Содержание
Расчет системы отопления частного дома формулы и примеры
Как рассчитать отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие этой мощности отопительные приборы?
Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной комнаты полностью идентична приведенной выше.
К примеру, для комнаты площадью 12 м2с двумя окнами в описанном нами доме расчет будет иметь такой вид:
- Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
- Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
- Два окна добавят к ней еще 200. 2520 200=2720.
- Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле вдвое. 2720*2=5440 ватт.
Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать количество и тип отопительных конвекторов?
- Производители всегда указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.
Таблица мощности для конвекторов VarmannMiniKon.
- Для секционных радиаторов необходимую информацию обычно можно найти на сайтах дилеров и производителей. Там же нередко можно обнаружить калькулятор для пересчета киловатт в секции.
- Наконец, если вы используете секционные радиаторы неизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей можно ориентироваться на следующие усредненные значения:
В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя чаще всего используются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена очень приятным образом сочетается с пристойным внешним видом и высокой теплоотдачей.
В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).
Разместить в одной комнате столько секций — нетривиальная задача.
Как всегда, есть пара тонкостей.
- При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему поможет простая инструкция: подключайте радиаторы по схеме «снизу вниз».
- Производители указывают тепловую мощность для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70 градусов (например, 90/20С). При ее снижении тепловой поток будет падать.
Особый случай
Нередко в качестве отопительных приборов в частных домах используются самодельные стальные регистры.
Прямо скажем — не верх эстетики.
Тем не менее: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?
Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:
- Q — тепловой поток;
- Pi — число «пи», принимаемое равным 3,1415;
- Dн — наружный диаметр трубы в метрах;
- L — ее длина (тоже в метрах);
- k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
- Dt — дельта температур, разница между теплоносителем и воздухом в комнате.
В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, кроме первой, умножается на 0,9, поскольку они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.
В многосекционном регистре нижняя секция отдает больше всего тепла.
Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в комнате 18 С.
- Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
- Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
- Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900 (810*3)=3330 ватт.
Нам потребуются данные теплового расчёта помещений и аксонометрической схемы.
№ расчётного участка | Тепловая нагрузка | Длина |
---|---|---|
записать | записать | записать |
1а. Оптимальная разница между горячим (tг) и охлаждённым( tо) теплоносителем для двухтрубной системы – 20º
1б. Расход теплоносителя G, кг/час — для однотрубной системы.
2. Оптимальная скорость движения теплоносителя – ν 0,3-0,7 м/с.
Чем меньше внутренний диаметр труб — тем выше скорость. Достигая отметки 0,6 м/с, движение воды начинает сопровождаться шумом в системе.
3. Расчётная скорость теплопотока – Q, Вт.
Формула для расчёта скорости теплопотока
4. Расчетная плотность воды: ρ = 971,8 кг/м3 при tср = 80 °С
Участок | Длина участка, м | Число приборов N, шт |
---|---|---|
1 — 2 | 1.78 | 1 |
2 — 3 | 2.60 | 1 |
3 — 4 | 2.80 | 2 |
4 — 5 | 2.80 | 2 |
5 — 6 | 2.80 | 4 |
6 — 7 | 2.80 | |
7 — 8 | 2.20 | |
8 — 9 | 6.10 | 1 |
9 — 10 | 0.5 | 1 |
10 — 11 | 0.5 | 1 |
11 — 12 | 0.2 | 1 |
12 — 13 | 0.1 | 1 |
13 — 14 | 0.3 | 1 |
14 — 15 | 1.00 | 1 |
удобно пользоваться таблицей.
Ø 8 | Ø 10 | Ø 12 | Ø 15 | Ø 20 | Ø 25 | Ø 50 | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ν | Q | G | v | Q | G | v | Q | G | v | Q | G | v | Q | G | v | Q | G | v | Q | G |
0.3 | 1226 | 53 | 0.3 | 1916 | 82 | 0.3 | 2759 | 119 | 0.3 | 4311 | 185 | 0.3 | 7664 | 330 | 0.3 | 11975 | 515 | 0.3 | 47901 | 2060 |
0.4 | 1635 | 70 | 0.4 | 2555 | 110 | 0.4 | 3679 | 158 | 0.4 | 5748 | 247 | 0.4 | 10219 | 439 | 0.4 | 15967 | 687 | 0.4 | 63968 | 2746 |
0.5 | 2044 | 88 | 0.5 | 3193 | 137 | 0.5 | 4598 | 198 | 0.5 | 7185 | 309 | 0.5 | 12774 | 549 | 0.5 | 19959 | 858 | 0.5 | 79835 | 3433 |
0.6 | 2453 | 105 | 0.6 | 3832 | 165 | 0.6 | 5518 | 237 | 0.6 | 8622 | 371 | 0.6 | 15328 | 659 | 0.6 | 23950 | 1030 | 0.6 | 95802 | 4120 |
0.7 | 2861 | 123 | 0.7 | 4471 | 192 | 0.7 | 6438 | 277 | 0.7 | 10059 | 433 | 0.7 | 17883 | 769 | 0.7 | 27942 | 1207 | 0.7 | 111768 | 4806 |
«У вас теплые батареи?» или «У вас горячие радиаторы отопления?» — такие вопросы мы задаем соседям, если у нас прохладно в квартире, в кабинете, в производственном помещении. Все разнообразные приборы отопления в народе, обычно, называют батареями или радиаторами отопления.
Под эти термины попадают панельные и секционные радиаторы, ребристые трубы, регистры из гладких труб, разнообразные конвекторы и даже иногда относительно экзотические потолочные излучатели.
В статье, которую вы читаете, будет представлена небольшая программа в MS Excel, позволяющая выполнить тепловой расчет радиаторов отопления и конвекторов.
Радиатор отопления – это прибор, который нагревает воздух и предметы в помещении посредством радиационного излучения и конвективного теплообмена, передавая при этом тепловую энергию от горячего теплоносителя (чаще всего от воды) через свои стенки.
Конвектор передает тепловую энергию в окружающее его пространство исключительно (на 95%) путем конвективного теплообмена – нагрева горячими стенками воздушных струй.
Доля тепла, передаваемая конвекцией (оставшаяся часть, соответственно, — инфракрасным излучением) для некоторых типов приборов отопления приведена ниже:
- Чугунные радиаторы (батареи) – 25…35%
- Алюминиевые секционные радиаторы – 50…60%
- Панельные стальные радиаторы – 65…75%
- Конвекторы – 90…98%
Какой тип приборов отопления лучше однозначно сказать нельзя. У всех есть недостатки. Однако возросшее качество проектирования и изготовления конвекторов позволяет этому типу приборов в последнее время постоянно увеличивать свою долю рынка.
За последние лет пять мне довелось участвовать в выборе и проектировании систем отопления для большого торгового комплекса (4 этажа, более 30 тысяч квадратных метров) и для производственного цеха (500 квадратных метров).
Практика последующей эксплуатации подтвердила правильность выбранного решения – конвекторы прекрасно отапливают объекты!
Как и большинство расчетов в теплотехнике предлагаемый расчет радиаторов отопления будет приблизительным. «Приблизительность» заключается в том, что на фактическую теплоотдачу приборов влияют десяток факторов, часть из которых в «точных» расчетах учитываются коэффициентами, определенными в практических опытах, а часть факторов из-за малой значимости и вовсе игнорируются.
Предложенный ниже расчет радиаторов отопления учитывает 90…95% факторов при выполнении ряда условий:
- Атмосферное давление в месте эксплуатации приборов должно быть около 760 миллиметров ртутного столба. Для высокогорных местностей необходимо вводить дополнительную поправку при «точных» расчетах.
- Подача воды в прибор не должна быть «снизу – вверх»! Подача может быть любой, предпочтительнее — «сверху – вниз». В противном случае около 15…20% тепла не дополучите.
- Монтаж радиатора должен обеспечивать свободное движение воздуха вдоль его поверхностей в вертикальном направлении. Расстояние от пола до низа прибора и от верха прибора до подоконника или верха установочной ниши стены желательно должны быть не менее 100 миллиметров.
При температурном графике теплоносителя 85/60 °C теплоотдача регистров отопления и конвекторов составляет лишь 60…70% от номинальной мощности — то есть от той, про которую вам скажет продавец. Это важно понимать и учитывать при покупке приборов отопления.
Расчет радиаторов отопления МС-140-108 из 10 секций и конвекторов КСК 20-2,083ПС показал близость их тепловых мощностей при равных расходах теплоносителя и при одинаковых температурных условиях. Но цена конвектора сегодня около 2100 рублей, а нового радиатора — более 3800 рублей.
При сопоставимых размерах (длина: 1076/1080 мм; высота: 400/588 мм; глубина: 156/140 мм) конвектор весит 25…27 кг, а радиатор – около 76 кг. Объем конвектора – 1,5 л. Объем чугунного радиатора – около 15 л.
Чугунные радиаторы – более инерционные приборы.
Но у конвекторов тепловая мощность падает более резко при низких температурах теплоносителя (обратите внимание в расчетах на долю реальной теплоотдачи ∆ у радиатора и конвектора).
Выбор остается всегда за нами в зависимости от условий применения, предыдущего опыта и в силу привычек и приверженностей.
Главная задача радиаторов отопления — эффективный и качественный обогрев комнаты, в которой он установлен.
Это зависит от такой характеристики как теплоотдача. Этот показатель измеряется в Вт и указывает на то, сколько тепловой энергии выделяется радиатором в течение определенного периода времени.
Формула расчета
Подбор труб для магистрали отопления
Магистраль снабжает теплоносителем все обогревательные устройства в доме. Современный рынок предоставляет выбор из трех разновидностей труб, подходящих для магистрального трубопровода:
- пластмассовые;
- медные;
- металлические.
Чаще всего используются пластиковые трубы. Нажмите на фото для увеличения.
Наиболее распространенным видом являются пластмассовые трубы. Они представляют собой алюминиевый дрен, покрытый пластиком. Это обеспечивает трубы особой прочностью, так как они не ржавеют изнутри и не подвергаются вреду снаружи. Кроме того, их армирование понижает коэффициент линейного расширения. Они не собирают статистическое электричество, и для их установки не требуется много опыта.
Магистральные трубы на металлической основе имеют много минусов. Они довольно массивные, и их монтаж требует опыта работы со сварочным аппаратом. Кроме того, такие трубы ржавеют со временем.
Медные магистральные трубы являются наилучшим вариантом, но с ними тоже тяжело работать. Помимо трудностей монтажа, они имеют высокие цены. Если расчет стоимости отопления легко укладывается в ваш бюджет, выбирайте именно этот вариант. При отсутствии необходимых материальных средств лучшим выбором станут пластмассовые трубы.
Расчет сечения труб должен опираться на результаты теплового расчета, обоснованные экономически:
- для двухтрубной системы – разность между tr (горячим теплоносителем) и to (охлажденным – обраткой);
- для однотрубной – расход теплоносителя G, кг/ч.
Кроме того, в расчете должна учитываться скорость движения рабочей жидкости (теплоносителя) – V . Ее оптимальная величина находится в диапазоне 0,3-0,7 м/с. Скорость обратно пропорциональна внутреннему диаметру трубы.
При скорости движения воды, равной 0,6 м/с в системе появляется характерный шум, если же она менее 0,2 м/с, появляется риск возникновения воздушных пробок.
Для расчетов потребуется еще одна скоростная характеристика – скорость теплопотока. Она обозначается буквой Q, измеряется в ваттах и выражается в количестве тепла, переданного в единицу времени
Кроме вышеперечисленных исходных данных для расчета потребуются параметры отопительной системы – длина каждого участка с указанием приборов, подключенных к нему. Эти данные для удобства можно свести в таблицу, пример которой приведен ниже.
Таблица параметров участков
Обозначение участка | Длина участка в метрах | Количество приборов а участке, шт. |
1-2 | 1,8 | 1 |
2-3 | 3,0 | 1 |
3-4 | 2,8 | 2 |
4-5 | 2,9 | 2 |
Расчет диаметров труб достаточно сложный, поэтому проще воспользоваться справочными таблицами. Их можно найти на сайтах производителей труб, в СНиП или специальной литературе.
Монтажники при подборе диаметра труб пользуются правилом, выведенным на основании анализа большого числа отопительных систем. Правда, это касается только небольших частных домов и квартир. Практически все отопительные котлы оборудованы патрубками подачи и обратки ¾ и ½ дюйма. Такой трубой и выполняется разводка до первого разветвления. Далее на каждом участке размер трубы уменьшают на один шаг.
Такой подход не оправдывает себя, если в доме имеется два или более этажей. В этом случае приходится производит полноценный расчет и обращаться к таблицам.
Вычисление местных сопротивлений
Местные сопротивления возникают в трубе и арматуре. На величину данных показателей влияют:
- шероховатость внутренней поверхности трубы;
- наличие мест расширения или сужения внутреннего диаметра трубопровода;
- повороты;
- протяженность;
- наличие тройников, шаровых кранов, приборов балансировки и их количество.
Сопротивление рассчитывается для каждого участка, который характеризуется постоянным диаметром и неизменным расходом теплоносителя (в соответствии с тепловым балансом помещения).
Исходные данные для расчета:
- длина расчетного участка – l, м;
- диаметр трубы – d, мм;
- заданная скорость теплоносителя – u, мм;
- характеристики регулирующей арматуры, предоставляемые производителем;
- коэффициент трения (зависит от материала трубы), λ;
- потери на трение – ∆Pl, Па;
- плотность теплоносителя (расчетная) – ρ = 971,8 кг/м 3 ;
- толщина стенки трубы – dн х δ, мм;
- эквивалентная шероховатость трубы – kэ, мм.
Гидравлическое сопротивление – ∆P на участке сети рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха.
Символ ξ в формуле означает коэффициент местного сопротивления.
Расчет гидравлики водяной системы отопления
Сварка пластиковых труб. Нажмите на фото для увеличения.
Установив отопительные приборы, необходимо проложить до них трубы. Для их установки потребуются такие инструменты, как строительные ножницы, паяльник и рулетка. Перед началом монтажа нужно замерить общую длину прокладываемых труб и подсчитать наличие всех заглушек, сгибов и тройников. На пластиковых трубах обычно присутствуют насечки со вспомогательными линиями, что помогает производить монтаж грамотно и аккуратно.
Важно знать: соединяя трубы паяльником, не разъединяйте их после неудачной пайки, в противном случае может образоваться протечь. Работать с паяльником нужно аккуратно, предварительно потренировавшись на кусках трубы, которые уже не понадобятся при монтаже.
Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м2. Для больших помещений потребуется оборудовать водонагревательный котел специальным насосом, сделав циркуляцию теплоносителя регулируемой. Некоторые производители выпускают тепловые генераторы, которые уже оборудованы насосом.
Следуя вышеуказанным рекомендациям, вы сможете произвести индивидуальный расчет системы отопления частного коттеджа, а также расчет стоимости предполагаемого оснащения. Для установки водонагревательной системы не потребуется много рабочей силы (2-3 человека) и особых навыков установки.
Давление растет, если температура нагрева теплоносителя повышается и наоборот – падает при ее снижении.
Чтобы избежать разбалансировки отопительной системы, необходимо создать условия, при которых к каждому радиатору поступает столько теплоносителя, сколько необходимо для поддержания заданной температуры и восполнения неизбежных теплопотерь.
Главной целью гидравлического расчета является приведение в соответствие расчетных расходов по сети с фактическими или эксплуатационными.
На данном этапе проектирования определяются:
- диаметр труб и их пропускная способность;
- местные потери давления по отдельным участкам системы отопления;
- требования гидравлической увязки;
- потери давления по всей системе (общие);
- оптимальный расход теплоносителя.
Для производства гидравлического расчета необходимо проделать некую подготовку:
- Собрать исходные данные и систематизировать их.
- Выбрать методику расчета.
Первым делом проектировщик изучает теплотехнические параметры объекта и выполняет теплотехнический расчет. В итоге у него появляется информация о количестве тепла, необходимом для каждого помещения. После этого выбираются отопительные приборы и источник тепла.
Схематичное изображение отопительной системы в частном доме
На стадии разработки принимается решение о типе отопительной системы и особенностях ее балансировки, подбираются трубы и арматура. По окончании составляется аксонометрическая схема разводки, разрабатываются планы помещений с указанием:
- мощности радиаторов;
- расхода теплоносителя;
- расстановки теплового оборудования и пр.
Все участки системы, узловые точки маркируются, подсчитывается и наносится на чертеж длина колец.
Балансировка перепадов давления в отопительной системе выполняется посредством регулирующей и запорной арматуры.
Гидравлическая увязка системы производится на основании:
- проектной нагрузки (массового расхода теплоносителя);
- данных производителей труб по динамическому сопротивлению;
- количества местных сопротивлений на рассматриваемом участке;
- технических характеристик арматуры.
Установочные характеристики – перепад давления, крепление, пропускная способность – задаются для каждого клапана. По ним определяют коэффициенты затекания теплоносителя в каждый стояк, а затем – в каждый прибор.
Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода теплоносителя и измеряются в кг/ч, где
S – произведение динамического удельного давления, выраженного в Па/(кг/ч), и приведенного коэффициента для местных сопротивлений участка (ξпр).
Приведенный коэффициент ξпр является суммой всех местных сопротивлений системы.
- расчетная тепловая нагрузка системы – Qзд. = 133 кВт;
- параметры системы – tг = 75 С, tо = 60 С;
- расход теплоносителя (расчетный) – Vсо = 7,6 м 3 /ч;
- присоединение отопительной системы к котлам производится через гидравлический разделитель горизонтального типа;
- автоматика каждого из котлов в течение всего года поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе – tг = 80 С;
- автоматический регулятор перепада давления устанавливается на вводе каждого распределителя;
- система отопления от распределителей смонтирована из металлопластиковых труб, а теплоснабжение распределителей производится посредством стальных труб (водогазопроводных).
Диаметры участков трубопроводов подобраны с использованием номограммы для заданной скорости теплоносителя 0,4-0,5 м/с.
На участке 1 установлен клапан dу 65. Его сопротивление согласно информации производителя составляет 800 Па.
0,1 х (G/kv) х 2 = 0,1 х (7581/55) х 2 = 1900 Па.
Варианты двухтрубной отопительной системы
Сопротивление трехходового клапана dу = 40 мм и kv = 25 м3/ч составит 9200 Па.
Суммарные потери давления в системе снабжения теплом распределителей будут равняться 21514 Па или приблизительно 21,5 кПа.
Аналогичным образом производится расчет остальных частей системы теплоснабжения распределителей. При расчете системы отопления от распределителя выбирается основное циркуляционное кольцо через наиболее нагруженное отопительное устройство. Гидравлический расчет производится с использованием 1-го направления.
Рассмотрим дом высотой 2.5 м, шириной 6 м и длиной 8 м, располагающийся в городе Оха в Сахалинской области, где в предельно холодную 5-дневку градусник термометра опускается на -29 градусов.
В результате измерения было установлена температура грунта – 5. Рекомендуемая температура внутри конструкции составляет 21 градус.
Изобразить схему дома удобнее всего на бумаге, указав не только длину, ширину и высоту постройки, но и ориентированность относительно сторон света, а также расположение, габариты окон и дверей
Стены рассматриваемого дома состоят из:
- кирпичной кладки толщиной В=0.51 м, КТ k=0.64;
- минеральной ваты В=0.05 м, k=0.05;
- облицовки В=0.09 м, k=0.26.
При определении k лучше воспользоваться таблицами, представленными на сайте производителя, или найти информацию в техническом паспорте изделия.
Зная теплопроводность, можно подобрать максимально эффективные с точки зрения тепловой изоляции материалы. Исходя из вышеприведенной таблицы, наиболее целесообразно использовать в строительстве минераловатные плиты и пенополистирол
Напольное покрытие состоит из следующих слоев:
- OSB-плит В=0.1 м, k=0.13;
- минваты В=0.05 м, k=0.047;
- стяжки цементной В=0.05 м, k=0.58;
- пенополистирола В=0.06 м, k=0.043.
В доме подвальное помещение отсутствует, а пол имеет одинаковое строение по всей площади.
Потолок состоит из слоев:
- листов гипсокартона B=0.025 м, k= 0.21;
- утеплителя В=0.05 м, k=0.14;
- кровельного перекрытия В=0.05 м, k=0.043.
В доме всего 6 двухкамерных окон с И-стеклом и аргоном. Из технического паспорта на изделия известно, что R=0.7. Окна имеют габариты 1.1х1.4 м.
Двери имеют габариты 1х2.2 м, показатель R=0.36.
Стены по всей площади состоят из трех слоев. Вначале рассчитаем их суммарное тепловое сопротивление.
Rst = 0.51/0.64 0.05/0.05 0.09/0.26 = 0.79 1 0.35 = 2.14
Узнав R, можно приступить к расчетам ТП северной, южной, восточной и западной стены.
Добавочные коэффициенты учитывают особенности расположения стен относительно сторон света. Обычно в северной части во время холодов образуется “роза ветров”,в результате чего ТП с этой стороны будут выше, чем с других
Ssev.sten = 8 × 2.5 = 20
Qsev.sten = 20 × (21 29) × 1.1 × 2.14 = 2354
Площадь южной стены Syuch.st = Ssev.st = 20.
Qyuch.st = 20 × (21 29) × 1 × 2.14 = 2140
Szap.st Svost.st = 2 × 2.5 × 6 = 30
Sokn = 1.1 × 1.4 × 6 = 9.24
Svost zap = 30 – 9.24 – 2.2 = 18.56
Qvost zap =18.56 × (21 29) × 2.14 × 1.05 = 2085
Qst = Qsev.st Qyuch.st Qvost zap = 2140 2085 2354 = 6579
Итого общие ТП стен составляют 6 кВт.
Окна располагаются на восточной и западной стенах, поэтому при расчетах коєффициент l=1.05. Известно, что строение всех конструкций одинаково и R=0.7.
Qokn = 9.24 × (21 29) × 1.05 × 0.7 = 340
Qdv = 2.2 × (21 29) × 1.05 × 0.36 = 42
В итоге через окна выходит 340 Вт тепла, а через двери – 42 Вт.
Рассчитаем общее тепловое сопротивление пола с учетом его строения.
Rpol = 0.1/0.13 0.05/0.047 0.05/0.58 0.06/0.043 = 0.77 1.06 0.17 1.40 = 3.4
Qpol = 48 × (21 – 5) × 1 × 3.4 = 2611
Округлив, получим, что теплопотери пола составляют около 3 кВт.
В расчетах ТП нужно учитывать слои, влияющие на тепловую изоляцию, например, бетон, доски, кирпичная кладка, утеплители и др
Определим тепловое сопротивление потолка Rptl и его Q:
- Rptl = 0.025/0.21 0.05/0.14 0.05/0.043 = 0.12 0.71 0.35 = 1.18
- Qptl = 48 × (21 29) × 1 × 1.18 = 2832
Отсюда следует, что через потолок и пол уходит почти 6 кВт.
Qv = 0.28 × Ln × pvnt × c × (tvnt – tnar)
Определение потерь
Грубо оценить потребность дома в тепле можно двумя способами:
- По площади.
- По объему.
Расчет по площади
Эта методика предельно проста и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Таким образом, дом общей площадью 100 м2 можно обогреть 10-киловаттным котлом.
Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как любая упрощенная схема расчетов, она дает весьма приблизительный результат.
Быстро, просто и… неточно.
- Котел прогревает весь объем воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А этот параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
- Окна и двери теряют гораздо больше тепла на единицу площади, чем стены. Хотя бы потому, что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
- Климатическая зона тоже очень сильно влияет на потери тепла через ограждающие конструкции. Увеличение дельты температур между помещением и улицей вдвое потянет за собой двукратное увеличение затрат на отопление.
Именно в силу перечисленных причин лучше использовать ненамного более сложную, но дающую куда более точный результат схему расчетов.
- За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
- На каждое окно в наружной стене к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
- Полученный результат умножается на региональный коэффициент:
Крым, Ялта, декабрь. Расходы на отопление здесь невелики.
Давайте в качестве примера возьмем тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.
Однако в этот раз мы оговорим ряд дополнительных условий:
- Высота его потолков — 3,5 метра.
- Дом имеет 10 окон и 2 двери в наружных стенах.
- Он расположен в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, абсолютный минимум — 67,6 С).
Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.
- Внутренний объем отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
- Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
- Окна и двери усугубляют ситуацию: 21000 (100*10) (200*2)=22400 ватт.
- Наконец, освежающий климат Верхоянска заставит нас увеличить и без того большую тепловую мощность отопления еще вдвое: 22400*2=44800 ватт.
Зима в Верхоянске.
Как несложно заметить, разница с результатом, полученным по первой методике — больше четырехкратной.
Расчет стоимости тепловой энергии зависит от того, какой источник тепла выбран домовладельцем. Если предпочтение отдано газовому котлу и дом газифицирован, то в общую сумму войдут цена отопительного устройства (примерно 1300 евро) и затраты на его подключение к газопроводу (около 1000 евро).
Далее следует добавить затраты на электроэнергию. Несмотря на то, что основным видом топлива в этом случае является газ, без электричества все равно не обойтись. Оно необходимо для обеспечения работы циркуляционного насоса и элементов автоматики. В среднем котел потребляет 100 Вт в период отопительного сезона и 20 Вт в теплое время года (на обеспечение горячего вдоснабжения).
Гидравлическое сопротивление главного циркуляционного кольца представляет собой сумму потерь его составляющих элементов:
- первичного контура – ∆Plk;
- местных систем – ∆Plм;
- генератора тепла – ∆Pтг;
- теплообменника ∆Pто.
Сумма всех этих величин и дает полное гидравлическое сопротивление системы ∆Pсо.
Для внедрения обогревательной установки, где в качестве циркуляционного вещества выступает вода, требуется предварительно произвести точные гидравлические вычисления.
При разработке, внедрении любой системы обогревательного типа необходимо знать тепловой баланс (далее – ТБ). Зная тепловую мощность для поддержания температуры в помещении, можно правильно подобрать оборудование и грамотно распределить его нагрузку.
Зимой помещение несет определенные тепловые потери (далее – ТП). Основная масса энергии выходит через ограждающие элементы и вентиляционные проемы. Незначительные расходы приходятся на инфильтрацию, нагревание предметов и др.
Грамотный расчет водяного отопления по аналогии с другими видами систем необходим для подбора нагревательного агрегата, способного полноценно возместить потери тепла
В расчетах суммируются все виды потерь через ограждающие конструкции, утечки через дверные и оконные проемы
В вычислениях мощности оборудования следует учесть необходимость обогрева воздуха, поступающего в помещения во время проветривания и через неплотно закрытые створки окон и полотна дверей
В обязательном порядке учитывается обогрев воздушного потока, поставляемого приточной принудительной вентиляцией с функцией частичного подмеса свежей порции воздуха
При включении двухконтурного котла в схему отопления в подсчете реальной мощности учитывается энергия, потраченная на нагрев горячей воды
Правильно выполненные расчеты предполагают определение эффективности нагревательного агрегата и используемого топлива
Большинство отопительных контуров в пределах обогреваемого помещения прокладываются открыто, кроме конструктивно расположенных в полу или стенах вариантов. В закрытых схемах необходимо учесть энергию на нагрев конструкций
В открытых схемах отопления, контактирующих напрямую с атмосферой через расширительный бачок, учитывается потери на остывания теплоносителя
Выполнение расчета водяного отопления
Потери через конструкции
Учет обогрева поступающего воздуха
Вентиляция с подмесом свежего воздуха
Учет потерь на подготовку горячей воды
Вычисление эффективности перерабатываемого в котле горючего
Один из вариантов устройства отопительного контура
Система с открытым расширительным бачком
ТП зависят от слоев, из которых состоят ограждающие конструкции (далее – ОК). Современные строительные материалы, в частности, утеплители, обладают низким коэффициентом теплопроводности (далее – КТ), благодаря чему через них уходит меньше тепла. Для домов одинаковой площади, но с разным строением ОК, тепловые затраты будут отличаться.
Помимо определения ТП, важно вычислить ТБ жилища. Показатель учитывает не только количество энергии, покидающей помещение, но и количество необходимой мощности для поддержания определенных градусных мер в доме.
Наиболее точные результаты дают профильные программы, разработанные для строителей. Благодаря им возможно учесть больше факторов, влияющих на ТП.
Наибольшее количество тепла покидает помещение через стены, пол, крышу, наименьшее – через двери, оконные проемы
С высокой точностью можно вычислить ТП жилища с помощью формул.
Где Qok – количество тепла, покидающее помещение через ОК; Qv – тепловые расходы вентиляции.
Потери через вентиляцию учитываются в том случае, если воздух, попадающий в помещение, имеет более низкую температуру.
В расчетах обычно учитывают ОК, входящие одной стороной на улицу. Это наружные стены, пол, крыша, двери и окна.
Qok = ∑Qst ∑Qokn ∑Qdv ∑Qptl ∑Qpl,
- Qst – значение ТП стен;
- Qokn – ТП окон;
- Qdv – ТП дверей;
- Qptl – ТП потолка;
- Qpl – ТП пола.
Если пол или потолок имеет неодинаковое строение по всей площади, то ТП вычисляют для каждого участка отдельно.
Для вычислений потребуются следующие сведения:
- строение стен, используемые материалы, их толщина, КТ;
- наружная температура в предельно холодную пятидневку зимы в городе;
- площадь ОК;
- ориентация ОК;
- рекомендуемая температура в жилище в зимний период.
Для вычисления ТП нужно найти общее тепловое сопротивление Rок. Для этого нужно узнать тепловое сопротивление R1, R2, R3, …, Rn каждого слоя ОК.
В формуле: B – толщина слоя ОК в мм, k – КТ каждого слоя.
R = ∑Rn
Производители дверей и окон обычно указывают коэффициент R в паспорте к изделию, поэтому рассчитывать его отдельно нет необходимости.
Тепловое сопротивление окон можно не рассчитывать, поскольку в техническом паспорте уже присутствуют необходимые сведения, что упрощает вычисление ТП
Qok = ∑S × (tvnt – tnar) × R × l,
- S – площадь ОК, м 2 ;
- tvnt – желаемая температура в помещении;
- tnar – наружная температура воздуха;
- R – коэффициент сопротивления, рассчитывается отдельно или берется из паспорта изделия;
- l – уточняющий коэффициент, учитывающий ориентацию стен относительно сторон света.
Расчет ТБ позволяет подобрать оборудование необходимой мощности, что исключит вероятность образования дефицита тепла или его переизбытка. Дефицит тепловой энергии компенсируют путем увеличение потока воздуха через вентиляцию, переизбыток – установкой дополнительного отопительного оборудования.
Qv = 0.28 × Ln × pvnt × c × (tvnt – tnar),
В выражении переменные имеют следующий смысл:
- Ln – затраты поступающего воздуха;
- pvnt – плотность воздуха при определенной температуре в помещении;
- c – теплоемкость воздуха;
- tvnt – температура в доме;
- tnar – наружная температура воздуха.
Если в здании установлена вентиляция, то параметр Ln берется из технических характеристик к прибору. Если же вентиляция отсутствует, то берется стандартный показатель удельного воздухообмена, равный 3 м3 в час.
В выражении Spl – площадь пола.
2% от всех тепловых потерь приходится на инфильтрацию, 18% – на вентиляцию. Если помещение оборудовано системой вентиляции, то в расчетах учитывают ТП через вентиляцию, а инфильтрацию во внимание не берут
Далее следует вычислить плотность воздуха pvnt при заданной в помещении температуре tvnt.
pvnt = 353/(273 tvnt),
Если вентиляция или инфильтрация неорганизованная, в стенах присутствуют щели или дыры, то вычисление ТП через отверстия следует доверить специальным программам.
В другой нашей статье мы привели подробный пример теплотехнического расчета здания с конкретными примерами и формулами.
Особенности водяных отопительных систем
Гидравлические расчеты лучше всего осуществлять с помощью специальных программ, которые гарантируют высокую точность вычислений, учитывают все нюансы конструкции.
Вы специализируетесь на выполнении расчета систем отопления с использованием воды в качестве теплоносителя и хотите дополнить нашу статью полезными формулами, поделиться профессиональными секретами?
А может хотите акцентировать внимание на дополнительных расчетах или указать на неточность в наших вычислениях? Пишите, пожалуйста, свои замечания и рекомендации в блоке под статьей.
При монтаже нужно прокладывать магистральные трубы с небольшим уклоном – обычно достаточно 3-5 градусов на 1 метр (примерно 10 миллиметров). Если этого не сделать, отопительная система тоже будет работать, но не столь эффективно, в результате чего расход топлива увеличится.
Для разводки используются трубы разного диаметра – выбор зависит от особенностей оборудования и радиаторов. Обязательно должно соблюдаться уменьшение сечения труб в сторону крайней точки отопительной системы – последней батареи.
Труба, по которой вода, нагретая в котле, подается в систему, устанавливается таким образом, чтобы наблюдался максимальный уклон в сторону батарей. Место входа в теплогенератор обратки делается как можно ниже относительно радиаторов – это необходимо для эффективной циркуляции теплоносителя. С этой целью нагревательный котел часто устанавливают на цокольном этаже или в подвале.
Неотъемлемая часть водяной конструкции с естественной циркуляцией – расширительный бак. Данное устройство устанавливается, в отличие от котла, в самой высокой точке дома, например, на чердаке. Также иногда используются гидроаккумулирующие баки, но в данном случае необходимо произвести монтаж предохранительных и воздушных клапанов, манометров.
Поскольку обычно чердаки не отапливаются, то расширительный бак приходится утеплять – выбор материалов для этого достаточно широк. Однако нужно учитывать, что утеплитель должен быть устойчивым к влиянию высоких температур и не менять своих свойств даже при 90 градусах (подробнее: “Как выбрать утеплитель для труб отопления и нужен ли он “).
Для разводки отопительной системы можно использовать не только металлические, но и пластиковые трубы. Последние из них легко устанавливаются, и время выполнения работ уменьшается.
- Вода является лучшим видом теплоносителя. Она сравнительно недорогая, общедоступная и обладает высокой теплопроводностью. Именно по этим причинам вода является самым распространенным теплоносителем в отопительных системах.
- Для нагрева жидкости может использоваться различное оборудование, работающие на электроэнергии, газе, твердом или жидком топливе.
- Наличие выбора варианта разводки труб в системах водяного отопления. Выбирая тот или иной тип разводки, нужно учитывать несколько параметров, среди которых наиболее значимыми являются площадь дома, его проектировка и мощность используемого для обогрева оборудования. Кроме того, на выбор схемы влияет и стоимость того или иного варианта прокладки труб. Самым дешевым является однотрубное отопление, которое, впрочем, имеет несколько недостатков, а именно – отсутствие возможности корректировать температуру отдельных батарей и неравномерный их прогрев (детальнее: “Схема однотрубного отопления частного дома закрытого типа на примерах “).
- Возможность быстрой и точной регулировки температуры воздуха в каждом помещении. Это достигается благодаря установке специальных устройств – запорных клапанов и терморегуляторов.
- Монтажные работы, связанные с системой водяного отопления, могут производиться на любом этапе строительстве дома. И даже в уже готовом здании можно установить такую систему без проведения лишних ремонтных работ.
В настоящее время водяное отопление в частном доме является наиболее эффективным способом автономного обогрева жилья. Не зря именно оно широко распространено – его применяют не только в частных домах, но и в многоэтажках.
Этому способствует сразу несколько причин:
- вода является доступным и относительно недорогим теплоносителем, она обладает высокой теплопроводностью;
- для системы водяного отопления можно использовать любой тип обогревательного оборудования – каждый из них способен быстро нагревать данный теплоноситель до высокой температуры;
- поступая в радиаторы, размещенные по всему дому, вода отдает тепло помещениям, равномерно их прогревая.
Расчет отопления загородного дома
Рассмотрим одну из простейших формул подсчета водонагревательной системы отопления частного дома. Для простоты понимания будут учтены стандартные виды помещений. Расчеты в примере базируются на одноконтурном обогревательном котле, поскольку он является самым распространенным видом теплового генератора в системе отопления загородного участка.
В качестве примера взят двухэтажный дом, на втором этаже которого расположены 3 спальни и 1 туалет. На первом этаже располагаются гостиная, коридор, второй туалет, кухонная и ванная комнаты. Для вычисления объема комнат применяется следующая формула: площадь помещения, умноженная на его высоту, равняется объему помещения. Калькулятор вычислений выглядит следующим образом:
- спальня №1: 8 м 2 × 2,5 м = 20 м 3 ;
- спальня №2: 12 м 2 × 2,5 м = 30 м 3 ;
- спальня №3: 15 м 2 × 2,5 м = 37,5 м 3 ;
- туалет №1: 4 м 2 × 2,5 м = 10 м 3 ;
- гостиная: 20 м 2 × 3 м = 60 м 3 ;
- коридор: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 ;
- туалет №2: 4 м 2 × 3 м = 12 м 3 ;
- кухня: 12 м 2 × 3 м = 36 м 3 ;
- ванная: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 .
После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м 3 (округляется до 242 м 3 ). В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор). Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.
Основные элементы отопительных систем. Нажмите на фото для увеличения.
На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м 3. В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период. Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м 3. Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м 3 = 12100 Вт.
Для упрощения расчетов существуют специальные программы. Нажмите на фото для увеличения.
Получившийся показатель потребуется возвести в коэффициент, равняющийся 1,2. Это позволит добавить 20% резервной мощности котлу, которая обеспечит его функционирование в сберегательном режиме без особых перегрузок. В итоге мы получили мощность котла, которая равняется 14,6 кВт. Водонагревательную систему с такой мощностью довольно просто найти, поскольку стандартный одноконтурный котел имеет мощность 10-15 кВт.
В качестве примера взят двухэтажный дом, на втором этаже которого расположены 3 спальни и 1 туалет. На первом этаже располагаются гостиная, коридор, второй туалет, кухонная и ванная комнаты. Для вычисления объема комнат применяется следующая формула: площадь помещения, умноженная на его высоту, равняется объему помещения. Калькулятор вычислений выглядит следующим образом:
- спальня №1: 8 м 2 × 2,5 м = 20 м 3 ;
- спальня №2: 12 м 2 × 2,5 м = 30 м 3 ;
- спальня №3: 15 м 2 × 2,5 м = 37,5 м 3 ;
- туалет №1: 4 м 2 × 2,5 м = 10 м 3 ;
- гостиная: 20 м 2 × 3 м = 60 м 3 ;
- коридор: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 ;
- туалет №2: 4 м 2 × 3 м = 12 м 3 ;
- кухня: 12 м 2 × 3 м = 36 м 3 ;
- ванная: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 .
После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м3 (округляется до 242 м3). В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор). Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.
На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м3. В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период. Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м3. Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м3 = 12100 Вт.
Расчет системы отопления
Используемые сегодня трубы системы отопления могут быть изготовлены из разного материала. Так, различают полипропиленовые, металлопластиковые, медные и стальные. Изделия могут быть армированы стекловолокном или алюминием.
Каждая из моделей имеет свои недостатка и достоинства. Все они обязательно должны быть учтены при проектировании:
Понедельник | Открыто 24 часа Сейчас открыто |
Вторник | Открыто 24 часа |
Среда | Открыто 24 часа |
Четверг | Открыто 24 часа |
Пятница | Открыто 24 часа |
Суббота | Открыто 24 часа |
Воскресенье | Открыто 24 часа |
- Недостатком стальных труб является возможность появления коррозии. Дополнительно при их установке требуются сварочные работы.
- Медные трубы надежны, однако их стоимость достаточно высока. Кроме того, их монтаж должен производить исключительно квалифицированный специалист, к которому выдвигается множество требований.
- На сегодняшний день спросом пользуются чешские полипропиленовые армированные трубы Wavin Ekoplastik и FVplast, они могут быть армированы алюминием или стекловолокном. Это сочетание цены и качества, производитель дает 50 лет гарантии. Преимуществами полипропиленовых труб и труб из сшитого полиэтилена (дорогие фитинги) являются высокая механическая прочность, стойкость к отложению внутренних осадков, минимальным гидравлическим сопротивлением и удобством монтажа. Для его проведения специальное оборудование не требуется. Недостатков не имеют.
- Металлопластиковые трубы (используют для теплого пола). Очень дорогие фитинги, большое заужение диаметров, на прессе никаких скруток.
На сегодняшний день двухтрубная схема разводки самая распространенная, и для этого имеются свои причины. Одной из них является возможность самостоятельного регулирования температуры в каждой комнате, что очень удобно.
Сервис инженерных коммуникаций
Системы отопления, водоснабжения, водоотведения, канализациикруглосуточно tel: 8 495 744 67 74
МОНТАЖ, РЕМОНТ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ, ЗАМЕНА
Требования к отопительным приборам
- Алюминиевые секционные радиаторы характеризуются хорошей теплоотдачей, небольшим весом и красивым дизайном. Их существенным недостатком является подверженность коррозии. Данное качество усиливается, если алюминий соединяется с другими металлами. Плохо уживаются с антифризом (незамерзающая жидкость), вступают в реакцию. и срок службы сокращается.
- Биметаллические секционные радиаторы состоят из стальной трубы, по которой передвигается теплоноситель и алюминиевого корпуса. Изделия имеют достоинства алюминиевых моделей: это высокая теплоотдача, небольшая масса, привлекательный внешний вид. Также они отличаются высокой стойкостью к коррозии, поэтому рассчитаны на большее давление в системе отопления. Единственным их недостатком является слишком высокая цена. Используются чаще всего в обычных квартирах.
- Стальные панельные радиаторы Kermi (Германия) — оптимальное и правильное решение! Используют в загородных домах, коттеджах и дачах.
Широкий ассортимент нагревательных приборов позволяет подобрать наиболее подходящий вариант по выделенному бюджету и выдвигаемым требованиям. Многие радиаторы имеют привлекательный и необычный дизайн. Они будут обогревать помещение и придавать интерьеру особую изюминку.
Расчет мощности котла
При покупке очень важно правильно произвести расчет мощности радиаторов отопления Kermi. От показателей зависят финансовые расходы на отопление, а также работа всей системы. Поэтому при покупке на данный момент стоит обратить особое внимание. Так, низкая мощность котла не позволит полноценно прогреть помещение. Котлу потребуется работать на износ без отключения (что ведет к снижению ресурса котла). В то же время излишняя мощность котла приведет к неоправданным расходам на топливо.
Гидравлические расчеты
Расчеты гидравлического характера включают в себя определение следующих параметров:
Январь от 37.000 рублей
Февраль от 39.000 рублей
Март от 42.000 рублей
Апрель от 45.000 рублей
Май от 47.000 рублей
Июнь от 49.000 рублей
Июль от 51.000 рублей
Август от 53.000 рублей
Сентябрь от 55.000 рублей
Октябрь от 57.000 рублей
Ноябрь от 55.000 рублей
Декабрь от 65.000 рублей
- диаметр трубопроводов;
- гидравлические сопротивления циркуляционных колец (здесь следует учитывать гравитационное давление, вызываемое охлаждением воды в трубопроводах);
- настройки вентиля с двойной регулировкой позволяют уменьшить избыток давления в кольцах;
- потери давления в системе;
- проверяется соответствие гидравлического сопротивления участка с потребителем тепла;
- в проектируемом оборудовании учитывается расход воды;
- подбираются настройки регуляторов разницы давления (при разветвлениях, основании стояков и др.).
Тепловые расчеты
Тепловые расчеты устанавливают следующие показатели:
- Теплопоступления от трубопроводов оборудования, которые проведены через разные комнаты.
- Величина приборов.
- К имеющимся потребителям тепла подбираются требуемые потоки теплоносителя. Здесь следует учесть теплопоступления и охлаждение в трубопроводах (отметим, что программа не корректирует поток воды в однотрубной системе).
- Охлаждение теплоносителя в трубопроводах.
- Воздействие охлаждения на мощность потребителей тепла, величину гравитационного давления в кольцах.
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8 495 744 67 74
Звоните круглосуточно
Системы отопления, водоснабжения, канализации, электромонтаж. На нашем сайте https://resant.ru/ найдете все виды наших услуг, по монтажу, ремонту, обслуживанию систем
- к Отопление дома 22.07.2021 к Отопление дома 22.07.2021 к Отопление дома 29.06.2021 к Срочная установка кондиционера 22.06.2021 к Отопление дома 01.05.2021
Насущным вопросом для владельцев загородных строений, дач, является вопрос лучшего отопления для частного дома. Зачастую тяжело определиться с вариантом отопления: электрическое, газовое, водяное, воздушное. Связано это с коэффициентом полезного действия, а также с тем, что более экономично и целесообразно устанавливать. Так же часто волнует вопрос какие приборы отопления выбрать: радиаторы, конвекторы, теплые полы или что-либо еще. Давайте разберемся в каждом вопросе подробно.
Лучшее отопление дома
Газовое отопление дома
Одним из самых недорогих вариантов является газовое отопление, но при условии если к вашему земельному участку подведен газ. При газовом отоплении нет ни пыли, ни грязи с сажей. Газовый котел следует подбирать в зависимости от отапливаемой площади. Котлы бывают малой, средней и большой мощности. Газовые котлы оснащаются устройствами, обеспечивающими безопасность эксплуатации. Но всегда имеется опасность взрыва при неправильной эксплуатации, либо отравление газом.
Для жителей России газ является лучшим вариантом отопления частного дома в виду самой доступной цены. Немаловажным фактором при установке газового хозяйства является большое количество разрешающей документации.
Электрическое отопление
Преимущество электрического котла в простоте монтажа и небольшом количестве разрешающих документов. Данный котел практически не нуждается в профилактике. Электрическое отопление подойдёт для районов, где отсутствует возможность проведения природного газа.
Электрическое отопление экологически безопасный вид энергии. Оно может быть осуществлено при помощи инфракрасных обогревателей, с помощью электрических теплых полов, при помощи масляных обогревателей, электрических котлов разной конструкции. Для преобразования электрической энергии в тепловую, для домов частного типа, как правило, используют электрические конвекторы. Обычно это металлический корпус, в который монтируется нагревательный элемент, нагревающий воздух внутри корпуса.
Теплый нагретый воздух поднимаясь вверх обогревает помещение. Конвекторы снабжаются датчиком температуры. Данные приборы довольно дорогостоящие, а уровень потребления электроэнергии достаточно велик. При обогреве большой площади использовать их нецелесообразно. Система водяного отопления при помощи электротэнов не отличается от систем в которых используются котлы работающие на иных видах топлива.
Электричество будет являться лучшим отоплением частного дома, если дом небольшой, если у Вас есть ночные тарифы на электроэнергию, если нет газа и нет желания топить углем.
Воздушное отопление
Дом, где практикуется воздушное отопление, может похвастаться отсутствием конденсата на стеклах, влажных разводов на стенах и не пузырящимися обоями. Формирование вздутия на обоях происходит в результате образования конденсата из воздуха.
Благодаря равномерному нагреванию воздуха, воздушное отопление является лучшим вариантом отопления массивных помещений с большими внутренними объемами.
Водяное отопление плюсы и минусы
Устройства водяного отопления играют роль закрытой системы или же открытой. Система замкнутого цикла не требует потребления дополнительной воды. Такой вариант уменьшает число энергии, что расходуется на «отапливание улицы». Концепции водяного отопления не задерживают пылеобразование внутри и не разносят пыль в доме. Не стоит забывать, что разогрев дома с помощью водяных обогревателей — долгий процесс.
Почему водяное отопление — лучший вариант?
Любая система отопления имеет свой теплоноситель. Из всех рассмотренных наиболее рациональным для отопления частного дома является вода. Причина использования воды в качестве носителя обогрева — плавное и равномерное распределение тепла по обогреваемому помещению, а также простота в конструкции, надежность и стабильность эксплуатации.
Плюсы и минусы твердотопливных отопительных котлов
В твердотопливных котлах используется твердое топливо: топливные брикеты, пеллеты, дрова, уголь. Они имеют относительно низкую теплоотдачу. Для того, чтобы хорошо протопить дом обширной площади, необходимо затратить большое количество топлива и собственных усилий. В данной ситуации топливо будет сгорать довольно быстро за два или четыре часа.
На данный момент времени имеются котлы длительного горения. Топливо можно загружать в них два раза в сутки, а то и раз в 30 часов. Но и у данных котлов есть свои недостатки, например невысокий КПД(70%).
Также возникнет потребность во вспомогательных устройствах — это обустройство дополнительной тяги в некоторых случаях или теплоаккумулятора. Не стоит забывать и о положительных составляющих твердотопливных котлов. Они работают на всех видах твердого топлива и всем, что только может гореть. Добыть такое топливо не составляет труда за умеренную цену. Отопление на твердом топливе является лучшим там, куда не дошла цивилизация и подвод газа осуществится не скоро. И если еще плюс ко всему у Вас большой дом.
Чем лучше топить?
Мнений о том, чем топить дом, столько же, сколько и людей. Кто-то предпочитает топить электричеством, кто-то газом, а иная часть населения — углем. Рассмотрим каждый вариант.
Уголь используют на территориях, где не имеется газопровода или как резервный тип отопления. При сгорании уголь выделяет большое количество дыма, сажи. Он обладает низким уровнем влажности. Такое свойство обеспечивает выделение высокой температуры. В следствии использования угля, помещение сильно загрязняется, к тому же необходимо иметь место для хранения топлива. Необходимо периодически поддерживать процесс горения путем подброски новой партии угля в котел и производить очистку самого котла.
Электричество — затратная услуга по отоплению больших площадей. Оно может использоваться в маленьких комнатах и компактных помещениях. В наших регионах часто бывают перебои с электроэнергией, а потому, несмотря на разнообразие установок электроотопителей( от инфракрасных излучателей до бойлеров и электрокотлов), существует риск остаться не просто без света на неопределенный срок, но и в холодном доме.
Газ является самым лучшим и востребованным вариантом отопления частного дома, для всех типов площадей, домов, поскольку полностью прогревает пространство.
Радиаторы или водяные конвекторы что лучше?
Конвекторы основываются на принципе прогрева помещения посредством потока воздуха. Он нагревается проходя через корпус установки для отопления. В свою очередь радиаторы обогревают помещение излучая тепло с корпуса поверхности.
Большую популярность заслужили радиаторы. Их принцип работы можно сравнить с работой русской печи.
Конвекторы представляют собой нагревающиеся панели, они отапливают пространство с помощью движения холодных и теплых воздушных масс. В состав конвектора входит труба, в которой расположен теплоноситель. Труба обрамляется ребрами, пластинами которые подогревают окружающее пространство. Изготавливаются пластины зачастую из меди, либо стали. Конвекторы разделяются на внешние и встроенные. Первый тип конвекторов крепится на стену, второй может быть закреплен вдоль пола, либо стены. К конвекторам так же относятся теплые плинтусы. Данное устройство отличное решение для людей, которые не желают зависеть от систем государственного отопления.
Используются конвекторы в качестве дополнительного и основного отопления, особенно незаменимы в тех местах, где стандартные радиаторы не применяются. К примеру, встроенные конвекторы в пол, располагаются и вдоль раздвигающихся дверей, стеклянных стен.
Конвекторы намного быстрее обогревают комнату и быстрее остывают. Приборы долговечны в эксплуатации.
Если в отоплении частного дома для Вас лучше, когда помещение прогревается быстрее и более равномерно, то ставьте конвекторы. Самые распространенные варианты – это стальные радиаторы (60% конвекции) или медно-алюминиевые (90% конвекции). Если эти пункты не важны, то ставьте обычные радиаторы.
Водяные теплые полы
Водяные полы гарантируют комфортное пребывание в помещении. Пол с водяным подогревом — достаточно непростая конструкция, но рентабельная за счет удобства и уюта. Монтаж такого сооружения влетает в копеечку, но популярен из-за незначительных счетов при эксплуатации. Под напольное покрытие прокладываются трубы, а по ним циркулирует подогретая вода. Для правильной циркуляции требуется насос. Вариант обогрева очень хорошо подойдет для загородных домов большой площади в которых не подключено центральное отопление. В данной ситуации покупка и монтаж водяного пола обойдется дешевле, нежели приобретение и установка электрической системы отопления (за счет цен на электричество).
Какое радиаторное отопление лучше?
Существует множество радиаторных систем отопления частного дома. Условного разделить их можно по следующим критериям:
С естественной циркуляцией
- Однотрубная система
- Система Паук
- Ленинградка
- Московская
С принудительной циркуляцией
- Однотрубная
- Двухтрубная (тройниковая)
- Лучевая
Самотечные системы по всем параметрам уступают принудительным в отоплении дома. Их стоит рассматривать только тогда, когда есть серьезные проблемы со светом. В остальных случаях выбирайте двухтрубную, либо лучевую радиаторную систему. Эти системы легко балансировать и они более равномерно распределяют тепло по приборам отопления.
Какие выбрать теплые полы?
Теплых полов существует два вида:
- Электрические
- Водяные
Электрические стоит использовать в том случае, если надо покрыть небольшие площади. В остальных случаях обратите внимание на отопление частного дома водяными полами.
В перспективе именно водяными полами отапливаться будет дешевле, так как вы не будете зависеть от электричества и всегда сможете поменять источник нагрева теплоносителя.
Какое отопление для частного дома в итоге выбрать?
Большинство застройщиков в качестве отопления дома выбирают водяные системы отопления. Это либо радиаторы, либо водяные теплые полы.
Выбирать лучшую систему между ними довольно сложно. Обе системы идеально справляются со своей задачей.
Если вы хотите, чтобы приборы отопления не занимали у вас лишнюю площадь, тогда останавливайте свой выбор на отоплении теплым полом. Эта система более равномерно распределит тепло по помещению.
Если теплый пол вам не нравится или не проходит по теплопотерям, то можно смонтировать двухтрубную или лучевую радиаторные системы. Лучевая обходиться немного дороже двухтрубной, но при этом она и совершеннее.
В любом случае, вопрос выбора отопления для дома – это индивидуальные предпочтения каждого человека.
Обогрев помещений загородного коттеджа можно организовать различными способами – печью, газовыми либо электрическими конвекторами, инфракрасными приборами и прочими воздушными обогревателями. Но для жилых комнат предпочтительным вариантом остается традиционное водяное отопление. Устройство такой системы в частном доме или квартире начинается с выбора правильной схемы, учитывающей планировку здания и расстановку отопительного оборудования.
Как работает система
Если вы планируете самостоятельно провести тепло в помещения, стоит разобраться в конструкции и принципе работы водяного отопления.
Три составляющих любой схемы:
- установка, вырабатывающая тепловую энергию и передающая ее воде;
- трубопроводная разводка;
- отопительные приборы, расположенные в обогреваемых комнатах.
Примечание. Запорная арматура – краны, балансировочные вентили, смесительные клапаны – всегда являются частью разводки. Дополнительное оборудование – циркуляционный насос, расширительный бак – входят в состав котла либо монтируются отдельно.
Принцип действия системы основан на передаче теплоты от источника к приборам отопления посредством жидкого рабочего тела – обычной воды, способной поглотить большое количество энергии (удельная теплоемкость – 4.18 кДж/кг •°С). В отдельных случаях применяется незамерзающая жидкость – водный раствор этиленгликоля либо пропиленгликоля.
Как это происходит:
- Сжигая углеводородное топливо или потребляя электроэнергию, установка нагревает воду до температуры 40…90 градусов.
- Горячий теплоноситель движется по трубам с помощью насоса либо естественным образом (за счет конвекции) к водяным радиаторам.
- Между обогревательными приборами и воздухом комнат происходит теплообмен – протекающая через батарею вода остывает на 10—20 °C, атмосфера помещения прогревается. Плюс горячая поверхность радиатора выделяет инфракрасное тепловое излучение.
- Охлажденный теплоноситель возвращается по магистрали в теплогенератор, где снова нагревается до требуемой температуры.
- Излишек воды, образующийся при тепловом расширении, поступает в специальную емкость. Когда температура в системе падает, жидкость опять сжимается и уходит из расширительного бачка.
Справка. Интенсивное выделение инфракрасного тепла поверхностью батарей начинается при температуре более 60 °C.
Прежде чем проводить отопление, запомните одно правило: эффективность обогрева практически не зависит от объема воды в системе. Данный показатель влияет лишь на скорость прогрева/остывания дома при запуске либо остановке теплогенератора.
Перечислим действительно важные характеристики:
- разность температур на входе и выходе домашнего отопителя, максимально допустимая – 25 градусов;
- мощность источника – должна выбираться по расчету тепловых потерь сквозь внешние стены + прогрев воздуха для вентиляции;
- расход теплоносителя – объем воды, проходящей через отопительные приборы в течение 1 часа;
- гидравлическое сопротивление трубопроводной сети вместе с радиаторами, в идеале не должно превышать 1 Бар (10 м водного столба).
Разъяснение касательно общего объема теплоносителя в трубах даст эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:
Виды котлов и других водогрейных аппаратов
Эффективность работы отопления в частном доме зависит от установки, нагревающей рабочее тело (воду). Правильно подобранный агрегат вырабатывает количество теплоты, необходимое для радиаторов и бойлера косвенного нагрева (при наличии), экономно расходуя энергоносители.
Автономная водяная система может работать от:
- водогрейного котла, использующего определенное топливо — природный газ, дрова, уголь, солярку;
- электрокотла;
- печи на дровах с водяным контуром (металлической или кирпичной);
- теплового насоса.
Дополнение. Есть комбинированные типы отопителей, одновременно совмещающие 2—3 энергоносителя, например, уголь – природный газ, дрова – электричество (один экземпляр показан ниже на фото). Также существуют универсальные котлы, куда можно установить дизельную форсунку, газовую или пеллетную горелку – на выбор.
Чаще всего для организации отопления в коттеджах применяют именно котлы – газовые, электрические и твердотопливные. Последние изготавливаются только в напольном исполнении, остальные теплогенераторы – настенном и стационарном. Дизельные агрегаты используются реже, причина – высокая цена горючего. Как правильно выбрать водогрейный бытовой котел, рассматривается в подробном руководстве.
Печное отопление, совмещенное с водяными регистрами или современными радиаторами – неплохое решение для обогрева дачи, гаража и небольшого жилого домика площадью 50—100 м². Недостаток — помещенный внутрь печки теплообменник нагревает воду бесконтрольно. Чтобы избежать закипания, важно обеспечить принудительную циркуляцию в системе.
Справка. Раньше подобные схемы делались самотечными – без насоса, с открытым расширительным бачком. Регистры и магистрали сваривались из стальных труб диаметром 40…80 мм (внутренний), прокладываемых с уклоном 3—5 мм на 1 м для лучшего самотека. Отопление называли паровым, поскольку система не боялась закипания.
Тепловые насосы не получили широкого распространения на территории стран бывшего Союза.
Причины:
- основная проблема — дороговизна оборудования;
- из-за холодного климата аппараты типа «воздух – вода» попросту неэффективны;
- геотермальные системы «земля – вода» сложны в монтаже;
- электронные блоки и компрессоры тепловых насосов весьма дороги в ремонте и обслуживании.
Из-за высокой цены срок окупаемости агрегатов превышает 15 лет. Но эффективность установок (3—4 кВт теплоты на 1 затраченный киловатт электроэнергии) привлекает мастеров – умельцев, пытающихся собрать самодельные аналоги из старых кондиционеров.
Приборы водяного отопления
В качестве обогревательных элементов помещений могут выступать:
- традиционные радиаторы, устанавливаемые под оконными проемами и возле холодных стен, например, с северной стороны здания;
- трубные контуры напольного обогрева, иначе – теплые полы;
- плинтусные обогреватели;
- внутрипольные конвекторы.
Водяное радиаторное отопление – самый надежный и дешевый вариант среди перечисленных. Установку и подключение батарей вполне реально выполнить самому, главное, — верно подобрать количество секций по мощности. Недостатки – слабый прогрев нижней зоны комнаты и расположение приборов на виду, что не всегда согласуется с дизайном интерьера.
Все имеющиеся в продаже радиаторы делятся на 4 группы по материалу изготовления:
- Алюминиевые – секционные и монолитные. На самом деле отливаются из силумина – сплава алюминия с кремнием, являются наиболее эффективными по скорости прогрева.
- Биметаллические. Полный аналог алюминиевых батарей, только внутри предусмотрен каркас из стальных труб. Сфера применения – многоквартирные высотные дома с центральным теплоснабжением, где теплоноситель подается с давлением свыше 10 Бар.
- Стальные панельные. Сравнительно дешевые радиаторы монолитного типа, сделанные из листов штампованного металла плюс дополнительное оребрение.
- Чугунные секционные. Тяжелые, теплоемкие и дорогие приборы с оригинальным дизайном. Из-за приличного веса некоторые модели оснащаются ножками – подвесить такую «гармошку» на стену нереально.
Примечание. Речь идет о чугунных радиаторах в современном дизайнерском исполнении. Батареи советского образца типа МС-140 устарели по всем параметрам.
По востребованности лидирующие позиции занимают стальные приборы – они недороги, а с точки зрения теплопередачи тонкий металл мало уступает силумину. Следом идут алюминиевые, биметаллические и чугунные обогреватели. Выбирайте, какие вам больше нравятся.
Конструкция теплых полов
Система напольного обогрева состоит из таких элементов:
- греющие контуры из металлопластиковых либо полиэтиленовых труб, залитые цементной стяжкой или уложенные между лагами (в деревянном доме);
- распределительный коллектор с расходомерами и термостатическими вентилями для регулирования расхода воды в каждой петле;
- смесительный узел – циркуляционный насос плюс клапан (двух— или трехходовой), поддерживающий температуру теплоносителя в диапазоне 35…55 °C.
Узел подмеса и коллектор соединяются с котлом двумя магистралями – подающей и обратной. Нагретая до 60…80 градусов вода порциями подмешивается клапаном в контуры по мере остывания циркулирующего теплоносителя.
Теплые полы – самый комфортный и экономичный способ обогрева, хотя затраты на монтаж в 2—3 раза выше устройства радиаторной сети. Оптимальный вариант отопления изображен на фото – напольные водяные контуры + батареи, регулируемые термоголовками.
Конвекторы плинтусные и внутрипольные
Обе разновидности обогревателей похожи конструкцией водяного теплообменника – медного змеевика с насаженными тонкими пластинами – ребрами. В напольном исполнении греющая часть закрыта декоративным кожухом, внешне напоминающим плинтус, сверху и снизу оставлены зазоры для прохождения воздуха.
Теплообменник внутрипольного конвектора установлен в корпусе, находящемся ниже уровня чистого пола. Некоторые модели комплектуются малошумными вентиляторами, повышающими производительность обогревателя. Теплоноситель подается по трубам, уложенным скрытым способом под стяжкой.
Описанные приборы удачно вписываются в дизайн помещения, а подпольные конвекторы незаменимы возле прозрачных наружных стен, целиком сделанных из стекла. Но рядовые домовладельцы не торопятся приобретать эти приборы, поскольку:
- медно-алюминиевые радиаторы конвекторов – удовольствие не из дешевых;
- для полноценного обогрева коттеджа, расположенного в средней полосе, придется ставить обогреватели по периметру всех комнат;
- внутрипольные теплообменники без вентиляторов малоэффективны;
- те же изделия с вентиляторами издают тихий монотонный гул.
Отсюда вывод: конвектор — полезная вещь для определенных мест, где затруднено размещение обычных батарей. Но обогревать такими приборами целое здание неоправданно дорого.
Радиаторная сеть – 4 способа разводки труб
При обустройстве отопления в частных домах применяется 4 основных схемы:
- однотрубная, она же – «ленинградка»;
- двухтрубная плечевая (иначе – тупиковая);
- двухтрубная попутная;
- коллекторная.
Примечание. В двухэтажном коттедже допускается комбинировать 2 схемы. Пример: на 1 этаже сделать коллекторную систему, на втором – смонтировать разводку с попутным течением теплоносителя. Хотя подобные решения не всегда оправданы.
Согласно современным стандартам, все перечисленные схемы делаются герметичными. Вода в трубах находится под давлением 0.5…3 Бар (зависит от температуры), устанавливается расширительный бак закрытого типа с резиновой мембраной внутри. Обязательное условие работы системы – принудительная циркуляция от электрического насоса.
«Ленинградка» и двухтрубная тупиковая схема способна функционировать без циркуляционного насоса, за счет конвективного течения жидкости. Принцип следующий: холодная более тяжелая вода вытесняет вверх горячую, обладающую меньшей удельной массой. Но чтобы провести и наладить самотек, нужно использовать трубы увеличенных размеров — Ø32…80 мм, монтируемых с определенным уклоном.
Коллекторная и попутная кольцевая разводка (другое название — петля Тихельмана) неспособна работать без принудительной перекачки воды, поэтому всегда делается закрытой. Рассмотрим каждую схему подробнее.
Однотрубный вариант подключения
Изначально система кажется простой – вдоль наружных стен здания горизонтально проложена одна магистраль, куда присоединены все радиаторы, причем обеими подводками. Пройдя первую батарею, охлажденный теплоноситель возвращается в общую трубу, смешивается с горячим и поступает в следующий обогревательный прибор. Соответственно, каждый последующий радиатор получает более холодный теплоноситель.
В чем сложность однотрубной схемы:
- Диаметр магистральной трубы – не менее 20 мм (внутренний проход), что соответствует наружному размеру металлопластика 26 мм, полипропилена – 32 мм. Указанное сечение остается одинаковым по всей длине трубопровода.
- Число батарей в 1 ветви – максимум 6 шт., иначе придется наращивать диаметр разводящей трубы до 32—50 мм. Монтаж усложняется и дорожает на 15—20% (минимум).
- Поскольку к дальним радиаторам приходит менее нагретая вода, их теплообменную поверхность нужно увеличивать на 10…30%, добавляя количество секций.
- Ручная либо автоматическая регулировка протока через 1 обогреватель влияет на работу остальных приборов, поскольку меняется температура и расход воды в общей магистрали.
Справка. В многоквартирных домах советской постройки эксплуатируются вертикальные однотрубные системы, где батареи присоединяются к стоякам, принцип «ленинградки» сохраняется. Аналогичные схемы, только в миниатюре, используются в двухэтажных частных коттеджах, когда требуется организовать самотек.
Однотрубная замкнутая схема водяного отопления подойдет для дачных и жилых домиков площадью 60…100 м². Два этажа – не проблема, система делится на 2 кольцевых ветви, сходящихся на тройниках возле котла, насос задействован один.
Двухтрубные схемы – кольцевая и тупиковая
Характерное отличие этих разводок – деление горячего и остывшего теплоносителя на 2 линии – подающую и обратную. Здесь к батареям приходит две трубы – по одной вода заходит в радиаторы, через вторую течет обратно к котлу. Для отопления жилищ используется 2 системы:
- При тупиковой схеме теплоноситель идет по магистрали до последнего прибора, затем возвращается через обратку – течет в противоположном направлении.
- В кольцевой петле Тихельмана вода не меняет направление движения после выхода из батареи. То есть, теплоноситель в обеих магистралях течет в одну сторону.
Дополнение. Первая система состоит из одной или нескольких тупиковых ветвей – плеч разной либо одинаковой протяженности. Вторая делается в виде одного или нескольких замкнутых колец, сходящихся на котле.
Преимущества двухтрубных методов соединения батарей:
- малые диаметры магистралей – 15—20 мм (внутренний);
- все радиаторы заполняются теплоносителем одинаковой температуры;
- нет ограничений по числу обогревателей на 1 линии;
- система поддается автоматизации и регулировке, изменение расхода либо полное отключение одной батареи не влияет на работу соседних;
- правильно собранная попутная разводка хорошо сбалансирована гидравлически;
- невысокие затраты на монтаж.
Тупиковую схему несложно собрать своими руками — она «прощает» несерьезные ошибки и легко балансируется. С петлей Тихельмана труднее – в одноэтажном здании двойная магистраль обязательно пересечет проем входной двери, который придется огибать трубами сверху или снизу под полами.
Коллекторная система
Здесь подключение радиаторов организовано лучевым способом от распределительной гребенки, размещенной близко к центру здания. Она соединяется с котлом двумя трубами, а к каждой батарее идет собственная двухтрубная линия – подача и обратка. Радиаторные подводки идут к приборам по кратчайшему пути — прячутся в стяжке пола либо крепятся под потолком перекрытия нижнего этажа.
Примечание. Удаление воздуха из скрыто проложенных трубопроводов производится через автоматические воздухоотводчики, установленные на гребенке.
Лучевая схема – современный вариант разводки, сохраняющий достоинства тупиковой системы.
Есть и дополнительные плюсы:
- трубы, подводки и шкаф с коллектором прячется внутри строительных конструкций, поэтому схема годится для любых интерьерных решений;
- удобство и простота регулирования (балансировки), органы управления расположены в одном месте — распределительном шкафу;
- если оснастить термостатические вентили гребенки сервоприводами и поставить электронный блок управления, то можно полностью автоматизировать водяное отопление здания.
Для подключения обогревателей к коллектору применяются трубы сшитого полиэтилена Ø10 мм (внутреннее сечение), защищенные теплоизоляционной оболочкой. От котельной установки до гребенки прокладывается магистраль диаметром 26…40 мм в зависимости от числа потребителей.
Недостатки лучевой разводки:
- в обжитом доме сложно проводить трубопроводы к радиаторам – вскрывать стяжку или вырезать штробы;
- высокая стоимость материалов и работ;
- схема не работает без насоса;
- проложенные внутри бетонного монолита магистрали нельзя переделать либо заменить.
Напоследок о преимуществах и недостатках
Сначала раскроем основные минусы данного отопления:
- значительные вложения при строительстве – домовладелец несет затраты на покупку материалов, оборудования и монтаж;
- при эксплуатации надо следить за работой теплосиловой установки, дизельные и дровяные котлы вовремя загружать топливом;
- существует вероятность протечки или размораживания элементов отопительной сети.
Перечисленные недостатки нельзя назвать критическими. Вложения постепенно окупаются, при недостатке средств монтаж выполняется самостоятельно. Вероятность протечек сводится к нулю за счет качественной сборки и заливки незамерзающего теплоносителя (антифриза), если отопление включается периодически.
Список плюсов выглядит гораздо внушительнее:
- Универсальность. Для подогрева рабочего тела можно использовать оборудование, использующее различные источники энергии и горючее. При необходимости ставится 2—4 разных водогрейных аппарата.
- Широкий выбор комплектующих. Застройщик может подобрать схему и материалы под личный бюджет – применить недорогие полипропиленовые трубы, поставить панельные радиаторы и электрокотел.
- Гибкость. Любая схема закрытого типа легко адаптируется под требования домовладельца, трубопроводы укладываются закрытым либо открытым способом. Исключение – гравитационная (самотечная) разводка, монтируемая по строгим правилам.
- Температура поверхности приборов не превышает 80 градусов, выделяется мягкое инфракрасное тепло, воздух не пересушивается.
- Параллельно с отоплением нетрудно организовать горячее водоснабжение – установить и подключить к теплогенератору накопительный бойлер косвенного нагрева.
- Есть возможность полной автоматизации и управления отоплением на расстоянии – через GSM связь или интернет.
Как вы поняли, публикация носит ознакомительный характер и пригодится домовладельцам, не определившимся со способом отопления своего дома. Более развернутые инструкции по выбору теплосилового оборудования, труб и применяемой арматуры вы найдете на других страницах нашего ресурса (переходы выделены синим цветом в тексте статьи).
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.
Котел
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.
- Чугунная секция отдает около 140 ватт тепла. Напомним, при дельте температур с комнатой в 70 градусов.
- Теплоотдача биметаллической секции — около 180 ватт.
- 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.
Трубы
Практика
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.
Расчеты
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!
Источник https://manrem.ru/raschet-sistemy-otopleniya-chastnogo-doma-formuly-primery/
Источник https://resant.ru/raschet-sistemyi-otopleniya.html
Источник https://otoplenie-gid.ru/gde/dom/373-kak-rasschitat-otoplenie-v-dome