Упрощенный расчет системы отопления. Расчет отопления частного дома для качественного обогрева

Для климата средней полосы тепло в доме является насущной потребностью. Вопрос отопления в квартирах решается районными котельными, ТЭЦ или тепловыми станциями. А как же быть владельцу частного жилого помещения? Ответ один - установка отопительной техники, необходимой для комфортного проживания в доме, она же - автономная система отопления. Чтобы не получить в результате установки жизненно необходимой автономной станции груду металлолома, к проектированию и монтажу следует отнестись скрупулёзно и с большой ответственностью.

Первый этап расчета заключается в расчете тепловых потерь комнаты. Потолок, пол, количество окон, материал из которых изготовлены стены, наличие межкомнатной или входной двери - все это источники теплопотерь.

Рассмотрим на примере угловой комнаты объемом 24,3 куб. м.:

Расчеты площадей поверхностей:

наружных стен за минусом окон: S1 = (6+3) х 2,7 - 2×1,1×1,6 = 20,78 кв. м.
окон: S2 = 2×1,1×1,6=3,52 кв. м.
пола: S3 = 6×3=18 кв. м.
потолка: S4 = 6×3= 18 кв. м.

Теперь, имея все расчеты теплоотдающих площадей, оценим теплопотери каждой:

Q1 = S1 х 62 = 20,78×62 = 1289 Вт
Q2= S2 x 135 = 3×135 = 405 Вт
Q3=S3 x 35 = 18×35 = 630 Вт
Q4 = S4 x 27 = 18×27 = 486 Вт
Q5=Q+ Q2+Q3+Q4=2810 Bт

Итого : суммарные теплопотери комнаты в самые холодные дни равны 2,81 кВт . Это число записывается со знаком минус и теперь известно сколько тепла необходимо подать в комнату для комфортной температуры в ней.

Расчет гидравлики

Переходим к наиболее сложному и важному гидравлическому расчету - гарантии эффективной и надежной работы ОС.

Единицами расчета гидравлической системы являются:

диаметр трубопровода на участках отопительной системы;
величины давлений сети в разных точках;
потери давления теплоносителя;
гидравлическая увязка всех точек системы.

Перед расчетом нужно предварительно выбрать конфигурацию системы , тип трубопровода и регулирующей/запорной арматуры. Затем определиться с видом приборов отопления и их расположением в доме. Составить чертеж индивидуальной системы отопления с указанием номеров, длины расчетных участков и тепловых нагрузок. В заключении выявить основное кольцо циркуляции , включающее поочередные отрезки трубопровода, направленные к стояку (при однотрубной системе) или к самому уделенному прибору отопления (при двухтрубной системе) и обратно к источнику тепла.

При любом режиме эксплуатации СО необходимо обеспечить бесшумность работы . В случае отсутствия неподвижных опор и компенсаторов на магистралях и стояках возникает механический шум из-за температурного удлинения. Использование медных или стальных труб способствует распространению шума по всей системе отопления.

Из-за значительной турбулизации потока, который возникает при увеличенном движении теплоносителя в трубопроводе и усиленном дросселировании потока воды регулирующим клапаном, возникает гидравлический шум. Поэтому, учитывая возможность возникновения шума, необходимо на всех этапах гидравлического расчета и конструирования - подбор насосов и теплообменников, балансовых и регулирующих клапанов, анализ температурных удлинений трубопровода - выбирать соответствующие для заданных исходных условий оптимальное оборудование и арматуру.

Изготовить отопление в частном доме возможно и самостоятельно. Возможные варианты представлены в данной статье:

Перепады давления в СО

Гидравлический расчет включает имеющиеся перепады давления на вводе отопительной системы:

диаметры участков СО
регулирующие клапаны, которые устанавливаются на ветках, стояках и подводках приборов отопления;
разделительные, перепускные и смесительные клапаны;
балансовые клапаны и величины их гидравлической настройки.

При пуске отопительной системы балансовые клапаны настраиваются на схемные параметры настройки.

На схеме отопления обозначается каждого из отопительных приборов, которая равна тепловой расчетной нагрузке помещения, Q4. В случае наличия более одного прибора необходимо разделить величину нагрузки между ними.

Далее необходимо определить основное циркуляционное кольцо. В однотрубной системе количество колец равно числу стояков, а в двухтрубной - количеству приборов отопления. Клапаны баланса предусматривают для каждого кольца циркуляции, поэтому количество клапанов в однотрубной системе равно числу вертикальных стояков, а в двухтрубной - количеству приборов отопления. В двухтрубной СО балансовые вентили располагают на обратной подводке прибора отопления.

Расчет циркуляционного кольца включает:

Необходимо из двух направлений расчета гидравлики основного кольца циркуляции выбрать одно.

При первом направлении расчета, диаметр трубопровода и потери давления в кольце циркуляции определяются по задаваемой скорости движения воды на каждом участке основного кольца с последующим подбором насоса циркуляции . Напор насоса Pн, Па определяется в зависимости от вида отопительной системы:

для вертикальных бифилярных и однотрубных систем: Рн = Pс. о. - Ре
для горизонтальных бифилярных и однотрубных, двухтрубных систем:Рн = Pс. о. - 0,4Ре

Pс.о - потери давления в основном кольце циркуляции, Па;
Ре - естественное циркуляционное давление, которое возникает вследствие понижения температуры теплоносителя в трубах кольца и приборах отопления, Па.

В горизонтальных трубах скорость теплоносителя принимают от 0,25 м/с, для возможности удаления воздуха из них. Оптимальная расчетная движения теплоносителя в трубах из стали до 0,5 м/с, полимерных и медных - до 0,7 м/с.

После расчета основного кольца циркуляции производят расчет остальных колец путем определения известного давления в них и подбора диаметров по примерной величине удельных потерь Rср.

Применяется направление в системах с местным теплогенератором, в СО при зависимом (при недостаточном давлении на вводе тепловой системы) или независимом присоединении к тепловым СО.

Второе направление расчета заключается в подборе диаметра трубы на расчетных участках и определении потерь давления в кольце циркуляции. Рассчитывается по изначально заданной величине циркуляционного давления. Диаметры участков трубопровода подбирают по примерной величине удельных потерь давления Rср. Этот принцип применяется в расчетах отопительных систем с зависимым присоединением к тепловым сетям, с естественной циркуляцией.

Для исходного параметра расчета нужно определить величину имеющегося циркуляционного перепада давления PP, где PP в системе с естественной циркуляцией равно Pe, а в насосных системах - от вида отопительной системы:

в вертикальных однотрубных и бифилярных системах: PР = Рн + Ре
в горизонтальных однотрубных, двухтрубных и бифилярных системах: PР = Рн + 0,4.Ре

Проекты систем отопления, реализуемых в своих домах, представлены в данном материале:

Расчет трубопроводов СО

Следующей задачей расчета гидравлики является определение диаметра трубопровода. Расчет производится с учетом циркуляционного давления, установленном для данной СО, и тепловой нагрузки. Следует отметить, что в двухтрубных СО с водяным теплоносителем главное циркуляционное кольцо располагается в нижнем приборе отопления, более нагруженного и удаленного от центра стояка.

По формуле Rср = β*?рр/∑L; Па/м определяем среднее значение на 1 метр трубы удельной потери давления от трения Rср, Па/м, где:

β - коэффициент, учитывающий часть потери давления на местные сопротивления от общей суммы расчётного циркуляционного давления (для СО с искусственной циркуляцией β=0,65);
рр - имеющееся давление в принятой СО, Па;
∑L - сумма всей длины расчётного кольца циркуляции, м.

Расчет количества радиаторов при водяном отоплении

Формула расчета

В создании уютной атмосферы в доме при водяной системе отопления необходимым элементом являются радиаторы. При расчете учитываются общий объем дома, конструкция здания, материал стен, вид батарей и другие факторы.

Например: один кубометр кирпичного дома с качественными стеклопакетами потребует 0,034 кВт; из панели - 0,041 кВт; возведенные согласно всех современных требований - 0,020 кВт.

Расчет производим следующим образом:

определяем тип помещения и выбираем вид радиаторов;
умножаем площадь дома на указанный тепловой поток ;
делим полученное число на показатель теплового потока одного элемента (секции) радиатора и округляем результат в большую сторону.

Например: комната 6x4x2,5 м панельного дома (тепловой поток дома 0,041 кВт), объем комнаты V = 6x4x2,5 = 60 куб. м. оптимальный объем теплоэнергии Q = 60×0, 041 = 2,46 кВт3, количество секций N = 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 секций.

Характеристики радиаторов

Тип радиатора

Тип радиатора	Мощность секции	Коррозийное воздействие кислорода	Ограничения по Ph	Коррозийное воздействие блуждающих токов	Давление рабочее/ испытательное	Гарантийный срок службы (лет)
Чугунный	110	-	6.5 - 9.0	-	6−9 /12−15	10
Алюминиевый	175−199	-	7- 8	+	10−20 / 15−30	3−10
Трубчатый Стальной	85	+	6.5 - 9.0	+	6−12 / 9−18.27	1
Биметаллический	199	+	6.5 - 9.0	+	35 / 57	3−10

Правильно проведя расчет и монтаж из высококачественных комплектующих, вы обеспечите ваш дом надежной, эффективной и долговечной индивидуальной системой отопления.

Видео осуществления гидравлического расчета

Расчет отопления здания производится в соответствии с выбранным типом обогрева.

В частном доме он может отличаться по следующим признакам:

источник тепла;
тип нагревательных приборов;
вид циркуляции теплоносителя и пр.

Самой распространенной является система водяного отопления с газовым котлом в качестве источника тепла.
Основными ее элементами являются трубопроводы, запорно-регулирующая арматура и радиаторы. При устройстве отопления в частном доме она дополняется отопительным котлом, циркуляционным насосом и расширительным баком. Мощность котла, диаметры труб, количество и характеристики радиаторов определяются расчетным путем.

Расчет системы отопления чрезвычайно важен. Ошибки и небрежности на этом этапе влекут затратные и утомительные переделки. Его вполне можно произвести самостоятельно.

Этапы расчета

расчет теплопотерь дома;
подбор температурного режима;
подбор отопительных радиаторов по мощности;
гидравлический расчет системы;
выбор котла.

Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.

Расчет теплопотерь

Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:

удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
геометрические размеры всех элементов здания.

Кроме вышеперечисленных исходных данных, необходимо знать внутренние размеры каждого помещения, климатический район строительства и определить расположение дома относительно сторон света.

Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле:
Мк = 1,2 х Тп, где

Тп - суммарные теплопотери постройки;

Мк - мощность котла;

1,2 - коэффициент запаса (20%).

При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.

Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:

для центральных районов России - 1,2 - 1,5 кВт;
для юга страны - 0,7 - 0,9 кВт;
для севера - 1,5 - 2,0 кВт.

Температурный режим и подбор радиаторов

Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.

Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.

Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.

Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.

К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.

Гидравлический расчет

Для гидравлического расчета существуют специальные программы.

Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:

Расход теплоносителя в целом;
Потери напора теплового носителя в системе;
Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.

Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.

Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости - 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.

Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.

Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.

Выбор котла и немного экономики

Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический. Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт. При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.

Определение стоимости отопления

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).

Систему теплоснабжения частных домов можно сравнить с кровеносной системой человека, где котел – это сердце, а артерии и сосуды – трубопроводы. Правильно сделанный расчет системы отопления частного дома – это гарантия качественного обогрева, уюта и комфорта в помещениях, которые благоприятно влияют на жизнедеятельность любого человека.

Еще раз обращаем ваше внимание на правильный расчет отопления частного дома. Этот процесс должен происходить ответственно, потому что если будут допущены ошибки, то от них будет зависеть функциональность и качество работы обогрева. К тому же капитальные затраты на эксплуатацию и монтаж во многом зависят от полученных параметров при вычислениях.

В качестве теплоносителя, в большинстве случаев, для частных домов, выбирают обычную воду, а сами системы могут быть как открытыми, так и закрытыми. Долговечность и качество функционирования обогрева зависят от правильности вычислений и подбора оборудования. Большинство из необходимых параметров мы рассмотрим в этой статье.

Тип котла и его роль в расчете обогрева

Правильный расчет системы отопления для частного дома трудно себе вообразить без выбора типа источника теплоты. Этот вопрос нужно решать, исходя из того, какой энергоресурс доступен в регионе установки и какой из них является оптимальным выбором по цене.

Большим спросом пользуются котлы, работающие на электричестве, дизеле, угле и природном газе. Последний вариант наиболее предпочтителен с финансовой точки зрения, но, к сожалению, он не всегда возможен в связи с отсутствием возможности подключения к газовой трубе.

Электрокотлы. Такое оборудование не особо популярно на просторах нашей страны, потому что электрическая энергия стоит немало. Помимо этого для качественной работы электрического котла нужно обустроить стабильную и надежную систему электроподачи;

Твердотопливные источники теплоты. Наш отечественный рынок богат устройствами с автоматической и ручной загрузкой горючих материалов. Агрегаты с автоматической загрузкой стоят дороже, потому что время их автономной работы намного больше, а в эксплуатации они более практичны;
Газовые котлы. Эти устройства выделяются высоким КПД, высокой степенью автоматизации работы, а также безопасностью. Такой вариант является приоритетным, если дом подключен к газовым распределительным сетям. Такое оборудование имеет небольшие габариты при высоких показателях производительности.

Нужно заметить, что цена на газ с каждым годом только растет, поэтому стоит задуматься над системами автоматизации и энергосбережения. Но, несмотря на высокую цену на топливо, эти котлы наиболее востребованы;

Агрегаты на жидком топливе. Такое оборудование функционирует на отработанном масле или дизельном топливе, обладает высоким показателем производительности, практичности и доступностью самого топлива. Эти источники теплоты можно устанавливать в загородных домах или коттеджах, но при этом надо помнить, что для них потребуется дополнительная постройка резервуара для топлива.

Совет. Если у вас возникли спорные моменты или проблемы при расчете своими руками, то советуем вам обратиться за помощью к профессионалам. Так вы сэкономите ваше время за небольшую плату.

Некоторые нюансы об источниках теплоты

Если у вашей постройки нет доступа к газу, то у вас только три выхода:

Жидкотопливный котел;
Источник теплоты на угле;
Электрический генератор.

Более предпочтительными вариантами являются первые два. Источник теплоты на жидком топливе, имеет одно большое преимущество. Он может сменить горелки на газовые, и работать на природном газе. Выбор горелок довольно велик, и подобрать необходимую можно под любую модель котла.

Один большой недостаток у твердотопливных котлов – это отсутствие качественных механизмов для реализации автоматизации. Поэтому нужно быть готовыми к тому, что каждые 5-6 часов придется загружать топливо в топку. Существуют механизмы, которые самостоятельно загружают топливо в топку из бункера. В таком случае вмешательство человека не требуется более суток, но в дальнейшем придется пополнять запас бункера самостоятельно.

На рынке можно найти твердотопливные котлы, которые можно оборудовать ТЭНами, то есть сделать с них электрические. Такое оборудование более предпочтительно благодаря возможности работать на резервном виде топлива.

Электрокотлы обладают и преимуществами и недостатками, более подробно о таком оборудовании вы можете прочитать в специализированной статье на нашем сайте.

Расчет характеристик

После выбора генератора теплоты можно приступить к расчету его мощности и характеристик системы.

После того как тип источника теплоты выбран, можно приступать к подбору его мощности и общих характеристик отопления. Следует заметить, что выполняется по очень простой методике (формуле).

Чтобы выполнить предварительные вычисления будет достаточным умножения площади комнаты на климатическую мощность. Результат, полученный в ходе умножения, разделяем на 10.

Это самая примитивная формула, с помощью которой можно произвести довольно точные вычисления при наличии малого количества известных параметров.

Площадь комнаты. На первый взгляд может показаться, что этот параметр самый элементарный для расчетов, но это не совсем так. Обычно выбирается площадь всех комнат, в которых подразумевается сооружение отопления. Это может быть большой ошибкой, потому что отапливаться будут все помещения в доме, которые выходят хотя бы одной стеной на улицу.

В большинстве случаев производится тепловой расчет системы обогрева, учитывая только комнаты с внешними стенами. Берется небольшой запас мощности источника теплоты и других элементов, что позволит обеспечить дом теплом даже в самую суровую зиму;

Климатическая мощность. Выполняя вычисления системы отопления невозможно обойтись без этого параметра. Параметр берется исходя из регионов, в которых находится дом. К примеру, для центральных регионов этот коэффициент равен 1,3-1,6 кВт, для южных – 0,8-0,95 кВт, а для северных еще больше — 1,6-2,2 кВт.

Пример расчета мощности генератора теплоты для дома в центральной части России с площадью в сто тридцать квадратных метров:

Nk=130*1,2/10=15,6 (16) кВт

Совет. Для установки нужно выбирать котлы с запасом по мощности. Специалисты объясняют это возможностями увеличения площадей и числа потребителей, а также качества теплоснабжения в суровые зимы.

Как грамотно сделать вычисления количества секций батарей

Расчет отопления включает в себя обязательные вычисления количества секций батарей. Это можно сделать благодаря существованию простой формулы: площадь комнат, в которой будут установлены радиаторы, нужно умножить на сто и разделить на показатель мощности одного радиатора.

Площадь помещения. В основном, все отопительные приборы рассчитываются для обогрева лишь одного помещения, а, следовательно, суммарная площадь здания не требуется. Может быть исключение, когда рядом с комнатой, которая будет обогреваться, располагается другая комната без обогрева;
Число 100 , которое фигурирует в формуле подсчета количества секций батарей для системы обогрева, берется не «с головы». В соответствии с требованиями СНиПа, на один метр квадратный жилой комнаты требуется около ста ватт мощности. Такой нагрузки достаточно для создания требуемой температуры;
Если говорить о мощности одной секции батареи отопления , то она сугубо индивидуальна и зависит только от материалов радиаторов. Если параметры отопительного радиатора неизвестны, и узнать их невозможно, то можно принять его равным 200 Вт – так как эта цифра отвечает среднестатистической мощности одной секции современного отопительного прибора.

Получив все эти данные, можно перейти к расчету самих отопительных батарей. Если за основу взять комнату с размерами порядка тридцати квадратных метров, и с мощностью одной секций в сто восемьдесят ватт, то количество секций батарей можно определить таким образом:

n=30*100|180=16,7=17

Совет. Как и при подборе источника теплоты, выбирать количество секций необходимо с небольшим запасом, такой шаг позволяет обеспечить небольшой запас по мощности.

Нельзя ни сказать, что для комнат, которые располагаются в углу или торцах зданий, результат который мы получаем нужно умножать на коэффициент 1,2. Это позволяет получить оптимальные значения и получить точное число секций для приборов отопления.

Материалы для радиаторов: множество моделей

Цена, конструктивные и рабочие особенности любой системы теплоснабжения сильно зависят от материалов, из которых изготовлены батареи. Мы бы рекомендовали воздержаться от стальных радиаторов сразу. Хоть они и доступны по стоимости, но они имеют низкую мощность. Она меньше ста ватт.

Приборы обогрева, сделанные из чугуна, обладают большей надежностью, а также красивым видом (вы можете убедиться в этом сами благодаря фото и видео в нашей галерее сайта). Но, несмотря на преимущества, их мощность не намного больше, чем у стальных – порядка 120 Вт. Но даже такие показатели не критичны при условии, что тепловые потери не чрезмерные.

Заключение

Если вести разговор о качественном и эффективном обогреве, который сможет обеспечить бесперебойным теплом любой частный дом или торговый центр, то лучше не экономить средства при покупке радиаторов. Приобретайте анодированные или еще лучше вакуумные батареи.

Анодированные приборы великолепно защищены от воздействий коррозии, поэтому имеют длительный срок эксплуатации – не менее тридцати лет. Инструкция такого оборудования гарантирует теплопередающую способность элемента не менее 220 Вт.

Вакуумные отопительные радиаторы – это последнее слово в теплотехнике! Они наиболее экономичны из всех типов существующих батарей. Они универсальны в плане выбора места для установки и могут монтироваться как в жилом помещении, так и в торговом.

Качественными и экономичными считаются также батареи, сделанные из цветного металла. На рынке большой выбор алюминиевых и медных приборов самой различной мощности и размерами. Для создания определенного дизайна изготовляются вертикальные батареи, которые могут хорошо вписаться в ограниченные объемы.

Как рассчитать отопление в частном доме вы уже узнали благодаря этой статье и убедились в том, что в процессе этих вычислений нет ничего сложного. Все примеры в этой статье требуют минимального числа параметров и позволяют произвести расчеты быстро и точно.

Применяя на практике полученные в ходе цифры, можно соорудить хорошую и функциональную систему обогрева, как для общественных построек (супермаркеты, учебные заведения), так и для жилых (квартиры, частные дома, коттеджи).

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

Из чего складывается нагревательный узел?

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

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

Подбор нагревательного элемента

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

электрический;
жидкотопливный;
газовый;
твердотопливный;
комбинированный.

Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.

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

Определение мощности котла

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

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

Расчет количества и объема теплообменников

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

От чего зависит количество радиаторов

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

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

Формула и пример расчета

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

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

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

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

Трубопроводная отопительная система

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

полипропилен;
металлопластик;
медь;
сталь;
нержавейка.

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

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

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

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

ВИДЕО: Котлы отопления - какой котел выбрать

Из всех известных на данный момент вариантов для обогрева собственного дома наиболее распространённым видом является индивидуальная система водяного отопления. Масляные радиаторы, камины, печи, тепловентиляторы и обогреватели инфракрасного излучения зачастую используют как вспомогательные приборы.

Система отопления частного дома состоит из отопительных приборов, трубопровода и запорно-регулирующих механизмов, всё это служит для транспортировки тепла от теплогенератора к конечным точкам отопления помещений. Важно понимать, что надёжность, долговечность и эффективность индивидуальной системы отопления зависит от её правильного расчёта и монтажа, а также от качества используемых материалов в данной системе и её грамотной эксплуатации.

Расчёт системы отопления

Рассмотрим подробно упрощённый вариант расчёта системы водяного отопления, в котором мы будем использовать стандартные и общедоступные комплектующие. На рисунке схематически представлена индивидуальная система отопления частного дома на основе одноконтурного котла. Прежде всего, нам необходимо определиться с его мощностью, так как он является основой всех вычислений в дальнейшем. Выполним данную процедуру по описанной ниже схеме.

Общая площадь помещения: S = 78,5; общий объём: V = 220

У нас имеется одноэтажный дом с тремя комнатами, прихожей, коридором, кухней, ванной и туалетом. Зная площадь каждого отдельного помещения и высоту комнат, необходимо произвести элементарные расчёты для того, чтобы вычислить объём всего дома:

комната 1: 10 м 2 · 2,8 м = 28 м 3
комната 2: 10 м 2 · 2,8 м = 28 м 3
комната 3: 20 м 2 · 2,8 м = 56 м 3
прихожая: 8 м 2 · 2,8 м = 22,4 м 3
коридор: 8 м 2 · 2,8 м = 22,4 м 3
кухня: 15,5 м 2 · 2,8 м = 43,4 м 3
ванная: 4 м 2 · 2,8 м = 11,2 м 3
туалет: 3 м 2 · 2,8 м = 8,4 м 3

Таким образом, мы посчитали объём всех отдельных помещений, благодаря чему теперь можно вычислить общий объём дома, он равен 220 кубическим метрам. Заметьте, мы также посчитали объём коридора, но на самом деле там не указано ни одного отопительного прибора, для чего это нужно? Дело в том, что коридор также будет отапливаться, но пассивным образом, за счёт циркуляции тепла, поэтому нам необходимо внести его в общий список отопления, для того, чтобы расчёт был правильным и дал нужный результат.

Следующий этап расчёта мощности котла мы будем проводить, исходя из необходимого количества энергии на один кубический метр. Для каждого региона существует свой показатель — в наших вычислениях используем 40 Вт на кубический метр, исходя из рекомендаций для регионов европейской части СНГ:

40 Вт · 220 м 3 = 8800 Вт

Полученную цифру необходимо возвести в коэффициент 1,2, что даст нам 20% запаса мощности для того, чтобы котёл постоянно не работал на полную мощность. Таким образом, мы понимаем, что нам необходим котёл, который способен вырабатывать 10,6 кВт (стандартные одноконтурные котлы выпускаются мощностью 12-14 кВт).

Расчёт радиаторов

В нашем случае мы будем использовать стандартные алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Мощность каждого ребра такого радиатора при температуре 70 °С составляет 150 Вт. Далее мы посчитаем мощность каждого радиатора и количество условных рёбер:

комната 1: 28 м 3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем 10 условных рёбер, но поскольку у нас два радиатора, оба под окнами, мы возьмём один с 6-ю рёбрами, второй с 4-мя.
комната 2: 28 м 3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем один радиатор с 10-ю рёбрами.
комната 3: 56 м 3 · 40 Вт · 1,2 = 2688 Вт Округляем до 2700 и получаем три радиатора: 1-й и 2-й по 5 рёбер, 3-й (боковой) — 8 рёбер.
прихожая: 22,4 м 3 · 40 Вт · 1,2 = 1075,2 Вт. Округляем до 1200 и получаем два радиатора по 4 ребра.
ванная: 11,2 м 3 · 45 Вт · 1,2 = 600 Вт. Тут температура должна быть немного выше, получается 1 радиатор с 4-мя рёбрами.
туалет: 8,4 м 3 · 40 Вт · 1,2 = 403,2 Вт. Округляем до 450 и получаем три ребра.
кухня: 43,4 м 3 · 40 Вт · 1,2 = 2083,2 Вт. Округляем до 2100 и получаем два радиатора по 7 рёбер.

В конечном результате мы видим, что нам необходимо 12 радиаторов общей мощностью:

900 + 600 + 1500 + 750 + 750 + 1200 + 600 + 600 + 600 + 450 + 1050 + 1050 = 10,05 кВт

Исходя из последних расчётов, видно, что наша индивидуальная система отопления без проблем справится с возложенной на неё нагрузкой.

Выбор труб

Трубопровод для системы индивидуального отопления является средой для транспортировки тепловой энергии (в частности, нагретой воды). На отечественном рынке трубы для монтажа систем представлены в трёх основных видах:

металлические
медные
пластиковые

Металлические трубы имеют ряд значительных недостатков. Кроме того, что они обладают большим весом и требуют специального оборудования для монтажа, а также наличие опыта, они ещё подвержены коррозии и могут накапливать статическое электричество. Хороший вариант — медные трубы, они способны выдерживать температуру до 200 градусов и давление около 200 атмосфер. Но медные трубы отличаются спецификой в монтаже (требуется специальное оборудование, серебряный припой и большой опыт работы), кроме того их стоимость очень велика. Самым популярным вариантом считаются пластиковые трубы. И вот почему:

они имеют алюминиевую основу, которая с двух сторон покрыта пластмассой, благодаря чему они обладают огромной прочностью;
они абсолютно не пропускают кислород, что позволяет свести к нулю процесс образования коррозии на внутренних стенках;
благодаря алюминиевому армированию у них очень низкий коэффициент линейного расширения;
пластиковые трубы антистатичны;
обладают малым гидравлическим сопротивлением;
не требуется специальных навыков для монтажа.

Монтаж системы

Первым делом нам требуется установить секционные радиаторы. Их надо размещать строго под окнами, тёплый воздух от радиатора будет препятствовать проникновению холодного воздуха из окна. Для монтажа секционных радиаторов не понадобится никакого специального оборудования, лишь перфоратор и строительный уровень. Необходимо строго придерживаться одного правила: все радиаторы в доме должны быть смонтированы строго на одном горизонтальном уровне, от этого параметра зависит общая циркуляция воды в системе. Также соблюдайте вертикальное расположение рёбер радиатора.

После монтажа радиаторов можно приступать к прокладке труб. Необходимо заранее промерить общую длину труб, а также посчитать количество всевозможных фитингов (колен, тройников, заглушек и пр.). Для монтажа пластиковых труб понадобится всего три инструмента — рулетка, ножницы для труб и паяльник. На большинстве таких труб и фитингов есть лазерная перфорация в виде насечек и направляющих линий, что даёт возможность по месту выполнять монтаж правильно и ровно. Работая с паяльником, следует придерживаться только одного правила — после того как вы расплавили и состыковали концы изделий, ни в коем случае не прокручивайте их, если с первого раза не получилось припаять ровно, иначе возможна течь в этом месте. Лучше заранее потренируйтесь на кусочках, которые пойдут в отходы.

Дополнительные приборы

По статистике система с пассивной циркуляцией воды будет исправно функционировать, если площадь помещения не превышает 100-120 м 2 . В противном случае необходимо использовать специальные насосы. Конечно, существует ряд котлов, в которые уже встроены насосные системы и они сами обеспечивают циркуляцию воды по трубам, если у вас не такой, то следует приобрести его отдельно.

На отечественном рынке их выбор очень велик, к тому же они отвечают всем необходимым требованиям — потребляют мало электроэнергии, бесшумны и малогабаритны. Монтируют циркуляционные насосы на концах веток отопления. Таким образом, насос прослужит дольше, так как он не будет находиться под прямым воздействием горячей воды.

Пример однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией: 1 — котёл; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы отопления; 4 — игольчатый кран; 5 — расширительный бак; 6 — слив; 7 — водопровод; 8 — фильтр грубой очистки воды; 9 — циркуляционный насос; 10 — шаровые краны

Из всего вышеперечисленного становится ясно, что с монтажом подобной системы без труда справятся два или три человека, для этого не требуется обладать специальными профессиональными навыками, главное, уметь пользоваться элементарными строительными инструментами. В нашей статье мы рассмотрели систему индивидуального отопления, собранную с помощью стандартных комплектующих, их цена и общедоступность позволят почти каждому у себя дома смонтировать аналогичную систему отопления.