Какие конкретно параметры нуждаются в расчете при проектировании автономной системы отопления? Как выполняется расчет системы отопления частного дома в каждом конкретном случае? В статье мы предоставим в распоряжение читателя все нужные формулы, справочные данные и сопроводим расчеты примерами.
Что считаем
Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?
Что именно нам предстоит считать?
- Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла.
- Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и мощность отопительного прибора в нем.
Увидьте: нам предстоит затронуть и способы определения тепловой мощности для различных отопительных устройств.
- Количество расширительного бака.
- Параметры циркуляционного насоса.
В этом порядке и двинемся дальше.
Тепловая мощность
Грубо оценить потребность дома в тепле возможно двумя методами:
- По площади.
- По объему.
Расчет по площади
Эта методика предельно несложна и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Так, дом неспециализированной площадью 100 м2 возможно обогреть 10-киловаттным котлом.
Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как каждая упрощенная схема расчетов, она дает очень приблизительный итог.
Обстоятельств пара:
- Котел прогревает целый количество воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А данный параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
- Окна и двери теряют значительно больше тепла на единицу площади, чем стенки. Хотя бы вследствие того что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
- Климатическая территория также сильно воздействует на теплопотери через ограждающие конструкции. Повышение дельты температур между улицей и помещением в два раза потянет за собой двукратное повышение затрат на отопление.
Расчет по объему с региональными коэффициентами
Как раз в силу перечисленных обстоятельств лучше применять ненамного более сложную, но дающую куда более надежный итог схему расчетов.
- За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
- На каждое окно в наружной стенке к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
- Полученный итог умножается на региональный коэффициент:
Климатическая территория | Коэффициент |
Краснодарский край, Крым | 0,7 — 0,9 |
Столичная, Ленинградская области | 1,2 — 1,3 |
Иркутский, Хабаровский край | 1,5 — 1,6 |
Якутия, Чукотка | 2,0 |
Давайте как пример заберём тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.
Но сейчас мы оговорим последовательность дополнительных условий:
- Высота его потолков — 3,5 метра.
- Дом имеет 10 двери и 2 окон в наружных стенках.
- Он находится в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, полный минимум — 67,6 С).
Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.
- Внутренний количество отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
- Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
- Окна и двери усугубляют обстановку: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
- Наконец, освежающий климат Верхоянска вынудит нас расширить и без того громадную тепловую мощность отопления еще в два раза: 22400*2=44800 ватт.
Как несложно подметить, отличие с результатом, взятым по первой методике — больше четырехкратной.
Отопительные устройства
Как вычислить отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие данной мощности отопительные устройства?
Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной помещения всецело аналогична вышеприведенной.
К примеру, для помещения площадью 12 м2с двумя окнами в обрисованном нами доме расчет будет иметь таковой вид:
- Количество помещения равен 12*3,5=42 м3.
- Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
- Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
- Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле в два раза. 2720*2=5440 ватт.
Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать тип и количество отопительных конвекторов?
- Производители постоянно указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.
- Для секционных радиаторов нужную информацию в большинстве случаев возможно обнаружить сайтах производителей и дилеров. Там же часто возможно найти калькулятор для пересчета киловатт в секции.
- Наконец, если вы используете секционные радиаторы малоизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей возможно ориентироваться на следующие усредненные значения:
Тип секции | Тепловая мощность на одну секцию, ватты |
Чугунная с внутренним оребрением | 160 |
Чугунная без внутреннего оребрения | 140 |
Биметаллическая | 180 |
Алюминиевая | 200 |
В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя значительно чаще употребляются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена весьма приятным образом сочетается с пристойным высокой теплоотдачей и внешним видом.
В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).
Как неизменно, имеется пара тонкостей.
- При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых, соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему окажет помощь несложная инструкция: подключайте радиаторы по схеме ‘снизу вниз’.
- Производители показывают тепловую мощность для дельты температур между помещением и теплоносителем в 70 градусов (к примеру, 90/20С). При ее понижении тепловой поток будет падать.
Особенный случай
Часто в качестве отопительных устройств в частных зданиях употребляются самодельные металлические регистры.
Обратите внимание: они завлекают не только низкой себестоимостью, но и необыкновенной прочностью на разрыв, что весьма кстати при подключении дома к теплотрассе. В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным невысокой теплоотдачей и внешним видом на единицу объема отопительного прибора.
Однако: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?
Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:
- Q — тепловой поток,
- Pi — число ‘пи’, принимаемое равным 3,1415,
- Dн — наружный диаметр трубы в метрах,
- L — ее протяженность (также в метрах),
- k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С,
- Dt — дельта температур, отличие между воздухом и теплоносителем в помещении.
В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, не считая первой, умножается на 0,9, потому, что они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.
Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в помещении 18 С.
- Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
- Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
- Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.
Расширительный бак
И в этом случае имеется две методики расчета — несложная и правильная.
Несложная схема
Несложной расчет несложен донельзя: количество расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.
Откуда забрать значение объема теплоносителя?
Вот пара несложных решений:
- Заполните контур водой, стравите воздушное пространство, а позже слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
- Помимо этого, грубо количество сбалансированной системы возможно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, при котла мощностью 45 КВт в системе будет приблизительно 45*15=675 литров теплоносителя.
Значит, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в громадную сторону до стандартного значения).
Правильная схема
Более совершенно верно возможно своими руками вычислить количество расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:
- V — искомое значение в литрах.
- Vt — полный количество теплоносителя.
- E — коэффициент расширения теплоносителя.
- D — коэффициент эффективности расширительного бака.
Разумеется, последние два параметра нуждаются в комментариях.
Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей возможно забрать по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):
Нагрев, С | Расширение, % |
30 | 0,75 |
40 | 1,18 |
50 | 1,68 |
60 | 2,25 |
70 | 2,89 |
80 | 3,58 |
90 | 4,34 |
100 | 5,16 |
Коэффициент эффективности бачка возможно вычислить по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:
- Pv — большое давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).
Подсказка: в большинстве случаев оно берется равным 2,5 кгс/см2.
- Ps- статическое давление контура (оно же — давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между верхней расположения точкой и уровнем бака контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.
Давайте как пример подсчитаем требования к бачку для следующих условий:
- Перепад высоты между верхней точкой и баком контура равен 5 метрам.
- Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
- Большой нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).
Итак:
- Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.
- Количество теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
- Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, либо 0,0358.
- Так, минимальный количество бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.
Циркуляционный насос
Как подобрать оптимальные параметры циркуляционного насоса для системы отопления?
Для нас серьёзны два параметра: создаваемый насосом его производительность и напор.
С напором все не просто, а весьма легко: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.
Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.
Несложный метод подобрать производительность — умножить количество теплоносителя в системе на 3: контур обязан оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).
Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:
- G — производительность в кубометрах в час.
- Q — мощность котла либо участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
- 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
- Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.
Подсказка: для автономной системы стандартные параметры — 70/50 С.
При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна быть равна 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.
Заключение
Сохраняем надежду, что предоставили в распоряжение читателя все нужные материалы. Дополнительную данные о том, как выполняется расчет отопления в частном доме, возможно отыскать в прикрепленном видео. Удач!