Здесь вы узнаете:
- Исходные данные для теплового расчета системы отопления
- Какие расчёты нужно произвести
- Простейший способ расчета
- Расчет теплопотерь дома
- Выбор температурного режима
- Подбор нагревательного элемента
- Расчет объема системы отопления
- Расширительный бак
- Расчёт радиаторов
- Монтаж системы
- Какая система отопления частного дома лучше и почему
- Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция
Некоторые владельцы частных домов или те, кто только собираются их возводить, интересуются тем, есть ли какой-то смысл в тепловом расчете системы отопления? Ведь речь идет о простом загородном коттедже, а не о многоквартирном доме или промышленном предприятии. Достаточно, казалось бы, только купить котел, поставить радиаторы и провести к ним трубы. С одной стороны, они частично правы – для частных домовладений расчет отопительной системы не является настолько критичным вопросом, как для производственных помещений или многоквартирных жилых комплексов. С другой стороны, существует три причины, из-за которых подобное мероприятие стоит провести. Расчет мощности газового котла отопления-калькулятор, вы можете прочитать в нашей статье.
- Тепловой расчет существенно упрощает бюрократические процессы, связанные с газификацией частного дома.
- Определение мощности, требуемой для отопления жилья, позволяет выбрать нагревательный котел с оптимальными характеристиками. Вы не переплатите за избыточные характеристики изделия и не будет испытывать неудобств из-за того, что котел недостаточно мощен для вашего дома.
- Тепловой расчет позволяет более точно подобрать радиаторы, трубы, запорную арматуру и прочее оборудование для отопительной системы частного дома. И в итоге все эти довольно дорогостоящие изделия проработают столько времени, сколько заложено в их конструкции и характеристиках.
Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома
Исходные данные для теплового расчета системы отопления
Прежде чем приступать к подсчетам и работе с данными, их необходимо получить. Здесь для тех владельцев загородных домов, которые прежде не занимались проектной деятельностью, возникает первая проблема – на какие характеристики стоит обратить свое внимание. Для вашего удобства они сведены в небольшой список, представленный ниже.
- Площадь постройки, высота до потолков и внутренний объем.
- Тип здания, наличие примыкающих к нему строений.
- Материалы, использованные при возведении постройки – из чего и как сделаны пол, стены и крыша.
- Количество окон и дверей, как они обустроены, насколько качественно утеплены.
- Для каких целей будут использоваться те или иные части здания – где будут располагаться кухня, санузел, гостиная, спальни, а где – нежилые и технические помещения.
- Продолжительность отопительного сезона, средний минимум температуры в этот период.
- «Роза ветров», наличие неподалеку других строений.
- Местность, где уже построен или только еще будет возводиться дом.
- Предпочтительная для жильцов температура тех или иных помещений.
- Расположение точек для подключения к водопроводу, газу и электросети.
Теплопотери в доме
Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома
Какие расчёты нужно произвести
Чтобы сделать расчет отопления частного дома, необходимо вычислить мощность отопительного котла, определиться с количеством и размещением радиаторов, учесть ряд факторов от погоды, до теплоизоляции и материала изготовления труб и котла.
Учитывайте, что от этого процесса будет зависеть комфортность проживания в доме, так как ваши расчеты будут непосредственно влиять на качество обогрева. Кроме того, эти расчеты – основа заложенного бюджета на монтаж и дальнейшую эксплуатацию всей системы отопления. Именно на этом этапе придется решать, сколько денег вы будете в дальнейшем тратить на отопление своего дома. Приступая к расчетам важно помнить о климатических условиях, в которых находится ваш регион и об условиях, в которых дом будет эксплуатироваться.
Система отопления – это не только печь и батареи. В нее входят:
- Отопительный котел,
- Насосная станция,
- Трубы,
- Радиаторы,
- Контрольные приборы,
- Иногда нужен расширительный бак.
Примерно так выглядит схема отопительной системы дома
Простейший способ расчета
Этот способ расчёта в интернете рекомендуют чаще других. Проще, надо полагать, действительно не придумать.
Исходят из того, что для полноценного отопления жилья с высотой потолков в пределах 2,5÷3,0 метра и достаточно качественной термоизоляцией всех основных конструкций, необходимо затратить 100 ватт тепловой энергии на каждый один квадратный метр площади помещения.
100 Вт на 1 м² — многие считают именно так, хотя получающийся результат порой очень далек от истинного
В качестве «производной» от подобного подхода можно рассматривать «норму» и исходя от объёма помещения.
— Так, в частном доме с качественным утеплением и современными окнами со стеклопакетами можно считать их соотношения 34 Вт тепловой энергии на каждый кубометр объёма.
— В панельном доме городской массовой застройки тепла потребуется больше – 41 ватт на кубометр.
Просто и быстро! Считаем по площади (или объему) необходимое количество тепла для каждого помещения. А затем суммирование всех результатов даст нам общую тепловую мощность, которая требуется для отопления дома. К ней можно добавить порядка 20 или 25% эксплуатационного запаса – и ответ готов!
Действительно, несложно. Но насколько это точно?
Даже человеку, весьма далекому от строительства и теплотехники, может показаться подозрительной уж слишком высокая «универсальность» подобного метода. Согласитесь, одно дело проводить расчет отопительной системы для дома, скажем, в Ханты-Мансийске, и другое – для такого же по площади, но на Кубани. Ни слова не говорится о количестве и качестве окон, а ведь это – одна из основных «магистралей» утечки тепла из помещений. Не принимаются в расчет состояние системы утепления, тип перекрытий, то, с чем соседствует помещение по горизонтали и вертикали. И многое другое …
В результате таких расчетов вполне могут получиться две крайности:
- Одна очень неприятная, когда система отопления попросту не справляется со своими обязанностями.
- Другая – это избыточная мощность приобретённого и установленного оборудования, которая практически всегда остается невостребованной. А это – лишние затраты на более дорогие модели мощных котлов, на большее количество радиаторов. Да и не особо полезно для техники, когда она постоянно работает с очень большой «недогрузкой».
Выполненные с чрезмерно большими погрешностями расчеты могут привести с неэффективности создаваемой системы отопления
Одним словом, назвать такой подход рациональным – сложно. И рачительный хозяин все же предпочтет более точные вычисления.
Ознакомьтесь с дровяными печами длительного горения для отопления дома, а также с их техническим обслуживанием и эксплуатацией, в специальной статье на нашем портале.
Расчет теплопотерь дома
Эти данные понадобятся для определения необходимой мощности системы отопления, т.е котла, и тепловой мощности каждого радиатора в отдельности. Для этого можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором теплопотерь. Их нужно рассчитать для каждой комнаты в доме, имеющей наружную стену.
Проверка. Рассчитанные теплопотери каждого помещения делим на его квадратуру и получаем удельные теплопотери в Вт/кв.м. Обычно они варьируются от 50 до 150 Вт/кв. м. Если ваши показатели сильно отличаются от приведенных, то, возможно, была допущена ошибка. Теплопотери комнат верхнего этажа самые большие, затем идут теплопотери первого этажа и меньше всего они у комнат средних этажей.
Выбор температурного режима
Для расчетов лучше принимать температурный режим 75/65/20, он соответствует европейским нормам по отоплению EN 442. Вы никогда не ошибетесь, выбрав его, т.к. на него настроены почти все импортные котлы. Применяются также низкотемпературные режимы отопления.
Подбор нагревательного элемента
Котлы условно делятся на несколько групп в зависимости от типа используемого топлива:
- электрический;
- жидкотопливный;
- газовый;
- твердотопливный;
- комбинированный.
Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.
Среди всех предложенных моделей, наибольшей популярностью обладают аппараты, функционирующие на газе. Именно этот вид топлива является сравнительно выгодным и доступным. Кроме этого, оборудование подобного плана не требует особых знаний и навыков для его обслуживания, а КПД таких узлов довольно высокий, чем не могут похвастаться другие идентичные по функциональности агрегаты. Но вместе с тем газовые котлы уместны лишь в том случае, если ваш дом подключен к центрованной газовой магистрали.
Определение мощности котла
Перед тем, как рассчитать отопление, нужно определить пропускную способность нагревателя, поскольку именно от этого показателя зависит эффективность функционирования тепловой установки. Так, сверхмощный агрегат будет потреблять много топливных ресурсов, тогда как маломощный аппарат не сможет в полной мере обеспечить качественного обогрева помещения. Именно по этой причине расчёт системы отопления – это важный и ответственный процесс.
Можно не вдаваться в сложные формулы вычисления производительности котла, а попросту воспользоваться предложенной ниже таблицей. В ней указана площадь обогреваемого сооружения и мощность нагревателя, который сможет создать в нем полноценные температурные условия для проживания.
Общая площадь жилья, нуждающегося в обогреве, м2 |
Необходимая производительность нагревательного элемента, кВт |
60-200 |
Не выше 25 |
200-300 |
25-35 |
300-600 |
35-60 |
600-1200 |
60-100 |
Расчет объема системы отопления
Вместительность системы отопления нужно найти для того, чтобы подобрать расширительный бак или определить, хватит ли бачка, встроенного в котел. Это можно сделать на on-line калькуляторе по объему системы отопления и мембранного бака для нее.
Если в системе отопления присутствует водяной теплый пол, то может быть полезен онлайн калькулятор параметров теплого пола. Он пригодится не столько на этапе проектирования системы отопления, сколько при ее запуске для гидравлической и тепловой настройки коллектора теплого пола.
Расширительный бак
Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.
Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:
- V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
- V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
- K – коэффициент расширения;
- D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).
Расчёт радиаторов
В нашем случае мы будем использовать стандартные алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Мощность каждого ребра такого радиатора при температуре 70 °С составляет 150 Вт. Далее мы посчитаем мощность каждого радиатора и количество условных рёбер:
- комната 1: 28 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем 10 условных рёбер, но поскольку у нас два радиатора, оба под окнами, мы возьмём один с 6-ю рёбрами, второй с 4-мя.
- комната 2: 28 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем один радиатор с 10-ю рёбрами.
- комната 3: 56 м3 · 40 Вт · 1,2 = 2688 Вт Округляем до 2700 и получаем три радиатора: 1-й и 2-й по 5 рёбер, 3-й (боковой) — 8 рёбер.
- прихожая: 22,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1075,2 Вт. Округляем до 1200 и получаем два радиатора по 4 ребра.
- ванная: 11,2 м3 · 45 Вт · 1,2 = 600 Вт. Тут температура должна быть немного выше, получается 1 радиатор с 4-мя рёбрами.
- туалет: 8,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 403,2 Вт. Округляем до 450 и получаем три ребра.
- кухня: 43,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 2083,2 Вт. Округляем до 2100 и получаем два радиатора по 7 рёбер.
В конечном результате мы видим, что нам необходимо 12 радиаторов общей мощностью:
- 900 + 600 + 1500 + 750 + 750 + 1200 + 600 + 600 + 600 + 450 + 1050 + 1050 = 10,05 кВт
Исходя из последних расчётов, видно, что наша индивидуальная система отопления без проблем справится с возложенной на неё нагрузкой.
Монтаж системы
Первым делом нам требуется установить секционные радиаторы. Их надо размещать строго под окнами, тёплый воздух от радиатора будет препятствовать проникновению холодного воздуха из окна. Для монтажа секционных радиаторов не понадобится никакого специального оборудования, лишь перфоратор и строительный уровень. Необходимо строго придерживаться одного правила: все радиаторы в доме должны быть смонтированы строго на одном горизонтальном уровне, от этого параметра зависит общая циркуляция воды в системе. Также соблюдайте вертикальное расположение рёбер радиатора.
После монтажа радиаторов можно приступать к прокладке труб. Необходимо заранее промерить общую длину труб, а также посчитать количество всевозможных фитингов (колен, тройников, заглушек и пр.). Для монтажа пластиковых труб понадобится всего три инструмента — рулетка, ножницы для труб и паяльник. На большинстве таких труб и фитингов есть лазерная перфорация в виде насечек и направляющих линий, что даёт возможность по месту выполнять монтаж правильно и ровно. Работая с паяльником, следует придерживаться только одного правила — после того как вы расплавили и состыковали концы изделий, ни в коем случае не прокручивайте их, если с первого раза не получилось припаять ровно, иначе возможна течь в этом месте. Лучше заранее потренируйтесь на кусочках, которые пойдут в отходы.
Какая система отопления частного дома лучше и почему
Автономная отопительная система для частного дома конструктивно представляет собой котел, радиаторы и замкнутый круговой трубопровод, по которому движется теплоноситель (кроме воздушного). По типу теплоносителя различают следующие виды отопления:
Теплоноситель | Преимущества | Недостатки |
1. Водяной (используется вода или антифриз) | Экономичность, доступность теплоносителя, его дешевизна и безопасность системы. | Помещения прогреваются довольно долго. Зимой нельзя допускать ни планового, ни аварийного отключения системы с водой, потому что при минусовой температуре разорвет трубы. |
2. Паровой | Малая инерционность (помещения прогреваются сразу же после включения), энергоэффективность. | Шумность, сложности с регулировкой температуры в помещении, необходимость закрывать трубы и радиаторы, высокие требования к качеству труб и радиаторов. |
3. Воздушный | Высокий КПД, отсутствие затрат на трубы и радиаторы, малая инерционность. Это идеальный вариант для дачи. | Сушит воздух, есть сложности с подачей воздуха (теплый воздух поднимается вверх, а внизу температура остается холодной). |
Котлы различаются по виду топлива. Можно долго рассуждать о том, какое отопление выбрать для частного дома, перебирать варианты и находить в каждом свои преимущества и недостатки. Чтобы представить информацию более наглядно и подвести итоги, предлагаем рассмотреть сравнительную таблицу.
Теплоноситель | Преимущества | Недостатки |
1. Газовые | Комфортная эксплуатация (полностью автоматическая система), большой выбор котлов (одноконтурные и двухконтурные, настенные и напольные, конвекционные и конденсационные), низкие затраты на эксплуатацию, высокий КПД, долговечность. | Ограниченная доступность (не везде есть газоснабжение), сложность монтажа системы, необходимость проектирования и оформления документов, высокий уровень опасности (нельзя исключать утечку), расходы на обслуживание. |
2. Электрические | Доступность источника тепла, невысокая стоимость оборудования и монтажа, отсутствие дымохода и экологичность, экономичность, комфорт при эксплуатации, безопасность, высокий КПД. | Всегда есть вероятность перебоев с электроснабжением (желательно иметь альтернативный источник отопления), необходимо соблюсти требования по электросети, стоимость электроэнергии в некоторых регионах России достаточно высока. |
3. Твердотопливные | Низкая стоимость энергоносителя, большой выбор видов топлива (уголь, дрова, пеллеты, брикеты), доступность топлива в любом регионе России. | Необходимость загрузки топлива вручную, невысокий КПД, расходы на чистку и обслуживание котла и дымохода, должно быть помещение для хранения топлива. |
4. Жидкотопливные | Невысокая стоимость топлива, может работать на солярке, мазуте, отработке, автономность системы, хороший КПД. | Нужна отдельная котельная с емкостью для хранения топлива, в помещение могут попадать продукты сгорания (зависит от котла и проекта), нуждается в регулярном обслуживании и чистке. |
5. Комбинированные | Универсальность. Экономичность и возможность использовать самый выгодный и практичный энергоноситель, быстрая окупаемость. Можно выбрать одноконтурный, двухконтурный котел, подключить бойлер или систему теплый пол. | Громоздкий котел, технически сложный агрегат с большим количеством дополнительного оборудования. Высокая стоимость системы и монтажа. |
Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция
Перейдем от быстрых и простых способов расчета к более сложному и точному методу, учитывающему различные факторы и характеристики жилья, для которого проектируется система отопления. Используемая формула похожа по своему принципу на ту, что использовалась для расчета по площади, но дополнена огромным количеством корректирующих коэффициентов, каждый из которых отображает тот или иной фактор или характеристику здания.
Q=1,2*100*S*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7
Теперь разберем составляющие этой формулы по отдельности. Q – конечный результат вычислений, необходимая мощность отопительной системы. В данном случае представлен в ваттах, при желании вы можете перевести его в КВт*ч. К ак рассчитать объем воды в системе отопления, Вы можете прочитать в нашей статье.
А 1,2 – это коэффициент резерва по мощности. Желательно учитывать его в ходе расчетов – тогда вы точно можете быть уверены в том, что нагревательный котел обеспечит вам комфортную температуру в доме даже в самые сильные морозы за окном.
Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном
Цифру 100 вы могли видеть ранее – это количество ватт, необходимых для обогрева одного квадратного метра жилой комнаты. Если речь идет о нежилом помещении, кладовке и т. д. – его можно изменить в меньшую сторону. Также данная цифра нередко корректируется, исходя из личных предпочтений хозяина дома – кому-то комфортно в «натопленной» и очень теплой комнате, кому-то больше по душе прохлада поэтому п ечь с водяным контуром для отопления дома, возможно подойдет вам.
S – площадь комнаты. Высчитывается на основе плана постройки или уже по готовым помещениям.
Теперь перейдем непосредственно к корректирующим коэффициентам. К1 учитывает конструкцию окон, применяющихся в той или иной комнате. Чем больше значение – тем выше потери тепла. Для самого простого одинарного стекла К1 равен 1,27, для двойного и тройного стеклопакетов – 1 и 0,85 соответственно.
Виды стеклопакетов
К2 учитывает фактор потерь тепловой энергии через стены здания. Значение зависит от того, из какого материала они сложены, и обладают ли слоем теплоизоляции.
Некоторые из примеров данного коэффициента приведены в следующем списке:
- кладка в два кирпича со слоем теплоизоляции 150 мм – 0,85;
- пенобетон – 1;
- кладка в два кирпича без теплоизоляции – 1,1;
- кладка в полтора кирпича без теплоизоляции – 1,5;
- стена бревенчатого сруба – 1,25;
- стена из бетона без утепления – 1,5.
Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду
К3 показывает соотношение площади окон к площади помещения. Очевидно, что чем больше их – тем выше теплопотери, так как каждое окно является «мостиком холода», и полностью этот фактор нельзя устранить даже для самых качественных тройных стеклопакетов с прекрасным утеплением. Значения данного коэффициента приведены в таблице ниже.
Таблица. Корректирующий коэффициент соотношения площади окон к площади помещения.
10% | 0,8 |
20% | 1,0 |
30% | 1,2 |
40% | 1,4 |
50% | 1,5 |
По своей сути К4 похож на региональный коэффициент, который использовался в тепловом расчете системы отопления по объему жилья. Но в данном случае он привязан не к какой-то конкретной местности, а к среднему минимуму температуры в самый холодный месяц года (обычно для этого выбирается январь). Соответственно, чем этот коэффициент выше, тем больше энергии потребуется для отопительных нужд – прогреть помещение при -10°С намного проще, чем при -25°С.
Все значения К4 приведены ниже:
- до -10°С – 0,7;
- -10°С – 0,8;
- -15°С – 0,9;
- -20°С – 1,0;
- -25°С – 1,1;
- -30°С – 1,2;
- -35°С – 1,3;
- ниже -35°С – 1,5.
Это карта среднемесячных температур в России на январь
Следующий коэффициент К5 учитывает число стен в помещении, выходящих наружу. Если она одна – его значение равно 1, для двух – 1,2, для трех – 1,22, для четырех – 1,33.
Важно! В ситуации, когда тепловой расчет применяется для всего дома сразу, используется К5, равный 1,33. Но значение коэффициента может уменьшиться в том случае, когда к коттеджу пристроен отапливаемый сарай или гараж.
Перейдем к двум последним корректирующим коэффициентам. К6 учитывает то, что находится над помещением – жилой и отапливаемый этаж (0,82), утепленный чердак (0,91) или холодный чердак (1).
К7 корректирует результаты расчета в зависимости от высоты комнаты:
- для помещения высотой 2,5 м – 1;
- 3 м – 1,05;
- 5 м – 1,1;
- 0 м – 1,15;
- 5 м – 1,2.
Совет! При расчетах также стоит обратить внимание на розу ветров в той местности, где будет располагаться дом. Если он будет постоянно находиться под воздействием северного ветра, то потребуется более мощная двухтрубная система отопления частного дома .
Результатом применения формулы, изложенной выше, станет требуемая мощность отопительного котла для частного дома. А теперь приведем пример расчета по данному способу. Исходные условия следующие.
- Площадь помещения – 30 м2. Высота – 3 м.
- В качестве окон используются двойные стеклопакеты, их площадь относительно таковой у комнаты – 20%.
- Тип стены – кладка в два кирпича без слоя теплоизоляции.
- Средний минимум января для местности, где стоит дом, составляет -25°С.
- Помещение является угловым в коттедже, следовательно, наружу выходят две стены.
- Над комнатой – утепленный чердак.
Формула для теплового расчета мощности отопительной системы будет выглядеть следующим образом:
Q=1,2*100*30*1*1,1*1*1,1*1,2*0,91*1,02=4852 Вт
Двухтрубная схема нижней разводки системы отопления
Важно! Существенно ускорить и упростить процесс расчета системы отопления поможет специальное программное обеспечение.
Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем
После завершения расчетов, изложенных выше, необходимо определить, сколько радиаторов и с каким числом секций понадобится для каждого отдельного помещения. Для подсчета их количества есть простой способ.
Шаг 1. Определяется материал, из которого будут изготовлены батареи отопления в доме. Это может быть сталь, чугун, алюминий или биметаллический композит.
Шаг 2. Далее указываются места, где будут располагаться радиаторы. В большинстве помещений они находятся под окнами – там батарея создает воздушную тепловую завесу, мешающую холоду проникнуть внутрь.
Шаг 3. Подбираются модели радиаторов, подходящих владельцу частного дома по стоимости, материалу и некоторым другим характеристикам.
Шаг 4. На основании технической документации, ознакомиться с которой можно на сайте компании-производителя или продавца радиаторов, определяется, какую мощность выдает каждая отдельная секция батареи.
Шаг 5. Последний шаг – разделить мощность, требуемую на обогрев помещения, на мощность, вырабатываемую отдельной секцией радиатора.
Мощность и теплоотдача радиаторов
На этом ознакомление с базовыми знаниями о тепловом расчете системы отопления и способах его осуществления можно считать законченным. Для получения большего объема информации желательно обратиться к специализированной литературе. Также будет не лишним ознакомиться с нормативными документами, такими как СНиП 41-01-2003.
Водяное отопление – это по-прежнему самый популярный способ обогрева как в загородных домах, так и в квартирах. Но для того, чтоб чувствовать себя максимально уютно, следует хорошо сделать расчет отопления в квартире. Начать нужно с этого: водяное отопление –сочетание сразу нескольких элементов. Это и трубопровод, и отопительное оборудование, и арматура для запора, и автоматика для контроля и регулировки.
Содержание статьи:
- 1 Нормы и рекомендации СНиП
- 2 Разоблачаем некоторые мифы
- 3 Что потребуется?
- 4 Как происходит расчет тепла?
- 5 Рассчитываем тепловую мощность
- 6 О трубах в системе отопления
- 7 Выбор и расчет радиаторов
Нормы и рекомендации СНиП
Что же касается норм СНиПа, то есть, «Строительных норм и правил», то здесь все просто и говорить особо не о чем: на каждый метр квадратный квартиры должно приходиться 100 ватт мощности отопительного прибора. Вот так, коротко и ясно.
Разоблачаем некоторые мифы
Что потребуется?
Для того чтобы правильно осуществить эту процедуру, вы должны обладать определенными данными.
- Раздобудьте для начала проект здания. Для чего? Все просто – в нем указываются параметры каждой из комнат, количество и габариты дверных и оконных проемов.
- Также найдите там информацию о том, какой высоты стены, а также из какого материала они были изготовлены.
- Сориентируйтесь касаемо того, как расположена ваша квартира относительно сторон света.
- Узнайте, какие материалы были применены при изготовлении пола, каковы его параметры. То же касается и потолка.
После того как будут получены все необходимые данные, вы можете приступать непосредственно к расчету отопления. С ним вы получите параметры, по которым в дальнейшем можно будет произвести расчеты гидравлические.
Как происходит расчет тепла?
Расчет состоит из следующих этапов.
Этап 1. «Разведка» касаемо теплопотерь квартиры. Это потребуется для того, чтобы правильно определить мощность котла и отопительных приборов. Такие теплопотери должны быть присчитаны индивидуально для каждой комнаты, имеющей внешнюю стену.
Этап 2. Подбираем оптимальный температурный режим. Международные отопительные стандарты EN-442 предусматривают следующие параметры: 20-65-75 градусов (комната-отопительные приборы-котел).
Этап 3. Определяемся с мощностью батарей, основываясь на полученных данных касаемо теплопотери в квартире.
Этап 4. Делаем гидравлических расчет, без которого отопительная система будет малоэффективной. С его помощью определяются параметры циркуляционного насоса, а также диаметр труб.
Этап 5. Определяем мощность отопительного котла.
Этап 6, он же заключительный. Измеряются объемы отопительной системы. Для этого в Интернете существует масса онлайн-калькуляторов, так что останавливаться на этом не будем.
Рассчитываем тепловую мощность
Расчет отопления в квартире в большей мере основывается на площади самой квартиры, которая будет обозначаться буквой S. Помимо того, на результаты повлияет еще и мощность котла отопления, необходимая на 10 квадратных метров. И третий момент – это особенности климата конкретного региона страны – Wуд. В качестве примера:
- Для южных регионов страны Wуд. составляет 0.7-0.9 киловатта;
- Для северных – от 1.5 до 2 киловатт;
- И для Московской области Wуд. составит примерно 1.5 киловатта.
У нас получается следующая формула:
S х Wуд. = Wкотла
Следовательно, используя такой примитивный расчет, можно с легкостью подобрать себе котел необходимой мощности. К слову, такие котлы могут быть нескольких типов.
- Электрические.
- На жидком топливе.
- На твердом топливе.
- Газовые.
- Комбинированные.
Работа всей системы обогрева в большой мере зависит от мощности отопительного котла, ведь если ее будет недостаточно, то квартира будет недостаточно обогрета, и наоборот, если она излишняя, то станет жарко.
Важно! Тип и схема подобной системы – еще пара важных факторов, влияющих на результаты.
Рекомендуется применить систему с искусственной циркуляцией, на две трубы. Это более дорогостоящий способ, да и более трубный в плане исполнения, но если вы выберите его, то избавите себя от ряда неприятностей в будущем, связанных с комфортом обитания в квартире. Нежелательно ставить однотрубную систему, хоть она и более дешевая – с ней первые батареи постоянно буду горячими, а последние – почти холодными.
О трубах в системе отопления
Делая расчет отопления в квартире нельзя пренебрегать выбором труб. Нельзя категорично утверждать, что некоторые лучше, а остальные хуже.
Важно! Несмотря на то, что пластиковые трубы отодвинули привычные для нас трубы металлические на второй план, даже их нельзя использовать в сочетании со всеми типами котлов.
Например, для котлов, работающих на твердом топливе, подходят исключительно металлические трубы. Дело в том, что в данном случае температура теплоносителя нередко может превышать 100 градусов, а этого пластиковые трубы, увы, выдержать неспособны. Тем не менее, по остальным критериям такие трубы существенно превосходят все свои устаревшие аналоги. К таким критериям относится:
- Удобство монтажа
- Подверженность коррозии
- Надежность
- Вес
- Долговечность.
Постойте, скажите вы, ведь трубы из меди также способны на это! Да, это так, но их стоимость на порядок выше, так что не каждый способен позволить себе их установку. Вместе с тем, медь способна выдерживать до 200 градусов.
Ну а теперь непосредственно о необходимом количестве труб. На самом деле оно зависит только от схемы разводки.
Выбор и расчет радиаторов
Сразу отметим, что существует не так много видов радиаторов, тем не менее, они есть. И если вы решаете, какие радиаторы выбрать, то мы рекомендуем вам остановить свой выбор именно на секционных устройствах, так как они имеют самые подходящие для потребителя параметры.
Но каким образом произвести расчет необходимого количества секций радиаторов? Все просто – достаточно лишь знать, какой теплоотдачей обладает каждая отдельная секция. Этот показатель измеряется в ваттах. Например, у радиаторов, изготовленных из чугуна, такой показатель составляет примерно 110 ватт, у радиаторов из алюминия – около 200 ватт, у биметаллических приборов – так же, как у алюминиевых, а у стальных – около 85 ватт.
Дабы получить площадь помещения, которая будет обогреваться от одной секции радиатора, необходимо поделить показатель теплоотдачи на сто.
Подробнее про расчет количества секции радиаторов, читайте тут
Важно! Все эти параметры актуальны лишь в тех случаях, когда высота потолка в квартире стандартная – порядка 2.7 метра.
Как выясняется, каждая секция радиаторов, изготовленных из чугуна, способна обогревать до 1.1 метра квадратного в помещении.
Далее нам необходимо высчитать общую площадь помещения. Только после этого мы сможем с уверенностью сказать, какое количество секций для него потребуется, но даже после этого остаются некоторые нюансы.
Например, если в комнате имеется дверь на балкон или же она, допустим, угловая, то к полученному количеству секций необходимо будет добавить еще две или даже три. Более того, если радиатор будет закрыт каким-нибудь декоративным элементом, то показатель теплоотдачи уменьшается еще на 15 процентов.
Подобными характеристиками отличается радиатор, установленный в нишу под подоконником, вот только в данном случае уменьшение составляет 10 процентов. Более того, сдерживанием исходящего от батарей тепла занимается даже краска, которой они покрываются. Следовательно, чем больше шаров краски на нем, тем меньшей теплоотдачей он может «похвастаться».
Не стоит забывать и о количестве окон в комнате, а также о материале, из которого они были изготовлены. Это преимущественно относится к пластиковым окнам, у которых, насколько нам известно, наличествуют многокамерные профили. Температура в помещении в таком случае напрямую будет зависеть от количества таких камер – чем их больше, тем теплее.
Более того, сюда следует отнести также толщину стен и материал, при помощи которого они были утеплены, материал, использованный при отделке полового покрытия, термоизляция подвала и кровли, наличие отопления в этих помещениях и так далее. Но, производя расчет отопления в квартире, учесть все указанные аспекты крайне сложно.
Поэтому совет: желательно использовать при расчете более упрощенную формулу. Она заключается в том, что на каждые десять квадратных метров помещения нужен один киловатт тепловой энергии. Но! Это касается только тех квартир, высота потолков в которых не превышает трех метров.
В заключение
Вот и все, наше путешествие в расчет отопления в квартире завершено. Осталось только сделать выводы. Котел, трубы для разводки и радиаторы необходимо выбрать правильно. Только в таком случае отопительная система не будет для вас источником проблем.
Тепловой расчёт системы отопления: как грамотно сделать расчет нагрузки на систему
Проектирование и тепловой расчет системы отопления — обязательный этап при обустройстве обогрева дома. Основная задача вычислительных мероприятий — определение оптимальных параметров котла и системы радиаторов.
Согласитесь, на первый взгляд может показаться, что проведение теплотехнического расчета под силу только инженеру. Однако не все так сложно. Зная алгоритм действий, получится самостоятельно выполнить необходимые вычисления.
Тепловой расчёт отопления: общий порядок
Классический тепловой расчёт отопительной системы являет собой сводный технический документ, который включает в себя обязательные поэтапные стандартные методы вычислений.
Но перед изучением этих подсчётов основных параметров нужно определиться с понятием самой системы отопления.
Система отопления характеризуется принудительной подачей и непроизвольным отводом тепла в помещении.
Основные задачи расчёта и проектирования системы отопления:
- наиболее достоверно определить тепловые потери;
- определить количество и условия использования теплоносителя;
- максимально точно подобрать элементы генерации, перемещения и отдачи тепла.
При постройке системы отопления необходимо первоначально произвести сбор разнообразных данных о помещении/здании, где будет использоваться система отопления. После выполнить расчёт тепловых параметров системы, проанализировать результаты арифметических операций.
На основании полученных данных подобирают компоненты системы отопления с последующей закупкой, установкой и вводом в эксплуатацию.
Отопление — это многокомпонентная система обеспечения утверждённого температурного режима в помещении/здании. Являет собой обособленную часть комплекса коммуникаций современного жилищного помещения
Примечательно, что указанная методика теплового расчёта позволяет достаточно точно вычислить большое количество величин, которые конкретно описывают будущую систему отопления.
В результате теплового расчёта в наличии будет следующая информация:
- число тепловых потерь, мощность котла;
- количество и тип тепловых радиаторов для каждой комнаты отдельно;
- гидравлические характеристики трубопровода;
- объём, скорость теплоносителя, мощность теплового насоса .
Тепловой расчёт — это не теоретические наброски, а вполне точные и обоснованные итоги, которые рекомендуется использовать на практике при подборе компонентов системы отопления.
Нормы температурных режимов помещений
Перед проведение любых расчётов параметров системы необходимо, как минимум, знать порядок ожидаемых результатов, а также иметь в наличии стандартизированные характеристики некоторых табличных величин, которые необходимо подставлять в формулы или ориентироваться на них.
Выполнив вычисления параметров с такими константами, можно быть уверенным в достоверности искомого динамического или постоянного параметра системы.
Для помещений разнообразного назначения существуют эталонные стандарты температурных режимов жилых и нежилых помещений. Эти нормы закреплены в так называемых ГОСТах
Для системы отопления одним из таких глобальных параметров является температура помещения, которая должна быть постоянной в независимости от периода года и условий окружающей среды.
А вот комнатная температура воздуха в зимний период обеспечивается системой отопления. Поэтому нам интересны диапазоны температур и их допуски отклонений для зимнего сезона.
В большинстве нормативных документов оговариваются следующие диапазоны температур, которые позволяют человеку комфортно находиться в комнате.
Для нежилых помещений офисного типа площадью до 100 м 2 :
- 22-24°С — оптимальная температура воздуха;
- 1°С — допустимое колебание.
Для помещений офисного типа площадью более 100 м 2 температура составляет 21-23°С. Для нежилых помещений промышленного типа диапазоны температур сильно отличаются в зависимости от предназначения помещения и установленных норм охраны труда.
Комфортная температура помещения у каждого человека «своя». Кто-то любит чтобы было очень тепло в комнате, кому-то комфортно когда в комнате прохладно — это всё достаточно индивидуально
Что же касаемо жилых помещений: квартир, частных домов, усадеб и т. д. существуют определённые диапазоны температуры, которые могут корректироваться в зависимости от пожеланий жильцов.
И всё же для конкретных помещений квартиры и дома имеем:
- 20-22°С — жилая, в том числе детская, комната, допуск ±2°С —
- 19-21°С — кухня, туалет, допуск ±2°С;
- 24-26°С — ванная, душевая, бассейн, допуск ±1°С;
- 16-18°С — коридоры, прихожие, лестничные клетки, кладовые, допуск +3°С
Важно отметить, что есть ещё несколько основных параметров, которые влияют на температуру в помещении и на которые нужно ориентироваться при расчёте системы отопления: влажность (40-60%), концентрация кислорода и углекислого газа в воздухе (250:1), скорость перемещения воздушных масс (0.13-0.25 м/с) и т. п.
Расчёт теплопотерь в доме
Согласно второму началу термодинамики (школьная физика) не существует самопроизвольной передачи энергии от менее нагретых к более нагретым мини- или макрообъектам. Частным случаем этого закона является «стремление» создания температурного равновесия между двумя термодинамическими системами.
Например, первая система — окружающая среда с температурой -20°С, вторая система — здание с внутренней температурой +20°С. Согласно приведённого закона эти две системы будут стремиться уравновеситься посредством обмена энергии. Это будет происходить с помощью тепловых потерь от второй системы и охлаждения в первой.
Однозначно можно сказать, что температура окружающей среды зависит от широты на которой расположен частный дом. А разница температур влияет на количество утечек тепла от здания (+)
Под теплопотерями подразумевают непроизвольный выход тепла (энергии) от некоторого объекта (дома, квартиры). Для обычной квартиры этот процесс не так «заметен» в сравнении с частным домом, поскольку квартира находиться внутри здания и «соседствует» с другими квартирами.
В частном доме через внешние стены, пол, крышу, окна и двери в той или иной степени «уходит» тепло.
Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.
Итак, объём утечек тепла от здания вычисляется по следующей формуле:
Q=Q пол +Q стена +Q окно +Q крыша +Q дверь +…+Q i , где
Qi — объём теплопотерь от однородного вида оболочки здания.
Каждая составляющая формулы рассчитывается по формуле:
Q=S*∆T/R , где
- Q – тепловые утечки, В;
- S – площадь конкретного типа конструкции, кв. м;
- ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения, °C;
- R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции, м 2 *°C/Вт.
Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц.
Кроме того, тепловое сопротивление можно получить с помощью следующего соотношения:
R=d/k , где
- R – тепловое сопротивление, (м 2 *К)/Вт;
- k – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м 2 *К);
- d – толщина этого материала, м.
В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Проведение мероприятий по утеплению потолка или теплоизоляции мансардной крыши решают эту проблему.
Если утеплить чердачное пространство и крышу, то общие потери тепла от дома можно значительно уменьшить
В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.
Определение мощности котла
Для поддержки разницы температур между окружающей средой и температурой внутри дома необходима автономная система отопления, которая поддерживает нужную температуру в каждой комнате частного дома.
Базисом системы отопления выступают разные виды котлов : жидко- или твердотопливные, электрические или газовые.
Котел — это центральный узел системы отопления, который генерирует тепло. Основной характеристикой котла есть его мощность, а именно скорость преобразования количество теплоты за единицу времени.
Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла.
Для обычной многокомнатной квартиры мощность котла вычисляется через площадь и удельную мощность:
Р котла =(S помещения *Р удельная )/10 , где
- S помещения — общая площадь отапливаемого помещения;
- Р уделльная — удельная мощность относительно климатических условий.
Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.
Существует иное соотношение, которое учитывает этот параметр:
Р котла =(Q потерь *S)/100 , где
- Р котла — мощность котла;
- Q потерь — потери тепла;
- S — отапливаемая площадь.
Расчетную мощность котла необходимо увеличить. Запас необходим, если планируется использование котла для подогрева воды для ванной комнаты и кухни.
В большинстве систем отопления частных домов рекомендуется обязательно использовать расширительный резервуар, в котором будет храниться запас теплоносителя. Каждый частный дом нуждается в горячем водоснабжении
Дабы предусмотреть запас мощности котла в последнюю формулу надо добавить коэффициент запаса К:
Р котла =(Q потерь *S*К)/100 , где
К — будет равен 1.25, то есть расчётная мощность котла будет увеличена на 25%.
Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.
Особенности подбора радиаторов
Стандартными компонентами обеспечения тепла в помещении являются радиаторы, панели, системы «тёплый» пол, конвекторы и т. д. Самыми распространёнными деталями отопительной системы есть радиаторы.
Тепловой радиатор — это специальная полая конструкция модульного типа из сплава с высокой теплоотдачей. Он изготавливается из стали, алюминия, чугуна, керамика и других сплавов. Принцип действия радиатора отопления сводится к излучению энергии от теплоносителя в пространство помещения через «лепестки».
Алюминиевый и биметаллический радиатор отопления пришёл на смену массивным чугунным батареям. Простота производства, высокая теплоотдача, удачная конструкция и дизайн сделали это изделие популярным и распространённым инструментом излучения тепла в помещении
Существует несколько методик расчёта радиаторов отопления в комнате. Нижеприведённый перечень способов отсортирован в порядке увеличения точности вычислений.
Варианты вычислений:
- По площади . N=(S*100)/C, где N — количество секций, S — площадь помещения (м 2 ), C — теплоотдача одной секции радиатора (Вт, берётся из тех паспорта или сертификата на изделие), 100 Вт — количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м 2 (эмпирическая величина). Возникает вопрос: а каким образом учесть высоту потолка комнаты?
- По объёму . N=(S*H*41)/C, где N, S, C — аналогично. Н — высота помещения, 41 Вт — количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м 3 (эмпирическая величина).
- По коэффициентам . N=(100*S*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C, где N, S, C и 100 — аналогично. к1 — учёт количества камер в стеклопакете окна комнаты, к2 — теплоизоляция стен, к3 — соотношение площади окон к площади помещения, к4 — средняя минусовая температура в наиболее холодную неделю зимы, к5 — количество наружных стен комнаты (которые «выходят» на улицу), к6 — тип помещения сверху, к7 — высота потолка.
Это максимально точный вариант расчёта количества секций. Естественно, что округление дробных результатов вычислений производится всегда к следующему целому числу.
Гидравлический расчёт водоснабжения
Безусловно, «картина» расчета тепла на отопление не может быть полноценной без вычисления таких характеристик, как объём и скорость теплоносителя. В большинстве случаев теплоносителем выступает обычная вода в жидком или газообразном агрегатном состоянии.
Реальный объём теплоносителя рекомендуется рассчитывать через суммирование всех полостей в системе отопления. При использовании одноконтурного котла — это оптимальный вариант. При применении двухконтурных котлов в системе отопления необходимо учитывать расходы горячей воды для гигиенических и иных бытовых целей
Расчет объема воды, подогреваемой двухконтурным котлом для обеспечения жильцов горячей водой и нагрева теплоносителя, производится путем суммирования внутреннего объема отопительного контура и реальных потребностей пользователей в нагретой воде.
Объём горячей воды в отопительной системе рассчитывается по формуле:
W=k*P , где
- W — объём носителя тепла;
- P — мощность котла отопления;
- k — коэффициент мощности (количество литров на единицу мощности, равен 13.5, диапазон — 10-15 л).
В итоге конечная формула выглядит так:
W = 13.5*P
Скорость теплоносителя — заключительная динамическая оценка системы отопления, которая характеризует скорость циркуляции жидкости в системе.
Эта величина помогает оценить тип и диаметр трубопровода:
V=(0.86*P*μ)/∆T , где
- P — мощность котла;
- μ — КПД котла;
- ∆T — разница температур между подаваемой водой и водой обратном контуре.
Используя вышеизложенные способы гидравлического расчёта , удастся получить реальные параметры, которые являются «фундаментом» будущей системы отопления.
Пример теплового расчёта
В качестве примера теплового расчёта в наличии есть обычный 1-этажный дом с четырьмя жилыми комнатами, кухня, санузел, «зимний сад» и подсобные помещения.
Фундамент из монолитной железобетонной плиты (20 см), наружные стены — бетон (25 см) со штукатуркой, крыша — перекрытия из деревянных балок, кровля — металлочерепица и минеральная вата (10 см)
Обозначим исходные параметры дома, необходимые для проведения расчетов.
Габариты здания:
- высота этажа — 3 м;
- малое окно фасадной и тыльной части здания 1470*1420 мм;
- большое окно фасада 2080*1420 мм;
- входные двери 2000*900 мм;
- двери тыльной части (выход на террасу) 2000*1400 (700 + 700) мм.
Общая ширина постройки 9.5 м 2 , длинна 16 м 2 . Отапливаться будут только жилые комнаты (4 шт.), санузел и кухня.
Для точного расчёта теплопотерь на стенах из площади внешних стен нужно вычесть площадь всех окон и дверей — это совсем другой тип материала со своим тепловым сопротивлением
Начинаем с расчёта площадей однородных материалов:
- площадь пола — 152 м 2 ;
- площадь крыши — 180 м 2 , учитывая высоту чердака 1.3 м и ширину прогона — 4 м;
- площадь окон — 3*1.47*1.42+2.08*1.42=9.22 м 2 ;
- площадь дверей — 2*0.9+2*2*1.4=7.4 м 2 .
Площадь наружных стен будет равна 51*3-9.22-7.4=136.38 м 2 .
Переходим к расчёту теплопотерь на каждом материале:
- Q пол =S*∆T*k/d=152*20*0.2/1.7=357.65 Вт;
- Q крыша =180*40*0.1/0.05=14400 Вт;
- Q окно =9.22*40*0.36/0.5=265.54 Вт;
- Q двери =7.4*40*0.15/0.75=59.2 Вт;
А также Q стена эквивалентно 136.38*40*0.25/0.3=4546. Сумма всех теплопотерь будет составлять 19628.4 Вт.
В итоге подсчитаем мощность котла: Р котла =Q потерь *S отаплив_комнат *К/100=19628.4*(10.4+10.4+13.5+27.9+14.1+7.4)*1.25/100=19628.4*83.7*1.25/100=20536.2=21 кВт.
Расчёт количества секций радиаторов произведём для одной из комнат. Для всех остальных вычисления аналогичны. Например, угловая комната (слева, нижний угол схемы) площадь 10.4 м2.
Значит, N=(100*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C=(100*10.4*1.0*1.0*0.9*1.3*1.2*1.0*1.05)/180=8.5176=9.
Для этой комнаты необходимо 9 секций радиатора отопления с теплоотдачей 180 Вт.
Переходим к расчёту количества теплоносителя в системе — W=13.5*P=13.5*21=283.5 л. Значит, скорость теплоносителя будет составлять: V=(0.86*P*μ)/∆T=(0.86*21000*0.9)/20=812.7 л.
В результате полный оборот всего объёма теплоносителя в системе будет эквивалентен 2.87 раза в один час.
Подборка статей по тепловому расчету поможет определиться с точными параметрами элементов отопительной системы:
- Расчет системы отопления частного дома: правила и примеры расчёта
- Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений + практические примеры
Все тонкости и общепринятые методики просчёта теплопотерь здания показаны ниже:
Ещё один вариант расчёта утечек тепла в типичном частном доме:
Тепловой расчёт отопительной системы носит индивидуальный характер, его необходимо выполнять грамотно и аккуратно. Чем точнее будут сделаны вычисления, тем меньше переплачивать придется владельцам загородного дома в процессе эксплуатации.
В настоящее время системы отопления являются сложнейшим оборудованием с адаптивным регулированием. В случае ошибок проектирования возможны сбои работы аппарата, что потребует дополнительных финансовых затрат. Чтобы правильно сконструировать систему отопления, вначале нужно рассчитать гидравлику по исходным данным. Уточним, какие параметры оптимизируют основные расходы, повысят эффективность и обеспечат стабильный рабочий режим, и как пользоваться калькулятором онлайн.
Содержание
- 1Расчет водяной системы отопления: плюсы выполнения
- 2Методы разводки отопительной системы
- 3Последовательность подготовки к расчету
- 4Основы гидравлического расчета системы отопления
- 5Методы автоматизации
- 6Заключение
Расчет водяной системы отопления: плюсы выполнения
Ключевым элементом в водяных системах отопления (СВО) является мобильный теплоноситель в трубопроводах при изменяющемся внешнем тепловом режиме. Отопительный контур представлен тремя составляющими: тепловым генератором, транспортировочным модулем и испускающим тепло элементом конкретного участка в доме.
В теории замкнутые системы отопления полностью передают тепло с помощью носителя, но на практике происходит значительная утечка энергии. Для минимизации потерь в отопительных системах на этапе проектировки выполняют гидравлический расчет. Подсчет цифр позволяет повысить КПД установки за счет решения следующих вопросов на практике:
- Определение параметров теплового агента(количество, скорость движения теплоносителя, требуемые для сохранения теплообмена). В расчете системы осложняющим фактором является изменение воздушной температуры.
- Уменьшение денежных вложений при конструировании за счет использования материалов с нужными свойствами и в дальнейшем снижение затрат на ремонт и эксплуатацию.
- Задание стабильного рабочего порядка элементов в системах отопления для улучшения работоспособности и во избежание починки оборудования.
- Обеспечение равномерного прогрева пространства в доме, гарантия поддержки комфортной атмосферы в течение длительного времени.
- Расчет критериев эффективной, беззвучной, безопасной работы системы отопления.
Методы разводки отопительной системы
Несмотря на то, что основа проектирования СВО — это прием и передача тепловой энергии отопительных приборов помещения, реализовать проект можно различными способами. Движение по каждому участку в системах задается естественно или принудительно. В самотечных контурах отопления тепловой агент движется с помощью силы тяжести, радиаторы с принудительной циркуляцией используют насосы.
Системы отопления различаются по размерам и устройству и делятся на однотрубные и двухтрубные. Принцип их работы имеет свои особенности, что нужно учитывать в расчете характеристик оборудования. В однотрубной системе встречаются определенные схемы отопления:
- Нижняя разводка трубопроводов (в просторечии “Ленинградка”). Магистраль замыкается циклично, пройдя по помещениям, труба подается обратно к котлу. С однотрубными системами отопления связаны такие недостатки, какнеравномерность теплообмена, отсутствие регулировки теплового потока.
- Двухтрубная система отопления называется попутной системой “петли Тихельмана”. В трубопроводах коммуникации первый радиатор является началом обратки, к которому подключаются другие радиаторы. В конце происходит подвод теплоносителя в котел. Рабочий агент транспортируется прямо и обратно в одну сторону (попутно). Проект позволяет качественно усилить систему оборудования, обеспечить стабильность и отличный прогрев, но стоит дополнительных вложений.
- Лучевая веерная разводка (иногда ее обозначают коллекторной, шкафной). Источником выступает управляемый коллектор, от которого отходят остальные коммуникации. Плюсом схемы является доступность настройки температуры и выключения отдельных приборов. В системах возможна автоматизация, их удобно рассчитать и построить. К недостаткам относятся цена монтажа по причине высоких затрат на трубы.
Последовательность подготовки к расчету
Расчет контура водяного отопления необходим для понимания рабочих параметров СВО с учетом исходных позиций и повышения производительности оборудования.
Вначале проектирования следует учесть данные:
- Диаметр труб (в зависимости от внутреннего диаметра в трубопроводах определяется их пропускная способность)
- Потери давления и изменения напора жидкости. Производят калькуляцию общих потерь СВО и утечек расхода воды отдельно по участкам.
- Рекомендуемое количество воды в системах, значения скорости теплоносителя и как выбрать расширительный бак.
- Формулы подсчетов с гидравлическим сопротивлением коммуникаций и какие циркуляционные насосы следует рассмотреть для установки.
Перед точным гидравлическим расчетом нужно сделать исследование теплотехнических параметров. Подсчитывается количественно энергия, требуемая каждому жилому помещению. Расчет позволяет определиться с моделью теплового генератора, типом отопительных приборов и системами в целом.
Затем можно спроектировать трубный механизм и провести калькуляцию, учитывающую расход и значения перепадов давления. Завершающим этапом является составление разводной схемы с визуальной изометрической проекцией СВО в трех координатах.
Основы гидравлического расчета системы отопления
В гидравлическом вычислении учитываются характеристики:
- СВО однотрубного контура: расход теплоносителя (кг.ч)
- СВО с двухтрубным отоплением: разницу, определяющую горячую воду и охлажденную носителя в прямом и обратном направлении.
- Рекомендованная движущая скорость теплового агента должна быть в диапазоне от 0.3 до 0.7 м/с. При значениях меньше 0.2 м/c могут образовываться воздушные пробки, препятствующие циркуляции в водных системах. Внутренний диаметр трубопровода связан со скоростью в обратной пропорции.
Размер труб подбирается с учетом еще одной теплотехнической переменной: скорости теплопотока; составляющая выражает тепловое количество (Дж), переданное в секунду. В справочных таблицах определены начальные значения. Их можно посмотреть в интернете, изучив методические указания компаний-изготовителей и справочную литературу.
В идеальной системной модели, использующей метод теплотехнических исследований, общая тепловая мощность расходится на все нагревательные приборы. Но фактически отличие показателей скорости агента и прочих параметров от теоретически рассчитанных обусловлено следующими причинами:
- Трением жидкости и внутренней поверхности труб.
- Сопротивлениями движению воды крепежных точек и аксессуаров механизма (краны, клапаны, фильтра)
Для этого вводят понятия: расчетная потеря давления в главном циркуляционном кольце и потеря скорости водяными системами.
Выполнение подсчета является комплексной задачей, требующей активное изучение с гидравлическим исследованием параметров:
- Силы трения жидкости и материальных свойств поверхности (например, учитывается шероховатость с силами сопротивлений элементов)
- Образование турбулентных вихрей за счет неравномерности прохода. Вести учет коэффициенту местного сопротивления элементов, влияющему на напор в трубе, можно с помощью таблиц рекомендаций от производителя.
Работа с гидравлическим вычислением помогает предварительно сбалансировать СВО. Это нужно для понимания того, какая пропускная способность позволит оптимально распределить тепло на нагревательные приборы и создать комфортную атмосферу без дополнительных затрат. Компенсацию в водяных системах выполняют с помощью регулировочных клапанов.
Точки подключения элементов нагрева снабжаются специальными клапанами. Меняя пропускную способность в приборах, регулируют распределение энергии. Следует учитывать, что настройка любого клапана изменяет всю балансировку схемы, которую нужно проводить заново. Основы каждого примера разводки необходимо изучить для правильной корректировки устройства отопления.
Методы автоматизации
Работу с гидравлическим подсчетом удобно проводить на онлайн калькуляторе, учитывающим расчетное давление трубопровода. В результате получают значения расхода жидкости (пропускная способность), величины внутренних диаметров труб, и насколько теряется давление в эксплуатации. Калькулятор разрешает задать вид работы с расчетным сопротивлением.
Для вычислений задаются исходные характеристики размеров труб, их степень износа, из какого материала (как пример, сталь, сплав, пластмасса, стекло) они изготовлены. Можно провести исследования с учетом коэффициента шероховатости элементов. Калькуляторы рассчитывают падение жидкостного напора, расходы, длины участков, диаметры водопровода.
Несложные системы отопления с одним или двумя контурами и парочкой радиаторов легко рассчитать онлайн калькулятором. Но для комплексных СВО с мощностью более 30 кВт требуется применить специальные программы, которые разрабатывают основные производители отопительного оборудования.
Заключение
Чтобы правильно спроектировать отопительный контур, необходимо контролировать достаточный напор жидкости, качество используемых труб, мощность циркуляционного насоса. С гидравлическим вычислением можно откалибровать систему и обеспечить ее эффективность.
Определение параметров падения напора, расхода, трубных диаметров на участках нужно для корректного выполнения исследования. Если в виде примера взять небольшой частный дом, то он рассчитывается вручную либо онлайн. Сложные промышленные коммуникации проектируются программным обеспечением.
В современных жилищно-коммунальных реалиях, знание того, как правильно рассчитать стоимость отопления в многоквартирном доме является исключительно важным. Поскольку размеры таких платежей уже превышают все коммунальные статьи расхода по квартплате. Методика расчета довольно сложная, к тому же она постоянно меняется. То что происходило в 2017 г, уже в прошлом 2019 г. появились новые варианты расчета. Вот их то и применяют все сбытовые организации. А в изменяющихся каждый год расчетах сориентироваться рядовому пользователю довольно не просто. И как раз в этой статье все о том, как рассчитывается отопление в квартире.
Содержание
- 1 Методика расчета тепла на отопление многоэтажного дома
- 1.1 Формула укрупненного расчета тепла на отопление
- 2 Онлайн-расчет отопления
- 3 Расчет стоимости отопления: принципы, алгоритмы, формулы
- 3.1 Вариант 1
- 3.2 Вариант 2
- 3.3 Вариант 3
- 3.4 Вариант 4
- 3.5 Вариант 5
- 4 Советы: как меньше платить
- 5 Фотографии к выше изложенному тексту
Методика расчета тепла на отопление многоэтажного дома
Методика распределения израсходованного тепла на отопительные нужды в многоэтажных домах для квартиры, выполняется на основании данных общедомовых теплосчетчиков. Задачи этого нормативного документа упорядочить расчеты. А также сделать их прозрачными, для того чтобы было понятно каждому пользователю. И тем самым противодействовать злоупотреблениями в этой сфере. Понятный механизм расчета выгоден, прежде всего, жителям многоэтажных домов. Так как в этом случае формирует у них мотивацию по совместному экономному расходованию тепла в домах. Данный документ предлагает понятный алгоритм расчета, по приборам тепла, установленных на общем вводе теплоносителя в дом и квартирных теплосчетчиков.
Расход тепловой энергии на отопительные нужды каждой квартиры зависит от таких показателей:
- Общий объем тепла, израсходованный за отчетный период для всего дома.
- Итоговая отапливаемая площадь дома, включая подъезды и вспомогательные помещения, присоединенные к системе теплоснабжения.
- Продолжительность отчетного периода, в том числе и неполные месяцы, в зависимости от начала/окончания отопительного сезона, например, с 15.10 по 15.04.
- Среднесуточная температура внутри помещения, установленная нормативными актами и СНИП, для помещений различного назначения, колеблется от 18 С до 22 С.
- Минимальная температура наружного воздуха, установленная по нормам строительной климатологии согласно СНиП от 23.01.1999 года. Она принимается для конкретного климатического района, например, г. Москвы – 22 С.
- Удельная тепловая характеристика здания, также принимается по СНИП и зависит от типового проекта объекта отопления и периода его строительства.
Формула укрупненного расчета тепла на отопление
В случае, когда по разным причинам отсутствуют проектные данные по тепловой нагрузке многоэтажного дома, СНИП допускает выполнение расчета по укрупненным характеристикам, по формуле.
Расчет платы за отопление:
Qo = q0 * Vн * (tвн – tр.о)*L
Где:
- q0 – удельная отопительная характеристика дома, Вт*м3/С;
- Vн – объем дома наружный, может приниматься по проекту либо техпаспорту объекта;
- tвн – внутренняя температура в отапливаемых комнатах, принимается по СНИП в зависимости от функционального предназначения помещения: коридор, спальня, кухня, в средней для расчета можно брать +20 С.
- tр.о. – расчетная температура наружного воздуха, устанавливается по результатам наибольшей морозной пятидневки, принимается по таблицам СНИП в зависимости от климатического района проживания;
- L – поправочный температурный коэффициент, учитывающий отклонение реальной температуры в населенном пункте, от проектной – 30 С, для которой рассчитаны удельные отопительные нагрузки. Его находят по СНИП, перед тем как рассчитывается плата за отопление.
Пример расчета
Необходимо рассчитать расход тепловой энергии для квартиры площадью 45 м2 3-х этажного дома в Московской области, с наружным объемом 9200 м3, год постройки 1990. Данные применяемые для расчета, принятые по СНИП:
- q0 – удельная отопительная нагрузка дома – 0,34 ккал/м3.час;
- Vн – наружный объем отапливаемого объекта – 9200 м3;
- S об — отапливаемая площадь объекта – 1080 м2;
- tвн – расчетная внутренняя температура воздуха – 20 С.;
- tр.о – 22 С для объектов, возведенных до 2000 г. в Москве;
- L – поправочный температурный коэффициент, 1.12.
Расчет платы за отопление
Qo = 0.34 * 9200 * (20 – (-22))*1.12 ккал/час =0.147 Гкал/час
После этого можно рассчитать суточный расход тепла на отопление всего дома:
Расход тепла в сутки: 147141.12 * 24 = 353186 ккал/ час = 0.353 Гкал/сут.
Далее рассчитывают месячный расход тепла на отопление дома:
Расход тепла в месяц: 353186 * 30 =10595580 ккал/мес = 10.596 Гкал/мес
Стоимость тепла: 1700.00 руб/Гкал
Оплата за отопление в месяц на дом: 1700.00 * 10.596 = 18013 руб
Стоимость 1 м2 отапливаемой площади – 18013/1080=16.6788
Плата за отопление для квартиры площадью 45 м2 – 16.6788 *45= 750.55 руб/мес
Онлайн-расчет отопления
Все расчеты в системах теплоснабжения очень сложные. Поэтому они зависят от большого количества факторов. А для того чтобы их учесть нужно использовать справочные данные, таблицы и номограммы. Тем не менее, в интернет сети достаточно хорошо представлены особые калькуляторы. Которые помогают упростить расчет отопления и не допустить характерных ошибок у начинающих теплотехников. Ими могут пользоваться любой человек, имеющий доступ к интернету. Результат получается довольно точный, приближен к реальному значению. Калькулятор использует в качестве расчетной базы все нормативные и справочные материалы, включая СНиПы и СП.
Основным положительным моментом в использовании такого онлайн-калькулятора является достоверность результатов. К сожалению, данные расчеты могут использоваться потребителем, только для уточнения реальности выставленных счетов, но в суде и для оформления претензии поставщикам, за излишне начисленные объемы тепла, — их использовать нельзя. Для претензий выполняются другие расчеты, утвержденные нормативными требованиями.
Для того чтобы определить объем тепловой энергии или теплопотерь, которые может иметь квартира по онлайн-калькулятору потребуется знать исходные данные и ввести их в таблицу, после этого он выдаст результат.
Например, подставляя такие данные:
- Площадь помещения, 66 м2;
- Площадь остекления, 6м2;
- Высота потолков, 2.5 м;
- Количество наружных стен, 3 единицы;
- Температура наружного воздуха, – 15 С;
- Тройной стеклопакет
- Теплопотери помещения (расход тепловой энергии) составят -3.57 кВт в час или при соотношении 1 квт = 0.00086 Гкал/час – 0.00307 Гкал/час
- Далее можно определить:
- Теплопотребление за отопительный месяц: 0.00307*24*30 = 2.21 Гкал в месяц
- Оплата за отопление: 2.21*1700= 3757 руб.
Расчет стоимости отопления: принципы, алгоритмы, формулы
Порядок расчета тепла на отопление проводится в соответствии с действующим законодательством РФ: ЖК, Правилами No354 и ПП РФ No603. Данные нормативные устанавливают 5 вариантов расчета, в зависимости от схемы установки приборов учета для каждого многоэтажного дома. Таким образом, норматив старается учесть все реальные условия теплоснабжения и максимально точно установить размер расхода тепла на отопление дома.
Варианты расчетов объема тепла израсходованной на отопление многоэтажного дома за отчетный период:
- Жилой дом не имеет коммерческого теплосчетчика, услуги оплачиваются только в осенне-зимний период.
- No2 Жилой дом не имеет коммерческого теплосчетчика, услуги оплачиваются равномерными долями 1/12 на протяжении всего года.
- No3 Многоэтажный жилой дом имеет теплосчетчика, на входе теплоносителя в дом, плата за отопление выставляется только в осенне-зимний период.
- No4 Многоэтажный жилой дом имеет теплосчетчика, размещен на входе теплоносителя в дом, плата за отопление выставляется равными долями 1/12 на протяжении года.
- No5 Многоэтажный жилой дом имеет теплосчетчика, размещенный на входе теплоносителя в дом, кроме того все помещения жилого/нежилого назначения оборудованы теплосчетчиками, плата за отопление выставляется по выбору потребителей или круглогодично и сезонно.
Перед тем как рассчитывается отопление в квартире, жители дома должны выбрать вариант расчета, который им больше подходит.
Вариант 1
Этот вариант относится к нормативному способу определения расхода тепла. Объем индивидуальных поквартирных платежей вначале рассчитывают для всей площади объекта. Суть метода: объем использованной тепловой энергии, и размер платежа устанавливается по общей площади объекта, с учетом нормативного удельного коэффициента на отопление, для конкретной местности.
Общая формула выглядит таким образом.
Например, необходимо определить стоимость отопления квартиры по следующим данным:
- P – стоимость за отчетный период, руб.;
- S – площадь квартиры, 45м2;
- N – удельный коэффициент отопления, 0.025 Гкал/м2;
- T – цена за 1 гкал, в данной населенном пункте, 1700 руб/ Гкал.
P = 45 * 0.025 * 1700 = 1912.50 руб.
Очень важно знать, что данный расчет применим в домах, где по каким-то техническим причинам невозможно установить коммерческий теплосчетчик. В противном случае для домостроений, в которых не был установлен счетчик до 2017 г, применяют коэффициент – 1.5, то есть потребители будут платить на 50 % больше:
Плата за отопление: 1912.50 * 1.5= 2868.75 руб.
Вариант 2
Этот вариант также использует нормативный метод расчета, только дополнительно используется коэффициент К – устанавливающий порядок внесения платежей на протяжении отчетного года. Величина его определяется довольно просто: количество месяцев отопления, в том числе и неполные, делят на число месяцев года – 12.
Пример расчета:
- P – стоимость отопления за отчетный период, руб.;
- S – площадь квартиры, 45м2;
- К – 7/12=0.583;
- N – удельный коэффициент отопления, 0.025 Гкал/м2;
- T – цена за 1 Гкал, в данной населенном пункте 1.700 руб/ Гкал.
P = 45 * (0.025 *0.583) *1700 = 1114.98 руб.
Это размер платежа, который придется оплачивать потребителю ежемесячно на протяжении отчетного года.
В этом варианте тоже существуют ограничения для применения расчета, подобно варианту No1, и если теплосчетчик не установлен по вине пользователей, используют дополнительно К =1.5:
Тогда плата за отопление: 1114 * 1.5 = 1671 руб.
Важно отметить, что выбор варианта выполняется пользователями, и в случае перехода с варианта No1 на No2 компания — поставщик тепловой энергии должна выполнить соответствующую ежемесячную корректировку начислений.
Вариант 3
Этот вариант применяется для многоэтажных домов, которые имеют общий прибор коммерческого учета тепловой энергии. Даже если в доме размещены индивидуальные счетчики, то они не учитываются в общем балансе распределения стоимости отопления. По той причине, что тепло поступает на отопление дома в целом, калькуляция его между квартирами все едино выполняется пропорционально площади.
Например, необходимо определить стоимость отопления квартиры по следующим данным:
- P – стоимость отопления за отчетный период, руб.;
- S – отапливаемая площадь квартиры, 45м2;
- S общ квадратура дома – 5500 м2;
- Объем тепловой энергии по показателям теплосчетчика за 1 месяц – 140 Гкал;
- T – цена за 1 Гкал, в данной населенном пункте 1700 руб/ Гкал.
P = 140 * 45 / 5500 *1700 = 1947.27 руб.
Вариант 4
Это наиболее трудный вариант расчета. Регламент определения стоимости отопления для квартиры выполняют следующим образом:
- Определяют объем потребления тепловой энергии в среднемесячном исчислении по прошлогодним данным прибора учета – Vгод, отнесенного к общей площади S.
- Данные Vср вводят в формулу.
- Далее ежегодно выполняется перерасчет начислений для корректировки с реальными показателями.
Где: Ргод и Ркв — размеры прошлых расчетов по общему прибору учета для всего здания и конкретной квартиры в таком случае Рп — это фактический размер поправки.
Вариант 5
Это вариант применяется для наиболее организованных пользователей, которые установили не только общий прибор учета, но полный поквартирный. В таком случае оплата начисляется только в отопительном периоде по порядку:
Устанавливается разница между объемами тепловой энергии общим и суммарным поквартирным, то есть фактические потери в доме
Результат потерь разбрасывается на всех потребителей пропорционально их площади, включая его в следующую формулу.
Где:
- V – расход тепло по общему теплосчетчику, Гкал;
- Vпом – расход тепла по квартирному прибору учета, Гкал;
- Vр =V – Vпом.
Советы: как меньше платить
Как совершенно очевидно, что отопление многоэтажного дома — это общие затраты и проблемы. Поэтому их решить возможно только сообща. Любые энергоэффективные мероприятия требуют затрат, но они быстро окупаются. Всвязи с чем экономные потребители не бояться инвестировать свои средства в систему теплоснабжения. Сегодня наиболее действенными методами сократить реальные затраты на отопление многоквартирного дома являются:
- Установка погодозависимой автоматики регулирования греющей воды на домовом вводе теплоносителя.
- Выполнение внутридомовой наладки систем отопления по этажам и стоякам, чтобы выровнять температуру внутреннего воздуха по всем квартирам.
- Установка тепловой защиты кровли и фасадов дома.
- Установка термостатических регуляторов на радиаторах отопления.
- Запрет на проведение противозаконных самовольных перепланировок во внутридомовых сетях отопления.
Фотографии к выше изложенному тексту
Новые правила определения цены на отопление.
Варианты расчета отопления многоэтажных домов.
Экономия затрат на услуги отопление
Потери тепла в многоэтажном доме
Установка терморегуляторов на радиаторах
Алгоритм механизма оплаты за услуги отопления
Варианты оплаты услуг теплоснабжения
Подводя итог анализа доступности методики расчета отопления, следует отметить, что она все еще остается сложной для понимания и использования простым потребителем. Вопрос начисления за услуги отопления в многоэтажном доме — коллективный, а, следовательно, и контроль правильности начисления, тоже должен быть коллективным. Для того чтобы он был действенным и эффективным, потребуется привлечения специалистов, чтобы можно было правомерно доказать монополисту, в случае его неправомерных действий. И хорошо, если эти специалисты живут в доме, а если нет, то стоит пригласить их со стороны, чтобы можно было защитить свои права потребителя тепловой энергии.