Расчет системы отопления частного дома

Наиболее распространенный способ отопления частного дома — автономная система с котлом (газовым, электрическим, твердотопливным) и жидким теплоносителем (чаще всего водой). Инфракрасные обогреватели, масляные радиаторы, камины, тепловентиляторы обычно используются в качестве дополнительных приборов. Надежность и эффективность системы отопления во многом зависит от правильного расчета, выбора комплектующих, монтажа и эксплуатации. В сложных случаях проведение расчетов доверяют специалистам. Простые варианты рассчитывают самостоятельно с помощью формул или онлайн-калькулятора.

Какие факторы учитываются при проектировании системы отопления

Перед проведением расчетов уточняют следующие параметры:

• этажность строения и сколько этажей в нем планируется отапливать;
• отапливаемую площадь;
• материал, из которого построен дом;
• площадь наружных стен;
• теплопотери через оконные и дверные проемы;
• потери тепла через вентиляционную и канализационную системы (эта величина учитывается только при проведении очень точных расчетов);
• погодные условия, характерные для данного региона.

Формулы для расчета теплопотерь дома

Определение величины теплопотерь строения позволяет узнать необходимую мощность котла отопления.

Уточненные расчеты

Теплопотери частного дома рассчитывают по формуле: Q = S*dT/R, включающей:

• Q — теплопотери, Вт;
• dT — разница температур между наружным воздухом и помещениями;
• R — величина теплового сопротивления конструкции, м2*К/Вт.

Значение R определяют по формуле R = B/K, где:

• K — коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена конструкция, табличная величина, Вт/м*К;
• B — толщина материала, м.

Упрощенные расчеты

Есть два способа упрощенных расчетов теплопотерь: по площади или объему помещений. Первый вариант подходит для комнат, высота которых не превышает 2,7 м. В этом случае считается, что для отопления 10 м2 площади требуется 1 кВт энергии. Расчет по объему подходит для помещений любой высоты. Для регионов европейской части России принимают, что для отопления 1 м3 требуется 40 Вт энергии.

Проведем примерный расчет теплопотерь по суммарному объему помещений. Предположим, что мы определяем необходимую мощность котла для одноэтажного частного дома с комнатами высотой 3,0 м и площадями:

• гостиная — 20 м;
• две спальни — по 10 м2;
• кухня — 8 м2;
• прихожая – 8 м2;
• совмещенный санузел — 6 м2.

Суммарная площадь — 20 + 10х2 + 8 + 8 + 6 = 62 м2. Отапливаемый объем равен 62 х 3 = 186 м3. Для подсчета теплопотерь умножаем рассчитанный объем на 40 Вт:

Q = 186 х 40 = 7440 Вт = 7, 44 кВт.

Полученное значение умножают на коэффициент запаса — 1,2. Это означает, что нам понадобится котел мощностью, равной 7,44 х 1,2 = 8,93 кВт. Округляем это значение до стандартного в большую сторону.

После проведения расчетов можно приступать к выбору оборудования для организации автономной отопительной системы частного дома.

Разновидности котлов и их краткие характеристики

Тип котла выбирают в зависимости от доступности энергоносителя в конкретном регионе. В этой статье рассмотрим самые популярные варианты.

Газовые

Это оптимальный выбор с точки зрения расходов на оплату энергоресурсов, но только в районах, где поблизости проходит газовая магистраль. Современные газовые агрегаты обеспечивают:

• безопасность эксплуатации благодаря наличию контролирующей и защитной автоматики;
• удобный монтаж системы благодаря встроенному циркуляционному насосу;
• возможность работать на нескольких видах топлива.

Сложность такого решения заключается в необходимости получать разрешения, заказывать разработку проектной документации в специализированных учреждениях, ежегодно обслуживать отопительное оборудование и дымоход.

Электрические

При отсутствии расположенной поблизости газовой магистрали можно выбрать электроотопление. Электричество — дорогой энергоресурс. Но установка энергосберегающего котла в комплексе с термостатом обеспечивает эффективность и доступную стоимость этого вида отопления частного дома, особенно небольшого.

Преимущества приобретения и установки электрических котлов STOUT:

• для агрегатов небольшой мощности не требуется устройство трехфазной линии, поскольку они питаются от бытовой сети напряжением 220 В;
• при работе электрических котлов не образуются продукты горения, не сжигается кислород, повышается общая безопасность;
• для электроагрегатов не требуется интенсивный приток воздуха, установка дымохода.

Экономия электрической энергии в котлах STOUT обеспечивает применение следующих передовых технологий:

• Система плавного старта. Снижает пусковой расход электроэнергии, защищает от перегрузок котел, электропроводку.
• Снижение нагревательной энергии. За счет этой технологии быстро прогревается и теплоноситель, и само помещение.
• Использование эффективных теплоизоляционных материалов. Потери тепла в самом агрегате практически отсутствуют.
• Автоматическое отслеживание температуры нагрева воды или другого теплоносителя, воздуха. При достижении определенной температуры отопительное оборудование отключается.

Твердотопливные

Такие котлы могут предназначаться для одного или нескольких видов твердого топлива. Преимущества этого решения — относительно невысокая стоимость котлов и энергоресурсов. Их перевешивает множество недостатков:

• необходимость регулярной закладки топлива;
• сложность (или невозможность) автоматизации процесса отопления;
• необходимость в обустройстве дымохода;
• загрязнение окружающей среды продуктами горения.

Выбор радиаторов

Для организации системы отопления необходимо выбрать радиаторы отопления и правильно рассчитать количество секций.

Стальные радиаторы — панельные и трубчатые

Общие преимущества стальных радиаторов — панельных и трубчатых:

• хорошая теплопроводность, которая позволяет оперативно передавать тепло в помещение, быстрый отклик на изменение температуры теплоносителя;
• возможность выбрать дизайн батареи в соответствии с общим оформлением помещения;
• совместимость с трубами, изготовленными из разных материалов.

Такие батареи чувствительны к гидроударам, и они не предназначены для систем с высоким давлением. Стальные радиаторы хорошо подходят для автономного отопления частных домов.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые батареи рассчитаны на нормальные показатели кислотности воды, используемой в качестве теплоносителя — от 7 до 8,3. Чем выше этот показатель, тем ниже кислотность жидкости. Такие батареи благодаря сочетанию умеренной стоимости с достаточными эксплуатационными характеристиками, хорошо подходят для автономных систем отопления.

Биметаллические батареи

В конструкцию биметаллических батарей входит стальной сердечник, внутренняя поверхность которых непосредственно соприкасается с теплоносителем, и оребрение из алюминиевых сплавов. Для таких радиаторов характерны:

• возможность использования в системах с высоким давлением и не очень хорошим качеством теплоносителя;
• хорошая сочетаемость со стальными трубами;
• длительный рабочий период.

Радиаторы одинаково хорошо подходят как для централизованных, так и для автономных систем отопления.

Пример расчета радиаторов

Рассмотрим расчет необходимого количества стандартных алюминиевых радиаторов высотой 60 см на примере комнаты объемом 30 м3 (площадь — 10 м2, высота — 3 м) с двумя окнами. Тепловая мощность одного ребра батареи при температуре +70̊C — 150 Вт. На такую комнату общая мощность радиаторов должна составлять 30 х 40 х 1,2 = 1440 Вт = 1,44 кВт. Округляем до 1,5 кВт и получаем 10 секций. Можно установить две батареи под окнами: 4 и 6 секций.

Расчет количества теплоносителя для системы отопления

Для определения нужного количества теплоносителя используют формулу:

V теплоносителя = V котла + V радиаторов + V труб, в котором:

• V котла — указывается в техническом паспорте. Для настенных газовых моделей составляет 3–7 л, для напольных — до 25 л.
• V радиаторов — паспортная величина. Если она в паспорте не указана, берут среднее значение. Для секции алюминиевых батарей она составляет 0,4 л, для биметаллических – 0,3 л.
• V труб — можно вычислить упрощенно по таблице.

Таблица зависимости объема теплоносителя в трубах от их внутреннего диаметра

Если в системе на различных участках трубы имеют разный диаметр, то расчет теплоносителя производится отдельно для каждого участка. Результаты суммируют.

Поделиться: