Как рассчитать отопительную систему для дома. Индивидуальный расчет отопительной системы частного дома

Проблема обеспечения теплом не возникает только у жителей районов с «вечным летом». В наших же условиях такую задачу нужно решать. От того насколько точно и грамотно будет выполнен расчет отопления, зависит качество и эффективность смонтированной системы в дальнейшем.

На этапе проектирования схемы рассматриваются все возможные варианты и выбирается оптимальный. Расчетные методы бывают разные и проводятся они с учетом особенностей выбранного системного вида.

Какая отопительная система предпочтительнее?

В каждом случае есть свои причины выбора того или иного типа, и все они имеют право на существование.

В обогреве помещений от электрических нагревателей, теплых полов, инфракрасного излучения немало плюсов – экологичность, бесшумность и комбинаторность с другими схемами. Но этот вид считается высокозатратным по источнику энергии, поэтому в расчетах отопления он обычно рассматривается в роли дополнительного варианта.

Воздушное отопление – большая редкость. Обогрев посредством печей и каминов разумен в местах, где нет проблем с поставками дров или иного теплоносителя. Оба эти типа также подразумеваются только в качестве вспомогательных к основной схеме.

Водяная отопительная система радиаторного типа считается на данный момент наиболее распространенной, и о ней следует поговорить основательно.

Этапы проектирования отопления

Вне зависимости от назначения объекта – частный дом, офис или крупное производственное предприятие, требуется разработка детального проекта. Полный расчет системы отопления включает выкладки по расходу энергии, основанные на площади всех помещений и их месторасположения на объекте, выбору вида топлива с местом его хранения, котлового и другого оборудования.

Подготовительный

Лучше всего, если у проектировщиков будут строительные чертежи – это ускорит работу и обеспечит точность данных. На этом этапе проводятся вычисления потребности в энергии (мощность и тип котла, радиаторов), определяются возможные теплопотери. Подбирается оптимальная схема распределения тепла, системная оснащенность, уровень автоматизации и контроля.

Начальный этап

Заказчику представляется на согласование эскизный проект, в котором отражаются способы коммуникационной разводки и размещения отопительного оборудования. На его основе формируется смета, выполняется моделирование, гидравлический расчет системы отопления и начинается работа по созданию рабочих чертежей.

Разработка полного пакета документов

Проектировщик дополняет и оформляет проект согласно требованиям СНиП, что в дальнейшем позволяет легко согласовать документацию в соответствующих органах. В состав проекта входят:

• исходные данные и эскизы;
• смета расходов;
• основные чертежи – планы этажей и котельной, аксонометрические схемы, разрезы с деталировкой узлов;
• пояснительная записка с обоснованием принятых решений и расчетных показателей в увязке с остальными инженерными системами, технико-эксплуатационными характеристиками объекта, информацией о мерах безопасности;
• спецификация оборудования и материалов.

Готовый проект считается залогом эффективности и практичности отопления, его безотказной работы.

Общие принципы и особенности расчета отопления

Тип системы напрямую зависит от габаритов отапливаемого объекта, поэтому расчет отопления по площади необходим. В постройках свыше 100 кв.м. устраивается схема принудительной циркуляции, потому что в этом случае система с естественным движением потоков тепла не целесообразна в силу своей инерционности.

В составе такой схемы предусматриваются циркуляционные насосы. При этом необходимо учитывать один важный нюанс: насосное оборудование должно подключаться к обратной линии (от приборов к котлу) для исключения контакта деталей агрегатов с горячей водой.

Расчетная работа основана на особенностях каждой применяемой схемы.

• В двухтрубной системе нумерация расчетных зон начинается от теплогенератора (или ИТП) с обозначением точек всех узлов на подающей магистрали, стояках и ответвлениях участков. В расчет берутся участки фиксированного диаметра с постоянным расходом теплоносителя, исходя из теплового баланса помещения.
• Однотрубная схема разводки подразумевает аналогичный подход с определением по давлению сечений магистралей и стояков.
• В вертикальном системном варианте обозначение номеров стояков (приборных веток) делается по часовой стрелке от места в самой верхней левой точке дома.

Расчет гидравлики отопления частного дома относится к сложным элементам проектирования водяной системы. Именно на его базе определяется баланс тепла в помещениях, принимается решение по системной конфигурации, подбирается тип отопительных батарей, труб и запорной арматуры.

Расчет отопительного котла

Существует упрощенный метод, который используется для водяной системы со стандартными комплектующими и одноконтурным котлом. Требуемая мощность генератора для коттеджа определяется путем умножения общего объема дома на необходимое количество тепловой энергии на 1 мᵌ (для европейской части России этот показатель равен 40 Вт).

Удельная мощность котла в зависимости от климатической зоны общепринята и составляет: для Южных районов – менее 1,0 кВт, в Центральных – до 1,5 кВт, Северных – до 2,0 кВт.

Радиаторы отопления

На строительном рынке сейчас представлены 3 их конструктивных типа: трубчатые, секционные и панельные радиаторы. По материалу они подразделяются:

• на устаревшие чугунные;
• легкие алюминиевые с наиболее быстрым прогревом;
• стальные – самые популярные;
• биметаллические, предназначенные для работы под высоким давлением.

Как выполняется расчет радиаторов отопления применительно к водяной системе?

Способ 1

Здесь задействован расчетный принцип, исходя из площади конкретного помещения и мощности одной секции. Существует некий ориентир: мощность 100 ватт одного радиатора для быстрого и достаточного прогрева 1 мᵌ комнаты. Этот показатель установлен строительными нормами и используется в формулах.

Подбор отопительных приборов по такому методу производится простыми математическими действиями: умножением площади помещения на 100 с последующим делением на мощность одной секции батареи. Последняя характеристика берется из технических данных конкретного радиатора.

В итоге несложно определить число секций прибора и требуемое количество батарей для помещения. При расчете следует учитывать окна, добавляя еще по 10% к числу секций за каждый оконный проем.

Способ 2

Базируется на средней высоте 2,5 м для типового жилого помещения и обогрева 1,8 м² его площади одной секцией. В результате простого деления общей площади на последний показатель получается радиатор с нужным количеством секций (с округлением дробного числа в большую сторону).

Способ 3

Это своего рода стандартный метод расчета радиаторов отопления, основанный на средних показателях и объеме комнаты. А именно: 1 секция мощностью 200 Вт требуется для условного прогрева 5 мᵌ объема помещения.

Наличие: есть

65 632 руб.

Наличие: есть

100 390 руб.

Наличие: есть

63 828 руб.

Современная альтернатива секционным батареям – панельные радиаторы. Чтобы рассчитать их количество, применяется метод без четких данных. Суть его заключается в следующем: принятый показатель 40 Вт для нагрева 1 мᵌ помещения умножается на его площадь и высоту. Полученная мощность служит критерием для определения числа батарей, исходя из мощностной характеристики конкретной модели.

На что нужно обращать внимание

При проектировании систем учитывается множество важных факторов, как общего, так и индивидуального характера. Здесь все имеет значение: климатические условия места расположения объекта, показатели температурного режима в отопительном сезоне, материалы стен и кровли.

Если в помещении выполнена дополнительная теплоизоляция или в нем установлены теплые оконные конструкции, то это однозначно снижает потери тепла. Поэтому расчет отопления помещения в этом случае проводится с иными коэффициентами. И наоборот: каждая внешняя стена или широкий выступающий подоконник над радиатором способны существенно изменить расчетную картину.

Считается неверным выбор батареи, ориентированный на размеры окна. Если есть сомнения – установить один длинный прибор, или два небольших, то лучше остановиться на последнем варианте. Они будут нагреваться быстрее и считаются более экономичным решением.

Если приборы планируется закрывать панелями (со щелями или решетками), то к требуемой мощности добавляется 15%. На теплоотдачу батареи мало оказывает влияние ее ширина и высота, хотя чем больше металлическая поверхность, тем лучше. Но для окончательных выводов, нужно все-таки ознакомиться с техническими характеристиками модели.

Удобная форма – калькулятор расчета отопления

Все приведенные выше методы, не всегда подвластны обычному потребителю, так как требуют определенных навыков и знаний, умения оперировать всеми исходными и полученными данными. Удобный калькулятор расчета отопления в режиме «онлайн» – это возможность провести все расчетные манипуляции буквально за секунды.

Для того, чтобы им воспользоваться, не требуется инженерно-техническая подготовка. В программу нужно ввести несколько параметров по объекту, после чего функционал выдаст необходимые показатели со стоимостью монтажных работ.

Воспользуйтесь нашим простым калькулятором для расчета системы отопления внизу этой страницы.

В заключение

Нет особых сложностей в расчетах отопительных систем – есть только нюансы и особенности, о которых уже рассказано. Но работа должна быть выполнена тщательно, со знанием дела и правильным использованием доступной информации. Не стоит пренебрегать рекомендациями и помощью специалистов.

В процессе строительства любого дома, рано или поздно возникает вопрос - как правильно рассчитать систему отопления? Это актуальная проблема не исчерпает свой ресурс никогда, ведь если вы купите котел меньшей мощности, чем необходимо, вам придется затратить много сил для создания вторичного обогрева масляными и инфракрасными радиаторами, тепловыми пушками, электрокаминами.

Помимо этого, ежемесячное обслуживание, из-за дорогой электроэнергии, будет вставать вам в «копеечку». То же самое будет происходить, если вы купите котел повышенной мощности, который будет работать в пол силы, а топлива потреблять ничуть не меньше.

Наш калькулятор расчета отопления частного дома поможет вам не допустить типичных ошибок начинающих строителей. Вы получите максимально приближенное к реальности значение теплопотерь и необходимой теплопроизводительности котла по актуальным данным СНиПов и СП (сводов правил).

Главным преимуществом калькулятора на сайте сайт является достоверность расчетных данных и отсутствие ручных вычислений, весь процесс автоматизирован, исходные параметры максимально обобщены, их значения вы можете легко посмотреть в плане вашего дома или заполнить, опираясь на собственный опыт.

Расчет котла для отопления частного дома

С помощью нашего калькулятора расчета отопления для частного дома вы сможете с легкостью узнать необходимую мощность котла для обогрева вашего уютного "гнездышка".

Как вы помните, для того чтобы рассчитать показатель теплопотерь, необходимо знать несколько значений основных компонентов дома, на которые в сумме приходится более 90% от общих потерь. Для вашего удобства мы добавили в калькулятор только те поля, которые вы можете заполнить без специальных знаний :

• остекление;
• теплоизоляция;
• соотношение площади окон и пола;
• температура снаружи помещения;
• число стен выходящих наружу;
• какое помещение над рассчитываемым;
• высота помещения;
• площадь помещения.

После того, как вы получите значение теплопотерь дома, для вычисления необходимой мощности котла берется поправочный коэффициент запаса равный 1.2.

Порядок работы на калькуляторе

Помните, что чем толще остекление и качественнее теплоизоляция, тем меньшей мощности отопление потребуется.

Для получения результатов необходимо ответить себе на следующие вопросы:

1. Выберите один из предложенных типов остекления (тройной или двойной стеклопакет, обычное двухкамерное стекло).
2. Как утеплены ваши стены? Добротное толстое утепление из пары слоев минеральной ваты, пенопласта, ЭППС для севера и Сибири. Может быть, живете в Центральной России и вам хватит одного слоя утеплителя. Или вы из тех, кто строит дом в южных регионах и ему подойдет двойной пустотелый кирпич.
3. Какое у вас соотношение площади окон к полам, в %. Если вы не знаете это значение, то оно рассчитывается очень просто: делите площадь полов на площадь окон и умножайте на 100%.
4. Укажите минимальную температуру в зимний период за пару сезонов и округляйте в большую сторону. Не нужно использовать среднюю температуру по зимам, иначе вы рискуете получить котел меньшей мощности, и дом будет недостаточно отапливаться.
5. Рассчитываем для всего дома или только для одной стены?
6. Что находится над нашим помещением. Если у вас одноэтажный дом, выберите тип чердака (холодный или теплый), если второй этаж, то обогреваемое помещение.
7. Высота потолков и площадь помещения, необходимы для расчета объема квартиры, который в свою очередь, является основой для всех вычислений.

Пример расчетов:

• одноэтажный дом в Калининградской области;
• длина стен 15 и 10 м, утеплены одним слоем минеральной ваты;
• высота потолка 3 м;
• 6 окон по 5 м2 из двухкамерного стеклопакета;
• минимальная температура за последние 10 лет - 26 градусов;
• рассчитываем для всех 4 стен;
• сверху теплый отапливаемый чердак;

Площадь нашего дома равна 150 м2, а площадь окон 30 м2. 30/150*100=20% соотношение между окнами и полом.

Все остальное нам известно, выбираем соответствующие поля в калькуляторе и получаем, что наш дом будет терять 26.79 кВт тепла.

26,79*1.2=32.15 кВт - необходимая теплопроизводительность котла.

Система отопления своими руками

Выполнить расчёт контура отопления частного дома без оценки теплопотерь окружающих конструкций невозможно.

В России, как правило, долгие холодные зимы, здания теряют тепло из-за перепадов температур внутри и снаружи помещений. Чем больше площадь дома, ограждающих и сквозных конструкций (кровля, окна, двери), тем большее значение теплопотерь выходит. Существенное влияние оказывает материал и толщина стен, наличие или отсутствие теплоизоляции.

Например, стены из дерева и газобетона обладают намного меньшим показателем теплопроводности, чем кирпич. Материалы с максимальными показателями теплового сопротивления используются в качестве изоляции (минеральная вата, пенополистерол).

Перед созданием отопительной системы дома, нужно тщательно продумать все организационные и технические моменты, чтобы сразу после постройки «коробки», приступить к финальной фазе строительства, а не откладывать на долгие месяцы долгожданное заселение.

Отопление в частном доме базируется на «трех слонах»:

• нагревательный элемент (котел);
• система труб;
• радиаторы.

Какой котел лучше выбрать для дома?

Котлы отопления являются главным компонентом всей системы. Именно они будут обеспечивать тепло вашего дома, поэтому к их выбору нужно относиться особенно внимательно. По типу питания их подразделяют на:

• электрические;
• твердотопливные;
• жидкотопливные;
• газовые.

Каждый из них имеет ряд существенных преимуществ и недостатков.

1. Электрические котлы не завоевали большой популярности, в первую очередь из-за достаточно большой стоимости и дороговизне в обслуживании. Тарифы на электроэнергию оставляют желать лучшего, есть вероятность разрыва линий электропередач, в результате которого ваш дом может остаться без отопления.
2. Твердотопливные котлы часто используются в глухих деревнях и поселках, где нет централизованных коммуникационных сетей. Они нагревают воду за счет дров, брикетов и угля. Важным недостатком является необходимость постоянного контроля горючего, в случае, если топливо прогорит, и вы не успеете пополнить запасы, дом перестанет отапливаться. В современных моделях эта проблема решена, за счет автоматического податчика, но цена таких устройств неимоверно высокая.
3. Жидкотопливные котлы , в подавляющем большинстве случаев, работают на дизельном топливе. Они обладают отличной производительностью из-за высокого КПД горючего, но большая цена на сырье и потребность резервуаров с дизелем, ограничивает многих покупателей.
4. Самым оптимальным решением для загородного дома являются газовые котлы . Из-за небольшого размера, низкой цены на газ и высокой теплоотдачи они завоевали доверие большей части населения.

Как выбрать трубы для отопления?

Магистрали отопления снабжают все обогревательные устройства в доме. В зависимости от материала изготовления, они подразделяются на:

• металлические;
• металлопластиковые;
• пластиковые.

Трубы из металла наиболее сложные в монтаже (из-за необходимости сварки швов), подвержены коррозии, обладают большим весом и дорого стоят. Преимуществами является высокая прочность, устойчивость к перепадам температур и способность выдерживать большие давления. Они используются в многоквартирных домах, в частном строительстве применять их нецелесообразно.

Полимерные трубы из металлопластика и полипропилена очень схожи по своим параметрам. Легкость материала, пластичность, отсутствие коррозии, подавление шумов и, конечно же, низкая цена. Единственным отличием первых, является наличие алюминиевой прослойки между двумя слоями пластика, из-за которого увеличивается показатель теплопроводности. Поэтому трубы из металлопластика применяются для отопления, а пластиковые для водоснабжения.

Выбираем радиаторы для дома

Последний элемент классической системы отопления - радиаторы. Они также разделяются по материалу на следующие группы:

• чугунные;
• стальные;
• алюминиевые.

Чугунные батареи знакомы всем с детства, потому что устанавливались почти во всех многоквартирных домах. Они обладают высокими показателями теплоемкости (долго остывают), устойчивы к перепадам температур и давлений в системе. Минусом является большая цена, хрупкость и сложность монтажа.

На смену им пришли стальные радиаторы. Большое разнообразие форм и размеров, небольшая стоимость и простота установки повлияли на повсеместное распространение. Тем не менее, у них тоже есть свои недостатки. Из-за низкой теплоемкости батареи быстро остывают, а тонкий корпус не позволяет использовать их в сетях с высоким давлением.

В последнее время набирают популярность обогреватели из алюминия . Их главным преимуществом является высокая теплоотдача, это позволяет прогревать комнату до приемлемой температуры за 10-15 минут. Однако они требовательны к теплоносителю, если внутри системы в больших количествах содержится щелочи или кислоты, то срок службы радиатора значительно сокращается.

Используйте предложенные инструменты для расчета отопления частного дома и проектируйте систему отопления, которая будет эффективно, надежно и долго обогревать ваш дом, даже в самые суровые зимы.

Наличие эффективной системы отопления является главным условием создания комфортной атмосферы в жилище. При ее расчете учитывается множество факторов: тип полов, качество теплоизоляции, расположение оконных проемов, климатические особенности региона и т.д. Инженерные вычисления выглядят очень громоздко и не понятны рядовому потребителю. Для облегчения обустройства отопления был создан упрощенный расчет, с помощью которого можно самостоятельно сделать необходимые подсчеты.

Как рассчитать систему отопления для частного дома?

Поскольку система обогрева жилища состоит из нескольких элементов, каждый из которых должен справляться со своими задачами на 100%, то вычисления будут касаться всех составляющих по отдельности. Конечно, упрощенный расчет не даст максимальной точности, но погрешности будут не катастрофическими.

Для обустройства отопления нам необходимо узнать:

• мощность генератора тепла - котла;
• количество радиаторов (батарей);
• производительность циркуляционного насоса.

Только правильно определив данные показатели, мы сможем добиться эффективного обогрева частного дома, обеспечив комфортную температуру в жилище даже в самый лютый мороз. Рассмотрим каждый этап расчетов по отдельности!

Как рассчитать котел для отопления частного дома?

Генераторы тепла имеют различные рабочие параметры, основным из которых считается тепловая характеристика - мощность. Именно на нее в первую очередь обращают внимание при выборе оборудования. Некоторые считают, что главное - приобрести устройство с производительностью не меньше необходимого параметра. Однако применение чересчур мощных агрегатов приведет к увеличению расходов на обогрев, быстрому износу оборудования, появлению конденсата на стенках дымохода и другим неприятным последствиям.

В идеале нужно правильно выполнить расчеты и к полученному значению добавить 20%. Они будут служить резервом в случае возникновения непредвиденных обстоятельств, например сильного снижения температуры воздуха на улице или уменьшения подачи используемого топлива. Вычисления будут одинаковыми для всех видов генераторов тепла, главное - учесть особенности помещения.

Как рассчитать газовый котел для отопления частного дома?

Если потолки в жилище не превышают 3-х метров, а сам дом построен по типовому проекту, то вычисления мощности теплового генератора не будут отличаться высокой сложностью. Но для проведения расчетов нам необходимо знать удельную мощность агрегата на 10 м² площади в зависимости от региона расположения:

• теплые южные районы - 0,7-0,9 кВт;
• средняя полоса с умеренно-континентальным климатом - 1,0-1,2 кВт;
• Подмосковье - 1,2-1,5 кВт;
• север - 1,5-2,0 кВт.

Предположим, что нам нужно выбрать отопительный котел для частного дома площадью 250 м², который расположен в северном регионе. Выполнить вычисления нам поможет формула:

М=П*МУД/10 , где

М - мощность котла;

П - площадь отапливаемого жилища;

МУД - удельная мощность котла, которая в нашем случае составляет 2 кВт.

Подставив числовые значения, мы получим: 250*2/10=50 кВт . Следовательно, мощность нашего генератора тепла должна составлять не менее 50 кВт. Если предполагается установка двухконтурного агрегата, который будет не только отапливать помещение, но греть воду для бытовых нужд, к полученному показателю нужно прибавить еще 25%.

Как рассчитать электрокотел для отопления частного дома?

Как мы уже упоминали, расчет мощности актуален для всех видов генераторов тепла. Однако бытует мнение, что с помощью электрических котлов можно обогревать только незначительные площади. Это не так, ведь современный рынок предлагает модели, работающие на электроэнергии, которые способны обогреть до 1000 м². Вопрос в том, выгодно ли их применение?

Зачастую электрокотлы в больших домах и коттеджах выступают в роли дополнительного источника тепла, что связано с высокой стоимостью электроэнергии и частыми проблемами с ее подачей. Можно с уверенностью сказать, что этот вид оборудования лучше использовать для отопления небольших жилищ, иначе суммы коммунальных услуг будут впечатляющими. Желательно выбирать многоступенчатые модели, мощность которых начинается от 6 кВт, поскольку с их помощью можно значительно снизить потребление электроэнергии.

Как рассчитать радиаторы отопления для частного дома?

С тонкостями выбора котлов мы разобрались, теперь можно перейти к следующему шагу - расчету количества отопительных батарей. Этот параметр рассчитывается для каждого помещения отдельно. Допустим, нужно вычислить, сколько секций радиатора нам потребуется для обогрева комнаты площадью 35 м². Для установки были выбраны чугунные отопительные приборы с мощностью одной секции 190 Вт, что указано в паспорте.

• первый этап расчетов: 35*100= 3500 Вт , где 100 Вт - стандартная мощность, требуемая для обогрева 1 м²;
• второй этап расчетов: 3500/190=18 секций.

Следовательно, система отопления нашей расчетной комнаты должна включать в себя 18 секций радиатора. Однако эти вычисления нельзя назвать точными, ведь существуют потери тепла, предусмотреть которые необходимо еще на стадии расчетов. Для этого используются корректирующие коэффициенты. Проще всего умножить полученное значение 1,1, если:

• потолки в доме выше 3-х метров;
• некоторые стены в помещении являются наружными;
• в комнате больше одного окна;
• теплоизоляция жилища оставляет желать лучшего.

Коэффициенты 1,1 вводятся в формулу при наличии каждого из перечисленных выше условий.

Как рассчитать батареи отопления для частного дома с коэффициентами?

Предположим, что высота нашей расчетной комнаты 3,3 метра, имеется два окна и одна наружная стена:

• первый этап расчетов: 35*100*1,1*1,1*1,1= 4658,5 Вт ;
• второй этап расчетов: 4658,5/190=25 секций.

Скорректированные вычисления показали, что нам потребуется 25 секций радиатора для отопления 35 м². Поскольку в помещении 2 окна, то количество ребер необходимо разделить между ними, чтобы снизить потери тепловой энергии.

Как рассчитать насос для отопления частного дома?

Как правило, в систему обогрева жилища вводится циркуляционный насос, который ускоряет движение теплоносителя по трубам и увеличивает эффективность отопления. Для определения необходимой производительности данного дополнительного оборудования необходимо знать значение верхней точки системы, площадь помещения и сопротивление теплосети.

Проще всего узнать сопротивление по типу используемых радиаторов:

• чугунные - 1 м;
• алюминиевые - 1,2 м;
• биметаллические - 2 м.

В нашем примере площадь дома составляет 250 м², от насоса до верхнего отопительного прибора высота - 6 метров, батареи у нас чугунные. Проводим расчеты:

• напор насоса: 6+1=7 метров ;
• количество потребляемой электроэнергии: 250/10=25 кВт , поскольку по стандарту необходимое тепло на 10 м²=1 кВт. Переводим в другие единицы измерения: 25*0,86=24,08 ккал .
• производительность насоса: 24,08/10=2,41 м³/час , где 10 - рекомендуемая разница температур в отопительной системе.

Согласно расчетам, для обогрева нашего дома в 250 м² потребуется циркуляционный насос производительностью 2,41 м³/час при напоре 7 метров. В идеале оборудование должно быть трехскоростным, а необходимые нам показатели - характеристиками второй скорости.

Зная, как правильно рассчитать отопление в частном доме, вы сможете без проблем вычислить оптимальные показатели каждого элемента системы. Конечно, расчет специалистов будет более точным, но в случае выполнения работ самостоятельно, приведенные нами выше формулы позволят вам добиться получения минимальных погрешностей. Помните, что от корректности вычислений будет полностью зависеть уровень комфорта в жилище!

На сегодняшний день наиболее известной системой отопления частного дома является независимый обогрев при помощи водонагревательного котла. Печки на масле, электрические камины, тепловые вентиляторы и инфракрасные обогреватели обычно применяются в качестве дополнительного отопления помещений.

Отопительная система частного дома базируется на таких элементах, как обогревательные устройства (радиаторы, батареи), магистральная труба и запорно-контролирующий прибор. Все элементы системы необходимы для обеспечения помещений частного дома тепловой энергией, которая поступает в обогревательные устройства из теплового генератора. Срок службы и производительность системы обогрева на базе водонагревательного котла напрямую зависят от качественной установки и бережного пользования. Но существует фактор, который играет не менее важную роль, — умелый расчет системы отопления.

Расчет отопления загородного дома

Рассмотрим одну из простейших формул подсчета водонагревательной системы отопления частного дома. Для простоты понимания будут учтены стандартные виды помещений. Расчеты в примере базируются на одноконтурном обогревательном котле, поскольку он является самым распространенным видом теплового генератора в системе отопления загородного участка.

В качестве примера взят двухэтажный дом, на втором этаже которого расположены 3 спальни и 1 туалет. На первом этаже располагаются гостиная, коридор, второй туалет, кухонная и ванная комнаты. Для вычисления объема комнат применяется следующая формула: площадь помещения, умноженная на его высоту, равняется объему помещения. Калькулятор вычислений выглядит следующим образом:

• спальня №1: 8 м 2 × 2,5 м = 20 м 3 ;
• спальня №2: 12 м 2 × 2,5 м = 30 м 3 ;
• спальня №3: 15 м 2 × 2,5 м = 37,5 м 3 ;
• туалет №1: 4 м 2 × 2,5 м = 10 м 3 ;
• гостиная: 20 м 2 × 3 м = 60 м 3 ;
• коридор: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 ;
• туалет №2: 4 м 2 × 3 м = 12 м 3 ;
• кухня: 12 м 2 × 3 м = 36 м 3 ;
• ванная: 6 м 2 × 3 м = 18 м 3 .

После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м 3 (округляется до 242 м 3). В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор). Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.

Основные элементы отопительных систем. Нажмите на фото для увеличения.

На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м 3 . В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период. Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м 3 . Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м 3 = 12100 Вт.

Для упрощения расчетов существуют специальные программы. Нажмите на фото для увеличения.

Получившийся показатель потребуется возвести в коэффициент, равняющийся 1,2. Это позволит добавить 20% резервной мощности котлу, которая обеспечит его функционирование в сберегательном режиме без особых перегрузок. В итоге мы получили мощность котла, которая равняется 14,6 кВт. Водонагревательную систему с такой мощностью довольно просто найти, поскольку стандартный одноконтурный котел имеет мощность 10-15 кВт.

Расчет отопительных приборов

За основу вычислений взяты стандартные алюминиевые батареи. Каждая из секций батареи производит 150 Вт тепловой энергии при температуре воды 70°C.

Вычислив необходимую теплоэнергию на отдельное помещение, требуется разделить ее на 150. Калькулятор отопления радиаторов выглядит следующим образом:

• спальня №1: 20 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1200 Вт (радиатор с 8 секциями);
• спальня №2: 30 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1800 Вт (радиатор с 12 секциями);
• спальня №3: 37,5 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2250 Вт (радиатор с 15 секциями);
• туалет №1: 10 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 600 Вт (радиатор с 4 секциями);
• гостиная: 60 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 3600 Вт (радиатор с 24 секциями);
• коридор: 18 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 1080 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями);
• туалет №2: 12 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 720 Вт (округляется до 750 Вт, потребуется радиатор с 5 секциями);
• кухня: 36 м 3 × 50 Вт × 1,2 = 2160 Вт (округляется до 2250 Вт, потребуется радиатор с 15 секциями);
• ванная: 18 м 3 × 55 Вт × 1,2 = 1188 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями).

Ванная должна отапливаться лучше, поэтому среднее значение увеличено до 55 Вт.

Формула расчета секций батареи отопления. Нажмите на фото для увеличения.

В помещениях большого объема необходимо производить монтаж нескольких радиаторов с общим числом требуемых секций. Например, в спальне №2 можно установить 3 радиатора с 5 секциями на каждом.

Калькулятор показывает, что общая мощность радиаторов составила 14,8 кВт. Это означает, что водонагревательный котел мощностью 15 кВт справится с обеспечением отопительных устройств теплоэнергией.

Подбор труб для магистрали отопления

Магистраль снабжает теплоносителем все обогревательные устройства в доме. Современный рынок предоставляет выбор из трех разновидностей труб, подходящих для магистрального трубопровода:

• пластмассовые;
• медные;
• металлические.

Чаще всего используются пластиковые трубы. Нажмите на фото для увеличения.

Наиболее распространенным видом являются пластмассовые трубы. Они представляют собой алюминиевый дрен, покрытый пластиком. Это обеспечивает трубы особой прочностью, так как они не ржавеют изнутри и не подвергаются вреду снаружи. Кроме того, их армирование понижает коэффициент линейного расширения. Они не собирают статистическое электричество, и для их установки не требуется много опыта.

Магистральные трубы на металлической основе имеют много минусов. Они довольно массивные, и их монтаж требует опыта работы со сварочным аппаратом. Кроме того, такие трубы ржавеют со временем.

Медные магистральные трубы являются наилучшим вариантом, но с ними тоже тяжело работать. Помимо трудностей монтажа, они имеют высокие цены. Если расчет стоимости отопления легко укладывается в ваш бюджет, выбирайте именно этот вариант. При отсутствии необходимых материальных средств лучшим выбором станут пластмассовые трубы.

Как производится монтаж системы отопления?

Для начала необходимо обустроить отопительные приборы. Как правило, радиаторы монтируются под окнами, так как горячий воздух препятствует поступлению холодного воздуха из окон. Установка отопительных приборов осуществляется при помощи перфоратора и уровня. Никакого специального оборудования не потребуется.

При монтаже отопительных приборов потребуется соблюдать единую высоту размещения радиаторов, в противном случае вода не сможет добираться до более высоких участков, и циркуляция нарушится.

Сварка пластиковых труб. Нажмите на фото для увеличения.

Установив отопительные приборы, необходимо проложить до них трубы. Для их установки потребуются такие инструменты, как строительные ножницы, паяльник и рулетка. Перед началом монтажа нужно замерить общую длину прокладываемых труб и подсчитать наличие всех заглушек, сгибов и тройников. На пластиковых трубах обычно присутствуют насечки со вспомогательными линиями, что помогает производить монтаж грамотно и аккуратно.

Важно знать: соединяя трубы паяльником, не разъединяйте их после неудачной пайки, в противном случае может образоваться протечь. Работать с паяльником нужно аккуратно, предварительно потренировавшись на кусках трубы, которые уже не понадобятся при монтаже.

Дополнительные устройства

Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м 2 . Для больших помещений потребуется оборудовать водонагревательный котел специальным насосом, сделав циркуляцию теплоносителя регулируемой. Некоторые производители выпускают тепловые генераторы, которые уже оборудованы насосом.

Следуя вышеуказанным рекомендациям, вы сможете произвести индивидуальный расчет системы отопления частного коттеджа, а также расчет стоимости предполагаемого оснащения. Для установки водонагревательной системы не потребуется много рабочей силы (2-3 человека) и особых навыков установки.

Какие 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 необходимые формулы, справочные данные и сопроводим расчеты примерами.

Нам предстоит узнать, насколько это сложно — рассчитать параметры автономного отопления.

Что считаем

Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?

• Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла .
• Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и, соответственно, мощность отопительного прибора в нем.

Заметьте: нам предстоит затронуть и методы определения тепловой мощности для разных отопительных приборов.

• Объем расширительного бака .
• Параметры циркуляционного насоса .

Тепловая мощность

Грубо оценить потребность дома в тепле можно двумя способами:

1. По площади.
2. По объему.

Расчет по площади

Эта методика предельно проста и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Таким образом, дом общей площадью 100 м2 можно обогреть 10-киловаттным котлом.

Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как любая упрощенная схема расчетов, она дает весьма приблизительный результат.

Быстро, просто и… неточно.

Причин несколько:

• Котел прогревает весь объем воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А этот параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
• Окна и двери теряют гораздо больше тепла на единицу площади, чем стены. Хотя бы потому, что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
• Климатическая зона тоже очень сильно влияет на потери тепла через ограждающие конструкции. Увеличение дельты температур между помещением и улицей вдвое потянет за собой двукратное увеличение затрат на отопление.

Расчет по объему с региональными коэффициентами

Именно в силу перечисленных причин лучше использовать ненамного более сложную, но дающую куда более точный результат схему расчетов.

1. За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
2. На каждое окно в наружной стене к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
3. Полученный результат умножается на региональный коэффициент:

Давайте в качестве примера возьмем тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.

Однако в этот раз мы оговорим ряд дополнительных условий:

• Высота его потолков — 3,5 метра.
• Дом имеет 10 окон и 2 двери в наружных стенах.
• Он расположен в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, абсолютный минимум — 67,6 С).

Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.

1. Внутренний объем отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
2. Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
3. Окна и двери усугубляют ситуацию: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
4. Наконец, освежающий климат Верхоянска заставит нас увеличить и без того большую тепловую мощность отопления еще вдвое: 22400*2=44800 ватт.

Как несложно заметить, разница с результатом, полученным по первой методике — больше четырехкратной.

Отопительные приборы

Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной комнаты полностью идентична приведенной выше.

К примеру, для комнаты площадью 12 м2с двумя окнами в описанном нами доме расчет будет иметь такой вид:

1. Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
2. Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
3. Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
4. Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле вдвое. 2720*2=5440 ватт.

• Производители всегда указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.

• Для секционных радиаторов необходимую информацию обычно можно найти на сайтах дилеров и производителей. Там же нередко можно обнаружить калькулятор для пересчета киловатт в секции.
• Наконец, если вы используете секционные радиаторы неизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей можно ориентироваться на следующие усредненные значения:

В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя чаще всего используются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена очень приятным образом сочетается с пристойным внешним видом и высокой теплоотдачей.

В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).

Разместить в одной комнате столько секций — нетривиальная задача.

Как всегда, есть пара тонкостей.

• При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему поможет простая инструкция: подключайте радиаторы по схеме «снизу вниз».
• Производители указывают тепловую мощность для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70 градусов (например, 90/20С). При ее снижении тепловой поток будет падать.

Особый случай

Нередко в качестве отопительных приборов в частных домах используются самодельные стальные регистры.

Обратите внимание: они привлекают не только низкой себестоимостью, но и исключительной прочностью на разрыв, что очень кстати при подключении дома к теплотрассе.
В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным внешним видом и невысокой теплоотдачей на единицу объема отопительного прибора.

Прямо скажем — не верх эстетики.

Тем не менее: 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 длина (тоже в метрах);
• k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
• Dt — дельта температур, разница между теплоносителем и воздухом в комнате.

В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, кроме первой, умножается на 0,9, поскольку 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 комнате 18 С.

1. Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
2. Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
3. Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.

Расширительный бак

И в этом случае есть две методики расчета — простая и точная.

Простая схема

Простой расчет прост донельзя: объем расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.

Откуда взять значение объема теплоносителя?

Вот пара простейших решений:

1. Заполните контур водой, стравите воздух, а потом слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
2. Кроме того, грубо объем сбалансированной системы можно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, в случае котла мощностью 45 КВт в системе будет примерно 45*15=675 литров теплоносителя.

Стало быть, в этом случае разумным минимумом будет в 80 литров (с округлением в большую сторону до стандартного значения).

Точная схема

Более точно можно своими руками рассчитать объем расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

• V — искомое значение в литрах.
• Vt — полный объем теплоносителя.
• E — коэффициент расширения теплоносителя.
• D — коэффициент эффективности расширительного бака.

Очевидно, последние два параметра нуждаются в комментариях.

Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей можно взять 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 можно рассчитать по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:

• Pv — максимальное давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).

Подсказка: обычно 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 уровнем расположения бака и верхней точкой 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 в качестве примера подсчитаем требования к бачку для следующих условий:

• Перепад высоты между баком и верхней точкой контура равен 5 метрам.
• Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
• Максимальный нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).

Итак:

1. Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

1. Объем теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
2. Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, или 0,0358.
3. Таким образом, минимальный объем бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.

Циркуляционный насос

Как подобрать оптимальные параметры ?

Для нас важны два параметра: создаваемый насосом напор и его производительность.

На фото — насос в отопительном контуре.

С напором все не просто, а очень просто: 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.

Простейший способ подобрать производительность — умножить объем теплоносителя в системе на 3: контур должен 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 или участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
• 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
• Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.

Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.

Заключение

Надеемся, что предоставили в распоряжение читателя все необходимые материалы. Дополнительную информацию о том, как выполняется расчет отопления в частном доме, можно найти в прикрепленном видео. Успехов!