Тепловой расчет системы отопления: формулы, справочные данные и конкретный пример

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

А как рассчитать систему отопления по всем правилам, вы узнаете из этой статьи.

1. Из чего складывается нагревательный узел?
2. Подбор нагревательного элемента
3. Определение мощности котла
4. Расчет количества и объема теплообменников
5. От чего зависит количество радиаторов
6. Формула и пример расчета
7. Трубопроводная отопительная система
8. Монтаж отопительных приборов

Точные расчеты тепловой нагрузки

Значение теплопроводности и сопротивление теплопередачи для строительных материалов

Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.

Что же такое сопротивление теплопередачи (R )? Это величина, обратная теплопроводности (λ ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d ). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:

Расчет по стенам и окнам

Сопротивление теплопередачи стен жилых зданий

Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.

В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:

• Площадь стен – 280 м². В нее включены окна – 40 м² ;
• Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56 ). Толщина наружных стен – 0,36 м. Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи — R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт ;
• Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм. Для него λ=0,036. Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт ;
• Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
• Сопротивление теплопередачи окон — 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).

Фактически тепловые потери через стены составят:

(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С

Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:

Расчет по вентиляции

Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:

(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час

Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:

Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт

Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.

К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.

Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.

Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится1

Подбор устройства согласно расчету

Перед тем как приступить к расчету мембранника, нужно знать, что чем больше объем отопительной системы и выше максимальный температурный показатель теплоносителя, тем большего объема должен быть сам бак.

Существует несколько способов, по которым проводят расчет: обращение к специалистам в бюро по проектированию, проведение расчетов самостоятельно по специальной формуле или расчет при помощи онлайн калькулятора.

Расчетная формула выглядит так: V = (VL x E) / D, где:

• VL – объем всех магистральных деталей, включая котел и остальные нагревательные приборы;
• Е – коэффициент расширения теплоносителя (в процентах);
• D – показатель эффективности мембранника.

Определение объема

Самый простой способ определения среднего объема отопительной системы – по мощности обогревательного котла из расчета 15 л/кВт. То есть, при мощности котла 44 кВт объем всех магистралей системы будет равен 660 л (15х44).

Коэффициент расширения для водяной системы приблизительно равен 4% (при температуре теплоносителя 95 °C).

Если в трубы залит антифриз, то прибегают к такому расчету:

Показатель эффективности (D) основан на начальном и наибольшем давлении в системе, а также стартовом давлении воздуха в камере. Предохранительный клапан всегда настраивается на максимальное давление. Чтобы найти значение показателя эффективности, нужно провести следующий расчет: D = (PV — PS)/(PV+1), где:

• PV – максимальная отметка давления в системе, для индивидуального отопления показатель равен 2,5 бар;
• PS – давление зарядки мембранника обычно составляет 0,5 бар.

Теперь осталось собрать все показатели в формулу и получить окончательный расчет:

Полученное число можно округлить и остановить свой выбор на модели расширительного бака начиная от 46 литров. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, то объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем прибора может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае, не меньше.

Однотрубная система отопления: проектировка и особенности

В том случае, когда необходимо выполнить расчет однотрубной системы отопления, первым делом рассчитывается диаметр стояка и магистралей по давлению. В принципе, расчет однотрубных систем мало чем отличается от расчета двухтрубных. Порядок действия совпадает с вышеприведенным примером.

Расчет можно проводить и по обратной схеме: сначала определить диаметры по кольцу, после чего перейти к замыкающим участкам. В таких измерениях коэффициент затекания находится по графику, составленному по результатам предыдущих исследований.

https://youtube.com/watch?v=IVHMLLJRL6M

Какие факторы учитывают в расчетах

Наибольшее влияние на искомую величину оказывают следующие факторы:

• обогреваемая площадь помещения;
• климатические особенности территории;
• материал здания, его толщина и качество теплоизоляции;
• система вентиляции.

Перед тем как рассчитать мощность электрического котла отопления, требуется определить тепловую модель дома и ее исходные параметры.

Высота потолков

Действующие СНиП регламентируют параметры промышленных и жилых строений. Высота потолков может варьироваться от 1,8 м до 3 м внутри 1 здания, а для бытовых помещений – принимать значения 2,4, 2,5 и 2,7 м. Для технических этажей и комнат этот показатель может быть меньше – в диапазоне 1,8-2,2 м. В общественных местах потолки не должны быть ниже 3 м в соответствии со СНиП 2.08.01-89.

Расчет мощности котла по объему

Внутри строения высота помещений может быть одинаковой и не превышать 2,7 м. Рассчитать мощность электрокотла в этом случае удобнее исходя из площади дома. При потолках, расположенных на разных уровнях, вычисления по объему здания завершатся быстрее.

В обоих случаях используются следующие коэффициенты тепловых потерь:

1. От 0,6 до 0,9 – для зданий из кирпича с хорошим утеплением крыши и стен. Все окна изготовлены из 2-камерного пластикового профиля.
2. От 1 до 1,9 – для двойной кладки перегородок. Здания строят без утепленной крыши и с деревянными окнами.
3. От 2 до 2,9 – для стен в 1 кирпич (или тоньше).
4. От 3 до 4 – для деревянных или металлических теплоизолированных перегородок.

В расчетах используется формула: P = V*K*T/860, где обозначены:

• V – объем помещений дома;
• K – поправка на расход тепла;
• T – разность показателей внутри и вне здания.

По формуле Т = Тв – Тс определяется разница между внутренней и наружной температурой (самой низкой в году).

Полученное значение мощности соответствует самой холодной погоде, наблюдаемой в данной местности. Упрощенный порядок расчетов не учитывает дополнительную энергию, поступающую в здание от контура ГВС, нагрева солнцем стен и крыши строения. Согласно нормативам СНиП, для поддержания температуры 1 куб. м воздуха в частном или панельном доме расходуется 41 Вт.

Отапливаемые площадь и объем помещений

Перенос тепла внутри здания осуществляется путем конвекции. Горячая вода отдает энергию радиаторам, от которых нагревается воздух в помещении. Согласно законам физики, теплые массы поднимаются, а холодные идут вниз. За счет этого происходит перенос энергии. Высота комнат влияет на скорость и характер движения воздуха. По такому же принципу работают обогреватели «Вулкан».

Для потолков не выше 2,7 м удобнее вести расчет по площади, а при большей высоте помещений быстрее считать по объему.

Учет климата проживания

Затраты энергии прямо связаны с температурой на улице, поэтому необходимо учитывать особенности региона в зимний период.

К стандартной величине удельной потери тепла, 100 Вт/кв.м, добавляется климатический коэффициент:

• 0,8 – юг России;
• 1,2 – средняя полоса;
• 1,5 – Подмосковье;
• 1,8 – Западная Сибирь и Дальний Восток;
• 2,0 – Якутия, Чукотка.

Теплопотери помещения

В отопительный сезон необходимо поддерживать заданную температуру в здании. Большая часть энергии уходит сквозь стены и крышу в атмосферу, также передается через подвал и фундамент в грунт. Полностью устранить потери нельзя, но возможно сократить их.

Степень теплоизоляции дома

Конструкция зданий может потребовать внесения дополнительной поправки в пределах 1,15-1,20. Найденное в ходе вычислений значение прямо зависит от качества теплоизоляции строения.

Расчет радиатора отопления по площади

Зависит он от материала, из которого они изготовлены. Чаще всего сегодня используются биметаллические, алюминиевые, стальные, значительно реже чугунные радиаторы. Каждый из них имеет свой показатель теплоотдачи (тепловой мощности). Биметаллические радиаторы при расстоянии между осями в 500 мм, в среднем имеют 180 — 190 Вт. Радиаторы из алюминия имеют практически такие же показатели.

Теплоотдача описанных радиаторов рассчитывается на одну секцию. Радиаторы стальные пластинчатые являются неразборными. Поэтому их теплоотдача определяется исходя из размера всего устройства. Например, тепловая мощность двухрядного радиатора шириной 1 100 мм и высотой 200 мм будет 1 010 Вт, а панельного радиатора из стали шириной 500 мм, а высотой 220 мм составит 1 644 Вт.

В расчет радиатора отопления по площади входят следующие базовые параметры:

— высота потолков (стандартная – 2,7 м),

— тепловая мощность (на кв. м – 100 Вт),

— одна внешняя стена.

Эти расчеты показывают, что на каждые 10 кв. м необходимо 1 000 Вт тепловой мощности. Этот результат делится на тепловую отдачу одной секции. Ответом является необходимое количество секций радиатора.

Для южных районов нашей страны, так же как и для северных, разработаны понижающие и повышающие коэффициенты.

Расчет по кубатуре помещения

Предлагаемая методика также не претендует на высокую точность, но по сравнению с расчетом на основе площади помещения она дает результаты, более соответствующие реальному положению дел. Самая большая проблема в данном случае – правильная трактовка норм СНиП, по которым для обогрева одного кубического метра жилой площади необходимо затратить 41 кВт мощности. Так как этот параметр описывает систему организации отопления в стандартном панельном здании, расчет количества радиаторов отопления в частном доме будет не совсем точным. Но примерное представление о том, как ее следует проектировать, он дает.

В первую очередь, нужно умножить площадь помещения на его высоту. Например, для комнаты в 30 квадратных метров с потолками в 3,5 метра итоговая цифра будет 105 м куб. (30 * 3,5). После этого ее нужно умножить на 41 (нормы требуемой тепловой мощности для одного «куба»): 105 * 41 = 4305 Вт (примерно 4,3 кВт).

Вычисление оптимального количества радиаторов выполняется очень просто. Прежде всего, выясните теплоотдачу одной сегмента, после чего разделите на это значение полученную ранее цифру. В нашем примере имеем 26 секций (4305 / 170 = 25,3235). Для получения более достоверного результата есть смысл использовать несколько корректирующих коэффициентов:

• угловая комната: +20%;
• батарея задекорирована решеткой или экраном: +20%;
• дом плохо утеплен, основной материал, из которого сделаны стены, – крупногабаритная панель: +10%;
• помещение находится на последнем или первом этаже: +10%;
• в комнате больше одного окна или оно одно, но очень большое: +10%;
• рядом расположены неотапливаемые помещения (особенно, если в них отсутствует часть стен): +10%.

Профессиональный подход

Как рассчитать батареи отопления для частного дома, если нужна очень высокая точность с минимально возможными допусками. В этом случае есть смысл воспользоваться методикой, которая предполагает наличие нескольких уточняющих коэффициентов. Она имеет определенные допуски, но итоговый результат позволит смонтировать такую отопительную систему, которая будет учитывать все особенности помещения.

Формула расчета имеет следующий вид: Q = 100 * S * X1 * X2 * X3 * X4 * X5 * X6 * X7. Q – количество тепла (в ваттах на квадратный метр), которое необходимо обеспечить для конкретного помещения), S – его площадь, а X1-X7 – несколько уточняющих коэффициентов.

X1: класс остекления оконных проемов (особо уточним, он не учитывает количество самих проемов)

• Двойное остекление: 1,27.
• 2-слойный стеклопакет: без коррекции.
• 3-слойный стеклопакет: 0,85.

X2: уровень теплоизоляции стен (может быть скорректирован установкой внешних утепляющих конструкций)

• Недостаточная (одинарная кладка, нет дополнительных навесных блоков): 1,27.
• Хорошая (слой утеплителя или двойная кирпичная кладка): без коррекции.
• Высокая: 0,85.

X3: отношение площади окон и пола

• 50%: 1,2.
• 40%: 1,1.
• 30%: без коррекции.
• 20%: 0,9.
• 10%: 0,8 (часто встречающийся случай в складских помещениях, но в частных домах встречается очень редко).

X4: средневзвешенная температура воздуха для наиболее холодной недели в году (в градусах Цельсия)

• -35 и менее: 1,5.
• От -35 до -25: 1,3.
• От -25 до -20: 1,1.
• От -20 до -15: 0,9.
• От -15 до -10: 0,7.

X5: внешние стены

• Одна: 1,1;
• Две: 1,2;
• Три: 1,3;
• Четыре: 1,4.

X6: тип помещения, находящегося над комнатой, для которой производится расчет

• Чердак, лишенный принудительного отопления: без коррекции.
• Отапливаемый чердак: 0,9.
• Жилое помещение с собственным отоплением: 0,8.

X7: высота потолков (в метрах)

• Менее 2,5: без коррекции.
• От 2,5 до 3: 1,05.
• От 3 до 3,5: 1,1.
• От 3,5 до 4: 1,15.
• От 4 до 4,5: 1,2.

Как рассчитать количество радиаторов в доме, исходя из предложенной методики? Представим себе, что у нас есть дом из двух комнат – 20 и 25 м кв.. В одной из них – двойное остекление, в другой – тройной стеклопакет. Уровень теплоизоляции высокий. Соотношение окон и пола – 1:1. Самая низкая температура – 17 градусов ниже нуля. В доме 2 внешних стены, над комнатами находится неотапливаемый чердак, а высота стен – 3,1 м.

• 1 комната (S=20 м2). 100 * 20 (S) * 1,27 (X1) * 0,85 (X2) * 1,2 (X3) * 0,9 (X4) * 1,2 (X5) * 1 (X6) * 1,1 (X7) = 3077,87.
• 2 комната (S=15 м2). 100 * 15 (S) * 0,85 (X1) * 0,85 (X2) * 1,2 (X3) * 0,9 (X4) * 1,2 (X5) * 1 (X6) * 1,1 (X7) = 1544,99.

После этого нужно разделить полученные значения на теплоотдачу одной секции радиатора (например 170 Вт / м кв.):

• 1 комната: 3077,87 / 170 = 19 (18,1051).
• 2 комната: 1544,99 / 170 = 10 (9,0881).

Именно такое количество секций будет оптимальным и достаточным.

Теплотехнический расчет онлайн (обзор калькулятора)

Теплотехнический расчет можно сделать в Интернете онлайн. Неплохим, как на мое усмотрение являться сервис: rascheta.net. Давайте вкратце рассмотрим, как с ним работать.

Перейдя на сайт онлайн калькулятора, первым делом нужно выбрать нормативы по которым будет производится расчет. Я выбираю свод правил от 2012 года, так как это более новый документ.

Дальше нужно указать регион в котором будет строятся объект. Если нет Вашего города выбирайте ближайший большой город. После этого указываем тип зданий и помещений. Скорей всего Вы будете рассчитывать жилое здание, но можно выбрать общественные, административные, производственные и другие. И последнее, что нужно выбрать — вид ограждающей конструкции (стены, перекрытия, покрытия).

Расчетную среднюю температуру, относительную влажность и коэффициент теплотехнической однородности оставляем такими же, если не знаете как их изменять.

В опциях расчета устанавливаем все две галочки, кроме первой.

В таблице указываем пирог стены начиная снаружи — выбираем материал и его толщину. На этом собственно весь расчет и закончен. Под таблицей будет результат расчета. Если какое-то из условий не выполняется меняем толщину материала или же сам материал, пока данные не будут соответствовать нормативным документам.

Если Вы желаете посмотреть алгоритм расчета, то нажимаем на кнопку «Отчет» внизу страницы сайта.

Как рассчитать количество секций самостоятельно?

Существует и другие способы расчета, правда, с небольшой погрешностью, называемые упрощенными.

Способ №1. Рассчитываем по площади.

По сантехнормам для отопления 1 м2 жилой территории минимальная теплоотдача радиатора — 100 Вт (только для средней полосы РФ). Итак, приступаем.

• определите площадь комнаты;
• полученное число умножьте на 100 Вт;
• результат разделите на теплоотдачу одной секции (ищите этот параметр в паспорте отопительного прибора).

Допустим, мы хотим узнать количество секций для маленькой комнаты 3х4 м.

К = 3х4х100/200 = 6 (секций)

Этот способ имеет несколько минусов:

пригоден для помещений с потолками не больше 3-х метров; не принимает во внимание особенностей помещения (количество окон, материал, из которого изготовлены стены, степень их утепления и др.); подходит только для регионов средней полосы РФ

Способ №2. Рассчитываем по объему.

Этот способ точнее, т.к. учитывает все три измерения помещения. Последовательность не слишком отличается. Только в качестве основы берутся сведения о мощности отопления на 1 м3. По нормам эта величина соответствует 41 Вт.

К примеру, мы имеем ту же комнату 3х4. Высота потолков — 2,7 м.

• объем комнаты: 3х4х2,7 = 32,4 м3;
• мощность радиатора: 32,4х41 = 1328, 4 Вт;
• количество секций: 1328,4/200 = 6,64 (7 секций).

Таким образом, для качественного обогрева потребуется не 6, а 7 секций.

Для чего нужны поправочные коэффициенты?

Чтобы расчеты были еще точнее, используют поправочные коэффициенты:

• дополнительное окно прибавляет 100 Вт;
• каждому региону соответствует свой дополнительный коэффициент. Так, 1,6 — добавочный коэффициент для Крайнего Севера;
• если у вас эркеры или большие окна, умножьте полученное число на 1,1;
• если комната — угловая, то на 1,3;
• для частных домов поправочный коэффициент равняется 1,5.

Учет поправочных коэффициентов позволит определиться с количеством секций и не ошибиться при покупке.

И напоследок. Некоторые биметаллические радиаторы имеют строго определенное число секций. Выбирайте в этом случае модель, количество секций которой превышает сделанные расчеты.

Автор Николай Стрелковский, главный редактор

Как вам статья?

Мне нравится1Не нравится

Расчет отопительной системы

При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.

Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:

тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы; тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы; наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода. выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение. создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки. спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур

При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя. Принципиальная схема отопления. Принципиальная схема отопления

Принципиальная схема отопления

Двухтрубная отопительная система

Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.

Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.

Двухтрубная отопительная система

Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления  приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.

Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок

При этом важно учитывать, что номер должен  состоять из двух значений – начала и конца участка

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:

• пластмассовые;
• медные;
• металлические.

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.

Подбор диаметра труб отопления — Teplopraktik

Диаметр труб отопления зависит от того какой объем теплоносителя будет проходить через них. Очевидно, что на главном подающем трубопроводе, идущем от отопительного котла, диаметр будет больше, на ветке с тремя радиаторами он будет еще меньше, а на конечном радиаторе он будет самым маленьким. Соответственно диаметр трубы будет зависеть от общей тепловой мощности радиаторов, который питает данный трубопровод.

Кроме того диаметр трубопровода зависит от скорости движения теплоносителя в системе и от перепада температур подача/обратка. Чем выше этот перепад, тем меньше требуется диаметр трубопровода. Стандартный перепад температур – 20°С. В более комфортных системах этот перепад меньше – 10°С.

Отопительная система с циркуляционным насосом характеризуется высокой скоростью теплоносителя, система же с естественной циркуляцией обладает низкой скоростью, поэтому это обязательно надо учитывать при подборе труб отопления. Не стоит закладывать в расчет трубопроводов слишком большую скорость движения воды в трубах, т.к. это создаст различные неприятные шумы и журчание в трубах. При слишком низкой скорости же возникает риск образования воздушных пробок в системе. Скорость движения в трубах должна быть в пределах 0,4 – 0,6 м/с. Самотечная система характеризуется значительно более низкой скоростью теплоносителя, поэтому диаметр труб нужно выбирать больше.

Поэтому ниже мы укажем таблицы подбора диаметра труб для различных систем с указанными параметрами. В таблице используется подбор диаметра труб из различных материалов. Стальные трубы ВГП имеют обозначение по внутреннему диаметру, тогда как полипропиленовые, металлопластиковые и трубы из сшитого полиэтилена имеют обозначение по наружному диаметру. Это учтено в таблице подбора диаметров трубопроводов.

Тепловая нагрузка, кВт	Необходимый внутренний диаметр трубы, мм	Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра:
ВГП стальные	Полипропилен	Сшитый полиэтилен
50	39	1,5 дюйма (40мм)	50	50
40	35	1,5 дюйма (40мм)	50	50
30	30	1,25 дюйма (32мм), дюйм с четвертью)	40	40
20	25	1 дюйм (25мм)	32	32
15	21	1 дюйм (25мм)	32	32
12	19	3/4 дюйма (20мм)	25	25
10	17	3/4 дюйма (20мм)	25	25
8	16	3/4 дюйма (20мм)	25	25
6	14	1/2 дюйма (15мм)	20	20
5	12	1/2 дюйма (15мм)	20	20
4	11	1/2 дюйма (15мм)	20	20
3	10	3/8 дюйма (10мм)	16	16
2	8	3/8 дюйма (10мм)	16	16
1	6	3/8 дюйма (10мм)	16	16

Тепловая нагрузка, кВт	Необходимый внутренний диаметр трубы, мм	Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра:
ВГП стальные	Полипропилен	Сшитый полиэтилен
50	55	2 дюйма (50мм)	63	63
40	48	2 дюйма (50мм)	63	63
30	43	2 дюйма (50мм), либо 1,5 дюйма (40мм)	63	63
20	35	1,5 дюйма (40мм)	50	50
15	30	1,25 дюйма (32мм)	40	40
12	27	1,25 дюйма (32мм)	40	40
10	25	1 дюйм (25мм)	32	32
8	22	1 дюйм (25мм)	32	32
6	19	3/4 дюйма (20мм)	25	25
5	17	3/4 дюйма (20мм)	25	25
4	16	1/2 дюйма (15мм)	20	20
3	13	1/2 дюйма (15мм)	20	20
2	11	1/2 дюйма (15мм)	16	16
1	8	1/2 дюйма (15мм)	16	16

Тепловая нагрузка, кВт	Необходимый внутренний диаметр трубы, мм	Подбор трубы для необходимого внутреннего диаметра:
ВГП стальные	Полипропилен	Сшитый полиэтилен
30	48	2 дюйма (50мм)	63	63
20	39	1,5 дюйма (40мм)	50	50
15	34	1,5 дюйма (40мм)	50	50
12	30	1,25 дюйма (32мм), (дюйм с четвертью)	40	40
10	28	1,25 дюйма (32мм), (дюйм с четвертью)	40	40
8	25	1 дюйм (25мм)	32	32
6	21	3/4 дюйма (20мм)	25	25
5	19	3/4 дюйма (20мм)	25	25
4	17	3/4 дюйма (20мм)	25	25
3	15	3/4 дюйма (20мм))	25	25
2	12	1/2 дюйма (15мм)	20	20
1	10	1/2 дюйма (15мм)	20	20

Пример использования: двухтрубная система с циркуляционным насосом, общая мощность 18 кВт.

Разводка выполнена полипропиленовой трубой, условное обозначение — ПП.

Как видим из схемы — вначале из котла выходит полипропиленовая труба, диаметром 40мм, внутренний просвет у нее 25мм, что соответствует металлической ВГП трубе в 1 дюйм (25мм). Далее идет отвод на бойлер (4 кВт) и теплые полы (2 кВт) двух ПП труб, диаметром 16мм. После этого часть теплоносителя отделилась, поэтому нет необходимости в такой толстой трубе. На отопление 1-ого и 2-ого этажей уже пойдет более тонкая труба — 32мм, она пойдет до первого тройника. На тройнике отделяется ветка на 1-ый этаж, диаметром 25мм, и на 2-ой этаж, также диаметром 25мм. К конечным радиаторам уже подходит полипропиленовая труба диаметром 16мм. И на 3-х последних радиаторах также идет заужение подающей трубы до 16мм.

В однотрубной системе, в отличие от двухтрубной по одному трубопроводу подается весь теплоноситель системы. Поэтому в такой системе весь трубопровод (после ответвления трубы на бойлер и теплый пол) будет диаметром 32мм, а к отдельным радиаторам от основного трубопровода будут подходить трубы 16мм.

teplopraktik.ru

Этапы расчета

Рассчитать параметры отопления дома необходимо в несколько этапов:

• расчет теплопотерь дома;
• подбор температурного режима;
• подбор отопительных радиаторов по мощности;
• гидравлический расчет системы;
• выбор котла.

Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.

Расчет теплопотерь

Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:

• удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
• геометрические размеры всех элементов здания.

Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле: Мк = 1,2 х Тп, где

Тп — суммарные теплопотери постройки;

Мк — мощность котла;

1,2 — коэффициент запаса (20%).

При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.

Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:

• для центральных районов России — 1,2 — 1,5 кВт;
• для юга страны — 0,7 — 0,9 кВт;
• для севера — 1,5 — 2,0 кВт.

Упрощенная методика позволяет рассчитать отопление, не прибегая к дорогостоящей помощи проектных организаций.

Температурный режим и подбор радиаторов

Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.

Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.

Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.

Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.

К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.

Гидравлический расчет

Для гидравлического расчета существуют специальные программы.

Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:

• Расход теплоносителя в целом;
• Потери напора теплового носителя в системе;
• Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.

Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.

Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости — 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.

Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.

Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.

Выбор котла и немного экономики

Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический. Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт. При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.

Разбор расчетов на конкретном примере

Дом, для которого будем определять нагрузку на систему отопления, имеет двойные стеклопакеты (К1 =1), пенобетонные стены с повышенной теплоизоляцией (К2= 1), три из которых выходят наружу (К5=1,22). Площадь окон составляет 23% от площади пола (К3=1,1), на улице около 15С мороза (К4=0,9). Чердак дома холодный (К6=1), высота помещений 3 метра (К7=1,05). Общая площадь составляет 135м2.

Исходные данные известны, значит дальше всё как в школе: подставляет в формулу цифры и получаем ответ:

Пт = 135*100*1*1*1,1*0,9*1,22*1*1,05=17120,565 (Ватт) или Пт=17,1206 кВт

Расчёт нагрузки и теплопотерь можно выполнить самостоятельно и достаточно быстро. Нужно всего потратить пару часов на приведение в порядок исходных данных, а потом просто подставить значения в формулы. Цифры, которые вы в результате получите помогут определиться с выбором котла и радиаторов.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится