневки ниже — 25 градусов по Цельсию, закладываем +20 процентов к мощности котла.

В итоге смотрим, что у нас получилось, исходя из конкретных данных нашего дома.

Конечно, он чуть сложнее, чем пресловутые «1 киловатт мощности котла на каждые 10 квадратных метров помещения».

Но зато здесь учитываются практически все важные факторы, которые влияют на выбор мощности теплового агрегата.

Сколько закладывать на ГВС

Сколько мощности закладывать на производство горячей воды для системы ГВС? Самый простой пример – семья из 4 человек. Закладываете примерно 20-30 процентов мощности котла на горячую воду.

А вообще, если заморочиться так, как мы заморочились на отоплении, то стоит принять во внимание следующие факторы:

1. Норматив водопотребления на 1 человека в доме – 200 литров в сутки (сюда входит и техническая вода на помывку посуды, стирку и так далее).
2. Количество точек водоразбора в доме и сколько из них с горячей водой.
3. Наличие стиральной и посудомоечных машин не принимать во внимание (эти агрегаты греют воду сами).
4. Что в доме – ванна или душ (на ванну в среднем уходит 150-200 литров теплой воды, на душ – 50-60 литров).

Как считаются мощности для отопления бани или гаража

Точно так же, как мы посчитали мощность котла для отопления дома, считаем требуемые мощности и для подсобных строений на участке – гаража или бани.

Не забудьте только заложить в расчеты теплопотери, которые будут на теплотрассе от дома к гаражу или бане.

kotlobzor.ru

Расчет мощности котла и радиаторов отопления по площади дома

По сравнению с нагревательными электрическими приборами, собственная отопительная система является более выгодной как в плане экономии средств, так и в максимальном удобстве при обогреве помещений.

Эффективность и рентабельность отопительной системы в доме зависит от правильных подсчетов, соблюдения точных правил и инструкций.

Расчет отопления по площади дома – процесс трудоемкий и сложный. Не стоит сильно экономить на материалах. Качественное оборудование и его установка затрагивает финансовый бюджет, но затем хорошо и комфортно обслуживает дом.

При оснащении дома отопительной системой, строительные работы и установка отопления должны идти строго по проекту и с учетом всех правил техники безопасности по использованию.

Следует учесть следующие моменты:

• строительный материал дома,
• метраж оконных проемов;
• климатические особенности местности, где расположен дом;
• расположение оконных рам по компасу;
• каково устройство системы «теплый пол».

При соблюдении всехх вышеизложенных правил и вычисления по проведению отопления, необходимы некоторые знания в области инженерии. Но существует и упрощенная система – расчет отопления по площади, который можно сделать самостоятельно, опять-таки, придерживаясь правил и соблюдения всех норм.

Выбор котла требует индивидуального подхода

Если в доме есть газ, то самый лучший вариант – это газовый котел. При отсутствии централизованного газопровода выбираем электрический котел, генератор тепла на твердом или жидком виде топлива. С учетом региональных особенностей, доступа к поставке материалов, можно установить комбинированный котел. Комбинированный генератор тепла позволит всегда поддерживать комфортную температуру, в любых аварийных и форс-мажорных ситуациях. Здесь нужно отталкиваться от несложного типа эксплуатации, коэффициента теплоотдачи.

После определения вида котла, необходим расчет отопления по площади помещения. Формула проста, но в ней учитывается температура холодного периода, коэффициент потери тепла при больших окнах и их расположении, толщина стен и высота потолков.

Каждый котел владеет определенной мощностью. При ошибочном выборе в помещении будет или холодно, или чрезмерно жарко. Таким образом, если удельная мощность котла на 10 м. куб. с учетом площади отапливаемого помещения 100 кв.м., можно выбрать самый оптимальный генератор тепла.

Из формулы, которой пользуются инженеры, – Wкот = (SxWуд)/10, кВт. – следует, что котел мощностью в 10 Квт отапливает помещение в 100 кв.м.

Необходимое количество секций радиатора отопления.

Чтобы было более наглядно, решим задачу на примере конкретных цифр. Если допустить, что площадь помещения 14 кв.м. и высота потолков 3 метра, объем определяем умножением.

14 х 3 = 42 куб.м.

В средней полосе России, Украины, Белоруссии тепловая мощность на метр кубический соответствует 41 Вт. Определяем: 41х 42= 1722 Вт. Выяснили, что для комнаты в 14 кв.м. нужен радиатор мощностью 1700 Вт. Каждая отдельная секция (ребро) обладает мощностью в 150 Вт. Разделяя полученные результаты, получаем количество секций, необходимых для приобретения. Расчет отопления по площади не везде одинаков. Для помещений более 100 кв.м. требуется установка циркуляционного насоса, служащего «принудителем» движения теплоносителя по трубам. Его установка происходит в обратном направлении от устройств отопления к генератору тепла. Циркуляционный насос повышает срок работы отопительной системы, уменьшая контакт горячих теплоносителей с приборами.

При установке системы отопления «теплый пол» коэффициент обогрева дома растет в разы. Подключить систему напольного отопления можно уже к имеющимся видам отопления. От радиаторов отопления выводится труба и подводится разводка отопления пола. Это самый удобный и выгодный вариант, с учетом экономии средств и времени.

aquagroup.ru

Смотрите также

• 
  Расчет котла отопления
• 
  Настенные котлы протерм
• 
  Газовый чугунный котел
• 
  Газовый котел устройство
• 
  Бесперебойники для котлов
• 
  Для котлов стабилизатор
• 
  Котел кронтиф ру
• Воины котла песня
• Котел титан твердотопливный
• 
  Котел твердотопливный титан
• 
  Управление котлом кситал