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.

Изготовить отопление в частном доме возможно и самостоятельно. Возможные варианты представлены в данной статье: https://teplo.guru/sistemy/varianty-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

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.

Санитарные нормы и правила, касающиеся отопления в частном доме, представлены здесь: https://teplo.guru/normy/snipy-po-otopleniyu.html

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

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.

Калькулятор расчета количества секций радиаторов

Информация по назначению калькулятора

К алькулятор радиаторов отопления предназначен для расчета количества секций радиатора, обеспечивающих необходимый тепловой поток, возмещающий теплопотери рассчитываемого помещения и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям технологического процесса. Расчет производится с учетом теплопотерь ограждающих конструкций, а также особенностей системы отопления.

В опросы отопления являются основополагающими как для частного хозяйства, так и квартир в многоэтажном доме. Особенно они актуальны для РФ, большая часть территории которой находится в зоне пониженных температур. Для создания оптимальных и благоприятных температурных условий в помещениях разрабатывается множество материалов с усиленными теплоизоляционными свойствами.

К аждый год на рынках появляются высокотехнологичные и эффективные системы теплоснабжения. Но особое внимание всегда уделяется радиаторам, поскольку они являются конечным звеном в отопительной цепи. Отдаваемое ими тепло служит главным критерием работы всей системы теплоснабжения.

Н есмотря на важность роли, которая отведена радиаторам отопления, они остаются самыми консервативными элементами в строительной индустрии. Инновационные нововведения в этой сфере появляются редко, хотя исследователи постоянно работают над совершенствованием конструкций изделий. В современном тепловом обеспечении зданий и сооружений используется 4 основных типов, и данный калькулятор подскажет как рассчитать сколько необходимо радиаторов отопления на 1 м2.

И х классификация предопределяется материалами изготовления, в соответствии с которыми они подразделяются на:

• Стальные
• Чугунные
• Алюминиевые
• Биметаллические

С тальные радиаторы подразделяются на панельные и трубчатые. Панельные, именуемые также конвекторами, обладают КПД, достигающим 75%. Это высокий показатель эффективной работы всей системы. Другое их достоинство – дешевизна. Панели обладают малой энергетической емкостью, что позволяет снижать расходы теплового носителя. К недостаткам относится низкая стойкость против коррозии после слива воды.

И зделия просты в эксплуатации. По мере необходимости нагревательные панели могут легко наращиваться до 33 штук. Относительно низкая стоимость делает их самыми распространенными продуктами в модельном ряду.

Р оссийские бренды сейчас занимают лидирующие позиции на внутреннем рынке. Импорт зарубежной продукции достаточно дорогой, а российские производители уже наладили выпуск панельных систем радиаторов, которые по качеству не уступают зарубежным аналогам.

Т рубчатые системы радиаторов по конструкции состоят из стальных труб, в которых циркулирует теплоноситель. Данные приборы достаточно технологически сложны для промышленного производства. Это сказывается на цене конечной продукции.

Т рубчатые радиаторы полностью сохраняют все преимущества панельных, но по сравнению с ними имеют более высокое рабочее давление 9-16 бар против 7-10 бар. По показателям тепловой мощности (120 – 1600 Вт) и максимальной температуре нагрева воды (120 градусов) обе модели сопоставимы друг с другом. Если вы не знаете как правильно рассчитать количество радиаторов, воспользуйтесь онлайн калькулятором.

А люминиевые отопительные приборы изготовлены из одноименного материала или его сплавов. Подразделяются они на литые и экструзионные. Эта разновидность чаще всего применяется в системах автономного теплоснабжения в индивидуальных хозяйствах. Для централизованного отопления данный вид не подходит, так как чувствителен к качеству теплоносителя. Они могут быстро выйти из строя, если в воде есть агрессивные примеси и не выдерживают сильных давлений.

Р адиаторы, изготовленные путем литья, отличаются широкими каналами для теплоносителя и упрочненными стенками увеличенной толщины. Имеют несколько секций, число которых можно увеличивать или снижать.

Э кструзионный метод изготовления приборов основан на механическом выдавливании элементов из алюминиевого сплава. Весь процесс относительно дешевый, но конечный продукт имеет цельный вид. Количество секций не подлежит изменению.

А люминиевые радиаторы обладают очень высокой теплоотдачей, быстро нагревают помещение и просты при монтаже, так как имеют небольшой вес. Но алюминий вступает в химические реакции с теплоносителем, поэтому ему требуется хорошо очищенная вода. Слабое место – стыковки секций с трубными соединениями. Со временем возможны протечки. Они не ударопрочные. По давлению, температурному режиму и другим характеристикам коррелируют со стальными радиаторами.

Ч угунные радиаторы являются самым традиционным элементом теплоснабжения. За долгие годы они практически не видоизменялись, но сохранили свою популярность и просты по форме и дизайну. Долговечны, надежны, хорошо держат тепло. Могут долго сопротивляться коррозии и воздействию химических реагентов. По температурному режиму не уступают другим приборам аналогичной комплектации. По давлению и мощности – превосходят, но сложны в установке и транспортировке.

Б иметаллические устройства обычно имеют трубчатый стальной сердечник и алюминиевый корпус. Такие отопительные устройства выдерживают высокое давление. В целом, они отличаются повышенной надежностью и прочностью. При низкой инерционности обладают высокой теплоотдачей и низким расходом воды, не боятся гидравлических ударов. По базовым показателям в 1,5-2 раза превосходят аналогичные устройства. Главный недостаток – высокая цена.

Общие сведения по результатам расчетов

• К оличество секций радиатора — Расчетное кол-во секций радиатора, с обеспечением необходимого теплового потока для достаточного обогрева помещения при заданных параметрах.
• К ол-во тепла, необходимое для обогрева — Общие теплопотери помещения с учетом особенностей данного помещения и особенностей функционирования системы отопления.
• К ол-во тепла, выделяемое радиатором — Общий тепловой поток от всех секций радиатора, выделяемый в помещение при заданной температуре теплоносителя.
• К ол-во тепла, выделяемое одной секцией — Фактический тепловой поток, выделяемый одной секцией радиатора с учетом особенностей системы отопления.

Калькулятор работает в тестовом режиме.