Расчет системы отопления частного дома

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

Из чего складывается нагревательный узел?

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

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

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

Подбор нагревательного элемента

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

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

Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.

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

Определение мощности котла

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

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

С этой статьей читают: Как рассчитать мощность котла

Расчет количества и объема теплообменников

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

От чего зависит количество радиаторов

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

• температурные условия в угловой комнате ниже, чем в остальных других, поскольку у нее две стены контактируют с улицей;
• при высоте потолков более чем 3 метра, для расчета мощности теплоносителя нужно брать не площадь помещения, а его объем;
• теплоизоляция стеновых перекрытий и напольной поверхности позволит сохранить до 35% теплоэнергии;
• чем ниже температура воздуха на улице в холодное время года, тем больше радиаторов должно быть в сооружении и, соответственно, чем ниже она – тем меньше по количеству теплообменников можно размещать в здании;


• современное остекление металопластиковыми окнами позволит сократить теплопотери на 15%;
• одноконтурные обвязки выполняются посредством радиаторов, размер которых не превышает 10 секций;
• при перемещении теплоносителя сверху вниз по магистрали, удается увеличить его производительность на 20%.

Формула и пример расчета

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

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

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

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

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

Трубопроводная отопительная система

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

• 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.

Монтаж отопительных приборов

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

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

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

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

ВИДЕО: Котлы отопления — какой котел выбрать

www.portaltepla.ru

Как правильно выбрать котел

Котлы бывают двухконтурные и одноконтурные, с различной мощностью, автоматизированные и простой комплектации. На рисунки снизу можно увидеть схему простой системы отопления с одноконтурным котлом. Таких отопительных систем с простым прибором достаточно для небольшой конструкции.
Первое на что следует обратить внимание при выборе котла, это его мощность. Мощность берется за основу любых вычислений.

Как рассчитать мощность котла

Для примера рассчитаем какой котел подойдет для частного дома из дерева площадью 78,5 м².

В конструкцию одноэтажного частного дома входят: 3 комнаты, коридор + прихожая, кухня, туалет и ванна. Высчитываем объем всего дома, для этого необходимы данные по площади каждого помещения и высота потолков. Площадь комнат составляет: 2-х комнат — по 10 м², высота потолка 2,8 м, 3-я комната 20 м², прихожая 8м², коридор 8м², кухня 15,5 м², ванная 4м², туалет 3 м². Путем умножения высоты и площади получаем объем: 1,2 — 28 и 28 м³, 3 — 56 м³, прихожая и коридор по 22,4 м³, кухня 43,4 м³, ванная 11,2 м³, туалет 8,4 м³.

Следующим шагом вычисляем общий объем частного дома: 28+28+56+22,4+22,4+43,4+11,2+8,4=220 м³. Объем нужно высчитывать всех помещений, не в зависимости установлены там радиаторы или нет, в нашем случае в коридоре и прихожей их нет. Это делается потому, что при отоплении дома такие помещения все равно прогреваются, но пассивно, из-за естественной циркуляции воздуха и его теплообмена. Поэтому если не учесть не отапливаемые жилые помещения расчет будет не верен.

Для выбора мощности котла нужно опираться на количество энергии необходимое на 1 м³ исходя из данных по регионам:

• Европейская часть России — 40 Вт/м³
• Северная часть России – 45 Вт/м³
• Южная часть России – 25 Вт/м³

Предположим, что для рассматриваемого дома мощность ровна 40 Вт/м³. Выходит необходимая мощность ровняется 40х220 = 8800 Вт. К этой цифре прибавляется коэффициент 1,2, равный 20% мощности запаса. Добавочная мощность нужна чтобы не напрягать котел, и он работал спокойно. Переводим полученные ваты в киловатты и получаем 10,6 кВт. Это значит для площади деревянного одноэтажного дома площадью 78,5 м² подойдет стандартный котел мощностью 12-14 кВт.

Вычислив мощность котла, нужно определить какую вытяжку ему нужно.

Как подобрать диаметр трубы

Правильно подобрать диаметр трубы под котел частного дома важный этап в проектирование системы отопления. Почему то считают, что больший диаметр дымоходной трубы тем лучше. Но это ошибочное мнение.

Для оптимизации работы котла, особенно для электронных приборов, необходимо подобрать трубу нужного диаметра. Нужные для этого показатели это:

1. Тип очага отопления. Отопительным центром в частном деревянном даме может быть либо котел, либо печка. Для котлов важно знать Объем камеры сгорания, у печки квадратура Объема зольника. Для самодельных газовых или дизельных котлов тоже необходимо знать эти показатели.
2. Длина и конструкция предполагаемой трубы. Оптимальная высота конструкции 4-5 м без искривлений и сужений. В противном случае в конструкции образуются ненужные вихревые зоны, которые уменьшают тягу.
3. Форма будущего дымохода. Конструкции в виде цилиндра самый оптимальный вариант. Поэтому использовать готовую сендвичную конструкцию проще всего. Выложить из кирпича подобную круглую трубу сложно, а у квадратной большие потери. Стоит сендвичная труба, например диаметром 100 мм от 1000 руб./м пог.

Зная все эти факторы и показатели можно произвести расчет сечения трубы для конкретного котла. Расчет будет приблизительным, так как для точного, нужны сложные вычисления и показатели. За основу берется размер камеры сгорания котла, именно от нее зависит объем выходящих газов. Дл расчета используют следующую формулу: F = (К ∙ Q) / (4,19 ∙ √ˉ Н). К — это условный коэффициент равный 0,02-0,03, Q — производительность газового котел, которая указана в техническом паспорте оборудования, Н — высота будущего дымохода.

Получившийся результат нужно округлить и подогнать под строительные нормы, которые можно найти в сети («Технические условия по переводу печей на газ»). Для кирпичной трубы расчет делается с условием сечения трубы 1/2 кирпича на 1/2.

Для правильного распределения тепла по дому необходимо высчитать число радиаторов.

Расчет радиаторов

Расчет радиаторов будет напрямую связан с их мощностью. Радиаторы бывают:

• Алюминиевые,
• биметаллические,
• чугунные и т.д.

Биметаллические радиаторы имеют стандартную мощность одной секции 100-180 Вт, алюминиевые — 180 — 205 Вт, чугунные — 120-160 Вт. Считать секции нужно только после учета мощности, поэтому приобретая, поинтересуйтесь у продавца, из какого материала сделаны радиаторы.

Еще один показатель важный при выборе отопительных приборов это разница температур между поступающим от котла и обраткой(DT). Стандартная цифра, зафиксированная в техническом паспорте радиатора 90 — входящая, 70 — обратка.

Опираясь на собственный опыт, могу сказать, что котел редко работает на полную мощность, а значит, температуры подачи в 90 ⁰С не будет. А в автоматических котлах вообще стоит ограничитель 80 ⁰С, так что паспортных показателей не получится. А значит средняя реальная DT 70 -вход, 55 — выход. Значит, мощность радиатора будет менее 120 Вт, для алюминиевых 150 Вт. Из этого расчета просто сделать вычисления.

Для примера рассчитаем тот же деревянный одноэтажный дом площадью 78,5 м². Использоваться будут алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Теперь рассчитаем количество секций на одно помещение:

Комната в 28 м³, умножаем этот показатель на 40 Вт (из таблицы потребления по регионам) и на 1,2 =1344 Вт. Эту цифру нужно округлить до целого, 1500. Теперь разделим на мощность одной секции: 1500:150=10 секций. Для данной комнаты можно использовать один радиатор с 6 секциями и второй с 4-я.

Аналогично рассчитываются все комнаты дома.

Следующим этапом нужно выбрать трубы связывающие радиаторы в единую систему.

Как правильно выбрать трубы для радиаторов

Нагретая вода от газового котла транспортируется к радиаторам по системе труб, поэтому от их качества будет зависть, насколько велики будут теплопотери. На рынках представлены три основных вида труб:

1. Пластиковые.
2. Металлические.
3. Медные.

Металлические трубы

У металлических труб, которые раньше использовались в системе отопления любого частного дома, есть ряд минусов:

• большой вес,
• монтаж требует использования дополнительного оборудования,
• накапливаю статическое электричество,
• появление естественной ржавчины, а это может нанести вред котлу.

Но зато цена на такие трубы не велика, от 350 п.м.

Медные трубы

Другое дело медные трубы. Они имеют ряд плюсов:

1. Выдерживают температуру до 200 ⁰С
2. Выдерживают давление до 200 атмосфер.

Но большее число минусов делают эти трубы не востребованными:

1. Сложность установки (нужен серебряный припой, нужно профессиональное оборудование и знания).
2. Монтировать медные трубы можно только на специальные крепления.
3. Высокая цена из-за дороговизны материала, от 1500 п/м.
4. Высокая стоимость монтажа от 600 п/м.

Пластиковые трубы

Пластиковые трубы считаются одними из самых востребованных, среди домовладельцев. Способствуют этому ряд плюсов:

1. Коррозия внутри системы не образуется, так как система герметична, а материал не пропускает воздух.
2. Повышенная прочность, так как основа из алюминия, покрытого пластиком, а этот материал не гниет и не разрушается со временем.
3. Конструкция имеет алюминиевое армирование, поэтому расширение минимум.
4. Низкое гидравлическое сопротивление, это хорошее для системы с естественной циркуляцией и под давлением.
5. Антистатичны.
6. Не нужно обладать навыком при установке, достаточно ознакомится в интернете техникой монтажа.
7. Низкая стоимость, от 32 руб./м

Когда трубы выбраны и приобретены можно приступать к монтажу системы отопления, сделать работу можно своими руками или вызвать специалистов.

Тонкости монтажа

Монтаж системы отопления в частном деревянном доме проходит в несколько основных этапов:

1. Установка радиаторов. Монтаж радиаторов нужно выполнять по схеме. Традиционно радиаторы располагают под оконными проемами, так тепло не будет впускать в помещение холодный воздух. Делают монтаж своими руками при помощи шуруповерта, саморезов и уровня. Главное правило, которое следует соблюдать: все радиаторы системы располагают на одинаковом расстоянии от пола и строго по уровню. В противном случае вода будет с плохой циркуляцией в системе.
2. Монтаж труб. Перед монтажом нужно просчитать общую длину системы, и креплений и соединяющих (фитингов). Для работы своими руками нужны следующие инструменты: ножницы для пластиковых труб, специальный паяльник, рулетка и карандаш. На качественных трубах есть специальные разметки, показывающие направление и насечки дл облегчения монтажа.

Используя паяльник нужно сразу после расплавления спаивать трубы в соединительных креплениях. Выполнять после этого повороты запрещено, иначе припой получиться негерметичным и разломается, а с циркуляцией под давлением может развалиться. Для предотвращения таких ошибок потренируйтесь на остатке трубы. К стене трубы крепят в специальные полукруглые крепления, которые в свою очередь прикручиваются к деревянной стене саморезами небольшой величины.

1. Подключение системы к котлу. Эту часть лучше доверить специалистам, так как проверка системы и ее первый запуск могут вызвать ряд сложностей у новичка.

profibrus.ru

Расчет системы отопления частного дома: формулы, справочные данные, примеры

Какие параметры нуждаются в расчете при проектировании автономной системы отопления? Как выполняется расчет системы отопления частного дома в каждом конкретном случае? В статье мы предоставим в распоряжение читателя все необходимые формулы, справочные данные и сопроводим расчеты примерами.

Нам предстоит узнать, насколько это сложно — рассчитать параметры автономного отопления.

Что считаем

Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?

Что именно нам предстоит считать?

• Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла .
• Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и, соответственно, мощность отопительного прибора в нем.

Заметьте: нам предстоит затронуть и методы определения тепловой мощности для разных отопительных приборов.

В этом порядке и двинемся дальше.

Тепловая мощность

Грубо оценить потребность дома в тепле можно двумя способами:

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.

Расчет по объему с региональными коэффициентами

Именно в силу перечисленных причин лучше использовать ненамного более сложную, но дающую куда более точный результат схему расчетов.

1. За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
2. На каждое окно в наружной стене к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
3. 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.

1. Внутренний объем отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
2. Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
3. Окна и двери усугубляют ситуацию: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
4. 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.

Отопительные приборы

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:

1. Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
2. Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
3. Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
4. 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:

Тепловая мощность на одну секцию, ватты

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.

Обратите внимание: они привлекают не только низкой себестоимостью, но и исключительной прочностью на разрыв, что очень кстати при подключении дома к теплотрассе.
В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным внешним видом и невысокой теплоотдачей на единицу объема отопительного прибора.

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.

1. Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
2. Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
3. Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.

Расширительный бак

И в этом случае есть две методики расчета — простая и точная.

Простая схема

Простой расчет прост донельзя: объем расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.

Откуда взять значение объема теплоносителя?

Вот пара простейших решений:

1. Заполните контур водой, стравите воздух, а потом слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
2. Кроме того, грубо объем сбалансированной системы можно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, в случае котла мощностью 45 КВт в системе будет примерно 45*15=675 литров теплоносителя.

Стало быть, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в большую сторону до стандартного значения).

Стандартные объемы расширительных бачков.

Точная схема

Более точно можно своими руками рассчитать объем расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

• V — искомое значение в литрах.
• Vt — полный объем теплоносителя.
• E — коэффициент расширения теплоносителя.
• D — коэффициент эффективности расширительного бака.

Очевидно, последние два параметра нуждаются в комментариях.

Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей можно взять по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):

А вот коэффициенты для теплоносителей с большим содержанием гликоля.

Коэффициент эффективности бачка можно рассчитать по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:

• Pv — максимальное давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).

Подсказка: обычно оно берется равным 2,5 кгс/см2.

• Ps- статическое давление контура (оно же — давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между уровнем расположения бака и верхней точкой контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.

Давайте в качестве примера подсчитаем требования к бачку для следующих условий:

• Перепад высоты между баком и верхней точкой контура равен 5 метрам.
• Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
• Максимальный нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).

1. Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Вместо расчета коэффициент можно взять из таблицы.

1. Объем теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
2. Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, или 0,0358.
3. Таким образом, минимальный объем бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.

Циркуляционный насос

Для нас важны два параметра: создаваемый насосом напор и его производительность.

На фото — насос в отопительном контуре.

С напором все не просто, а очень просто: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.

Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.

Простейший способ подобрать производительность — умножить объем теплоносителя в системе на 3: контур должен оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).

Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:

• G — производительность в кубометрах в час.
• Q — мощность котла или участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
• 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
• Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.

Подсказка: для автономной системы стандартные параметры — 70/50 С.

При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна составлять 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.

Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.

Заключение

Надеемся, что предоставили в распоряжение читателя все необходимые материалы. Дополнительную информацию о том, как выполняется расчет отопления в частном доме, можно найти в прикрепленном видео. Успехов!

Как рассчитать систему отопления частного дома, подобрать и смонтировать оборудование

Для расчета отопительной системы необходимо знать требуемое количество тепла. В этих целях рассчитывают тепловые потери всего дома в холодные и теплые поры года. Сюда входят потери тепла через стены дома, окна, двери, потолок и т.д. Это требует достаточно кропотливых расчетов.

Не желая или не имея возможности это сделать, принято считать, что источник тепла должен генерировать в среднем 10 кВт на 100 м² отапливаемого помещения.

Под системой отопления понимают взаимосвязь между следующей совокупностью приборов: насосы, трубопроводы, запорно-регулирующие устройства, средства автоматики и контроля передачи тепловой энергии от источника в помещения.

В рамках данной статьи рассмотрим наиболее распространенную систему в виде водяного отопления с отопительным котлом. Приведены приблизительные расчеты, которые носят больше оценочный характер при выборе генератора тепла.

Тип отопительного котла. Расчет генерируемой мощности

Котел может быть: газовый, электрический, твердотопливный, комбинированный и т.д. Выбор котла зачастую зависит от топлива, которое преобладает в регионе проживания.

• Газовый котел. Для установки такого котла ранее требовалось отдельное помещение (котельная). Сейчас это касается только котлов с открытой камерой сгорания. Данный тип отопительного котла наиболее распространен в газифицированной местности.
• Электрический котел. Не обрел широкого распространения ввиду высокой стоимости электроэнергии и проблем с подключением мощностей.
• Твердотопливный котел. Пользуется невысокой популярностью при относительной доступности топлива. Это объясняется рядом неудобств при его эксплуатации. К примеру, в течение суток требуется осуществлять топку несколько раз. Также, режим теплоотдачи носит циклический характер. Использование данного типа котлов облегчается (уменьшая количество топок) за счет использования топлива с высокой теплотой сгорания или термобаллона, которым увеличивают время сгорания благодаря регулируемой подаче воздуха, также это можно осуществлять за счет водяных теплоаккумуляторов, подключенных к системе отопления.

Определяющие параметры при расчете мощности

1. Площадь отапливаемого помещения (S);
2. Удельная мощность котла на площадь помещения в 10 м² с учетом климатических условий региона (Wуд).

Существующие общепринятые величины удельной мощности в зависимости от климатической зоны:

• Северные районы: Wуд = 1.5 – 2.0 кВт;
• Центральные районы: Wуд = 1.2 – 1.5 кВт;
• Южные районы: Wуд = 0.7 – 0.9 кВт;

Формула расчета мощности котла

Принимая для удобства расчетов усредненное значение Wуд за единицу(1 кВт), получаем упомянутую выше величину 10 кВт на 100 м² отапливаемой площади.

Тип водяного отопления зависит от площади дома. Система с естественной циркуляцией пригодна для площади не более 100 м².

В других случаях применяют принудительную циркуляцию теплоносителя (горячая вода) посредством циркуляционных насосов.

Перед расчетом системы отопления произведите теплотехнический расчет наружной стены .

Отопление это очень хорошо, но без интернета жить печально. Как провести интернет в частный дом, читайте здесь .

Подбор и монтаж трубопроводов

Трубопроводы в отопительной системе можно сравнить с «кровеносными сосудами». От их качества и размещения зависит эффективность работы всей отопительной системы.

• Стальные трубы. Такие трубы требуют сварочных работ при монтаже и подвержены коррозионным процессам. Чтобы избежать подобных недостатков, используют дополнительно оцинкованные трубы с резьбовым соединением. В любом случая их конструкция достаточно тяжелая и требует соответствующей квалификации.
• Металлопластиковые трубы. Они отличаются кислородонепроницаемостью, высокой механической прочностью, стойкостью к коррозии, малым гидравлическим сопротивлением. Могут монтироваться без применения сварки с помощью резьбовых или прессовых соединений. Это значительно снижает стоимость монтажных работ.
• Полипропиленовые трубы. Нашли широкое применение для систем водяного отопления. Кратковременное повышение температуры теплоносителя может быть до 100 °С.
• Медные трубы. Как правило, монтируют те, кто решил скрыть трубопроводы в стенах дома. Отличаются высокой долговечностью, выдерживают высокие температуры и давление на разрыв, но требуют сварки. Качественно смонтированная система способна послужить не одному поколению. Работа с медными трубами требует высокой квалификации и значительных денежных затрат.

Схемы разводки могут быть однотрубные и двухтрубные. Двухтрубные разводки применяют при больших площадях с возможностью регулировать температуру в каждом отапливаемом помещении с помощью терморегуляторов.

Однотрубные разводки лишены такой возможности. Плюсом является их низкая стоимость.

Для создания уюта в доме можно сделать деревянные окна своими руками .

В доме будет тепло если строить его из качественных материалов. Как возводить стены из пеноблоков — читайте здесь .

Подбор и монтаж отопительных приборов

Тепло в помещения от котла передается посредством отопительных приборов. Их подразделяют на:

• инфракрасные излучатели;
• конвективно-радиационные (все типы радиаторов);
• конвективные (ребристые).

Инфракрасные излучатели менее распространены, но считаются более эффективными, поскольку нагревают не воздух, а предметы, находящиеся в зоне действия излучателя. Для домашнего использования известны переносные инфракрасные обогреватели, которые преобразуют электрический ток в инфракрасное излучение.

Наибольшее распространение получили приборы из двух последних пунктов благодаря оптимальным потребительским качествам.

Для расчета требуемого количества секций отопительного прибора, необходимо знать величину теплоотдачи каждой секции.

На 1 м² примерно нужно 100 Вт мощности. К примеру, если мощность одной секции радиатора 170 Вт, то радиатором в 10 секций (1.7 кВт) можно обогреть площадь помещения в 17 м². При этом, высота потолка по умолчанию принимается не более 2.7 м.

Размещая радиатор в глубокую нишу под подоконником, вы уменьшаете теплоотдачу в среднем на 10%. При размещении сверху декоративного короба, потери тепла достигают 15-20%.

Придерживаясь нехитрых правил, можно повысить эффективность теплоотдачи радиаторов отопления:

• для максимальной нейтрализации потоков холодного воздуха теплым, радиаторы устанавливают строго под окнами, сохраняя расстояние между ними не менее 5 см.
• Центр окна и радиатора должны либо совпадать, либо отклоняться на величину не более 2 см;
• батареи в каждой комнате размещают на одном уровне по горизонтали;
• расстояние между радиатором и полом должно быть не менее 6 см;
• между задней поверхностью отопительного прибора и стеной должно быть не меньше 2-5 см.

Расчет отопления частного дома

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

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

Из чего складывается нагревательный узел?

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

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

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

Подбор нагревательного элемента

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

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

Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.

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

Определение мощности котла

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

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

Общая площадь жилья, нуждающегося в обогреве, м 2

Расчет количества и объема теплообменников

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

От чего зависит количество радиаторов

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

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

Формула и пример расчета

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

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

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

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

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

Трубопроводная отопительная система

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

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

Монтаж отопительных приборов

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

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

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

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

ВИДЕО: Котлы отопления — какой котел выбрать

Источники: http://gidroguru.com/otoplenie/operacii/raschet/1332-raschet-sistemy-otopleniya-chastnogo-doma, http://personalhouse.net/kommunikacii/otoplenie/raschet-otopleniya-chastnogo-doma, http://www.portaltepla.ru/montagh-otopleniya/kak-rasschitat-otoplenie-v-chastnom-dome/

msklimat.ru

Как рассчитать систему отопления для частного дома?

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

Для обустройства отопления нам необходимо узнать:

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

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

Как рассчитать котел для отопления частного дома?

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

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

Как рассчитать газовый котел для отопления частного дома?

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

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

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

М=П*МУД/10, где

М – мощность котла;

П – площадь отапливаемого жилища;

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

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

Как рассчитать электрокотел для отопления частного дома?

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

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

Как рассчитать радиаторы отопления для частного дома?

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

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

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

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

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

Как рассчитать батареи отопления для частного дома с коэффициентами?

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

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

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

       

Как рассчитать насос для отопления частного дома?  

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

Проще всего узнать сопротивление по типу используемых радиаторов:

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

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

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

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

 

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

Читайте также:

КАК РАССЧИТАТЬ ОТОПЛЕНИЕ В КВАРТИРЕ?

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ГАЗОВЫЙ КОТЕЛ К СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ?

tadgikov.net

Особенности водяных отопительных систем

Схема водяного отопления частного дома обязательно включает в себя котел или другое оборудование, служащее для нагрева теплоносителя (прочитайте также: «Схема отопления частного дома — выбираем простую типовую схему «).

Выбор прибора зависит от нескольких факторов, в частности:

• площади дома;
• климатических особенностей региона;
• доступности одного или другого вида топлива.

Для создания водяной отопительной системы чаще всего используется оборудование, работающее на газу, твердом или жидком топливе, электричестве. Самыми распространенными являются газовые и твердотопливные котлы, поскольку ресурсы для них можно достать повсеместно, к тому же стоят они сравнительно недорого. Читайте также: «Выбор системы отопления для частного дома «.

В местности, где является недоступным газ, чаще всего используются твердотопливные приборы, хотя существует возможность приобретать газовые баллоны. Однако водяное отопление частного дома с помощью них обходится недешево, поэтому в данном случае приходится искать другие источники энергии – твердотопливные котлы, работающие на дровах и древесных отходах, являются лучшим вариантом. Если нет доступа к этим ресурсам, часто пользуются электрическими котлами, но они потребляют большое количество электроэнергии, и обогрев дома обходится весьма дорого.

Котел – основная часть системы водяного отопления частного дома, но в ней присутствуют и другие элементы. Например, для перевода печного отопления в водяное потребуется использовать регистры, змеевики и полые встраиваемые детали. В результате такой модернизации система отопления становится комбинированной и обладает большим КПД. Читайте также: «Схема системы отопления частного дома — выбираем оптимальное решение «.

Монтаж водяной системы происходит практически одинаково во всех случаях, независимо от того, какой вид оборудования используется. Поскольку она имеет универсальную схему, можно одновременно установить сразу несколько генераторов тепла – это позволит сделать систему автономной, получить максимальную эффективность обогрева и исключить риск остаться без теплоснабжения. Однако при параллельном подключении котлов нужно обязательно установить специальную автоматику, которая позволит переключаться между приборами в том случае, если один из них не сможет работать из-за отсутствия топлива.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Это самый простой вариант обогрева, который не потребует значительных финансовых вложений. Проектирование и монтаж системы не предусматривает проведения сложных работ, а все комплектующие и материалы доступны. Поэтому такая система водяного отопления частного дома может быть выполнена самостоятельно – подробное описание содержится в инструкции к оборудованию.

Принцип функционирования водяного отопления с естественной циркуляцией крайне прост. Нагреваемая в котле вода, поднимается по трубопроводу вверх (это происходит из-за разницы температур), и со временем попадает во все радиаторы, разведенные по дому. Уже охлажденная вода снова возвращается в котел. Таким образом, теплоноситель циркулирует по системе отопления естественно, без применения специального оборудования.

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.

Водяное отопление с принудительной циркуляцией

Схемы водяного отопления частного дома с принудительной циркуляцией требуют установки специального насоса. Благодаря ему движение теплоносителя становится более эффективным, и вода поступает без потерь тепла даже в самую высокую точку дома. Такой вариант отопительной системы идеально подходит для строений, имеющих несколько этажей. Читайте также: «Система отопления частного дома — примеры устройства «.

Если обеспечивается принудительная циркуляция теплоносителя, уклон труб не имеет большого значения. Такие системы на 20-30% эффективнее тех, в которых вода движется естественным образом. В них вместо расширительных баков применяются гидроаккумулирующие емкости. Поскольку давление в трубах и батареях может достигать 1,5-2 атмосфер, то необходимо установить дополнительные элементы для обеспечения безопасности: воздушные и предохранительные клапаны, манометры и прочее. На обеих сторонах циркуляционного водяного насоса для отопления должны находиться запорные клапаны, благодаря которым подача теплоносителя в систему может быть остановлена.

Варианты разводки схемы водяного отопления частного дома

Существуют такие виды водяного отопления частного дома:

Каждый из этих вариантов разводки имеет свои особенности.

Однотрубное отопление еще называют «ленинградкой». В этом случае одна труба объединяет все обогреватели в доме, расположенные по ходу движения теплоносителя. Такая схема разводки отопления частного дома отличается простотой, незначительными финансовыми затратами и быстротой монтажа. Однако у такой системы имеется существенный недостаток: радиаторы прогреваются неравномерно, и регулировать температуру каждой батареи невозможно.

Двухтрубная схема соединения радиаторов предусматривает укладку двух труб параллельно движению воды (подробнее: «Двухтрубная система отопления частного дома, делаем своими руками «). Преимущества данного варианта – равномерный и быстрый обогрев дома, возможность регулировки температуры.

Коллекторное расположение труб предусматривает наличие подающего и обратного трубопровода, соединенных с помощью специальных распределительных коллекторов. Такая разводка позволяет полностью контролировать все батареи в доме из распределительного шкафа.

Чтобы обогрев был эффективным, необходимо сделать расчет водяного отопления частного дома.

Преимущества водяной системы отопления

Именно такой вариант отопления встречается наиболее часто, поскольку он является высокоэффективным при небольших затратах топлива.

Также он имеет следующие преимущества:

1. 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.
2. Для нагрева жидкости может использоваться различное оборудование, работающие на электроэнергии, газе, твердом или жидком топливе.
3. 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 «).
4. Возможность быстрой и точной регулировки температуры воздуха в каждом помещении. Это достигается благодаря установке специальных устройств – запорных клапанов и терморегуляторов.
5. 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.

Пример схемы водяного отопления частного дома на видео:

Расчет отопления частного дома

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.

Расчет тепловых потерь

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.:

• площадь комнаты — 18 кв. м. (6 м х 3 м)
• 1 этаж
• потолок высотой 2,75 м,
• наружные стены — 2 шт. из бруса (толщина18 см), обшитые изнутри гипроком и оклеенные обоями,
• окно — 2 шт. 1,6 м х 1,1 м каждое
• пол — деревянный утепленный, снизу — подпол.

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.

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 расчетная тепловая нагрузка 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:

• систему с попутным движением воды. В однотрубных системах кольцо располагается в самом нагруженном стояке, в двухтрубных — в нижнем приборе отопления более нагруженного стояка;
• систему с тупиковым движением теплоносителя. В однотрубных системах кольцо располагается в самом нагруженном и удаленном стояке, в двухтрубных — в нижнем приборе отопления нагруженного удаленного стояка;
• горизонтальную систему, где кольцо располагается в более нагруженной ветви 1-го этажа.

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

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

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.

Расчет отопительных приборов

За основу вычислений взяты стандартные алюминиевые батареи. Каждая из секций батареи производит 150 Вт тепловой энергии при температуре воды 70°C.

Вычислив необходимую теплоэнергию на отдельное помещение, требуется разделить ее на 150. Калькулятор отопления радиаторов выглядит следующим образом:

• спальня №1: 20 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1200 Вт (радиатор с 8 секциями);
• спальня №2: 30 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1800 Вт (радиатор с 12 секциями);
• спальня №3: 37,5 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2250 Вт (радиатор с 15 секциями);
• туалет №1: 10 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 600 Вт (радиатор с 4 секциями);
• гостиная: 60 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 3600 Вт (радиатор с 24 секциями);
• коридор: 18 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1080 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями);
• туалет №2: 12 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 720 Вт (округляется до 750 Вт, потребуется радиатор с 5 секциями);
• кухня: 36 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2160 Вт (округляется до 2250 Вт, потребуется радиатор с 15 секциями);
• ванная: 18 м 3 × 55 Вт × 1,2 = 1188 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями).

Ванная должна отапливаться лучше, поэтому среднее значение увеличено до 55 Вт.

Формула расчета секций батареи отопления. Нажмите на фото для увеличения.

В помещениях большого объема необходимо производить монтаж нескольких радиаторов с общим числом требуемых секций. Например, в спальне №2 можно установить 3 радиатора с 5 секциями на каждом.

Калькулятор показывает, что общая мощность радиаторов составила 14,8 кВт. Это означает, что водонагревательный котел мощностью 15 кВт справится с обеспечением отопительных устройств теплоэнергией.

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:

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.

Как производится монтаж системы отопления?

Для начала необходимо обустроить отопительные приборы. Как правило, радиаторы монтируются под окнами, так как горячий воздух препятствует поступлению холодного воздуха из окон. Установка отопительных приборов осуществляется при помощи перфоратора и уровня. Никакого специального оборудования не потребуется.

При монтаже отопительных приборов потребуется соблюдать единую высоту размещения радиаторов, в противном случае вода не сможет добираться до более высоких участков, и циркуляция нарушится.

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.

Дополнительные устройства

Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м 2. 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.

Источники: http://teplospec.com/montazh-remont/skhema-vodyanogo-otopleniya-chastnogo-doma-vozmozhnye-vidy-rascheta.html, http://teplo.guru/sistemy/raschet-otopleniya-chastnogo-doma.html, http://ultra-term.ru/otoplenie/raschet/raschet-otoplenija-chastnogo-doma.html

teplosten24.ru