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.

OtoplenieCalc.ru — онлайн калькуляторы расчета отопления

Калькуляторы отопления онлайн

Наш калькулятор поможет вам быстро и максимально точно рассчитать мощность отопительных приборов для дома на основе нескольких параметров, подсчитать количество секций в радиаторах и узнать о расходах на отопление.

Правильный расчёт отопительной системы – важнейший этап на стадии строительства дома. От того, насколько правильно вы подберете котел и количество радиаторов зависит эффективность отопления и расходы на него. Ведь если, например, установить котел меньшей мощности, чем нужно, или недостаточное количество радиаторов, то в холодное время года вам придется пользоваться дополнительными источниками тепла – а это значит, что затраты на обогрев помещения вырастут в разы.

Чтобы облегчить вам расчет системы отопления, мы создали простые, удобные и максимально точные калькуляторы, которые позволят не допустить критичных ошибок при расчетах.

Бесплатные онлайн калькуляторы расчета отопления

Расчет мощности котла и теплопотерь

Просто введите и выберите готовые значения и нажмите на кнопку «Рассчитать». Вы получите нужные вам данные: мощность котла и теплопотери дома

Расчет количества секций радиаторов отопления

Калькулятор позволяет правильно рассчитать количество секций в радиаторах отопления для максимальной эффективности.

Посчитать расходы и сравнить

После расчета вы сможете узнать, сколько вы тратите на отопление и сравнить затраты с тем или иным источником тепла.

Проектирование отопления дома

Оборудовать котельную

Котельная должна быть оборудована в соответствии с требованиями, так что к этому вопросу нужно подойти серьезно.

Рассчитать мощность и типа котла

От мощности котла зависит эффективность всей отопительной системы. Если вы выбрали слабый котел, то готовьтесь к дополнительным тратам.

Рассчитать количество радиаторов и секций в них

Это тоже важный параметр, недостаточное количество радиаторов снижает эффективность отопительной системы.

Выбрать схему подключения радиаторов

Система подключения радиаторов отопления может быть однотрубной, двухтрубной, лучевой или выполнена по схеме Тихельмана

Монтаж котла, обвязка, подключение радиаторов

На этом этапе следует тщательно продумать схему обвязки котла, подключения радиаторов, циркуляционного насоса, расширительного бака и других элементов

Заполнение системы теплоносителем и запуск

На последнем шаге остается только наполнить систему водой или антифризом, а потом запустить и протестировать систему отопления.

Для обеспечения комфортного проживания в холодное время года еще на этапе проецирования частного дома нужно позаботиться о расчете и монтаже отопления. Правильно произведенные тепловые калькуляции позволят определить оптимальную и экономически выгодную отопительную систему. Любая погрешность может привести к тому, что вы будете мерзнуть либо в здание будет жарко и душно.

Самостоятельные расчеты не окажутся проблемой для людей с техническим образованием. Однако не каждый обладает физико-математическими навыками, поэтому хорошим путеводителем в подсчетах будет онлайн калькулятор. Он поможет выявить тепловые потери дома и вычислить мощность, которой должен обладать котел. Так же определит количество необходимых радиаторов и сколько должно быть в нем секций. Сделает за вас расчет затрат на отопление, что пригодится для выбора подходящего источника тепла. Соберите нужные данные для вычисления.

Определите тепловые потери. Для этого, необходимо знать, из какого материала построены внешние стены и напольные покрытия, чем утеплены и их толщину. Измерьте площадь дома, окон и наружных дверей. Высокая интенсивность потери тепла у вентиляции и канализации. Их тоже нужно учитывать в расчетах.

Климатические условия местонахождения дома играют важную роль в выборе отопительной системы. Узнайте среднегодовую и минимальную температуру в вашем регионе, а также среднюю скорость ветра.

Расчет мощности котла и теплопотерь.

Собрав все необходимые показатели, приступайте к калькуляции. Конечный результат укажет количество расходуемого тепла и сориентирует вас на выбор котла. При расчете теплопотерь за основу берутся 2 величины:

1. Разница температуры снаружи и внутри здания (ΔT);
2. Теплозащитные свойства объектов дома (R);

Для выявления расхода тепла ознакомимся с показателями сопротивления теплопередачи некоторых материалов

Таблица 1. Теплозащитные свойства стен

Материал и толщина стены

Сопротивление теплопередаче

Кирпичная стена

толщина в 3 кирпича (79 сантиметров)

толщина в 2.5 кирпича (67 сантиметров)

толщина в 2 кирпича (54 сантиметров)

толщина в 1 кирпича (25 сантиметров)

0.187 Сруб из бревна

0.440 Сруб из бруса

Толщина 10см.

0.353 Каркасная стена

(доска +минвата + доска) 20 см.

0.703 Стена из пенобетона

0.709 Штукатурка (2-3 см) 0.035 Потолочное перекрытие 1.43 Деревянные полы 1.85 Двойные деревянные двери 0.21

Данные в таблице указаны с температурной разницей 50 °(на улице -30°,а в помещение +20°)

Таблица 2. Тепловые расходы окон

Тип окна	RT	q. Вт/	Q. Вт
Обычное окно с двойными рамами	0.37	135	216
Стеклопакет (толщина стекла 4 мм)

136 Двухкамерный стеклопакет

4-Ar16-4-Ar16-4К

RT — сопротивление теплопередачи;

1. Вт/м^2 – количество тепла, которое расходуется на один кв. м. окна;

четные цифры указывают на воздушное пространство в мм;

Ar — зазор в стеклопакете заполнен аргоном;

К – окно имеет наружное тепловое покрытие.

Имея в наличии стандартные данные о теплозащитных свойствах материалов, и определив перепад температур легко рассчитать тепловые потери. На пример:

Снаружи — 20°С., а внутри +20°С. Стены построены из бревна диаметром 25см. В этом случае

R = 0.550 °С· м2/ Вт. Тепловой расход будет равен 40/0.550=73 Вт/ м2

Теперь можно приступить к выбору источника тепла. Существуют несколько видов котлов:

• Электрические котлы;
• Газовые котлы
• Нагреватели на твердом и жидком топливе
• Гибридные (электрические и на твердом топливе)

Перед тем как приобрести котел, вы должны знать, какая мощность потребуется для поддержания благоприятной температуры в доме. Для этого существуют два способа определения:

1. Расчет мощности по площади помещений.

По статистике принято считать, что для нагрева 10 м2 требуется 1 кВт теплоэнергии. Формула применима в случае, когда высота потолка не более 2,8 м и дом средне утеплен. Суммируем площадь всех комнат.

Получаем, что W=S×Wуд/10, где W- мощность теплогенератора, S-общая площадь здания, а Wуд является удельной мощность, которая в каждом климатическом поясе своя. В южных регионах она 0,7-0,9 кВт, в центральных 1-1,5 кВт, а на севере от 1,5 кВт до 2 кВт. Допустим, котел в доме площадью 150 кв.м, который находится в средних широтах должен обладать мощностью 18-20кВт. Если потолки выше стандартных 2,7м, например, 3м, в этом случае 3÷2,7×20=23 (округляем)

1. Расчет мощности по объему помещений.

Этот тип вычислений можно произвести, придерживаясь строительных норм и правил. В СНиП прописан расчет мощности отопления в квартире. Для кирпичного дома на 1 м3 приходится 34 Вт, а в панельном – 41 Вт. Объем жилья определяется умножением площади на высоту потолка. Например, площадь апартаментов 72 кв.м., а высота потолков 2,8 м. Объем будет равен 201,6 м3. Так, для квартиры в кирпичном доме мощность котла будет равна 6,85 кВт и 8,26 кВт в панельном. Правка возможна в следующих случаях:

• На 0.7, когда этажом выше или ниже находится неотапливаемая квартира;
• На 0.9, если ваша квартира на первом или последнем этаже;
• Коррекция производится при наличии одной внешней стены на 1,1, две – на 1,2.

Расчёт радиаторов отопления на квадратный метр

Несмотря на разнообразие рынка отопительных систем, радиаторы всегда остаются в тренде. Однако владельцы отопительного оборудования часто допускают ошибки в его эксплуатации. Самая распространенная является несоответствие теплоотдачи батареи с площадью помещения. Самым простым способом расчёта батареи является 100 Вт на 1 м2. Зная площадь комнаты, умножьте ее на 100.

Если радиатор многосекционный, то воспользуйтесь формулой: N = Q/ Qус, где N это количества секции, а Qус – мощность каждой секции по отдельности. В случае, когда высота потолков превышает 2,7 м., воспользуйтесь расчетом по объему. Для более точной информации теплоотдачи можно воспользоваться коэффициентами:

• Количество внешних стен (Кф. 1.1, 1.2);
• Направленность комнаты на стороны света (Кф. 1.1, если на север и восток);
• Коэффициент утепления стен (0.85, 1, 1.27);
• Климатические условия (-35° — Кф. 1.5, -25°- Кф. 1.3, -15°- Кф. 1.1, -10° — Кф 0.7);
• Высота потолков (Кф. От 1 до 1.2);
• Этаж квартиры (Кф. От 1 до 0.8);

Тип оконной рамы (из дерева -1.27, однослойный стеклопакет – 1, двойной стеклопакет – 0.85);

Q = S × 100 ×… (значение коэффициента)

Расчет затрат на отопление

Хорошая отопительная система требует достаточно больших финансовых вложений. Основные расходы связаны с:

1. Оборудование отопительной системы. В него входят котел, насос, радиаторы и материал для разводки.
2. Установка обогревательной системы.
3. Затраты на топливо. Количество потраченных денег зависит от выбранного вами топлива.
4. Поддержка оборудования в рабочем состояние.

При расчете затрат нужно учитывать удельную теплоту сгорания. Рассчитайте путем деления теплопотери за сезон на теплотворность сырьевого продукта и получите количество использованного топлива. Умножьте на стоимость за единицу измерения.

Еще один метод подсчета — это расход кВт в час. На дом, площадью 120 м2 потребляется 12 кВт теплоэнергии. В месяц выходит 8640 кВт. Способ подходит для пользователей газа и электричества