Расчет отопления в частном доме

Расчет отопления в частном доме

Правильный расчет основных элементов комплекса отопления частного дома является гарантом будущей эффективной работы системы. Выполнение схемы и проекта зачастую производится с привлечением специалистов в данной сфере – но расчеты можно провести и самостоятельно. Естественно, результаты их будут иметь несколько укрупненное значение, но в большинстве случаев отклонение от истинных значений составит не более 5 – 10 % — этого может быть вполне достаточно для качественной работы отопления, но позволит сэкономить средства, затрачиваемые на наем проектировщика. Материал данной статьи дает алгоритм расчета основных элементов водяной системы отопления своими руками.

Этапы расчета отопления частного дома

Системы водяного отопления частного дома выполняются по двум основным схемам – открытой и закрытой. Открытый комплекс значительно проще по своему устройству – в его состав не входят циркуляционный насос, расширительный бак имеет открытое устройство, диаметр трубопроводов варьируется в диапазоне 40 – 50 мм – поэтому здесь чаще всего рассчитывается только мощность котла и общая длина труб.

По-другому обстоит ситуация с закрытой системой – здесь проводится обязательный расчет тепловой мощности котла, объема расширительного бака, напора и производительности циркуляционного насоса, количества и состава приборов отопления. Количество труб рассчитывается по составленной схеме системы, диаметр трубопроводов варьируется от Ду15 до Ду32.

Расчет мощности котла

Расчет мощности котла

Котел является главным элементом любой системы автономного водяного отопления. Мощность агрегата складывается из следующих величин:

  1. Количество тепла, затрачиваемое на отопление;
  2. Тепловая мощность системы ГВС;
  3. Запас мощности котлоагрегата;
  4. Дополнительные величины – тепловая производительность водяных теплых полов, калориферов приточной вентиляции, теплообменника бассейна и так далее.

Базовая величина – мощность отопления – рассчитывается по 3-м методикам – тепловым расчетом, по площади или объему отапливаемых помещений. Тепловой расчет является самым точным – здесь учитывается практически весь спектр факторов, влияющих на тепловые потери – теплопроводность материалов строительных конструкций, климатическая зона, расположение относительно сторон света и еще целый набор показателей. Формулы расчета довольно сложны – правильные вычисления не каждому под силу – хотя при желании методики всегда можно найти в сети.

Для самостоятельного расчета обычно используются более простые укрупненные методики – по величине отапливаемой площади или по объему помещений. Оба способа применяются для помещений со средним качеством тепловой изоляции, методика расчета по площади – при высоте потолка до 2,7 метра, расчет по объему – при высоте помещений более 2,7 метра.

Расчет по площади базируется на удельной величине теплоты, необходимой на обогрев 1 м2 помещения – среднее ее значение составляет 100 Вт. То есть вычисляется общая площадь помещений и умножается на 100 – получается общая мощность отопления в ваттах.

Расчет по объему производится с другой удельной величиной – она составляет 35 – 40 Вт/м3, вычисляется общий объем помещений (произведение площади на высоту) и умножается на указанное количество тепла.

Вторым слагаемым в тепловой мощности котла является производительность по ГВС – обычно она закладывается из расчета 25 – 30% от общей мощности котлоагрегата. При наличии определенной модели бойлера косвенного нагрева мощность устройства указана в его паспорте. Это значение можно заложить в мощность котла в полной мере – тогда нагрев запаса воды будет происходить относительно быстро, при внесении в мощность котла меньшего значения время нагрева увеличится – причем котел будет работать на максимальной нагрузке.

Важной составляющей производительности котла является запас мощности – обычно он принимается из расчета 10 – 15% от номинальной мощности устройства. Запас этот необходим для сохранности котлоагрегата – режим работы на средней нагрузке позволяет эксплуатировать оборудование более долгий срок, чем при работе на максимальной производительности.

Указанные составляющие – отопление, ГВС и запас мощности – являются основными слагаемыми общей мощности котла системы автономного отопления. Кроме того, в мощность котла могут закладываться дополнительные величины:

  1. Тепловая мощность водяных тепловых полов, используемых в качестве дополнительного отопления – из расчета 50 – 60 Вт/м2 площади контуров;
  2. Производительность дополнительных нагревательных устройств – калориферов и теплообменников (по паспортным данным).

Расчет радиаторов отопления частного дома

Расчет радиаторов отопления частного дома

Расчет отопительных приборов в частном доме производится отдельно для каждого отапливаемого помещения. Радиаторы или другие устройства обычно устанавливают в зонах наибольших тепловых потерь – на внутренней поверхности наружных стен – под окнами, рядом с дверями, перед застекленными проемами и так далее.

Расчет тепловой мощности для каждого помещения производится также по площади или по объему с применением соответствующих удельных значений теплоты, требуемых для отопления. Полученное значение делят на количество отопительных приборов, планируемых к установке в помещении. Мощность каждого устройства определяется в зависимости от его конструкции – конвекторы и монолитные радиаторы имеют неизменную производительность, секционные батареи состоят из отдельных секций – мощность радиатора здесь зависит от размера и количества элементов.

Если говорить о неразборных устройствах – здесь выбрать оборудование несложно – полученную тепловую мощность делят на число приборов, изделия выбирают по единичной мощности из номенклатуры производителя. У секционных радиаторов (эти устройства наиболее распространены) важны характеристики секций – общее количество тепла делят на удельную теплоотдачу секции (по паспорту), число секций распределяют в состав батарей (в зависимости от их количества в помещении). Во всех случаях специалисты рекомендуют принимать общее значение мощности отопительного прибора (любой конструкции) на 5 – 10% больше расчетной – эта надбавка нивелирует погрешности расчета.

Расчет расширительного бака системы отопления

Расчет расширительного бака системы отопления

Мембранные расширительные баки для закрытых систем водяного отопления рассчитываются по объему теплоносителя, содержащегося в отдельных элементах комплекса. Для расчета используют сумму внутреннего объема следующих элементов:

  1. Теплообменный аппарат котла (по паспорту);
  2. Отопительные приборы (по паспорту);
  3. Трубопроводы (расчетным методом).

Количество воды в трубах системы определяется по формуле:

V = (π х Двнут. х L) / 4,

где π – постоянная, равная 3,14;

Двнут. – внутренний диаметр труб;

L – общая протяженность труб (по каждому диаметру расчет производится отдельно).

После получения общего объема теплоносителя определяется объем расширительного мембранного бака – из расчета 10% (если теплоноситель вода) и 15% — если в системе используется незамерзающая жидкость (антифриз).

Расчет циркуляционного насоса системы отопления

Расчет циркуляционного насоса системы отопления

Основными рабочими характеристиками циркуляционных насосов водяных систем отопления являются напор и производительность. Эти величины в идеале получают при проведении гидравлического расчета – а он довольно сложен и имеет свою специфику. Поэтому параметры насосов часто определяют по следующим значениям:

  1. Напор (создаваемое давление) – из расчета 0,6 м.вод.ст (0,065 атм.) на 10 метров длины труб;
  2. Производительность (количество перекачиваемого теплоносителя в единицу времени) – 1 литр в минуту на 1 кВт тепловой мощности котла (0,06 м3/час).

Данные значения определяются после замера общей длины трубопроводов и расчета мощности котла системы. Полученные значения используют для выбора модели циркуляционного насоса по диаграммам производителя – точка пересечения напора и производительности должна находиться во второй трети гидродинамической кривой.

Расчет трубопроводов, фитингов, арматуры, дополнительных устройств

Трубы и фитинги

Кроме основных элементов автономной закрытой системы отопления частного дома производится расчет остальных составляющих комплекса. Количество трубопроводов определяется по разработанной схеме – но этот подсчет считается не самым точным. Специалисты рекомендуют наносить разметку разводки трубопроводов – расчет по фактической схеме намного точнее. Здесь же определяется количество фитингов – уголков, соединительных муфт, можно рассчитать число необходимых креплений. Количество резьбовых фитингов определяется обычно по схеме – в точках установки арматуры, по схемам обвязки отдельных устройств и отопительных приборов.

Количество запорно-регулирующих устройств также определяют по схеме – в зависимости от способов подключения и обвязки оборудования. Для проведения ремонта и профилактики на каждое отдельное устройство в системе рекомендуется устанавливать арматуру – краны, вентили или клапана.

Зачастую в системах отопления с твердотопливными или электрическими котлами устанавливаются специальные устройства – теплоаккумуляторы. Эти емкостные устройства позволяют сократить потребление энергоносителя, частично могут выполнять функцию гидравлического разделителя. Объем теплового аккумулятора принимается из расчета 35 – 50 литров на 1 кВт тепловой мощности котла. Расчет классических гидравлических разделителей имеет свой алгоритм и во многом зависит от рабочих параметров конкретной системы – найти методики определения размеров устройства можно в отдельных публикациях всемирной сети.

(Просмотров 10 , 1 сегодня)