Расчет системы отопления частного дома: формулы, справочные

Какие конкретно 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 нужные 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?

Что именно нам предстоит считать?

  • Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла.
  • Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и мощность отопительного прибора в нем.

Увидьте: нам предстоит затронуть и способы определения тепловой мощности для различных отопительных устройств.

  • Количество расширительного бака.
  • Параметры циркуляционного насоса.

В этом порядке и двинемся дальше.

Тепловая мощность

Грубо оценить потребность дома в тепле возможно двумя методами:

  1. По площади.
  2. По объему.

Расчет по площади

Эта методика предельно несложна и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Так, дом неспециализированной площадью 100 м2 возможно обогреть 10-киловаттным котлом.

Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как каждая упрощенная схема расчетов, она дает очень приблизительный итог.

Быстро, просто и... неточно.

Обстоятельств пара:

  • Котел прогревает целый количество воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А данный параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
  • Окна и двери теряют значительно больше тепла на единицу площади, чем стенки. Хотя бы вследствие того что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
  • Климатическая территория также сильно воздействует на теплопотери через ограждающие конструкции. Повышение дельты температур между улицей и помещением в два раза потянет за собой двукратное повышение затрат на отопление.

Расчет по объему с региональными коэффициентами

Как раз в силу перечисленных обстоятельств лучше применять ненамного более сложную, но дающую куда более надежный итог схему расчетов.

  1. За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
  2. На каждое окно в наружной стенке к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
  3. Полученный итог умножается на региональный коэффициент:
Климатическая территория Коэффициент
Краснодарский край, Крым 0,7 — 0,9
Столичная, Ленинградская области 1,2 — 1,3
Иркутский, Хабаровский край 1,5 — 1,6
Якутия, Чукотка 2,0
Крым, Ялта, декабрь. Расходы на отопление здесь невелики.

Давайте как пример заберём тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.

Но сейчас мы оговорим последовательность дополнительных условий:

  • Высота его потолков — 3,5 метра.
  • Дом имеет 10 двери и 2 окон в наружных стенках.
  • Он находится в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, полный минимум — 67,6 С).

Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.

  1. Внутренний количество отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
  2. Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
  3. Окна и двери усугубляют обстановку: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
  4. Наконец, освежающий климат Верхоянска вынудит нас расширить и без того громадную тепловую мощность отопления еще в два раза: 22400*2=44800 ватт.
Зима в Верхоянске.

Как несложно подметить, отличие с результатом, взятым по первой методике — больше четырехкратной.

Отопительные устройства

Как вычислить отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие данной мощности отопительные устройства?

Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной помещения всецело аналогична вышеприведенной.

К примеру, для помещения площадью 12 м2с двумя окнами в обрисованном нами доме расчет будет иметь таковой вид:

  1. Количество помещения равен 12*3,5=42 м3.
  2. Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
  3. Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
  4. Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле в два раза. 2720*2=5440 ватт.

Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать тип и количество отопительных конвекторов?

  • Производители постоянно указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.
Таблица мощности для конвекторов VarmannMiniKon.
  • Для секционных радиаторов нужную информацию в большинстве случаев возможно обнаружить сайтах производителей и дилеров. Там же часто возможно найти калькулятор для пересчета киловатт в секции.
  • Наконец, если вы используете секционные радиаторы малоизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей возможно ориентироваться на следующие усредненные значения:
Тип секции Тепловая мощность на одну секцию, ватты
Чугунная с внутренним оребрением 160
Чугунная без внутреннего оребрения 140
Биметаллическая 180
Алюминиевая 200

В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя значительно чаще употребляются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена весьма приятным образом сочетается с пристойным высокой теплоотдачей и внешним видом.

В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).

Разместить в одной комнате столько секций - нетривиальная задача.

Как неизменно, имеется пара тонкостей.

  • При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему окажет помощь несложная инструкция: подключайте радиаторы по схеме «снизу вниз».
  • Производители показывают тепловую мощность для дельты температур между помещением и теплоносителем в 70 градусов (к примеру, 90/20С). При ее понижении тепловой поток будет падать.

Особенный случай

Часто в качестве отопительных устройств в частных зданиях употребляются самодельные металлические регистры.

Обратите внимание: они завлекают не только низкой себестоимостью, но и необыкновенной прочностью на разрыв, что весьма кстати при подключении дома к теплотрассе. В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным невысокой теплоотдачей и внешним видом на единицу объема отопительного прибора.

Прямо скажем - не верх эстетики.

Однако: 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 протяженность (также в метрах);
  • k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
  • Dt — дельта температур, отличие между воздухом и теплоносителем в помещении.

В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, не считая первой, умножается на 0,9, потому, что они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.

В многосекционном регистре нижняя секция отдает больше всего тепла.

Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в помещении 18 С.

  1. Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
  2. Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
  3. Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.

Расширительный бак

И в этом случае имеется две методики расчета — несложная и правильная.

Несложная схема

Несложной расчет несложен донельзя: количество расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.

Откуда забрать значение объема теплоносителя?

Вот пара несложных решений:

  1. Заполните контур водой, стравите воздушное пространство, а позже слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
  2. Помимо этого, грубо количество сбалансированной системы возможно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, при котла мощностью 45 КВт в системе будет приблизительно 45*15=675 литров теплоносителя.

Значит, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в громадную сторону до стандартного значения).

Стандартные объемы расширительных бачков.

Правильная схема

Более совершенно верно возможно своими руками вычислить количество расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

  • V — искомое значение в литрах.
  • Vt — полный количество теплоносителя.
  • E — коэффициент расширения теплоносителя.
  • D — коэффициент эффективности расширительного бака.

Разумеется, последние два параметра нуждаются в комментариях.

Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей возможно забрать 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
А вот коэффициенты для теплоносителей с большим содержанием гликоля.

Коэффициент эффективности бачка возможно вычислить по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:

  • Pv — большое давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).

Подсказка: в большинстве случаев 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 верхней расположения точкой и уровнем бака 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 как пример подсчитаем требования к бачку для следующих условий:

  • Перепад высоты между верхней точкой и баком контура равен 5 метрам.
  • Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
  • Большой нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).

Итак:

  1. Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.
Вместо расчета коэффициент можно взять из таблицы.
  1. Количество теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
  2. Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, либо 0,0358.
  3. Так, минимальный количество бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.

Циркуляционный насос

Как подобрать оптимальные параметры циркуляционного насоса для системы отопления?

Для нас серьёзны два параметра: создаваемый насосом его производительность и напор.

На фото - насос в отопительном контуре.

С напором все не просто, а весьма легко: 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.

Несложный метод подобрать производительность — умножить количество теплоносителя в системе на 3: контур обязан 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 либо участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
  • 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
  • Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.

Подсказка: для автономной системы стандартные параметры — 70/50 С.

При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна быть равна 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.

Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.

Заключение

Сохраняем надежду, что предоставили в распоряжение читателя все нужные материалы. Дополнительную данные о том, как выполняется расчет отопления в частном доме, возможно отыскать в прикрепленном видео. Удач!

Добавить комментарий