Расчет системы отопления частного дома

Расчет отопительных приборов системы отопления: подбираем котел, трубы и радиаторы и монтаж системы.

В систему отопления современного частного дома входят: трубопровод и радиаторы, котел и всевозможные приборы для улучшения его работы и т. д. Все они должны транспортировать тепло от котла к помещениям. Для обеспечения правильной работы этой системы необходимо произвести профессионально расчет и монтаж всех отопительных приборов, правильно использовать и вовремя осуществлять обслуживание. На том, как произвести расчет системы отопления в частном доме, остановимся ниже. 

Выбор системы отопления 

Расчет системы отопления

Для отопления частного жилого дома существует большой выбор различных систем. Чтобы не ошибиться в выборе, важно знать, что системы отопления бывают двух типов:

• самотечные системы с расширительным баком, которые работают на принципе естественного подъема теплой воды в расширительный бак;

• напорные системы, которые работают при принудительной прокачке теплоносителя насосом.

Отопительные котлы бывают одноконтурные и двухконтурные для горячего водоснабжения и подразделяются по видам топлива, а также возможности автономной работы:

Газовые котлы различной модификации могут работать в автономном режиме, при наличии стабильного электроснабжения. Монтируются специализированными организациями к магистральным газопроводам. К размещению котлов предъявляется ряд специфических требований, связанных с пожарной безопасностью. 



Твердотопливные котлы могут работать на любом виде твердого топлива: дрова, уголь, пеллеты. Устанавливаются в домах постоянного проживания и требуют ежедневного обслуживания в отопительный период. Исключением являются пеллетные котлы, которые поддаются автоматизации и могут частично работать в автономном режиме.



Жидкотопливные капельные котлы могут работать на солярке или мазуте. Достаточно эффективны в эксплуатации, система отопления на капельных котлах поддается автоматизации и может частично работать в автономном режиме. Требует размещения на участке бака с топливом, которое нужно периодически дополнять и обеспечить специфические противопожарные требования. 



Электрические отопительные котлы представлены на рынке различными модификациями. Хорошо эксплуатируются в автоматическом режиме. Электрические котлы, использующие тэны, достаточно дороги в эксплуатации и нуждаются в профилактическом ремонте и очищении от накипи. Наиболее экономичны индукционно-кондукционные отопительные котлы, которые устанавливаются в напорные системы отопления.

Как рассчитать мощность котла

При подборе мощности котла для системы отопления частного жилого дома необходимо провести теплотехнический расчет. Здание теряет тепло через стены, оконные и дверные проемы, пол и перекрытие. В зависимости от конструкции перечисленных элементов и их теплопроводности складываются суммарные теплопотери конкретного здания или сооружения. Подбор системы отопления осуществляется для компенсации теплопотерь здания. Чем выше теплопотери здания, тем больше нужно тепла для поддержания комфортной температуры.

Для примера рассчитаем, какой котел подойдет для частного дома из дерева площадью 78,5 кв. м. В конструкцию одноэтажного частного дома входят: 3 комнаты, коридор + прихожая, кухня, туалет и ванная. Высчитываем объем всего дома, для этого необходимы данные по площади каждого помещения и высота потолков. Площадь комнат составляет: двух комнат — по 10 кв. м, высота потолка 2,8 м, 3-я комната 20 кв. м, прихожая 8 кв. м, коридор 8 кв. м, кухня 15,5 кв. м, ванная 4 кв. м, туалет 3 кв. м. Путем умножения высоты и площади получаем объем: 1,2 — 28 и 28 куб. м, 3 — 56 куб. м, прихожая и коридор по 22,4 куб. м, кухня 43,4 куб. м, ванная 11,2 куб. м, туалет 8,4 куб. м. 

Следующим шагом вычисляем общий объем частного дома: 28 + 28 + 56 + 22,4 + 22,4 + 43,4 + 11,2 + 8,4 = 220 куб. м. Объем нужно высчитывать всех помещений, вне зависимости от того, установлены там радиаторы или нет, в нашем случае в коридоре и прихожей их нет. Это делается потому, что при отоплении дома такие помещения все равно прогреваются, но пассивно, из-за естественной циркуляции воздуха и его теплообмена. Поэтому если не учесть неотапливаемые жилые помещения, расчет будет неверен.

Для выбора мощности котла нужно опираться на количество энергии, необходимое на 1 куб. м, исходя из данных по регионам:

• Европейская часть России — 40 Вт/куб. м 

• Северная часть России – 45 Вт/куб. м 

• Южная часть России – 25 Вт/куб. м

Предположим, что для рассматриваемого дома мощность ровна 40 Вт/куб. м. Выходит, необходимая мощность равняется 40 х 220 = 8800 Вт. К этой цифре прибавляется коэффициент 1,2, равный 20 % мощности запаса. Добавочная мощность нужна, чтобы не напрягать котел, и он работал бы спокойно. Переводим полученные ватты в киловатты и получаем 10,6 кВт. Это значит, для площади деревянного одноэтажного дома в 78,5 кв. м подойдет стандартный котел мощностью 12-14 кВт.

Вычислив мощность котла, нужно определить, какая нужна вытяжка.

Как подобрать диаметр трубы

Диаметр трубы дымохода для газового котла 



Важный этап в проектирование системы отопления – правильно подобрать диаметр трубы под котел частного дома. Почему-то считают, что больший диаметр дымоходной трубы лучше. Но это ошибочное мнение. Для оптимизации работы котла, особенно для электронных приборов, необходимо подобрать трубу нужного диаметра. Нужные для этого показатели: 

• Тип очага отопления. Отопительным центром в частном деревянном доме может быть либо котел, либо печка. Для котлов важно знать объем камеры сгорания, у печки квадратура объема зольника. Для самодельных газовых или дизельных котлов тоже необходимо знать эти показатели.

• Длина и конструкция предполагаемой трубы. Оптимальная высота конструкции 4-5 м без искривлений и сужений. В противном случае в конструкции образуются ненужные вихревые зоны, которые уменьшают тягу.

• Форма будущего дымохода. Конструкции в виде цилиндра – самый оптимальный вариант. Поэтому использовать готовую сэндвичную конструкцию проще всего. Выложить из кирпича подобную круглую трубу сложно, а у квадратной большие потери. Стоит сэндвичная труба, например диаметром 100 мм, от 1000 руб./м погонный. 

Зная все эти факторы и показатели, можно произвести расчет сечения трубы для конкретного котла. Расчет будет приблизительным, так как для точного нужны сложные вычисления и показатели. За основу берется размер камеры сгорания котла, именно от нее зависит объем выходящих газов.

Для расчета используют следующую формулу: F = (К ∙ Q) / (4,19 ∙ √ˉ Н). К — это условный коэффициент, равный 0,02-0,03, Q — производительность газового котла, которая указана в техническом паспорте оборудования, Н — высота будущего дымохода.

Получившийся результат нужно округлить и подогнать под строительные нормы, которые можно найти в Сети («Технические условия по переводу печей на газ»). Для кирпичной трубы расчет делается с условием сечения трубы 1/2 кирпича на 1/2.

Для правильного распределения тепла по дому необходимо высчитать число радиаторов.

Расчет количества радиаторов

Расчет радиаторов будет напрямую связан с их мощностью. Радиаторы бывают:

• алюминиевые;

• биметаллические;

• чугунные. 



Биметаллические радиаторы имеют стандартную мощность одной секции 100-180 Вт, алюминиевые — 150-190 Вт, чугунные — 120-160 Вт. Считать секции нужно только после учета мощности, поэтому, приобретая их, поинтересуйтесь у продавца, из какого материала сделаны радиаторы.

Важный показатель при выборе отопительных приборов – это разница температур между поступающим от котла и обраткой. Стандартная цифра, зафиксированная в техническом паспорте радиатора: 90 — входящая, 70 — обратка. 

Опираясь на опыт специалистов, можно сказать, что котел редко работает на полную мощность, а значит, температуры подачи в 90 ºС не будет. А в автоматических котлах вообще стоит ограничитель 80 ºС, так что паспортных показателей не получится. А значит, средняя реальная температура: 70 — вход, 55 — выход. Значит, мощность радиатора будет менее 120 Вт, для алюминиевых – 150 Вт. Из этого расчета просто сделать вычисления.

Для примера рассчитаем тот же деревянный одноэтажный дом площадью 78,5 кв. м. Использоваться будут алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Теперь рассчитаем количество секций на одно помещение. Комната 28 куб. м, умножаем этот показатель на 40 Вт (из таблицы потребления по регионам) и на 1,2 = 1344 Вт. Эту цифру нужно округлить до целого, 1500. Теперь разделим на мощность одной секции: 1500 : 150 = 10 секций. Для данной комнаты можно использовать один радиатор с шестью секциями и второй с четырьмя. Аналогично рассчитываются все комнаты дома.

Следующим этапом нужно выбрать трубы, связывающие радиаторы в единую систему.

Как правильно выбрать трубы для радиаторов

Нагретая вода от газового котла транспортируется к радиаторам по системе труб, поэтому от их качества будет зависеть, насколько велики будут теплопотери. На рынках представлены три основных вида труб:

• пластиковые;

• металлические;

• медные.

Металлические трубы

Металлические трубы 


У металлических труб, которые раньше использовались в системе отопления любого частного дома, есть ряд минусов:

• большой вес;

• монтаж требует использования дополнительного оборудования;

• накапливание статического электричества;

• появление естественной ржавчины, а это может нанести вред котлу.

Но зато цена на такие трубы невелика – от 350 рублей за погонный метр.

Медные трубы

Медные трубы 


Другое дело медные трубы. Они имеют ряд плюсов:

• выдерживают температуру до 200 ºС;

• выдерживают давление до 200 атмосфер.

Но большее число минусов делают эти трубы менее востребованными:

• сложность установки (нужен серебряный припой, нужно профессиональное оборудование и знания);

• монтировать медные трубы можно только на специальные крепления;

• высокая цена из-за дороговизны материала, от 1500 п/м;

• высокая стоимость монтажа – от 600 п/м.

Пластиковые трубы

Пластиковые трубы в системе отопления


Пластиковые трубы считаются одними из самых востребованных среди домовладельцев. Способствует этому ряд плюсов:

• коррозия внутри системы не образуется, так как система герметична, а материал не пропускает воздух;

• повышенная прочность, так как основа из алюминия, покрытого пластиком, а этот материал не гниет и не разрушается со временем;

• конструкция имеет алюминиевое армирование, поэтому расширения минимум;

• низкое гидравлическое сопротивление – хорошее для системы с естественной циркуляцией и под давлением;

• антистатичны;

• не нужно обладать навыком при установке, достаточно ознакомиться в Интернете с техникой монтажа;

• низкая стоимость – от 32 руб./м.

Когда трубы выбраны и приобретены, можно приступать к монтажу системы отопления, сделать работу можно своими руками или вызвать специалистов.

Тонкости монтажа 



Монтаж системы отопления в частном деревянном доме проходит в несколько основных этапов.

• Установка радиаторов. Монтаж радиаторов нужно выполнять по схеме. Традиционно радиаторы располагают под оконными проемами, так тепло не будет впускать в помещение холодный воздух. Делают монтаж своими руками при помощи шуруповерта, саморезов и уровня. Главное правило, которое следует соблюдать, – все радиаторы системы располагают на одинаковом расстоянии от пола и строго по уровню. В противном случае вода будет с плохой циркуляцией в системе.

• Монтаж труб. Перед монтажом нужно просчитать общую длину системы и креплений и соединяющих (фитингов). Для работы своими руками нужны следующие инструменты: ножницы для пластиковых труб, специальный паяльник, рулетка и карандаш. На качественных трубах есть специальные разметки, показывающие направление и насечки для облегчения монтажа.

• Используя паяльник, нужно сразу после расплавления спаивать трубы в соединительных креплениях. Выполнять после этого повороты запрещено, иначе припой получится негерметичным и разломается, а с циркуляцией под давлением может развалиться. Для предотвращения таких ошибок потренируйтесь на остатке трубы. К стене трубы крепят в специальные полукруглые крепления, которые, в свою очередь, прикручиваются к деревянной стене саморезами небольшой величины.

• Подключение системы к котлу. Эту часть лучше доверить специалистам, так как проверка системы и ее первый запуск могут вызвать ряд сложностей у новичка.

Дополнительные устройства в системе отопления

Циркуляционный насос системы отопления 



К дополнительным приспособлениям относится, например, насос. Если котел импортного производства и автоматический, то насос уже стоит в системе, а значит, дополнительный не нужен.

В продаже легко можно найти насос отечественного или импортного производства, все они подходят для систем с естественной циркуляцией. Стоят насосы для системы отопления от 1200 руб. Но хороший от 3500, он менее энергозатратен и бесшумен, при этом имеет небольшие размеры. Монтаж насоса выполняют на конце естественной системы циркуляции своими руками, конкретно на обратке перед входом в котел. Так его контакт с горячей водой будет минимален и он прослужит долгое время.

К еще одному виду дополнительного оборудования относится применение расширительного бака. Емкость расширительного бака имеет различный объем воды и выбирается именно из этих параметров. В автоматических котлах расширительный бак уже стоит, а его объем воды недостаточен для системы с циркуляцией жидкости на площади более 100 кв. м. Для чего же необходима установка расширительного бака в системе отопления?


Фонд энергосбережения Омской области
www.eee55.ru
e-mail: eees.omregion@mail.ru
Тел. 8 (3812) 357-233

Комментарии

Комментариев еще не оставлено