Расчет системы отопления частного дома и вычисление тепловых потерь

Выбор котла, расчет тепловой мощности

Двухтрубная система отопления частного дома с нижней разводкой.

Генератором тепла системы отопления является сам котел. Тип котла будь то электрический, твердотопливный, комбинированный или газовый, в основном зависит от местности проживания, а именно от того, какой вид топлива более распространен в местности.

Что касается твердотопливных котлов, то у них есть один существенный недостаток. При общедоступности твердого топлива, данный котел необходимо протапливать не менее 2-3 раз в сутки. Теплоотдача у твердотопливных котлов имеет циклический вид, на протяжении суток температура в отапливаемом помещении меняется в среднем от 3°С до 5°С. Если приходится покупать твердотопливный котел по причине отсутствия более дешевых видов топлива, есть 2 метода уменьшить недостатки этого генератора тепла.

Можно сократить число топок до 2-х при помощи большей закладки топлива или использования теплового аккумулятора емкостью не менее 5 м 3. Его нужно соединить с системой отопления. Использование электрических котлов не слишком популярно, причиной этому является: высокая стоимость электроэнергии, проблемы с оформлением документации на используемые мощности. Если индивидуальный дом газифицирован, то достойной основой для отопления может стать газ. Это будет самым лучшим вариантом, главное преимущество это простота в эксплуатации, не нужно запасаться дровами, углем, высокий уровень КПД (около 95%).

Схема радиаторов отопления.

В наше время очень важными критериями в отопительной технике является безопасность эксплуатируемой техники. Еще до недавнего времени, для отопительного газового оборудования необходимо было иметь отдельное хорошо проветриваемое помещение. Теперь же, нужно иметь отдельное помещение только для систем с открытой камерой горения. От мощности выбранного котла напрямую зависит эффективность работы системы отопления. Малая мощность не даст нужной, комфортной температуры в холодные дни отопительного периода. А избыточная мощность приведет к перерасходу топлива.

Главными параметрами руководствуются, когда проводят расчет системы отопления, ими являются:

• площадь помещения, которое должно отапливаться (S);
• мощность самого котла, его параметры на 10 м 3 помещения, данная величина устанавливается при учете климатических условий области проживания (W yd.).
• приняты общие нормы удельной мощности по зонам широт проживания:
• центральные районы проживания W yd = 1,25 — 1,55 кВт;
• северные районы проживания W yd = 1,54 — 2,1 кВт;
• южные районы проживания W yd = 0,75 — 0,94 кВт.

Что касается расчета мощности котла (W кот), он рассчитывается по формуле:

Расчет мощности радиаторов отопления.

Очень часто при проведении расчетов, для простоты применяется значение W уд, которое приравнивается единице. Учитывая это, выбирают мощность котла по расчету 10 кВт/100 м 2 помещения.

Для примера приведем следующий расчет системы отопления:

• общая площадь помещения S = 100 м 2;
• мощность (W yd.) по центральным районам = 1,25 кВт;
• W koт = 100*1,25 / 10 = 12 кВт.

По площади индивидуального дома зависит типаж системы отопления и его развилок. при расчете системы отопления площадью до 100 м2 используется естественная циркуляция теплоносителя, большая площадь помещений требует уже использования насосов циркуляции. Когда проводят расчет системы топления, как правило, циркуляционные насосы устанавливают в обратную линию. Это делается для того, чтобы продлить срок службы деталей насосов, тем самым исключив непосредственный контакт с горячей водой.

По техническим требованиям отопительных систем циркуляционные насосы должны работать постоянно, иметь бесшумную работу, экономное энергопотребление, надежность. При использовании современных тепловых генераторов на газе, используются встроенные в корпус циркуляционные насосы.

Расчет отопления частного дома

Обустройство жилья отопительной системой – главная составляющая создания в доме комфортных температурных условий проживания в нем. В обвязку теплового контура входят много элементов, поэтому важно уделить внимание каждому из них. Не менее важно грамотно выполнить расчет отопления частного дома, от которого во многом зависит эффективность работы теплового блока, равно как и его экономичность. А как рассчитать систему отопления по всем правилам, вы узнаете из этой статьи.

• Из чего складывается нагревательный узел?
• Подбор нагревательного элемента
• Определение мощности котла
• Расчет количества и объема теплообменников
• От чего зависит количество радиаторов
• Формула и пример расчета
• Трубопроводная отопительная система
• Монтаж отопительных приборов

Калькулятор отопления. Расчет системы отопления в частном доме.

Общая площадь вашего жилища: м2 Для обогрева вам понадобится:

Внимание! Калькулятор выводит общую смету только при условии учета теплого пола.

Решили строить загородный дом? Необходимо сделать расчет отопления в частном доме? Нет ничего сложного! Наш онлайн-калькулятор поможет сделать это быстро и легко! Создайте проект отопления сами всего за несколько минут! Расчет отопления произведет наш калькулятор. С его помощью вы узнаете сколько стоит теплый пол, какие комплектующие необходимы для отопления и много другое.

Спешим напомнить Вам, что данные, которые получаются калькулятором в итоге, являются ориентировочными! И позволяют примерно оценить бюджет исходя из среднестатистической цены на монтаж отопления. Каждый частный дом (коттедж) является уникальным случаем и для начала работ по монтажу следует предоставить гораздо более полную информацию об объекте. Ведь все это сильно может повлиять на выбор бренда производителя отопительного оборудования, а как в следствии и на итоговую цену. Для выполнения работ по созданию проекта отопительной системы, а также поставки оборудования и монтажа, следует обращаться к профессионалам, готовым подойти к делу творчески и с должным вниманием.

Так же рекомендуем ознакомится с объектами монтаж отопления которых выполнила компания Экотерм.

Инструменты в Главном меню программы Valtec

У Valtec, как и у любой другой программы, вверху расположено главное меню.

Кликаем на кнопку «Файл» и в открывшемся подменю видим стандартные инструменты, известные любому пользователю компьютера по другим программам:

Дальше: «Инструменты» — «Калькулятор»:

— запускается программа «Калькулятор», встроенная в  Windows – для выполнения расчётов:

С помощью «Конвертера» мы будем переводить одни единицы измерения в другие:

Здесь три столбца:

А пока продолжаем знакомиться с меню «Инструменты». «Генератор бланков»:

Это нужно для проектировщиков, выполняющих проекты на заказ. Если мы делаем отопление только в своём доме, то «Генератор бланков» нам без надобности.

Следующая кнопка в главном меню программы Valtec – «Стили»:

Она для управления внешним видом окна программы – подстраивает под то программное обеспечение, которое установлено на вашем компьютере. По мне так ненужный прибамбас, т. я из тех, для кого главное не «шашечки», а доехать. А вы для себя решайте сами.

Дальше в главном меню кнопка «Справки»:

Рассмотрим более подробно инструменты, находящиеся под этой кнопкой.

В «Климатологии» выбираем район строительства:

Потери тепла в доме зависят не только от материалов стен и прочих конструкций, а и от климата местности, где здание находится. Следовательно, и требования к системе отопления зависят от климата.

В левой колонке находим район, в котором живём (республику, область, край, город). Если нашего населённого пункта здесь нет, то выбираем ближайший.

«Материалы». Здесь перечислены параметры разных строительных материалов, применяемых в конструкциях домов. Именно поэтому при сборе исходных данных (см. предыдущие материалы по проектированию) мы перечисляли материалы стен, полов, потолков:

Инструмент «Проёмы». Здесь сведения по дверным и оконным проёмам:

«Трубы». Здесь собраны сведения о параметрах труб, применяемых в системах отопления: размеры внутренние, наружные, коэффициенты сопротивления, шероховатость внутренних поверхностей:

Это нам понадобится при гидравлических расчётах – для определения мощности.

«Теплоносители». Собственно, здесь ничего кроме характеристик тех теплоносителей, которые могут быть залиты в систему отопления дома:

Эти характеристики — теплоёмкость, плотность, вязкость.

Не всегда в качестве теплоносителя используют воду, бывает, что в систему заливают антифризы, называемые в простонародии «незамерзайками». О выборе теплоносителя поговорим в отдельной статье.

«Потребители» для расчета системы отопления не нужны, т. этот инструмент для расчётов систем водоснабжения:

«КМС» (коэффициенты местного сопротивления):

Любой отопительный прибор (радиатор, вентиль, термостат и пр. ) создаёт сопротивление для движения теплоносителя, и эти сопротивления нужно учесть, чтобы правильно подобрать мощность  циркуляционного насоса.

«Приборы по DIN». Это, как и «Потребители», больше касается  систем водоснабжения:

Как самостоятельно провести расчет системы отопления частного дома

Системы отопления загородного дома

Не совсем правильно говорить о большом количестве современных вариантов отопления частных домов. Дело в том, что есть основные способы, а есть вспомогательные. К примеру, водяное отопление — основное, а масляные радиаторы, камины всех видов, тепловентиляторы и ИК-излучатели — это вспомогательные виды. При этом после выбора варианта отопления дома расчету и монтажу систем необходимо уделить особое внимание. Здесь важно учесть все элементы и узлы, к которым относятся котел, трубопроводы, запорная арматура и приборы теплоотдачи — радиаторы.

Самое главное — понимать, что вся отопительная система будет работать качественно и эффективно, если учтены нижеследующие критерии:

• Правильный расчет.
• Качество монтажных работ.
• Качество используемых материалов и узлов.
• Грамотная эксплуатация.

Если все четыре критерия выдержаны, то долговечная, эффективная и надежная работа всей системы обеспечена.

Расчет мощности оборудования

На данный момент производится четыре основных типа котлов: газовые, на жидком или твердом топливе, функционирующие от электричества.

Важно! Как и при расчете мощности батарей, в этом случае на каждые 10 квадратных метров площади помещения требуется 1 кВт мощности котла. Подбирать отопительное оборудование необходимо с запасом для того, чтобы оно не работало на пределе своих возможностей

Формула расчета

Нормативы расхода тепловой энергии

Тепловые нагрузки рассчитываются с учетом мощности отопительного агрегата и тепловых потерь здания. Поэтому, чтобы определить мощность проектируемого котла, необходимо теплопотери здания умножить на повышающий коэффициент 1,2. Это своеобразный запас, равный 20%.

Для чего необходим такой коэффициент? С его помощью можно:

• Прогнозировать падение давления газа в магистрали. Ведь зимой потребителей прибавляется, и каждый старается взять топлива больше, чем остальные.
• Варьировать температурный режим внутри помещений дома.

Добавим, что тепловые потери не могут распределяться по всей конструкции здания равномерно. Разность показателей может быть достаточно большой. Вот некоторые примеры:

• Через наружные стены покидает здание до 40% тепла.
• То же самое относится и к крыше.
• Через вентиляционную систему — до 20%.

Итак, с конструкцией здания разобрались и сделали одно очень важное заключение, что от архитектуры самого дома и места его расположения зависят потери тепла, которые необходимо компенсировать. Но многое также определяется и материалами стен, крыши и пола, а также наличием или отсутствием теплоизоляции

Это немаловажный фактор.

К примеру, определим коэффициенты, снижающие теплопотери, зависящие от оконных конструкций:

• Обычные деревянные окна с обычными стеклами. Для расчета тепловой энергии в данном случае используется коэффициент, равный 1,27. То есть через такой вид остекления происходит утечка тепловой энергии, равной 27% от общего показателя.
• Если установлены пластиковые окна с двухкамерными стеклопакетами, то используется коэффициент 1,0.
• Если установлены пластиковые окна из шестикамернного профиля и с трехкамерным стеклопакетом, то берется коэффициент 0,85.

Идем дальше, разбираясь с окнами. Существует определенная связь площади помещения и площади оконного остекления. Чем больше вторая позиция, тем выше тепловые потери здания. И здесь есть определенное соотношение:

• Если площадь окон по отношению к площади пола имеет всего лишь 10%-ный показатель, то для расчета тепловой мощности системы отопления используется коэффициент 0,8.
• Если соотношение располагается в диапазоне 10-19%, то применяется коэффициент 0,9.
• При 20% — 1,0.
• При 30% —2.
• При 40% — 1,4.
• При 50% — 1,5.

И это только окна. А есть еще влияние материалов, которые использовались в строительстве дома, на тепловые нагрузки. Расположим их в таблице, где стеновые материалы будут располагаться с уменьшением тепловых потерь, а значит, их коэффициент будет также снижаться:

Вид строительного материала

Как видите, разница от используемых материалов существенная. Поэтому еще на стадии проектирования дома необходимо точно определиться с тем, из какого материала он будет возводиться. Конечно, многие застройщики строят дом на основе бюджета, выделенного на строительство. Но при таких раскладках стоит пересмотреть его. Специалисты уверяют, что лучше вложиться первоначально, чтобы впоследствии пожинать плоды экономии от эксплуатации дома. Тем более что система отопления зимой составляет одну из главных статей расхода.

Размеры комнат и этажность здания

Схема системы отопления

Итак, продолжаем разбираться в коэффициентах, влияющих на формулу расчета тепла. Как влияют размеры помещения на тепловые нагрузки?

• Если высота потолков в вашем доме не превышает 2,5 метра, то в расчете учитывается коэффициент 1,0.
• При высоте 3 м уже берется 1,05. Незначительная разница, но она существенно влияет на тепловые потери, если общая площадь дома достаточно велика.
• При 3,5 м — 1,1.
• При 4,5 м —2.

А вот такой показатель, как этажность постройки, влияет на теплопотери помещения по-разному. Здесь необходимо учитывать не только количество этажей, но и место помещения, то есть, на каком этаже оно расположено. К примеру, если это комната на первом этаже, а сам дом имеет три-четыре этажа, то для расчета используется коэффициент 0,82.

При перемещении помещения в верхние этажи повышается и показатель теплопотерь. К тому же придется учитывать чердак — утеплен он или нет.

Как видите, чтобы точно подсчитать тепловые потери здания, необходимо определиться с различными факторами. И их все обязательно надо учитывать. Кстати, нами были рассмотрены не все факторы, снижающие или повышающие тепловые потери. Но сама формула расчета будет в основном зависеть от площади отапливаемого дома и от показателя, который называется удельным значением тепловых потерь. Кстати, в данной формуле оно стандартное и равно 100 Вт/м². Все остальные составляющие формулы — коэффициенты.

Как рассчитать

Самостоятельно сделать такой расчет стоимости отопления по площади помещения сложно, лучше воспользоваться помощью профессионалов.

Для этого необходимы следующие показатели:

• Площадь помещения.
• Виды батарей.
• Необходимая мощность приборов.
• Материал дома.
• Количество этажей, наличие чердака.
• Количество и качество оконных проемов.
• Степень утепленности помещения.

Калькулятор также подбирает подходящий вариант котла, чтобы обогрев шел постоянно и в необходимом количестве.

Расчет тепловой мощности котла

Тепловая мощность котла или нескольких котлов (работающих совместно) подбирается с учётом всех возможных потерь тепла обогреваемого здания.

Мощность котла (в грубом варианте) состоит из следующих составляющих:

• Тепловая мощность требуемая на полную компенсацию максимальных теплопотерь здания;
• Мощность на обогрев помещения в которой расположена котельная установка.
• Если котельная расположена в отдельно стоящем здании то к общей мощности котельной установки добавляется требуемая мощность на компенсацию теплопотерь в трубопроводах которые расположены между отапливаемым зданием и помещением котельной.
• Если в функции котельной установки входит приготовление горячей воды то к общей требуемой мощности добавляется тепловая нагрузка требуемая на нагрев воды для системы ГВС. При этом, на сегодняшний день, при применении современных изоляционных материалов в строительстве домов иногда делает эту тепловую нагрузку преобладающей, по сравнению с тепловой нагрузкой требуемую на другие нужды.
• Требуемая тепловая мощность на другие потребители (вентиляция, подогрев бассейна, подогрев наружных площадок и тд.)

Требуемая тепловая мощность на обогрев здания, помещения котельной и теплопотерь наружных трубопроводов определяется на основании теплового расчёта (расчёт теплопотерь) и является основной для выбора мощности системы отопления.

При обеспечении тепловой тепловой энергией контура приготовления горячей воды следует учесть все факторы влияющие на нормальный режим обеспечения горячей водой потребителей для получения наиболее надёжного, эффективного и экономичного варианта. Это может быть режим водопотребления, конструктивные особенности водонагревателя и котельной установки, требуемые объёмы горячей воды и тд. Например в частном домостроении в связи с малыми объёмами потребления горячей воды часто применяют переменный режим работы котельной установки между отоплением помещений и приготовлением горячей воды. Что позволяет существенно снизить мощность котлов а следовательно и затраты на оборудование и последующую эксплуатацию системы отопления.

При наличии в системе отопления дополнительных контуров их теплопотребление учитывается надбавкой к отопительной мощности в размере максимального значения теплопотребления каждого контура. Тепловая мощность на приготовления горячей воды в зданиях с значительным потреблением горячей воды (бани, сауны, парикмахерские и тд. ) обязательно включается как дополнительная тепловая нагрузка.

При выборе тепловой мощности котельной установки с атмосферными горелками следует учитывать сезонные колебания давления газа. При снижении давления газа мощность газового котла резко падает. Желательно при выборе тепловой мощности газового котла учесть полутора кратное превышение паспортной мощности котла. При этом рекомендуют, для предотвращения преждевременного выхода из строя котла постоянно работающего с максимальной тепловой нагрузкой, в любом случае предусматривать при выборе 30% запас.

При применении в системе проточных водонагревателей значительных объёмов приготовления горячей воды мощность котельной установки не может быть меньше мощности потребляемой водонагревателем при максимальном водопотреблении горячей воды. Если мощность требуемая на отопление превышает теплопотребление проточного водонагревателя то достаточно пятидесяти процентной надбавки от мощности требуемой для приготовления горячей воды.

В случае применения котельных установок с переменным режимом обеспечения теплопотребления контура ГВС и отопления (двухконтурный котел) следует учесть что производительность по ГВС установки обычно указывается из расчёта что на приготовление горячей воды используется вся мощность установки. При этом на время приготовления горячей воды отключается требуемое на нужды системы отпления. При незначительном водопотреблении горячей воды этот фактор не сильно сказывается на климатических условиях в отапливаемых помещениях за счёт тепловой инерции конструкций здания. Но при значительных превышениях этого условия лучше предусмотреть как минимум двух кратное превышение мощности установки. Окончательный вариант следует принять при точном тепловом расчёте и подробном анализе особенностей эксплуатации инженерных систем здания.

Как рассчитать отопление в доме

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.

Подбор труб для магистрали отопления

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.

Дополнительные приборы

Циркуляционный насос Grundfos

Система с естественной циркуляцией теплоносителя будет работать эффективно, если общая площадь дома не превышает 120 квадратных метров. Если же ваш дом больше, то придется приобрести циркуляционный насос.

Многие производители отопительных котлов предусматривают установку насоса прямо в конструкцию теплогенератора. Но если в вашем котле этого узла нет, то его необходимо приобрести отдельно.

На рынке циркуляционные насосы представлены в достаточно большом ассортименте, и все модели и марки соответствуют существующим нормам и требованиям. Они потребляют мало электроэнергии, бесшумны, имеют небольшие габаритные размеры. Единственное условие, которое следует принять во внимание — это место установки.

Для циркуляционного насоса должна быть обратная магистраль, где температура теплоносителя не такая высокая, как на подающей магистрали. С чем это связано? Дело в том, что в конструкции насоса присутствуют резиновые изделия в виде манжет и прокладок. И под действием высокой температуры они быстро выходят из строя.

Расчёт радиаторов отопления на квадратный метр

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

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

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

Тип оконной рамы (из дерева -1. 27, однослойный стеклопакет – 1, двойной стеклопакет – 0. 85);

Как определить, сколько секций должно быть у радиаторов отопления?

Помимо определения мощности котла, расчет отопительной системы включает также вычисление оптимального количества секций у батарей отопления. Без этой информации можно ошибиться с покупкой, и тогда даже самый мощный котел не справится со своими задачами.

Но не стоит пугаться: посчитать, сколько секций необходимо, еще проще, чем вычислить мощность котла. Нужно лишь взять площадь комнаты, где планируется установить батарею, умножить эту цифру на сто. А потом разделить на мощность одной батареи отопления.

Поскольку, как правило, одна батарея отапливает только одну комнату, складывать площадь всех жилых помещений не потребуется. Исключением может стать ситуация, когда комната, где будет установлена батарея, соседствует с другой неотапливаемой комнатой. Тогда для вычисления количества секций нужно использовать их суммарную площадь.

Почему площадь нужно делить на сто? Это число появилось в формуле благодаря требованиям СНиПов, где указано, что на каждый квадратный метр площади жилого помещения необходимо 100 Вт мощности.

Мощность секции радиатора — параметр индивидуальный. Он зависит от того, из какого материала выполнен конкретный радиатор. Если информации о радиаторе нет, либо владелец дома пока не определился с выбором, можно использовать для расчета значение в 200 Вт, это среднестатистическая мощность, которой обладает одна секция большинства современных радиаторов отопления.

Имея все перечисленные выше данные, можно приступать к подбору батарей. Допустим, нам необходимо рассчитать радиатор для гостиной площадью в 25 м2, а мощность секции приглянувшегося радиатора — 180 Вт. Считаем:

То есть нам понадобится радиатор с четырнадцатью секциями. Если в продаже отсутствуют подобные модели, то можно выбрать батарею с максимально близким числом секций, но в большую сторону. Большее количество секций необходимо для запаса мощности.

Важно: если комната, где будет размещен радиатор, угловая, либо расположена в торце здания, в расчете необходимо использовать коэффициент 1,2. На него нужно умножить получившееся число. То есть в нашем случае для угловой комнаты следует выбирать батарею с семнадцатью секциями.