Содержание
Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. И к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево.
Рассмотрим, как выполняется расчет системы отопления частного дома для эффективного восполнения потерь тепла в зимние месяцы.
Здание теряет тепло из-за разности температур воздуха внутри и вне дома. Теплопотери тем выше, чем более значительна площадь ограждающих конструкций здания (окон, кровли, стен, фундамента).
Также потери тепловой энергии связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. К примеру, теплопотери тонких стен больше, чем толстых.
Эффективный расчет отопления для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций.
Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее.
Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).
Атмосфера внутри жилой постройки косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, проемы окон и дверей, крыша и фундамент зимой передают тепло из дома наружу, поставляя взамен холод. На них приходится 70-90% от общих теплопотерь коттеджа.
Стены, крыша, окна и двери — все пропускает тепло зимой наружу.
Тепловизор наглядно покажет утечки тепла
Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию.
При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.
Существенно снизить утечки тепла, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы сможет грамотно устроенная система теплоизоляции (+)
Выполнить расчёт автономного контура отопления загородного дома без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций невозможно. Точнее, не получится определить мощность отопительного котла, достаточную для обогрева коттеджа в самые лютые заморозки.
Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций. Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.
Для грамотного расчета системы отопления потребуется коэффициент теплопроводности распространенных строительных материалов (+)
На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции. Исходные данные: квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м; в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м2; материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический; толщина стены – 2 кирпича.
Сопротивление теплопередачи. Чтобы выяснить этот показатель для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности. Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.
Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности указанных в таблице теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве (+)
Наша условная стена выстроена из керамического полнотелого кирпича, коэффициент теплопроводности которого – 0,56 Вт/м·оС. Ее толщина с учетом кладки на ЦПР – 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получаем сопротивление теплопередаче стены:
0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м2×оС
Результат деления округляем до двух знаков после запятой, в более точных данных по сопротивлению теплопередачи потребности нет.
Площадь внешних стен. Поскольку примером выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется умножением ширины на высоту одной стены, затем на число внешних стен:
12 · 7 · 4 = 336 м2
Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м2) фасадной стены, нужно ли их учитывать? Действительно, как же корректно рассчитать автономное отопление в деревянном доме без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен (+)
Если необходимо обсчитать теплопотери здания крупной площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, учет коэффициентов теплопередачи оконных рам и входных дверей при расчете будет правильным.
Однако для малоэтажных построек ИЖС, возводимых из традиционных материалов, дверными и оконными проемами допустимо пренебречь. Т.е. не отнимать их площадь из общей площади фасадных стен.
Общие теплопотери стен. Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус. Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:
1 : 0,91 = 1,09 Вт/м2·оС
Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах. К примеру, если в помещениях коттеджа температура +20оС, а на улице -17оС, разница температур составит 20+17=37оС. В такой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома будут:
0,91 (сопротивление теплопередачи квадратного метра стены) · 336 (площадь фасадных стен) · 37 (разница температур комнатной и уличной атмосферы) = 11313 Вт
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления пола/стен, для устройства сухой стяжки пола и выравнивания стен (+)
Пересчитаем полученную величину теплопотерь в киловатт-часы, они удобнее для восприятия и последующих расчетов мощности отопительной системы.
Теплопотери стен в киловатт-часах. Вначале выясним, столько тепловой энергии уйдет через стены за один час при разнице температур в 37оС.
Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструкционными характеристиками, условно выбранными для демонстрационно-показательных вычислений:
11313 (величина теплопотерь, полученная ранее) · 1 (час) : 1000 (количество ватт в киловатте) = 11,313 кВт·ч.
Коэффициент теплопроводности стройматериалов, применяемых для утепления стен и перекрытий (+)
Для вычисления потерь тепла за сутки полученное значение теплопотерь за час умножаем на 24 часа:
11,313 · 24 = 271,512 кВт·ч
Для наглядности выясним потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:
7 (число месяцев в отопительном сезоне) · 30 (количество дней в месяце) · 271,512 (суточные теплопотери стен) = 57017,52 кВт·ч
Итак, расчетные теплопотери дома с выбранными выше характеристиками ограждающих конструкций составят 57017,52 кВт·ч за семь месяцев отопительного сезона.
Расчет вентиляционных потерь тепла в отопительный сезон в качестве примера проведем для условного коттеджа квадратной формы, со стеной 12-ти метровой ширины и 7-ми метровой высоты. Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:
12 · 12 · 7 = 1008 м3
При температуре воздуха +20оС (норма в сезон отопления) его плотность равна 1,2047 кг/м3, а удельная теплоемкость 1,005 кДж/(кг·оС). Вычислим массу атмосферы в доме:
1008 (объем домашней атмосферы) · 1,2047 (плотность воздуха при t +20оС) = 1214,34 кг
Таблица со значением коэффициента теплопроводности материалов, которые могут потребоваться при проведении точных расчетов (+)
Предположим пятикратную смену воздушного объема в помещениях дома.
Отметим, что точная потребность в приточном объеме свежего воздуха зависит от числа жильцов коттеджа.
При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27оС (20оС домашняя, -7оС внешняя атмосфера) за сутки на обогрев приточного холодного воздуха понадобиться тепловой энергии:
5 (число смен воздуха в помещениях) · 27 (разница температур комнатной и уличной атмосферы) · 1214,34 (плотность воздуха при t +20оС) · 1,005 (удельная теплоемкость воздуха) = 164755,58 кДж
Переведем килоджоули в киловатт-часы:
164755,58 : 3600 (количество килоджоулей в одном киловатт-часе) = 45,76 кВт·ч
Выяснив затраты тепловой энергии на обогрев воздуха в доме при пятикратной его замене через приточную вентиляцию, можно рассчитать «воздушные» теплопотери за семимесячный отопительный сезон:
7 (число «отапливаемых» месяцев) · 30 (среднее число дней в месяце) · 45,76 (суточные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха) = 9609,6 кВт·ч
Вентиляционные (инфильтрационные) энергозатраты неизбежны, поскольку обновление воздуха в помещениях коттеджа жизненно необходимо. Потребности нагрева сменяемой воздушной атмосферы в доме требуется вычислять, суммировать с теплопотерями через ограждающие конструкции и учитывать при выборе отопительного котла. Есть еще один вид тепловых энергозатрат, последний – канализационные теплопотери.
Если в теплые месяцы из крана в коттедж поступает холодная вода, то в отопительный сезон она – ледяная, с температурой не выше +5оС. Купание, мытье посуды и стирка невозможны без нагрева воды.
Набираемая в бачок унитаза вода контактирует через стенки с домашней атмосферой, забирая немного тепла.
Что происходит с водой, нагретой путем сжигания не бесплатного топлива и потраченной на бытовые нужды? Ее сливают в канализацию.
Двухконтурный котел с бойлером косвенного нагрева, используемый как для нагрева теплоносителя, так и для поставки горячей воды в сооруженный для нее контур
Рассмотрим на примере. Семья из трех человек, предположим, расходует 17 м3 воды ежемесячно.
1000 кг/м3 – плотность воды, а 4,183 кДж/кг·оС – ее удельная теплоемкость. Средняя температура нагрева воды, предназначенной для бытовых нужд, пусть будет +40оС.
Соответственно, разница средней температуры между поступающей в дом холодной водой (+5оС) и нагретой в бойлере (+30оС) получается 25оС.
Для расчета канализационных теплопотерь считаем:
17 (месячный объем расхода воды) · 1000 (плотность воды) · 25 (разница температур холодной и нагретой воды) · 4,183 (удельная теплоемкость воды) = 1777775 кДж
Для пересчета килоджоулей в более понятные киловатт-часы:
1777775 : 3600 = 493,82 кВт·ч
Таким образом, за семимесячный период отопительного сезона в канализацию уходит тепловая энергия в объеме:
493,82 · 7 = 3456,74 кВт·ч
Расход тепловой энергии на нагрев воды для гигиенических нужд невелик, в сравнении с теплопотерями через стены и вентиляцию. Но это ведь тоже энергозатраты, нагружающие отопительный котел или бойлер и вызывающие расход топлива.
Котел в составе системы отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае двухконтурной системы или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для согревания воды на гигиенические нужды.
Вычислив суточные потери тепла и расход теплой воды «на канализацию», можно точно определить необходимую мощность котла для коттеджа определенной площади и характеристик ограждающих конструкций.
Одноконтурный котел производит только нагрев теплоносителя для отопительной системы
Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений. Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:
271,512 (суточные потери тепла внешними стенами) + 45,76 (суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха) = 317,272 кВт·ч
Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:
317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт
Однако такой котел окажется под постоянно высокой нагрузкой, снижающей его срок службы. И в особенно морозные дни расчетной мощности котла будет недостаточно, поскольку при высоком перепаде температур между комнатной и уличной атмосферами резко возрастут теплопотери здания.
Поэтому котел, выбранный по усредненному расчету затрат тепловой энергии, с сильными морозами может не справиться. Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:
13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт
Для вычисления требуемой мощности второго контура котла, греющего воду для мытья посуды, купания и т.п., нужно разделить месячное потребление тепла «канализационных» теплопотерь на число дней в месяце и на 24 часа:
493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт
По итогам расчетов оптимальная мощность котла для коттеджа-примера равна 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для нагревательного контура.
Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай. На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».
Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления
Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м. По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:
3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2
Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.
Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных). Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:
3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м2
Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30о (в доме +18оС, снаружи -12оС), причем сразу в киловатт-часах:
0,91 (сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу») · 21 (площадь «уличных» стен) · 30 (разница температур внутри и снаружи дома) : 1000 (число ватт в киловатте) = 0,57 кВт
Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки — над входом в дом.
В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров
Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% — получаем 0,74 кВт·ч.
Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения». Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.
Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача отопительной системы в зимние месяцы. Однако тепла постоянно не хватает. Куда уходит тепло из дома – ответы предоставляет наглядный видеоролик:
В видеоролике рассмотрен порядок расчета теплопотерь дома через ограждающие конструкции. Зная потери тепла, получится точно рассчитать мощности отопительной системы:
Выбор мощности отопительного котла зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента. Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:
Выработка тепла ежегодно дорожает – растут цены на топливо. Относиться безразлично к энергозатратам коттеджа нельзя, это совершенно невыгодно. С одной стороны каждый новый сезон отопления обходится домовладельцу дороже и дороже. С другой стороны утепление стен, фундамента и кровли загородного стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уйдет из здания, тем дешевле будет его отапливать.
В систему отопления современного частного дома входят: трубопровод и радиаторы, котел и всевозможные приборы для улучшения его работы и т.д. Все они должны транспортировать тепло от котла к помещениям.
Для обеспечения правильной работы этой системы необходимо произвести профессионально расчет и монтаж всех отопительных приборов, правильно использовать и вовремя осуществлять обслуживание.
О том, как произвести расчет системы отопления в частном доме поговорим ниже.
Одноконтурная система отопления
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.
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.
Рассчет мощности котла
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:
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.
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:
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 будет напрямую связан с их мощностью. Радиаторы бывают:
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.
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:
У металлических труб, которые раньше использовались в системе отопления любого частного дома, есть ряд минусов:
Но зато цена на такие трубы не велика, от 350 п.м.
Другое дело медные трубы. Они имеют ряд плюсов:
Но большее число минусов делают эти трубы не востребованными:
Пластиковые трубы считаются одними из самых востребованных, среди домовладельцев. Способствуют этому ряд плюсов:
Когда трубы выбраны и приобретены можно приступать к монтажу системы отопления, сделать работу можно своими руками или вызвать специалистов.
Монтаж системы отопления в частном деревянном доме проходит в несколько основных этапов:
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.
Циркуляционный насос системы отопления
К дополнительным приспособлениям относятся, например насос. В системе отопления размещенной на площади менее 100 м2 циркуляция будет происходить естественной системой, но для большей площади необходим насос. Если котел импортного производства и автоматический, то насос уже стоит в системе, а значит дополнительный не нужно.
В продаже легко можно найти насос отечественного или импортного производства, все они подходят для систем с естественной циркуляцией. Стоят насосы для системы отопления от 1200 руб.
Но хороший от 3500, он менее энергозатратен и бесшумен, при этом имеет небольшие размеры. Монтаж насоса выполняют на конце естественной системы циркуляции своими руками, конкретно на обратке перед входом в котел.
Так его контакт с горячей водой будет минимален, и он прослужит долгое время.
К еще одному виду дополнительного оборудования относится применение расширительного бака. Емкость расширительного бака имеет различный объем воды и выбирается именно из этих параметров.
В автоматических котлах расширительный бак уже стоит, о его объем воды недостаточен для системы с циркуляцией жидкости на площади более 100 м2.
Для чего же необходима установка расширительного бака в системе отопления?
Школьникам 8 класса понятно, что нагретая вода расширяется. Внутри системы отопления у воды все время меняется температура, весной и осенью понижается, зимой повышается, а значит, ее объем все время меняется. Излишки объема воды можно контролировать при помощи специальной емкости, расширительного бака или, как говорят профессионалы, экспансомат. Его необходимо устанавливать как при автоматической, так и с естественной циркуляцией воды в системе.
Использование расширительного бака целесообразно в двух случаях:
При увеличении объема в замкнутой цепочке труб появится гидравлическое давление, которое может повредить ее. Ученые рассчитали, что при повышении температуры на 10 0С объем воды увеличивается на 0,3%.
Это небольшой показатель для маленького объема воды, но в системе может быть до 1 т. Поэтому установка расширительного бака необходима в любом частном доме.
Установить его можно своими руками, а стоит такая конструкция от 1200 руб.
Рассмотрев основные узлы системы отопления и этапы монтажа, сало ясно, что осуществить работы можно своими руками. А невысокая стоимость на комплектующие и правильный расчет, делают современную систему отопления экономичной и функциональной.
Отопление частного дома
Система водяного отопления все больше в последнее время пользуется популярностью как основной способ для обогрева частного дома. Водяное отопление может быть дополнено и такими устройствами, как обогреватели, работающие на электричестве.
Некоторые устройства и отопительные системы появились на отечественном рынке совсем недавно, но уже сумели завоевать популярность. К таким можно отнести обогреватели инфракрасного типа, масляные радиаторы, систему теплого пола и другие.
Для обогрева локального типа нередко применяется такое устройство, как камин.
Однако в последнее время камины выполняют больше декоративную функцию, чем обогревательную.
От того, насколько правильно был осуществлен проект и расчет отопления частного дома, а также установлена система водяного отопления, зависит ее долговечность и эффективность во время эксплуатации.
Во время работы такой отопительной системы необходимо придерживаться определенных правил для того чтобы она работала как можно более эффективно и качественно.
Отопительная система частного дома – это не только такие компоненты, как котел или радиаторы. Отопительная система водяного типа включает и такие элементы:
Чтобы произвести расчет отопления частного дома, нужно руководствоваться такими параметрами, как мощность отопительного котла. Для каждой из комнат дома необходимо рассчитать также мощность радиаторов отопления.
Схема системы отопления
Котел может быть нескольких типов:
Кроме затрат на топливо, потребуется не реже, чем раз в год проводить профилактический осмотр котла. Лучше всего для этих целей вызывать специалиста. Также потребуется выполнять профилактическую очистку фильтров.
Наиболее простыми в эксплуатации считаются котлы, которые работают на газе. Также они довольно дешевые в обслуживании и ремонте. Газовый котел подойдет только в тех домах, которые имеют доступ к газовой магистрали.
Котлы данного класса выделяются высокой степенью безопасности. Современные котлы устроены таким образом, что для них не требуется выделять специальное помещение для котельной. Современные котлы характеризуются красивым внешним видом и способны удачно вписаться в интерьер любой кухни.
Газовый котел на кухне
На сегодняшний день особой популярностью пользуются полуавтоматические котлы, работающие на топливе твердого типа.
Правда, есть у таких котлов один недостаток, который заключается в том, что один раз в день необходимо загружать топливо. Многие производители выпускают такие котлы, которые являются полностью автоматизированными.
В таких котлах загрузка твердого топлива происходит в автономном режиме.
Однако такие котлы немного более проблематичные. Помимо основной проблемы, которая заключается в том, что сейчас электричество довольно дорогое, они еще могут перезагружать сеть. В небольших поселках на один дом выделяется в среднем до 3 кВт в час, а для котла этого мало, причем нужно учитывать, что сеть будет загружена не только работой котла.
Электрический котел
Для организации отопительной системы частного дома можно установить и жидкотопливный тип котла. Недостатком таких котлов является то, что они могут вызывать нарекания с точки зрения экологии и безопасности.
Перед тем, как рассчитать отопление в доме, делать это необходимо с расчета мощности котла. От мощности котла, в первую очередь, будет зависеть эффективность всей отопительной системы. Главное в этом вопросе – не переусердствовать, так как слишком мощный котел будет потреблять больше топлива, чем необходимо.
А если котел будет слишком слабый, то не получится обогреть дом должным образом, а это негативно повлияет на комфорт в доме. Поэтому расчет системы отопления загородного дома – это важно. Подобрать котел необходимой мощности можно, если параллельно высчитать удельные теплопотери здания за весь отопительный период.
Расчет отопления дома – удельных теплопотерь можно следующим методом:
qдом=Qгод/Fh
Qгод – это расход теплоэнергии за весь период отопления;
Fh – площадь дома, которая отапливается;
Таблица выбора мощности котла в зависимости от отапливаемой площади
Для того чтобы осуществить расчет отопления загородного дома – расход энергии, которая уйдет отопления частного дома, нужно воспользоваться следующей формулой и таким средством, как калькулятор:
Qгод=βh*[Qk-(Qвн б+Qs)*ν
βh – это коэффициент учета дополнительно потребления тепла, отопительной системой.
Qвн б – тепловые поступления бытового характера, которые характерны для всего отопительного периода.
Qk – это значение общих домовых теплопотерь.
Qs – это поступления тепла в виде солнечной радиации, которые попадают в дом через окна.
Перед тем, как рассчитать отопление частного дома, стоит учесть, что для различных типов помещений характерны разные температурные режимы и показатели влажности воздуха. Они представлены в следующей таблице:
Далее представлена таблица, в которой показаны коэффициенты затенения прореза светового типа и относительного количества солнечной радиации, которая поступает через окна.
Если планируется установить водяное отопление, то площадь дома будет во многом определяющим фактором. Если дом имеет общую площадь не более чем 100 кв.
метров, то подойдет и отопительная система с циркуляцией естественного типа. Если дом имеет площадь большего размера, то в обязательном порядке необходима система отопления с циркуляцией принудительного характера.
Расчет системы отопления дома должен производиться точно и правильно.
Для монтажа схема отопление дома может использовать такие типы трубопроводов:
Полиэтиленовые трубы
Полипропиленовые трубы
Медные трубы
Стальные трубы
Все из этих трубопроводов обладают как своими преимуществами, так и недостатками. Полимерные трубы более простые в монтаже и надежно защищены от воздействия коррозии.
Медные трубы более устойчивые к высоким температурам и способны выдержать высокое давление. Стальные трубы выделяются таким недостатком, как потребность в проведении некоторых сварочных процессов.
Программа расчета отопления частного дома должна учитывать абсолютно все детали, включая и это.
Отопительные приборы, которые использует схема системы отопления дома, могут быть следующих видов:
Современные котлы обладают характеристиками, которые приведены в следующей таблице:
Когда осуществляется расчет отопления в деревянном доме, данная таблица может вам в некоторой степени помочь. При монтаже отопительных приборов нужно соблюдать некоторые требования:
Если в одной комнате находится несколько отопительных приборов, то они должны быть расположены на одном и том же уровне.
Оцените публикацию:(Пока оценок нет)
Загрузка…
На сегодняшний день наиболее известной системой отопления частного дома является независимый обогрев при помощи водонагревательного котла. Печки на масле, электрические камины, тепловые вентиляторы и инфракрасные обогреватели обычно применяются в качестве дополнительного отопления помещений.
Отопительная система частного дома базируется на таких элементах, как обогревательные устройства (радиаторы, батареи), магистральная труба и запорно-контролирующий прибор.
Все элементы системы необходимы для обеспечения помещений частного дома тепловой энергией, которая поступает в обогревательные устройства из теплового генератора.
Срок службы и производительность системы обогрева на базе водонагревательного котла напрямую зависят от качественной установки и бережного пользования. Но существует фактор, который играет не менее важную роль, — умелый расчет системы отопления.
Как рассчитать систему отопления для частного дома? Нажмите на фото для увеличения.
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:
После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м3 (округляется до 242 м3).
В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор).
Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.
Основные элементы отопительных систем. Нажмите на фото для увеличения.
На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м3.
В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период.
Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м3. Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м3 = 12100 Вт.
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.
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:
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.
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.
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.
Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м2. Для больших помещений потребуется оборудовать водонагревательный котел специальным насосом, сделав циркуляцию теплоносителя регулируемой. Некоторые производители выпускают тепловые генераторы, которые уже оборудованы насосом.
Следуя вышеуказанным рекомендациям, вы сможете произвести индивидуальный расчет системы отопления частного коттеджа, а также расчет стоимости предполагаемого оснащения. Для установки водонагревательной системы не потребуется много рабочей силы (2-3 человека) и особых навыков установки.
Расчет отопления частного дома – одна из важных задач при его строительстве или капитальном ремонте. Делать это лучше на этапе планирования. Некоторую помощь в расчетах может оказать специальный онлайн-калькулятор.
Существует немало калькуляторов для расчетов потребления топлива, мощности печи, системы вентиляции, сечения дымохода, производительности насосно-смесительного узла «теплого пола» и других. Однако следует учитывать, что все они показывают лишь приближенный результат, т.к.
могут рассчитать только простейшие конфигурации. На самом деле при расчете отопления необходимо учитывать массу дополнительных нюансов.
Это нужно сделать, чтобы правильно посчитать затраты на всю систему отопления и в будущем не страдать от холода в доме или наоборот его излишков, а следовательно и лишних затрат на топливо.
Выбирая котел для отопления дома, надо учесть все параметры: и отопительного оборудования и жилого дома
Чтобы сделать расчет отопления частного дома, необходимо вычислить мощность отопительного котла, определиться с количеством и размещением радиаторов, учесть ряд факторов от погоды, до теплоизоляции и материала изготовления труб и котла.
Учитывайте, что от этого процесса будет зависеть комфортность проживания в доме, так как ваши расчеты будут непосредственно влиять на качество обогрева.
Кроме того, эти расчеты – основа заложенного бюджета на монтаж и дальнейшую эксплуатацию всей системы отопления. Именно на этом этапе придется решать, сколько денег вы будете в дальнейшем тратить на отопление своего дома.
Приступая к расчетам важно помнить о климатических условиях, в которых находится ваш регион и об условиях, в которых дом будет эксплуатироваться.
Система отопления – это не только печь и батареи. В нее входят:
Отопительный котел,
Насосная станция,
Трубы,
Радиаторы,
Контрольные приборы,
Иногда нужен расширительный бак.
Примерно так выглядит схема отопительной системы дома
Перед тем как рассчитать мощность отопительного котла, следует определить, какой его тип будет использоваться. У отопительных котлов разный КПД и от этого выбора будет зависеть не только уровень теплоотдачи, но и финансовая составляющая последующей эксплуатации при выборе топлива:
Электрокотлы,
Газовые котлы,
Котлы на твердом топливе,
Котлы на жидком топливе,
Комбинированный котел электричество/твердое топливо.
Когда сделан выбор типа котла, необходимо определиться с его пропускной способностью. Именно от этого будет зависеть функционирование всей системы. Вычисление мощности водонагревательного котла производят, учитывая количество теплоэнергии, требующегося на м3. Калькулятор может помочь посчитать объем отапливаемых комнат:
спальня: 9 м2 3 м = 27 м3,
спальня: 12 м2 3 м = 36 м3,
спальня: 15 м2 3 м = 45 м3,
гостиная: 25 м2 3 м = 75 м3,
коридор: 6 м2 3 м = 18 м3,
кухня: 12 м2 3 м = 36 м3,
санузел: 8 м2 3 м = 24 м3.
При расчете учитываются все помещения дома, даже если в них не планируется ставить радиаторы
Далее суммируются результаты, и получается общий объем дома – 261 м3. При подсчетах обязательно учитываются комнаты и переходы, в которых не планируется ставить приборы обогрева, например, коридор, кладовая, или прихожая. Это делается, чтобы тепла от установленных в доме радиаторов, хватило на отопление всего дома.
Возьмем произвольный показатель для региона в 50 Вт/м3 и площадь дома 261 м3, которую планируется обогревать. Формула расчета мощности: 50 Вт 261 м3 = 13050 Вт. Результат умножается на коэффициент 1,2 и вычисляется мощность котла – 15,6 кВт. Коэффициент позволяет добавить 20% резервной мощности котлу. Она даст возможность котлу работать в сберегательном режиме, избегая особых перегрузок.
Дополнительные датчики температуры помогут контролировать процесс
Поправка коэффициента на климатические условия регионов меняется от 0,7 в южных регионах России, до 2,0 в северных регионах. Коэффициент 1,2 применяют в центральной части России.
Вот еще одна формула, которой пользуются онлайн-калькуляторы:
Чтобы получить предварительный результат требуемой мощности котла, можно площадь комнаты умножить на климатический коэффициент и, полученный результат, разделить на 10.
Пример формулы расчета мощности отопительного котла для дома площадью 120 м2 в северном регионе России:
Nk=120*2,0/10=24 кВт
Мало знать, как рассчитать мощность котла, надо еще правильно выбрать трубы. Сейчас рынок предлагает несколько видов труб для отопления из разных материалов:
полиэтилен,
полипропилен (с армированием и без),
стальные,
медные,
нержавеющие.
Трубы для отопления в доме можно взять разные, но важно сдать особенности выбранного вида
У каждого из этих видов свои нюансы, которые стоит учитывать при разработке и расчете отопления частного дома:
Стальные трубы в использовании универсальны и выдерживают давление до 25 атмосфер, но обладают существенным недостатком – они ржавеют и имеют определенный срок эксплуатации. Кроме того, имеют сложности при монтаже.
Трубы из полипропилена, композитного металлопластика и сшитого полиэтилена легко монтируются и, благодаря весу, их можно использовать на тонких стенах.
Преимущество таких труб в том, что они не подвержены ржавчине, гниению и не реагируют на бактерии. Важный показатель – они не расширяются от тепла и не деформируются на морозе.
Выдерживают постоянную температуру до 90 градусов и кратковременное повышение до 110 градусов Цельсия.
Медные трубы отличает высокая цена и повышенная сложность при монтаже, но в прочности они конкурируют с пластиковыми трубами, не подвержены ржавчине и считаются лучшим вариантом.
Кроме того, медь пластична, хорошо проводит тепло и держит температуру воды в трубах в пределах от –200 до 250 градусов Цельсия.
Эта способность меди защитит систему от возможной разморозки, что очень важно в условиях Сибири и северных районов.
Если дом находится на севере страны, то медные трубы для системы отопления подойдут лучше всего
При расчёте количества необходимых радиаторов, следует учитывать из какого материала они произведены. Рынок сейчас предлагает три вида металлических радиаторов:
Чугун,
Алюминий,
Биметаллический сплав,
Все они имеют свои особенности. Чугун и алюминий имеют одинаковый показатель теплоотдачи, но при этом алюминий быстро остывает, а чугун медленно нагревается, но долго сохраняет тепло. Биметаллические радиаторы быстро нагреваются, но остывают значительнее медленнее алюминиевых.
При расчете количества радиаторов также следует учитывать и другие нюансы:
теплоизоляция пола и стен помогает сохранить до 35% тепла,
угловая комната прохладнее других и требует большего количества радиаторов,
использование стеклопакетов на окнах сохраняет 15% теплоэнергии,
через крышу «уходит» до 25% теплоэнергии.
Количество радиаторов отопления и секций в них зависит от многих факторов
В соответствии с нормами СНиП, на обогрев 1 м3 требуется 100 Вт тепла. Следовательно, 50 м3 потребуют 5000 Вт. Если биметаллический прибор на 8 секций выделяет 120 Вт, то с помощью простого калькулятора считаем: 5000 : 120 = 41,6. После округления в большую сторону, получаем 42 радиатора.
Однако в частном доме температура регулируется самостоятельно. Считается, что одна батарея выделяет 150 Вт тепла. Пересчитываем и получаем 5000 : 150 = 33,3. То есть понадобится 34 радиатора.
Можно воспользоваться примерной формулой расчета секций радиатора:
N*= S/P *100
Значок (*) показывает, что дробная часть округляется по общим математическим правилам, N – количество секций, S – площадь комнаты в м2, а P – теплоотдача 1 секции в Вт.
Пример, как рассчитать отопление в частном доме при помощи онлайн-калькулятора в этом видео:
Монтаж и расчет отопительной системы в частном доме – это главная составляющая условий комфортного проживания в нем. Поэтому к расчету отопления в частном доме следует подойти с особой тщательностью, учитывая множество сопутствующих нюансов и факторов.
Калькулятор поможет если нужно быстро и усреднённо сравнить между собой различные технологии строительства. В других случаях лучше обратиться к специалисту, который грамотно проведет расчеты, правильно обработает результаты и учтет все погрешности.
С этой задачей не справится ни одна программа, потому что в нее заложены только общие формулы, а калькуляторы отопления частного дома и таблицы, предлагаемые в интернете, служат лишь для облегчения расчетов и не могут гарантировать точности. Для точных правильных расчетов стоит доверить эту работу специалистам, которые смогут учесть все пожелания, возможности и технические показатели выбранных материалов и приборов.
В мире криптовалют новые проекты и платформы вспыхивают почти ежедневно, но только немногие из них…
Контрольные реле - это ключевой элемент в системах безопасности и контроля, обеспечивающий надежное функционирование различных…
LAN-кабели, или как их еще называют для локальной сети, есть важной частью в передачи давних…
Покупка собственного жилья является одним из самых значимых событий в жизни любого человека. В современном…
Стоимость копки колодца: важные факторы и практические рекомендации Копка колодца - важный этап в обеспечении…
Шпонированный МДФ (средневолокнистая древесноволокнистая плита) – это искусственный материал, который воспроизводит природную текстуру и оттенки…