Розрахунок системи опалення приватного будинку: формули,

Які параметри потребують розрахунку при проектуванні автономної системи опалення? Як виконується розрахунок системи опалення приватного будинку в кожному конкретному випадку? У статті ми надамо в розпорядження читача всі необхідні формули, довідкові дані і супроводимо розрахунки прикладами.

що вважаємо

З яких етапів складається розрахунок системи опалення для приватного будинку?

Що саме ми маємо вважати?

• Сумарну потреба в теплі і відповідну їй потужність опалювального котла.
• Потреба в тепловій енергії окремого приміщення і, відповідно, потужність опалювального приладу в ньому.

Зауважте: ми маємо торкнутися і методи визначення теплової потужності для різних опалювальних приладів.

• Обсяг розширювального бака.
• Параметри циркуляційного насоса.

У цьому порядку і рушимо далі.

Теплова потужність

Грубо оцінити потребу будинку в теплі можна двома способами:

1. По площі.
2. За об'ємом.

Розрахунок по площі

Ця методика дуже проста і заснована на СНиП півстолітньої давності: на 10 квадратних метрів площі береться один кіловат теплової потужності. Таким чином, будинок загальною площею 100 м2 можна обігріти 10-кіловатним котлом.

Схема хороша тим, що не вимагає лізти в нетрі і вираховувати тепловий опір огороджувальних конструкцій. Але, як будь-яка спрощена схема розрахунків, вона дає дуже приблизний результат.

Причин кілька:

• Котел прогріває весь об'єм повітря в приміщенні, який залежить не тільки від площі будинку, але і від висоти стель. А цей параметр в приватному житловому будівництві може варіюватися в найширших межах.
• Вікна та двері втрачають набагато більше тепла на одиницю площі, ніж стіни. Хоча б тому, що куди більш прозорі для інфрачервоного випромінювання.
• Кліматична зона теж дуже сильно впливає на втрати тепла через огороджувальні конструкції. Збільшення дельти температур між приміщенням і вулицею вдвічі потягне за собою дворазове збільшення витрат на опалення.

Розрахунок за обсягом з регіональними коефіцієнтами

Саме в силу перерахованих причин краще використовувати не набагато складнішу, але дає куди більш точний результат схему розрахунків.

1. За базове значення приймаються 60 ват тепла на кубометр об'єму опалювального приміщення.
2. На кожне вікно в зовнішній стіні до розрахункової теплової потужності додається 100 ват, на кожні двері - 200.
3. Отриманий результат множиться на регіональний коефіцієнт:

Давайте як приклад візьмемо той самий будинок площею в 100 квадратних метрів.

Однак цього разу ми обговоримо ряд додаткових умов:

• Висота його стель - 3,5 метра.
• Будинок має 10 вікон і 2 дверей в зовнішніх стінах.
• Він розташований в місті Верхоянську (середня температура січня 45,4 С, абсолютний мінімум - 67,6 С).

Отже, виконаємо розрахунок опалення приватного будинку для цих умов.

1. Внутрішній об'єм опалювального приміщення дорівнює 100 * 3,5 = 350 м3.
2. Базове значення теплової потужності буде рівним 350 * 60 = 21000 Вт.
3. Вікна та двері погіршують ситуацію: 21000+ (100 * 10) + (200 * 2) = 22400 ват.
4. Нарешті, освіжаючий клімат Верхоянска змусить нас збільшити і без того велику теплову потужність опалення ще вдвічі: 22400 * 2 = 44800 ват.

Як неважко помітити, різниця з результатом, отриманим по першій методиці - більше чотирикратної.

опалювальні прилади

Як розрахувати опалення в приватному будинку для окремих приміщень і підібрати відповідні цієї потужності опалювальні прилади?

Сама методика розрахунку потреби в теплі для окремої кімнати повністю ідентична наведеної вище.

Наприклад, для кімнати площею 12 м2с двома вікнами в описаному нами будинку розрахунок буде мати такий вигляд:

1. Обсяг кімнати дорівнює 12 * 3,5 = 42 м3.
2. Базова теплова потужність буде дорівнює 42 * 60 = 2520 ват.
3. Два вікна додадуть до неї ще 200. 2520 + 200 = 2720.
4. Регіональний коефіцієнт збільшить потребу в теплі вдвічі. 2720 ​​* 2 = 5440 ват.

Як перерахувати отримане значення в кількість секцій радіатора? Як підібрати кількість і тип опалювальних конвекторів?

• Виробники завжди вказують теплову потужність для конвекторів, пластинчастих радіаторів і т.д. в супровідній документації.

• Для секційних радіаторів необхідну інформацію зазвичай можна знайти на сайтах дилерів і виробників. Там же нерідко можна виявити калькулятор для перерахунку кіловат в секції.
• Нарешті, якщо ви використовуєте секційні радіатори невідомого походження, при їх стандартному розмірі в 500 міліметрів по осях ніпелів можна орієнтуватися на наступні усереднені значення:

В автономній опалювальній системі з її помірними і передбачуваними параметрами теплоносія найчастіше використовуються алюмінієві радіатори. Їх розумна ціна дуже приємним чином поєднується з пристойним зовнішнім виглядом і високою тепловіддачею.

У нашому випадку алюмінієвих секцій потужністю 200 ват потрібно 5440/200 = 27 (з округленням).

Як завжди, є пара тонкощів.

• При бічному підключенні багатосекційного радіатора температура останніх секцій куди нижче, ніж перше; відповідно, падає тепловий потік від опалювального приладу. Вирішити проблему допоможе проста інструкція: підключайте радіатори за схемою знизу вниз.
• Виробники вказують теплову потужність для дельти температур між теплоносієм і приміщенням в 70 градусів (наприклад, 90 / 20С). При її зниженні теплової потік буде падати.

Особливий випадок

Нерідко в якості опалювальних приладів у приватних будинках використовуються саморобні сталеві регістри.

Зверніть увагу: вони приваблюють не тільки низькою собівартістю, а й винятковою міцністю на розрив, що дуже до речі при підключенні будинку до теплотрасі. В автономній системі опалення їх привабливість зводиться нанівець невибагливим зовнішнім виглядом і невисокою тепловіддачею на одиницю об'єму опалювального приладу.

Тим не менше: як оцінити теплову потужність регістра відомого розміру?

Для одиночної горизонтальної круглої труби вона обчислюється за формулою виду Q = Pi * Dн * L * k * Dt, в якій:

• Q - тепловий потік;
• Pi - число пі, прийняте рівним 3,1415;
• Dн - зовнішній діаметр труби в метрах;
• L - її довжина (теж в метрах);
• k - коефіцієнт теплопровідності, який береться рівним 11,63 Вт / м2 * С;
• Dt - дельта температур, різниця між теплоносієм і повітрям в кімнаті.

У багатосекційні горизонтальному регістрі тепловіддача всіх секцій, крім першої, множиться на 0,9, оскільки вони віддають тепло висхідному потоку нагрітого першої секцією повітря.

Давайте обчислимо тепловіддачу чотирьохсекційного регістра з діаметром секції 159 мм і довжиною 2,5 метра при температурі теплоносія 80 С і температурі повітря в кімнаті 18 С.

1. Тепловіддача першої секції дорівнює 3,1415 * 0,159 * 2,5 * 11,63 * (80-18) = 900 ват.
2. Тепловіддача кожної з решти трьох секцій дорівнює 900 * 0,9 = 810 ват.
3. Сумарна теплова потужність опалювального приладу - 900+ (810 * 3) = 3330 ват.

Розширювальний бак

І в цьому випадку є дві методики розрахунку - проста і точна.

проста схема

Простий розрахунок простий донезмоги: обсяг розширювального бака береться рівним 1/10 обсягу теплоносія в контурі.

Звідки взяти значення обсягу теплоносія?

Ось пара простих рішень:

1. Заповніть контур водою, стравити повітря, а потім злийте всю воду через Скидач в будь-яку мірний посуд.
2. Крім того, грубо обсяг збалансованої системи можна обчислити з розрахунку 15 літрів теплоносія на кіловат потужності котла. Так, в разі котла потужністю 45 КВт в системі буде приблизно 45 * 15 = 675 літрів теплоносія.

Стало бути, в цьому випадку розумним мінімумом буде розширювальний бак для системи опалення в 80 літрів (з округленням у більшу сторону до стандартного значення).

точна схема

Більш точно можна своїми руками розрахувати обсяг розширювального бака за формулою V = (Vt х E) / D, в якій:

• V - шукане значення в літрах.
• Vt - повний обсяг теплоносія.
• E - коефіцієнт розширення теплоносія.
• D - коефіцієнт ефективності розширювального бака.

Очевидно, останні два параметри потребують коментарів.

Коефіцієнт розширення води і бідних водно-гліколевих сумішей можна взяти за наступною таблицею (при нагріванні з вихідної температури в +10 С):

Коефіцієнт ефективності бачка можна розрахувати за формулою D = (Pv - Ps) / (Pv + 1), в якій:

• Pv - максимальний тиск в контурі (тиск спрацювання запобіжного клапана).

Підказка: зазвичай воно береться рівним 2,5 кгс / см2.

• Ps- статичний тиск контуру (воно ж - тиск зарядки бака). Воно розраховується як 1/10 частина перепаду в метрах між рівнем розташування бака і верхньою точкою контуру (надлишковий тиск в 1 кгс / см2 піднімає водяний стовп на 10 метрів). Тиск, що дорівнює Ps, створюється в повітряній камері бака перед заповненням системи.

Давайте як приклад підрахуємо вимоги до бачка для наступних умов:

• Перепад висоти між баком і верхньою точкою контуру дорівнює 5 метрам.
• Потужність опалювального котла в будинку дорівнює 36 КВт.
• Максимальний нагрів води дорівнює 80 градусам (з 10 до 90С).

Отже:

1. Коефіцієнт ефективності бака буде рівним (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Об'єм теплоносія з розрахунку 15 літрів на кіловат дорівнює 15 * 36 = 540 літрів.
2. Коефіцієнт розширення води при нагріванні на 80 градусів дорівнює 3,58%, або 0,0358.
3. Таким чином, мінімальний обсяг бака дорівнює (540 * 0,0358) / 0,57 = 34 літри.

Циркуляційний насос

Як підібрати оптимальні параметри циркуляційного насоса для системи опалення?

Для нас важливі два параметри: створюваний насосом натиск і його продуктивність.

З напором все не просто, а дуже просто: контур будь-якої розумної для приватного будинку протяжності зажадає напору не більше мінімальних для бюджетних пристроїв 2 метрів.

Довідка: перепад в 2 метри змушує циркулювати систему опалення 40-квартирного будинку.

Найпростіший спосіб підібрати продуктивність - помножити обсяг теплоносія в системі на 3: контур повинен обертатися тричі за годину. Так, в системі об'ємом 540 літрів достатньо насоса продуктивністю 1,5 м3 / год (з округленням).

Більш точний розрахунок виконується за формулою G = Q / (1,163 * Dt), в якій:

• G - продуктивність в кубометрах на годину.
• Q - потужність котла або ділянки контуру, де належить забезпечити циркуляцію, в кіловатах.
• 1,163 - коефіцієнт, прив'язаний до середньої теплоємності води.
• Dt - дельта температур між подачею і обратку контуру.

Підказка: для автономної системи стандартні параметри - 70/50 С.

При горезвісної теплової потужності котла в 36 КВт і дельті температур в 20 ° С продуктивність насоса повинна складати 36 / (1,163 * 20) = 1,55 м3 / год.

висновок

Сподіваємося, що надали в розпорядження читача всі необхідні матеріали. Додаткову інформацію про те, як виконується розрахунок опалення в приватному будинку, можна знайти в прикріпленому відео. Успіхів!