На сегодняшний день наиболее известной системой отопления частного дома является независимый обогрев при помощи водонагревательного котла. Печки на масле, электрические камины, тепловые вентиляторы и инфракрасные обогреватели обычно применяются в качестве дополнительного отопления помещений.
Отопительная система частного дома базируется на таких элементах, как обогревательные устройства (радиаторы, батареи), магистральная труба и запорно-контролирующий прибор. Все элементы системы необходимы для обеспечения помещений частного дома тепловой энергией, которая поступает в обогревательные устройства из теплового генератора. Срок службы и производительность системы обогрева на базе водонагревательного котла напрямую зависят от качественной установки и бережного пользования. Но существует фактор, который играет не менее важную роль, — умелый расчет системы отопления.
Расчет отопления загородного дома
Рассмотрим одну из простейших формул подсчета водонагревательной системы отопления частного дома. Для простоты понимания будут учтены стандартные виды помещений. Расчеты в примере базируются на одноконтурном обогревательном котле, поскольку он является самым распространенным видом теплового генератора в системе отопления загородного участка.
В качестве примера взят двухэтажный дом, на втором этаже которого расположены 3 спальни и 1 туалет. На первом этаже располагаются гостиная, коридор, второй туалет, кухонная и ванная комнаты. Для вычисления объема комнат применяется следующая формула: площадь помещения, умноженная на его высоту, равняется объему помещения. Калькулятор вычислений выглядит следующим образом:
- спальня №1: 8 м 2 × 2,5 м = 20 м 3 ;
- спальня №2: 12 м 2 × 2,5 м = 30 м 3 ;
- спальня №3: 15 м 2 × 2,5 м = 37,5 м 3 ;
- туалет №1: 4 м 2 × 2,5 м = 10 м 3 ;
- гостиная: 20 м 2 × 3 м = 60 м 3 ;
- коридор: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 ;
- туалет №2: 4 м 2 × 3 м = 12 м 3 ;
- кухня: 12 м 2 × 3 м = 36 м 3 ;
- ванная: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 .
После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м 3 (округляется до 242 м 3). В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор). Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.
Основные элементы отопительных систем. Нажмите на фото для увеличения.
На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м 3 . В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период. Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м 3 . Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м 3 = 12100 Вт.
Для упрощения расчетов существуют специальные программы. Нажмите на фото для увеличения.
Получившийся показатель потребуется возвести в коэффициент, равняющийся 1,2. Это позволит добавить 20% резервной мощности котлу, которая обеспечит его функционирование в сберегательном режиме без особых перегрузок. В итоге мы получили мощность котла, которая равняется 14,6 кВт. Водонагревательную систему с такой мощностью довольно просто найти, поскольку стандартный одноконтурный котел имеет мощность 10-15 кВт.
Расчет отопительных приборов
За основу вычислений взяты стандартные алюминиевые батареи. Каждая из секций батареи производит 150 Вт тепловой энергии при температуре воды 70°C.
Вычислив необходимую теплоэнергию на отдельное помещение, требуется разделить ее на 150. Калькулятор отопления радиаторов выглядит следующим образом:
- спальня №1: 20 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1200 Вт (радиатор с 8 секциями);
- спальня №2: 30 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1800 Вт (радиатор с 12 секциями);
- спальня №3: 37,5 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2250 Вт (радиатор с 15 секциями);
- туалет №1: 10 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 600 Вт (радиатор с 4 секциями);
- гостиная: 60 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 3600 Вт (радиатор с 24 секциями);
- коридор: 18 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1080 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями);
- туалет №2: 12 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 720 Вт (округляется до 750 Вт, потребуется радиатор с 5 секциями);
- кухня: 36 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2160 Вт (округляется до 2250 Вт, потребуется радиатор с 15 секциями);
- ванная: 18 м 3 × 55 Вт × 1,2 = 1188 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями).
Ванная должна отапливаться лучше, поэтому среднее значение увеличено до 55 Вт.
Формула расчета секций батареи отопления. Нажмите на фото для увеличения.
В помещениях большого объема необходимо производить монтаж нескольких радиаторов с общим числом требуемых секций. Например, в спальне №2 можно установить 3 радиатора с 5 секциями на каждом.
Калькулятор показывает, что общая мощность радиаторов составила 14,8 кВт. Это означает, что водонагревательный котел мощностью 15 кВт справится с обеспечением отопительных устройств теплоэнергией.
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.
Как производится монтаж системы отопления?
Для начала необходимо обустроить отопительные приборы. Как правило, радиаторы монтируются под окнами, так как горячий воздух препятствует поступлению холодного воздуха из окон. Установка отопительных приборов осуществляется при помощи перфоратора и уровня. Никакого специального оборудования не потребуется.
При монтаже отопительных приборов потребуется соблюдать единую высоту размещения радиаторов, в противном случае вода не сможет добираться до более высоких участков, и циркуляция нарушится.
Сварка пластиковых труб. Нажмите на фото для увеличения.
Установив отопительные приборы, необходимо проложить до них трубы. Для их установки потребуются такие инструменты, как строительные ножницы, паяльник и рулетка. Перед началом монтажа нужно замерить общую длину прокладываемых труб и подсчитать наличие всех заглушек, сгибов и тройников. На пластиковых трубах обычно присутствуют насечки со вспомогательными линиями, что помогает производить монтаж грамотно и аккуратно.
Важно знать: соединяя трубы паяльником, не разъединяйте их после неудачной пайки, в противном случае может образоваться протечь. Работать с паяльником нужно аккуратно, предварительно потренировавшись на кусках трубы, которые уже не понадобятся при монтаже.
Дополнительные устройства
Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м 2 . Для больших помещений потребуется оборудовать водонагревательный котел специальным насосом, сделав циркуляцию теплоносителя регулируемой. Некоторые производители выпускают тепловые генераторы, которые уже оборудованы насосом.
Следуя вышеуказанным рекомендациям, вы сможете произвести индивидуальный расчет системы отопления частного коттеджа, а также расчет стоимости предполагаемого оснащения. Для установки водонагревательной системы не потребуется много рабочей силы (2-3 человека) и особых навыков установки.
Систему теплоснабжения частных домов можно сравнить с кровеносной системой человека, где котел – это сердце, а артерии и сосуды – трубопроводы. Правильно сделанный расчет системы отопления частного дома – это гарантия качественного обогрева, уюта и комфорта в помещениях, которые благоприятно влияют на жизнедеятельность любого человека.
Еще раз обращаем ваше внимание на правильный расчет отопления частного дома. Этот процесс должен происходить ответственно, потому что если будут допущены ошибки, то от них будет зависеть функциональность и качество работы обогрева. К тому же капитальные затраты на эксплуатацию и монтаж во многом зависят от полученных параметров при вычислениях.
В качестве теплоносителя, в большинстве случаев, для частных домов, выбирают обычную воду, а сами системы могут быть как открытыми, так и закрытыми. Долговечность и качество функционирования обогрева зависят от правильности вычислений и подбора оборудования. Большинство из необходимых параметров мы рассмотрим в этой статье.
Тип котла и его роль в расчете обогрева
Правильный расчет системы отопления для частного дома трудно себе вообразить без выбора типа источника теплоты. Этот вопрос нужно решать, исходя из того, какой энергоресурс доступен в регионе установки и какой из них является оптимальным выбором по цене.
Большим спросом пользуются котлы, работающие на электричестве, дизеле, угле и природном газе. Последний вариант наиболее предпочтителен с финансовой точки зрения, но, к сожалению, он не всегда возможен в связи с отсутствием возможности подключения к газовой трубе.
- Электрокотлы. Такое оборудование не особо популярно на просторах нашей страны, потому что электрическая энергия стоит немало. Помимо этого для качественной работы электрического котла нужно обустроить стабильную и надежную систему электроподачи;
- Твердотопливные источники теплоты. Наш отечественный рынок богат устройствами с автоматической и ручной загрузкой горючих материалов. Агрегаты с автоматической загрузкой стоят дороже, потому что время их автономной работы намного больше, а в эксплуатации они более практичны;
- Газовые котлы. Эти устройства выделяются высоким КПД, высокой степенью автоматизации работы, а также безопасностью. Такой вариант является приоритетным, если дом подключен к газовым распределительным сетям. Такое оборудование имеет небольшие габариты при высоких показателях производительности.
Нужно заметить, что цена на газ с каждым годом только растет, поэтому стоит задуматься над системами автоматизации и энергосбережения. Но, несмотря на высокую цену на топливо, эти котлы наиболее востребованы;
- Агрегаты на жидком топливе. Такое оборудование функционирует на отработанном масле или дизельном топливе, обладает высоким показателем производительности, практичности и доступностью самого топлива. Эти источники теплоты можно устанавливать в загородных домах или коттеджах, но при этом надо помнить, что для них потребуется дополнительная постройка резервуара для топлива.
Совет. Если у вас возникли спорные моменты или проблемы при расчете своими руками, то советуем вам обратиться за помощью к профессионалам. Так вы сэкономите ваше время за небольшую плату.
Некоторые нюансы об источниках теплоты
Если у вашей постройки нет доступа к газу, то у вас только три выхода:
- Жидкотопливный котел;
- Источник теплоты на угле;
- Электрический генератор.
Более предпочтительными вариантами являются первые два. Источник теплоты на жидком топливе, имеет одно большое преимущество. Он может сменить горелки на газовые, и работать на природном газе. Выбор горелок довольно велик, и подобрать необходимую можно под любую модель котла.
Один большой недостаток у твердотопливных котлов – это отсутствие качественных механизмов для реализации автоматизации. Поэтому нужно быть готовыми к тому, что каждые 5-6 часов придется загружать топливо в топку. Существуют механизмы, которые самостоятельно загружают топливо в топку из бункера. В таком случае вмешательство человека не требуется более суток, но в дальнейшем придется пополнять запас бункера самостоятельно.
На рынке можно найти твердотопливные котлы, которые можно оборудовать ТЭНами, то есть сделать с них электрические. Такое оборудование более предпочтительно благодаря возможности работать на резервном виде топлива.
Электрокотлы обладают и преимуществами и недостатками, более подробно о таком оборудовании вы можете прочитать в специализированной статье на нашем сайте.
Расчет характеристик
После выбора генератора теплоты можно приступить к расчету его мощности и характеристик системы.
После того как тип источника теплоты выбран, можно приступать к подбору его мощности и общих характеристик отопления. Следует заметить, что выполняется по очень простой методике (формуле).
Чтобы выполнить предварительные вычисления будет достаточным умножения площади комнаты на климатическую мощность. Результат, полученный в ходе умножения, разделяем на 10.
Это самая примитивная формула, с помощью которой можно произвести довольно точные вычисления при наличии малого количества известных параметров.
- Площадь комнаты. На первый взгляд может показаться, что этот параметр самый элементарный для расчетов, но это не совсем так. Обычно выбирается площадь всех комнат, в которых подразумевается сооружение отопления. Это может быть большой ошибкой, потому что отапливаться будут все помещения в доме, которые выходят хотя бы одной стеной на улицу.
В большинстве случаев производится тепловой расчет системы обогрева, учитывая только комнаты с внешними стенами. Берется небольшой запас мощности источника теплоты и других элементов, что позволит обеспечить дом теплом даже в самую суровую зиму;
- Климатическая мощность. Выполняя вычисления системы отопления невозможно обойтись без этого параметра. Параметр берется исходя из регионов, в которых находится дом. К примеру, для центральных регионов этот коэффициент равен 1,3-1,6 кВт, для южных – 0,8-0,95 кВт, а для северных еще больше — 1,6-2,2 кВт.
Пример расчета мощности генератора теплоты для дома в центральной части России с площадью в сто тридцать квадратных метров:
Nk=130*1,2/10=15,6 (16) кВт
Совет. Для установки нужно выбирать котлы с запасом по мощности. Специалисты объясняют это возможностями увеличения площадей и числа потребителей, а также качества теплоснабжения в суровые зимы.
Как грамотно сделать вычисления количества секций батарей
Расчет отопления включает в себя обязательные вычисления количества секций батарей. Это можно сделать благодаря существованию простой формулы: площадь комнат, в которой будут установлены радиаторы, нужно умножить на сто и разделить на показатель мощности одного радиатора.
- Площадь помещения. В основном, все отопительные приборы рассчитываются для обогрева лишь одного помещения, а, следовательно, суммарная площадь здания не требуется. Может быть исключение, когда рядом с комнатой, которая будет обогреваться, располагается другая комната без обогрева;
- Число 100 , которое фигурирует в формуле подсчета количества секций батарей для системы обогрева, берется не «с головы». В соответствии с требованиями СНиПа, на один метр квадратный жилой комнаты требуется около ста ватт мощности. Такой нагрузки достаточно для создания требуемой температуры;
- Если говорить о мощности одной секции батареи отопления , то она сугубо индивидуальна и зависит только от материалов радиаторов. Если параметры отопительного радиатора неизвестны, и узнать их невозможно, то можно принять его равным 200 Вт – так как эта цифра отвечает среднестатистической мощности одной секции современного отопительного прибора.
Получив все эти данные, можно перейти к расчету самих отопительных батарей. Если за основу взять комнату с размерами порядка тридцати квадратных метров, и с мощностью одной секций в сто восемьдесят ватт, то количество секций батарей можно определить таким образом:
n=30*100|180=16,7=17
Совет. Как и при подборе источника теплоты, выбирать количество секций необходимо с небольшим запасом, такой шаг позволяет обеспечить небольшой запас по мощности.
Нельзя ни сказать, что для комнат, которые располагаются в углу или торцах зданий, результат который мы получаем нужно умножать на коэффициент 1,2. Это позволяет получить оптимальные значения и получить точное число секций для приборов отопления.
Материалы для радиаторов: множество моделей
Цена, конструктивные и рабочие особенности любой системы теплоснабжения сильно зависят от материалов, из которых изготовлены батареи. Мы бы рекомендовали воздержаться от стальных радиаторов сразу. Хоть они и доступны по стоимости, но они имеют низкую мощность. Она меньше ста ватт.
Приборы обогрева, сделанные из чугуна, обладают большей надежностью, а также красивым видом (вы можете убедиться в этом сами благодаря фото и видео в нашей галерее сайта). Но, несмотря на преимущества, их мощность не намного больше, чем у стальных – порядка 120 Вт. Но даже такие показатели не критичны при условии, что тепловые потери не чрезмерные.
Заключение
Если вести разговор о качественном и эффективном обогреве, который сможет обеспечить бесперебойным теплом любой частный дом или торговый центр, то лучше не экономить средства при покупке радиаторов. Приобретайте анодированные или еще лучше вакуумные батареи.
Анодированные приборы великолепно защищены от воздействий коррозии, поэтому имеют длительный срок эксплуатации – не менее тридцати лет. Инструкция такого оборудования гарантирует теплопередающую способность элемента не менее 220 Вт.
Вакуумные отопительные радиаторы – это последнее слово в теплотехнике! Они наиболее экономичны из всех типов существующих батарей. Они универсальны в плане выбора места для установки и могут монтироваться как в жилом помещении, так и в торговом.
Качественными и экономичными считаются также батареи, сделанные из цветного металла. На рынке большой выбор алюминиевых и медных приборов самой различной мощности и размерами. Для создания определенного дизайна изготовляются вертикальные батареи, которые могут хорошо вписаться в ограниченные объемы.
Как рассчитать отопление в частном доме вы уже узнали благодаря этой статье и убедились в том, что в процессе этих вычислений нет ничего сложного. Все примеры в этой статье требуют минимального числа параметров и позволяют произвести расчеты быстро и точно.
Применяя на практике полученные в ходе цифры, можно соорудить хорошую и функциональную систему обогрева, как для общественных построек (супермаркеты, учебные заведения), так и для жилых (квартиры, частные дома, коттеджи).
Система водяного отопления все больше в последнее время пользуется популярностью как основной способ для обогрева частного дома. Водяное отопление может быть дополнено и такими устройствами, как обогреватели, работающие на электричестве. Некоторые устройства и отопительные системы появились на отечественном рынке совсем недавно, но уже сумели завоевать популярность. К таким можно отнести обогреватели инфракрасного типа, масляные радиаторы, систему теплого пола и другие. Для обогрева локального типа нередко применяется такое устройство, как камин.
Однако в последнее время камины выполняют больше декоративную функцию, чем обогревательную. От того, насколько правильно был осуществлен проект и расчет отопления частного дома, а также установлена система водяного отопления, зависит ее долговечность и эффективность во время эксплуатации. Во время работы такой отопительной системы необходимо придерживаться определенных правил для того чтобы она работала как можно более эффективно и качественно.
Отопительная система частного дома – это не только такие компоненты, как котел или радиаторы. Отопительная система водяного типа включает и такие элементы:
- Насосы;
- Средства автоматики;
- Трубопровод;
- Теплоноситель;
- Устройства для регулировки.
Чтобы произвести расчет отопления частного дома, нужно руководствоваться такими параметрами, как мощность отопительного котла. Для каждой из комнат дома необходимо рассчитать также мощность радиаторов отопления.
Выбор котла
Котел может быть нескольких типов:
- Котел, работающий на жидком топливе;
- Газовый котел;
- Твердотопливный котел;
- Комбинированный котел.
Выбор котла, который будет использовать схема отопления жилого дома, должен зависеть от того, какой тип топлива является наиболее доступным и недорогим.
Кроме затрат на топливо, потребуется не реже, чем раз в год проводить профилактический осмотр котла. Лучше всего для этих целей вызывать специалиста. Также потребуется выполнять профилактическую очистку фильтров. Наиболее простыми в эксплуатации считаются котлы, которые работают на газе. Также они довольно дешевые в обслуживании и ремонте. Газовый котел подойдет только в тех домах, которые имеют доступ к газовой магистрали.
Газ – это такой тип топлива, который не требует индивидуальной транспортировки или места для хранения. Помимо этого преимущества, многие газовые котлы современного типа могут похвастаться довольно высоким показателем КПД.
Котлы данного класса выделяются высокой степенью безопасности. Современные котлы устроены таким образом, что для них не требуется выделять специальное помещение для котельной. Современные котлы характеризуются красивым внешним видом и способны удачно вписаться в интерьер любой кухни.
На сегодняшний день особой популярностью пользуются полуавтоматические котлы, работающие на топливе твердого типа. Правда, есть у таких котлов один недостаток, который заключается в том, что один раз в день необходимо загружать топливо. Многие производители выпускают такие котлы, которые являются полностью автоматизированными. В таких котлах загрузка твердого топлива происходит в автономном режиме.
Сделать расчет системы отопления частного дома можно и в случае с котлом, работающем на электричестве.
Однако такие котлы немного более проблематичные. Помимо основной проблемы, которая заключается в том, что сейчас электричество довольно дорогое, они еще могут перезагружать сеть. В небольших поселках на один дом выделяется в среднем до 3 кВт в час, а для котла этого мало, причем нужно учитывать, что сеть будет загружена не только работой котла.
Для организации отопительной системы частного дома можно установить и жидкотопливный тип котла. Недостатком таких котлов является то, что они могут вызывать нарекания с точки зрения экологии и безопасности.
Расчет мощности котла
Перед тем, как рассчитать отопление в доме, делать это необходимо с расчета мощности котла. От мощности котла, в первую очередь, будет зависеть эффективность всей отопительной системы. Главное в этом вопросе – не переусердствовать, так как слишком мощный котел будет потреблять больше топлива, чем необходимо. А если котел будет слишком слабый, то не получится обогреть дом должным образом, а это негативно повлияет на комфорт в доме. Поэтому расчет системы отопления загородного дома – это важно. Подобрать котел необходимой мощности можно, если параллельно высчитать удельные теплопотери здания за весь отопительный период. Расчет отопления дома – удельных теплопотерь можно следующим методом:
q дом =Q год /F h
Qгод – это расход теплоэнергии за весь период отопления;
Fh – площадь дома, которая отапливается;
Для того чтобы осуществить расчет отопления загородного дома – расход энергии, которая уйдет отопления частного дома, нужно воспользоваться следующей формулой и таким средством, как калькулятор:
Q год =β h *}