Тема нашей статьи — расчет системы отопления частного дома. Понятно, что в пик зимних морозов не хочется столкнуться с недостатком тепла; в равной степени неприятно выбросить деньги, переплатив за ненужное вам оборудование. Итак, приступим к подсчетам.
Наша цель — обеспечить дом теплом. По возможности — с минимальными расходами.
Что предстоит рассчитывать
Разложим большую проблему на составляющие. Нам предстоит выбрать:
- Тепловую мощность источника тепла — котла автономного отопления. Она должна с минимальным запасом обеспечить дом теплом в самые холодные недели зимы.
- Количество и размер отопительных приборов. Как правило — количество секций радиаторов, хотя, разумеется, наряду с ними могут использоваться конвекторы или регистры.
- Диаметр труб, по которым будет транспортироваться теплоноситель для системы отопления .
В этом порядке и приступим к расчетам.
Котел
Общая информация
Вначале — немного общей информации о типах топлива.
- С точки зрения текущих эксплуатационных расходов самым дешевым видом топлива является магистральный газ. В плане экономичности лучший выбор — конденсационные котлы, использующие высшую теплоту сгорания путем конденсации продуктов сгорания газа. Однако несложно предсказать, что в ближайшие годы природный газ будет дорожать: его запасы ограничены, а спрос растет.
- Следующие по экономичности энергоносители — дрова и уголь. Общая проблема твердотопливных котлов — необходимость обслуживания: не реже двух раз в сутки котел нужно протапливать. Однако теплоаккумулятор позволит сделать растопки более редкими.
Внимание: для угля и дров тепловая мощность различается примерно на 10 процентов в пользу угля. Расчет отопления дома должен опираться на мощность при использовании актуального для вас вида топлива.
- Единственный разумный способ использовать для отопления электроэнергию — тепловые насосы разных типов. У них электрическая и эффективная тепловая мощность различаются в 3-6 раз. Эффективность насосов воздух-воздух падает по мере снижения уличной температуры, что тоже нужно будет учесть в расчетах.
На фото — тепловой насос воздух-воздух. Эти приборы дешевле работающих по другим схемам; но при отрицательных температурах их эффективность падает.
Расчет тепловой мощности
Первый и самый простой способ заложен в СНиП: для отопления дома требуется один киловатт тепла на каждые 10 м2 площади. Для дома площадью 100 м2 нужен десятикиловаттный котел.
Инструкция предельно проста, доступна и… дает огромные погрешности.
- Объем воздуха при высоте потолка в 2,4 и 4,5 метра будет, мягко говоря, различаться. Причем теплый воздух неизбежно станет собираться под потолком.
- Утечки тепла через стены и потолок тем выше, чем больше дельта температур с улицей. В Оймяконе дом будет охлаждаться куда интенсивнее, чем в Геленджике.
- Окна и двери по проницаемости для тепла сильно отличаются от стен.
- Кроме того, на расчет сильно влияет то, идет ли речь о частном доме или квартире. СНиП валит все расчеты в одну кучу; между тем утечки тепла в частном доме будут куда больше, чем в многоквартирном. Ведь снизу и сверху у него не теплые соседские комнаты, а улица.
Так как рассчитать отопление дома более точно?
- На один кубический метр объема отапливаемого помещения берется 40 ватт тепловой мощности.
- Каждое окно добавляет к потребности в тепле 100 ватт. Каждая дверь — 200.
- Для частного дома используется коэффициент 1,5 — именно из-за того, что в его случае все стены по периметру общие с улицей. В многоквартирном доме для угловых и торцевых квартир берется коэффициент 1,2-1,3 в зависимости от толщины и материала стен.
- Поправка на регион с его климатом меняется от 0,7 для южных областей России до 2,0 для Якутии и Чукотки. Московская и Ленинградская области используют региональный коэффициент 1,2.
Чем холоднее на улице, тем больше тепла дом теряет через стены и потолок.
Давайте в качестве примера рассчитаем потребность в тепле одного этажа частного дома размером 12х6,5 метров, с потолками высотой 3,2 метра, четырьмя окнами и двумя дверьми, расположенного на берегу Черного моря.
Площадь равна 12*6,5=78 м2. Объем — 78*3,2=249,6 м3. Базовое значение тепловой мощности — 249,6*40=9984 ватта.
4 окна добавят 400 ватт, две двери — еще столько же. 9984+400+400=10784.
Частный дом. Коэффициент 1,5 даст нам 16176 ватта.
Крайне теплый климат морского побережья с положительной температурой самого холодного месяца заставит нас умножить полученное значение на 0,7. 16176*0,7=11323 ватта. Стало быть, нам с небольшим запасом хватит котла с эффективной тепловой мощностью 12 киловатт.
Любопытно: на практике для отопления этого этажа с запасом хватает двух кондиционеров с вдвое меньшей суммарной тепловой мощностью, причем большую часть времени работает один из них. Сказываются хорошее утепление и смежные с соседскими домами стены. Как видите, даже эта формула дает весьма приблизительные данные.
В теплом климате удобнее всего отапливаться обычными инверторными кондиционерами.
Отопительные приборы
Итак, мы собираемся создать своими руками отопительную систему, и подбираем радиаторы для нее. Сколько секций нам понадобится для каждой комнаты?
Отталкиваться придется опять-таки от тепловой мощности, необходимой для каждой комнаты. Используется та же методика расчета, что и для всего дома. После того, как мы выясним потребность комнаты в тепле — останется лишь подобрать для нее соответствующий отопительный прибор.
Откуда брать данные о том, сколько тепла отдает тот или иной радиатор, конвектор или фанкойл?
- Технический паспорт изделия от мало-мальски приличного производителя содержит эти сведения.
Нюанс: производители указывают тепловой поток для дельты температур между комнатой и отопительным прибором в 70 градусов. То есть, к примеру, при 20С в комнате батарея должна быть разогрета до 90С. Сами понимаете, что реальные значения могут сильно отличаться.
- Для секционных радиаторов всех типов мощность секции можно найти на сайте разработчика. Дальше — несложный арифметический расчет.
Приведем усредненные данные для секций разных типов при стандартном (500 миллиметров) межосевом расстоянии между подводками.
- Чугунная секция отдает около 140 ватт тепла. Напомним, при дельте температур с комнатой в 70 градусов.
- Теплоотдача биметаллической секции — около 180 ватт.
- Полностью алюминиевая батарея способна отдать около 190-210 ватт на секцию. Учитывая то, что цена алюминиевой секции редко превышает 300 рублей, а прочность более чем достаточна для автономной системы отопления — популярность этого типа отопительных приборов у владельцев частных домов вполне понятна.
В сети несложно найти таблицы и графики, рассчитывающие количество секций для определенной площади.
Трубы
Практика
Начнем с практических рекомендаций, актуальных для разных типов отопительных систем.
- Для гравитационной системы розлив монтируется трубой сильно завышенного сечения — не менее чем ДУ32. Цель — минимизировать гидравлическое сопротивление при минимальном перепаде в контуре. Чаще используются трубы ДУ40 — ДУ50. Радиаторы не разрывают контур, а монтируются параллельно ему; подводка выполняется трубой ДУ20 мм.
Внимание: не путайте ДУ трубы с ее внешним диаметром. Полипропиленовая труба с просветом, соответствующим 32 миллиметрам, будет иметь внешний диаметр примерно в 40 мм.
- В случае систем с принудительной циркуляцией берется полипропиленовая, полиэтиленовая или металлопластиковая труба с внешним диаметром 25 миллиметров. При разумной площади дома этого диаметра более чем достаточно.
- При лучевой разводке подводка питает всего один отопительный прибор. Берется металлопластик или сшитый полиэтилен диаметром 16 миллиметров.
Расчеты
Если вы все-таки хотите провести технически грамотный расчет отопительной системы дома с вычислением минимального сечения труб — стоит воспользоваться таблицей.
Оптимальная скорость потока теплоносителя — около 0,6 м/с. Максимальная — 1,5. При более высокой скорости в контуре появятся шумы.
Как ей пользоваться?
Предположим, что нам нужно обеспечить транспортировку теплоносителя с тепловым потоком в 12 киловатт. Значение вполне реально на выходе из маломощного котла. Оптимальная скорость движения воды — 0,6 метра в секунду.
Ищем в верхнем ряду нужную нам скорость и спускаемся по таблице вниз, пока в верхней строке не увидим значение теплового потока ВЫШЕ необходимого нам. Округлять значения здесь стоит только в большую сторону.
Как нетрудно заметить, нам нужен ВНУТРЕННИЙ диаметр 20 миллиметров, что для полипропилена соответствует внешнему диаметру 25 мм.
Учтите: метод годится только и исключительно для систем с принудительной циркуляцией (читайте также статью «Электроотопление частного дома: основные качества, характеристики» ).
Заключение
Некоторую дополнительную информацию о методиках расчета отопительных систем вы найдете в видео, прикрепленном к статье. Теплых зим!
системы отопления частных домов схемы ленинградка
насос для закачки теплоносителя в систему отопления
система отопления ленинградка схема