Расчет отопительной системы. Как самостоятельно провести расчет системы отопления частного дома. Как выбрать трубы для отопления

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 Источник baraholka.com.ru

Расчет отопления в частном доме – что надо посчитать

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.

Видео описание

В нашем видео поговорим об отоплении в частном загородном доме. У нас в гостях автор и ведущий канала Тепло-Вода Владимир Сухоруков:

Система отопления – это не только печь и батареи. В нее входят:

Отопительный котел,

Насосная станция,

Радиаторы,

Контрольные приборы,

Иногда нужен расширительный бак.

Примерно так выглядит схема отопительной системы дома Источник lucheeotoplenie.ru

Расчет мощности отопительных приборов

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 Источник stroikairemont.com

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу утепления домов . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

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.

При расчетах системы отопления обязательно следует учитывать климатическую зону и температуру снаружи в зимний период.

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 Источник qowipa.dopebi.ru.net

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

Какие трубы лучше для магистрали отопления

полиэтилен,

полипропилен (с армированием и без),

стальные,

нержавеющие.

Трубы для отопления в доме можно взять разные, но важно сдать особенности выбранного вида Источник ms.decorexpro.com

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 Источник svizzeraenergia.ch

Как рассчитать оптимальное количество и объемы теплообменников

При расчёте количества необходимых радиаторов, следует учитывать из какого материала они произведены. Рынок сейчас предлагает три вида металлических радиаторов:

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:

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 Источник amikta.ru

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:

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.

Видео описание

Заключение

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.

Оплата услуг централизованного теплоснабжения стала существенной статьей расходов семейного бюджета жильцов квартир. Соответственно, увеличилось количество пользователей, желающих разобраться в непростой методике начисления платежей за потребление тепловой энергии. Постараемся дать четкое разъяснение, как рассчитывается плата за отопление в частном и многоквартирном доме согласно действующим нормативам и правилам.

Какой способ оплаты выбрать для расчета

Посчитать стоимость горячей и холодной воды, указанную в квитанции коммунального предприятия, довольно просто: показания квартирного счетчика умножаются на утвержденный тариф. Не так обстоит с теплом – порядок расчета зависит от ряда факторов:

наличие либо отсутствие домового измерителя тепловой энергии;
учитывается ли обогрев всех без исключения помещений индивидуальными счетчиками тепла;
как приходится платить – во время зимнего периода или круглогодично, в том числе летом.

Примечание. Решение о плате за отопление в летний период принимает местная власть. В РФ изменение способа начисления утверждается государственным органом управления (согласно постановлению №603). В остальных странах бывшего СССР вопрос может решаться другими способами.

Законодательство Российской Федерации (Жилищный Кодекс, Правила №354 и новое постановление №603) позволяет считать размер оплаты за отопление пятью различными способами в зависимости от перечисленных выше факторов. Чтобы понять, как рассчитывается сумма платежа в конкретном случае, выберите свой вариант из предлагаемых ниже:

Многоквартирный дом не оборудован приборами учета, плата за тепло взимается в период оказания услуги.
То же, но теплоснабжение оплачивается равномерно весь год.
В жилом многоквартирном доме установлен коллективный счетчик на вводе, плата начисляется во время отопительного периода. В квартирах могут стоять индивидуальные приборы, но их показания не учитываются, пока теплосчетчики не регистрируют обогрев всех без исключения комнат.
То же, с применением круглогодичных выплат.
Все помещения – жилые и технические – оснащены приборами учета плюс на вводе стоит общедомовой измеритель потребленной тепловой энергии. Реализуется 2 способа оплаты – круглогодичный и сезонный.

Замечание. Жители Украины и Республики Беларусь наверняка найдут среди них подходящие варианты, соответствующие законодательству этих стран.

Схема отражает существующие варианты начислений за услугу централизованного теплоснабжения

О монтаже квартирных тепломеров и выгоде подобного учета рассказывается . Здесь мы предлагаем рассмотреть каждую методику по отдельности, дабы максимально прояснить решение задачи.

Вариант 1 – платим без теплосчетчиков в течение отопительного сезона

Суть методики проста: количество потребленного тепла и размер оплаты рассчитывается по общей площади жилища, учитывающей квадратуру всех комнат и подсобных помещений. Сколько стоит отопление квартиры в данном случае, определяет формула:

P – сумма, которую нужно оплатить;
S – общая площадь (указана в техническом паспорте квартиры либо частного дома), м²;
N – норма теплоты, выделяемая на обогрев 1 квадратного метра площади в течение календарного месяца, Гкал/м²;

Для справки. Тарифы на коммунальные услуги для населения устанавливаются государственными органами. Расценка на отопление учитывает стоимость производства тепла и содержания централизованных систем (ремонт и техобслуживание трубопроводов, насосов и прочего оборудования). Удельные нормы теплоты (N) устанавливаются специальной комиссией в зависимости от климата отдельно в каждом регионе.

Чтобы правильно провести расчет, узнайте в офисе компании – поставщика услуги величину установленного тарифа и норматива теплоты на единицу площади. Приведенная формула позволяет вычислить стоимость 1 кв.м отопления квартиры либо частного дома, подключенного к централизованной сети (вместо S подставьте цифру 1).

Пример расчета. В однокомнатную квартиру 36 м² поставщиком подается тепло по тарифу 1700 руб./Гкал. Норма потребления утверждена в размере 0.025 Гкал/м². Цена отопления в составе квартплаты за 1 месяц считается так:

P = 36 х 0.025 х 1700 = 1530 руб.

Важный момент. Приведенная методика действует на территории РФ и справедлива для зданий, куда нельзя установить общедомовые тепловые счетчики по техническим причинам. Если прибор учета можно поставить, но монтаж и регистрация узла не выполнена до 2017 года, то к формуле добавляется повышающий коэффициент 1.5:

Повышение стоимости отопления в полтора раза, предусмотренное постановлением №603, применяется также в случаях:

введенный в эксплуатацию общедомовой узел учета тепловой энергии вышел из строя и не отремонтирован в течение 2 месяцев;
теплосчетчик украден либо поврежден;
показания домового прибора не передаются в теплоснабжающую организацию;
не обеспечивается допуск специалистов организации к домовому счетчику с целью проверки технического состояния оборудования (2 посещения и более).

Вариант 2 – круглогодичное начисление без приборов учета

Если вас обязывают оплачивать теплоснабжение равномерно в течение года, а на вводе в многоквартирный дом не установлен узел учета, то формула расчета тепловой энергии принимает следующий вид:

Расшифровка задействованных в формуле параметров приведена в предыдущем разделе: S – площадь жилища, N – норматив потребления теплоты на 1 м², Т – цена 1 Гкал энергии. Остается коэффициент К, показывающий периодичность внесения платежей в течение календарного года. Значение коэффициента рассчитывается просто – число месяцев отопительного периода (включая неполные) делится на количество месяцев в году – 12.

В качестве примера рассмотрим ту же однокомнатную квартиру площадью 36 м². Сначала определяем коэффициент периодичности при длительности отопительного сезона 7 месяцев: К = 7 / 12 = 0.583. Затем подставляем его в формулу вместе с прочими параметрами: P = 36 х (0.025 х 0.583) х 1700 = 892 руб. придется платить ежемесячно в течение календарного года.

Если ваш дом не оборудован теплосчетчиком без документально подтвержденных причин, то формула дополняется повышающим коэффициентом 1.5:

Тогда плата за отопление рассматриваемой квартиры составит 892 х 1.5 = 1338 руб.

Примечание. В случае перехода на другой способ оплаты коммунальной услуги отопления (с круглогодичного на сезонный и наоборот) организация – поставщик производит корректировку - перерасчет ежемесячных выплат.

Вариант 3 – плата по общедомовому счетчику в холодный период

Данная методика применяется для расчета оплаты услуг центрального отопления в многоквартирных зданиях, где имеется общедомовой измеритель, и только часть квартир оборудована индивидуальными теплосчетчиками. Поскольку тепловая энергия поставляется на обогрев здания целиком, расчет все равно производится через площадь, а показания индивидуальных приборов не учитываются.

P – сумма к оплате за месяц;
S – площадь конкретной квартиры, м²;
Sобщ – площадь всех обогреваемых помещений здания, м²;
V – общее количество теплоты, потребленной согласно показаниям коллективного счетчика в течение календарного месяца, Гкал;
T – тариф – цена 1 Гкал тепловой энергии.

Если вы хотите самостоятельно определить размер оплаты данным способом, придется найти значения 3 параметров: площадь всех жилых и нежилых комнат в многоквартирном доме, показания прибора учета на вводе тепловой магистрали и величину тарифа, установленного в вашей местности.

Так выглядит регистратор потребления теплоты многоквартирным зданием

Пример вычислений. Исходные данные:

квадратура конкретной квартиры – 36 м²;
квадратура всех помещений дома – 5000 м²;
потребленный за 1 месяц объем тепловой энергии – 130 Гкал;
расценка 1 Гкал в регионе проживания – 1700 руб.

Размер платежа за учетный месяц составит:

P = 130 х 36 / 5000 х 1700 = 1591 руб.

В чем суть метода: через квадратуру жилища определяется ваша доля оплаты за тепло, потребленное зданием за расчетный период (как правило, 1 месяц).

Вариант 4 – начисления по прибору учета с разбивкой на весь год

Это самый сложный для пользователя способ вычислений. Порядок расчета выглядит так:

Здесь Ргод и Ркв - суммы прошлогодних начислений по вводному теплосчетчику на все здание и конкретную квартиру соответственно, Рп - размер корректировки.

Приведем пример вычислений для нашей однокомнатной квартиры, учитывая, что за прошлый год общедомовой измеритель тепла насчитал 650 Гкал:

Vср = 650 Гкал / 12 календарных месяцев / 5000 м² = 0.01 Гкал. Теперь считаем размер платежа:

P = 36 х 0.01 х 1700 = 612 руб.

Примечание. Основная проблема – не сложность расчетов, а поиск исходных данных. Хозяин квартиры, желающий проверить правильность начисления оплаты, должен узнать прошлогодние показания общедомового счетчика либо заранее их фиксировать.

Вдобавок нужно выполнять ежегодную корректировку с привязкой к новым показаниям измерителя. Предположим, годовое потребление теплоты зданием выросло до 700 Гкал, тогда увеличение платежа за отопление нужно определять так:

Считаем общую сумму платы за прошедший год согласно тарифу: Ргод = 700 х 1700 = 1190000 руб.
То же, относительно нашей квартиры: Ркв = 612 руб. х 12 месяцев = 7344 руб.
Размер доплаты составит: Рп = 1190000 х 36 / 5000 - 7344 = 1224 руб. Указанную сумму начислят вам в будущем году, после перерасчета.

Если потребление тепловой энергии уменьшится, то результат корректировочного расчета получится со знаком «минус» - организация должна уменьшить размер платежа на эту сумму.

Вариант 5 – теплосчетчики установлены во всех помещениях

Когда на входе в многоквартирный дом установлен коллективный счетчик, плюс организован индивидуальный учет тепла во всех помещениях, оплата в течение отопительного сезона определяется по следующему алгоритму:

Зачем такие сложности? Ответ прост: показания доброй сотни индивидуальных приборов априори не могут совпадать с данными общего измерителя из-за погрешности и неучтенных потерь. Поэтому разница разбивается между всеми владельцами квартир в долях, соответствующих площади жилищ.

Расшифровка параметров, участвующих в расчетных формулах:

P – искомая сумма платежа;
S – квадратура вашей квартиры, м²;
Sобщ – площадь всех помещений, м²;
V – расход теплоты, зафиксированный коллективным измерителем за расчетный период, Гкал;
Vпом – потребленное за тот же период тепло, показанное вашим квартирным счетчиком;
Vр – разность между расходами, показанными домовым узлом учета и группой остальных приборов, стоящих в нежилых и жилых помещениях;
T – стоимость 1 Гкал теплоты (тариф).

В качестве примера расчета возьмем нашу квартиру 36 м² и предположим, что за месяц индивидуальный счетчик (либо группа отдельных измерителей) «накрутил» 0.6, домовой – 130, а группа приборов во всех комнатах здания дала в сумме 118 Гкал. Остальные показатели оставляем прежними (смотри предыдущие разделы). Сколько в данном случае стоит отопление:

Vр = 130 - 118 = 12 Гкал (определили разность показаний).
P = (0.6 + 12 х 36 / 5000) х 1700 = 1166.88 руб.

Когда требуется рассчитать величину круглогодичной платы за отопление, применяется идентичная формула. Только показатели расходов тепловой энергии используются среднемесячные, взятые за прошлый год. Соответственно, плата за израсходованную энергию ежегодно корректируется.

Почему жители соседних домов платят за тепло разные суммы

Данная проблема возникла вместе с введением различных способов оплаты – по квадратуре (нормативу), по общему счетчику либо по индивидуальным измерителям тепла. Если вы просматривали предыдущие разделы публикации, то наверняка заметили разницу в величине ежемесячной платы. Факт объясняется довольно просто: при наличии измерительных приборов жильцы платят за реально израсходованный ресурс.

Теперь перечислим причины, по которым квартирные хозяева получают платежки с разными суммами, невзирая на установленные в домах измерители тепла:

Обогревом двух соседних зданий занимаются разные теплоснабжающие организации, для которых утверждены различные тарифы.
Чем больше в доме квартир, тем меньше удается платить. Повышенные теплопотери наблюдаются в угловых комнатах и жилищах последнего этажа, остальные граничат с улицей только через 1 наружную стену. И таких квартир – подавляющее большинство.
Одного счетчика на вводе в дом недостаточно. Необходим регулятор расхода – ручной либо автоматический. Арматура позволяет ограничивать подачу слишком горячего теплоносителя, чем грешат теплоснабжающие организации. А потом взимают соответствующую плату за услугу.
Большую роль играет компетентность руководства, выбираемого совладельцами многоквартирного дома. Грамотный хозяйственник решит вопрос учета и регулирования теплоносителя в первую очередь.
Неэкономное использование горячей воды, нагреваемой теплоносителем из централизованной сети.
Проблемы с приборами учета от разных производителей.

Заключительный вывод

Существует множество причин появления больших сумм в счетах за отопление. Очевидная: строение с толстыми кирпичными стенами теряют меньше теплоты, чем железобетонные «девятиэтажки». Отсюда и повышенный расход энергии, фиксируемый счетчиком.

Но прежде чем браться за модернизацию (утепление) здания, важно наладить контроль и учет – установить тепловые измерители во всех комнатах и на подающей магистрали. Расчетная методика показывает, что подобные технические решения дают наилучший результат.

Жилье по-настоящему комфортно только тогда, когда в нем поддерживается оптимальный микроклимат, для чего необходим правильный расчет отопления частного дома или квартиры.

Если нужно сделать расчет отопления частного дома

Зачастую будущие домовладельцы предпочитают заказывать застройщикам свои коттеджи «под ключ», что означает расчет и монтаж всех без исключения коммуникаций в жилых и хозяйственных помещениях. Однако случается, что строительство было завершено летом, а зимой выяснилось, что обогревательная система работает так, что хуже некуда, нужно переделывать, а застройщик исчез и приходится засучивать рукава. Либо дом был возведен своими силами, и возникла необходимость установки теплосети с нуля.

В любом случае все сводится к тому, что нужно срочно делать тепловой расчет отопления частного дома, иногда без помощи высоких технологий, что называется – на коленке. Что для этого понадобится?

Как рассчитать отопление без больших погрешностей

Очень редко домовладельцы, решившие смонтировать автономную систему обогрева, останавливаются на варианте естественной циркуляции теплоносителя, в роли которого обычно выступает вода, реже антифриз. Установка насоса и котла подразумевает постоянный расход электроэнергии в будущем, вследствие чего все расчеты разумнее всего переводить в Ватты . Однако теплоемкость системы обычно считают в Дж/(кг . °С), а количество теплоты, выделяемое радиаторами – в калориях. Как совместить все эти единицы измерения? Все просто.

Начать с того, что одна калория равноценна количеству теплоты, затраченному на то, чтобы один грамм воды подогреть на 1 градус. Если обратиться к теплоемкости, то 1 калория равна приблизительно 4,2 Дж, если же точнее, то 4,1868 Дж. Соответственно, для одного литра воды, ввиду того, что он весит 1 килограмм, это значение будет соответствовать 4,2 кДж. При этом 1 калория равна 0,001163 Ватт. час, а значит, 1 кКал будет 1,163 Ватт. час. Вот, собственно, и все, что нужно для того, чтобы найти соотношение между излучаемым теплом и мощностью потребителя электроэнергии.

Теперь, чтобы не было других вариантов, кроме как правильно рассчитать отопление, обратимся к фактам. На обогрев 1 квадратного метра помещения необходимо затратить 90-125 Вт (как правило, это мощность одной секции радиатора), в зависимости от климатических особенностей местности. Согласно СНиП мощность каждой секции радиатора должна соответствовать 100 кВт . И это при условии, что высота потолка не превышает трех метров, в противном случае затрачиваемая мощность возрастет. Также мощность придется повышать или понижать приблизительно на 15 градусов на каждые 10 градусов отклонения в большую или меньшую сторону от средних 70 градусов температуры нагревателя.

Также, к примеру, система будет на 10% менее эффективна, если приток воды в радиаторы будет через нижние отверстия, а отток – через верхние. Исходя из всего вышесказанного, несложно вывести формулу для вычисления теплопотерь нагревательного контура, которые, собственно, и служат для эффективного обогрева помещения, поскольку происходят в его пределах. Возьмемся за определение количества теплозатрат для котла. К генератору тепла всегда подводятся две трубы, подающая, то есть та, по которой горячая вода бежит к радиаторам, и обратная, в которой уже остывшая вода течет обратно к котлу.

Допустим на подающей требуется температура 75 градусов, а на обратке, вследствие теплопотерь, будет 50 °С, какова в этом случае мощность котла, расход воды в котором 16 литров в минуту? Нам уже известно, что для подогрева литра воды на 1 градус необходимо затратить 1,163 Ватт в час. За это время через котел пройдет 16 . 60 = 960 литров. Следовательно, с учетом разницы температур T = t 1 – t 2 = 75 – 50 = 25 °С, получаем мощность котла 1.163 . 25 . 960 = 27912 Ватт. час или 27.912 кВт.

Существует и другой способ, как рассчитать систему отопления, основанный на удельной мощности, необходимой для обогрева 10 квадратных метров, в зависимости от особенностей региона. По определению в Северных районах удельная мощность котла W уд должна составлять 1,2-1,5 кВт на 10 м 2 , в Центральных районах это значение равно уже 1,2-1,5 кВт на ту же площадь, а в Южных – 0,7-0,9 кВт. Как правило, расчеты производятся для вышеупомянутых 10 квадратов при средней высоте потолка 2.7 метра, определяется мощность котла по формуле W кот = S . W уд / 10 , где S – площадь помещения. Для типовых домов данные можно взять из таблицы.

Как рассчитать систему отопления и сделать эффективный контур

Очень важно рассматривать трубы не только как соединительную теплосеть для радиаторов, но и как проводники горячей воды, циркулирующей под определенным давлением, сообщающимся ей насосом. Казалось бы, самое важное в этой системе – компрессор, но считать так было бы ошибкой. Все взаимосвязано, и невозможно создать большое давление при малой мощности насоса и большом диаметре труб. И наоборот, избыточная мощность и слишком малый диаметр обеспечат чрезмерное давление, которое вполне может нарушить целостность контура. Поэтому нужно знать, как рассчитать диаметр

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?

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.

Объем расширительного бака .
Параметры циркуляционного насоса .

Тепловая мощность

Грубо оценить потребность дома в тепле можно двумя способами:

По площади.
По объему.

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.

Причин несколько:

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.

За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
На каждое окно в наружной стене к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
Полученный результат умножается на региональный коэффициент:

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.

Внутренний объем отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
Окна и двери усугубляют ситуацию: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
Наконец, освежающий климат Верхоянска заставит нас увеличить и без того большую тепловую мощность отопления еще вдвое: 22400*2=44800 ватт.

Как несложно заметить, разница с результатом, полученным по первой методике — больше четырехкратной.

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:

Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле вдвое. 2720*2=5440 ватт.

Производители всегда указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.

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:

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.

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.

Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
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:

Заполните контур водой, стравите воздух, а потом слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
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 в 80 литров (с округлением в большую сторону до стандартного значения).

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):

Нагрев, С	Расширение, %
30	0,75
40	1,18
50	1,68
60	2,25
70	2,89
80	3,58
90	4,34
100	5,16

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).

Итак:

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

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

Циркуляционный насос

Как подобрать оптимальные параметры ?

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.

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!

Владельцу отопительной сети бывает трудно найти вразумительный ответ, как сделать расчет домашнего отопления. Это происходит одновременно из-за большой сложности самого расчета, как такового, и вследствие предельной простоты получения искомых результатов, о чем обычно специалисты не любят распространяться, считая, что и так все понятно.

По большому счету сам процесс расчета нас интересовать не должен. Нам важно как-то получить правильный ответ на имеющиеся вопросы о мощностях, диаметрах, количествах… Какое оборудование применить? Ошибки здесь быть не должно, иначе произойдет двойная или тройная переплата. Как же правильно рассчитать систему отопления частного дома?

Почему большая сложность

Расчет системы отопления с допустимыми погрешностями под силу разве что лицензированной организации. Ряд параметров в бытовых условиях просто не определимы.

Сколько энергии теряется из-за обдува ветром? — а когда подрастет дерево рядом?
Сколько солнце загоняет энергии в окна? — а сколько будет, если окна не помыть полгода?
Сколько тепла уходит с вентиляцией? — а после образования щели под дверью из-за отсутствия замены уплотнителя?
Какая реальная влажность пенопласта на чердаке? — а зачем она нужна, после того как его подъедят мыши….

Во всех вопросах показана существующая динамика изменения теплопотерь с течением времени у любого дома. Зачем же тогда точность на сегодня? Но даже на текущий момент, нельзя в бытовых условиях высчитать точно параметры системы отопления исходя из теплопотерь.
Гидравлический расчет тоже сложный.

Как определить теплопотери

Известна некая формула, согласно которой теплопотери напрямую зависят от отапливаемой площади. При высоте потолка до 2,6 метра в самый холодный месяц в «нормальном» доме теряем 1 кВт с 10 м кв. Мощность отопления должна это перекрыть.

Реальные теплопотери частных домов чаще находятся в пределах от 0,5 кВт/10 м кв. до 2,0 кВт/10 м кв. Этот показатель характеризует энергосберегающие качества дома в первую очередь. И меньше зависит от климата, хоть его влияние остается значительным.

Какие удельные теплопотери будут у дома, кВт/10 м кв.?

0,5 – энергосберегающий дом
0,8 – утепленный
1,0 – утепленный «более-менее»
1,3 – слабая теплоизоляция
1,5 – без утепления
2,0 – холодные тонкие материалы, имеются сквозняки.

Общие теплопотери для дома можно узнать умножив приведенное значение на отапливаемую площадь, м. Но это все нас интересует для определения мощности теплогенератора.

Расчет мощности котла

Недопустимо принимать мощность котла исходя из теплопотерь больше чем 100 Вт/м кв. Это значит отапливать (засорять) природу. Теплосберегающий дом (50 вт/м кв.) делается, как правило, по проекту, в котором расчет системы отопопления произведен. Для других домов принимается 1кВт/10 м кв., и не больше.

Если дом не соответствует названию «утепленный», особенно для умеренного и холодного климата, значит он должен быть приведен в такое состояние, после чего уже подбирается отопление по тому же расчету – 100 Вт на метр квадратный.

Расчет мощности котла выполняется по следующей формуле – теплопетери умножить на 1,2,
где 1,2 – резерв мощности, обычно используемый для нагрева бытовой воды.
Для дома 100 м кв. – 12 кВт или чуть больше.

Расчеты показывают, что для не автоматизированного котла резерв может быть и 2,0, тогда топить нужно аккуратно (без закипания), но можно быстрее разогревать дом при наличии и мощного циркуляционного насоса. А если в схеме имеется теплоаккумулятор то и 3,0 – допустимые реалии по теплогенерации. Но не окажутся ли они неподъемными по цене? Об окупаемости оборудования речь уже не идет, только об удобстве пользования…

Послушаем эксперта, он расскажет, как лучше подобрать котел на твердом топливе для дома, и какую мощность принять…

При выборе твердотопливного котла

Стоит рассматривать только твердотопливные котлы классической конструкции, как надежные, простые и дешевые и лишенные недостатков бочкообразных устройств под названием «длительного горения» …В обычном твердотопливном котле верхняя загрузочная камера всегда даст немного дыма в помещение. Более предпочтительны котлы с фронтальной камерой загрузки, особенно, если они установлены в жилом доме.
Чугунные котлы требуют защиту от холодной обратки, боятся залпового вброса холодной воды, например, при включении электричества. Качественную схему нужно предусмотреть заранее.
Защита от холодной обратки также желательна для любого вида котла, чтобы не образовывался агрессивный конденсат на теплообменнике, при его температуре ниже 60 град.
Твердотопливный котел желательно брать повышенной мощности, например, двухратной мощности от требуемой. Тогда не нужно будет постоянно стоять у маломощного котла и подбрасывать дрова, чтобы он развил нужную мощность. Процесс при не интенсивном горении будет на порядок комфортнее…
Желательно приобретать котел с подачей вторичного воздуха, для дожига СО при неинтенсивном горении. Повышаем КПД и комфортность топки.

Распределение мощности по дому

Генерируемая котлом мощность должна равномерно разойтись по всему дому, не оставить холодных зон. Равномерный прогрев здания будет обеспечен, если мощность установленных радиаторов в каждой комнате будет компенсировать ее теплопотери.

Суммарная мощность всех радиаторов должна быть немного большей чем у котла. В дальнейшем мы будем исходить из следующих расчетов.

Во внутренних комнатах радиаторы не устанавливаются, возможен лишь теплый пол.

Чем длиннее наружные стены комнаты и чем больше в них площадь остекления, тем больше она теряет тепловой энергии. В комнате с одним окном к обычной формуле расчета теплопотерь по площади применяется поправочный коэффициент (приблизительно) 1,2.
С двумя окнами – 1,4, угловая с двумя окнами – 1,6, угловая с двумя окнами и длинными наружными стенами – 1,7, например.

Вычисление мощности и выбор параметров устанавливаемых радиаторов

Производители радиаторов указывают паспортную тепловую мощность своих изделий. Но мелко-неизвестные при этом завышают данные как хотят (чем мощнее – лучше купят), а крупные указывают значения для температуры теплоносителя 90 град и др., которые редко бывают в реальной отопительной сети.

Тогда обычный 10 секционный радиатор из магазина – принимается как 1,5 кВт. Угловая комната с двумя окнами площадью 20 м кв. должна терять энергии 3 кВт (2кВт умножить на коэффициент 1,5). Следовательно, под каждым окном в данной комнате нужно разместить
минимум по 10 секций радиатора – по 1,5 кВт.

Для полноценной системы отопления желательно не учитывать мощность теплого пола – радиаторы должны справиться сами. Но чаще удешевляют радиаторную сеть в 2 – 4 раза, — только лишь для доп. подогрева и создания тепловых завес.

В чем особенность гидравлического расчета

Если котел уже подобран исходя из площади, то почему бы не подобрать подобным методом насос и трубы, тем более, что шаг градации их параметров намного больше, чем мощности у котлов. Грубый подбор в магазине ближайшего большего параметра не требует точнейших расчетов, если сеть типична и компактна и применяются стандартизированное оборудование – циркуляционные насосы, радиаторы и трубы для отопления.

Так для дома площадью 100 м кв. предстоит выбрать насос 25/40, и трубы 16 мм (внутренний диаметр) для группы радиаторов до 5 шт. и 12 мм для подключения 1 — 2 шт. радиаторов. Как бы мы не старались усовершенствовать свой гидравлический расчет, ничего другого выбрать не придется…
Для дома площадью 200 м кв. – соответственно насос 25/60 и трубы от котла 20 мм (внутренний д.) и далее по разветвлениям как указано выше….

Для совершенно не типичных большой протяженности сетей (котельная находится на большом расстоянии от дома) действительно лучше рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, исходя из обеспечения доставки необходимого количества теплоносителем по мощности и подобрать особенный насос и трубы согласно расчета…

Подбор параметров насоса для отопления дома

Конкретнее о выборе насоса для котла в доме на основе тепловых гидравлических расчетов. Для обычных 3-х скоростных циркуляционных насосов, выбираются следующие их типоразмеры:

для площади до 120 м кв. – 25-40,
от 120 до 160 – 25-50,
от 160 до 240 – 25-60,
до 300 – 25-80.

Но для насосов под электронным управлением Grundfos рекомендует чуть увеличивать типоразмер, так как эти изделия умеют вращаться слишком медленно поэтому не будут излишними на малых площадях. Для линейки Grundfos Alpha рекомендованы производителем следующие параметры выбора насоса.

Вычисление параметров труб

Существуют таблицы по подбору диаметра труб, в зависимости от подключенной тепловой мощности. В таблице приведены количество тепловой энергии в ваттах, (под ним количество теплоносителя кг/мин), при условии:
— на подаче +80 град, на обратке +60 град, воздух +20 град.

Понятно, что через металлопластиковую трубу диаметром 12 мм (наружный 16 мм) при рекомендуемой скорости в 0,5 м/сек пройдет примерно 4,5 кВт. Т.е. мы можем подключить этим диаметром до 3 радиаторов, во всяком случае отводы на один радиатор будем делать только этим диаметром.

20 мм (25 мм наружный) – почти 13 кВт – магистраль от котла для небольшого дома – или этаж до 150 м кв.

Следующий диаметр 26 мм (32 металлопластик наружный) – более 20 кВт применяется уже редко в главных магистралях. Устанавливают меньший диаметр, так как это участки трубопровода обычно короткие, скорость можно увеличивать, вплоть до возникновения шума в котельной, игнорируя небольшое повышение общего гидравлического сопротивления системы, как не значительное…

Выбор полипропиленовых труб

Полипропиленовые трубы для отопления более толстостенные. И стандартизация по ним идет по наружному диаметру. Минимальный наружный диаметр 20 мм. При этом внутренний у трубы PN25 (армированная стекловолокном, для отопления, макс. +90 град) будет приблизительно 13,2 мм.

В основном применяются диаметры наружные 20 и 25 мм, что грубо приравнивается по передаваемой мощности к металлопластику 16 и 20 мм (наружный) соответственно.

Полипропилен 32 м и 40 мм применяются реже на магистралях больших домов или в особых каких-то проектах (самотечное отопление, например).

Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб РN25 — 20, 25, 32, 40 мм.
Соответствующий внутренний диаметр — 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм

Таким образом на основании теплотехнического и гидравлического расчетов мы выбрали диаметры трубопроводов, в данном случае из полипропилена. Ранее мы рассчитали мощность котла для конкретного дома, мощность каждого радиатора в каждой комнате, и подобрали необходимые характеристики насоса твердотопливного котла для всего этого хозяйства, — т.е. создали полный расчет системы отопления дома.