Самостоятельный расчет мощности компонентов системы отопления: циркуляционных насосов, котлов и радиаторов

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.

Автоматизация насосного оборудования

Для нормального функционирования такие насосы должны потреблять электроэнергию. На сегодняшний день электричество не является дешевым, поэтому многие задумываются о том, как сделать работу насоса более экономной с точки зрения потребления электроэнергии.

Устройство отопительной системы в частном доме – дело нужное и крайне важно, когда вы хотите создать максимально комфортные температурные условия проживания в нем. Наиболее эффективно работающим тепловым блоком является обвязка с принудительной циркуляцией теплоносителя по магистрали

Чтобы реализовать такую задачу, следует дооборудовать систему насосной установкой. Вот только вся проблема в том, что необходимо подобрать подобное оборудование по производительности, ведь именно от этого зависит эффективность функционирования всего контура. А как правильно рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, вы узнаете из этой статьи.

Вынужденная инициатива

В панельном доме с центральным отоплением не приходится заморачиваться о таких вопросах, как заполнение теплоносителем, это епархия ЖКХ. Но забота об усадьбе или даче – это огромная ответственность, которая полностью лежит на ваших плечах. Возможность сэкономить время и деньги заставляет хозяев своими руками обслуживать тепловые коммуникации, используя иногда нестандартные методы.

Например, отсутствие централизованной подачи воды вынуждает использовать природные источники – скважины, колодцы, пруды.

  • котел;
  • трубы;
  • радиаторы.

Работаем с документацией

Ответ на вопрос, сколько же воды вытекает из трубы «А», вернее, должно туда поступить, обычно кроется в техническом паспорте радиатора и котла. С трубами немного сложнее, но не смертельно – зная их внутренний диаметр, на нашем сайте можно найти подробную таблицу о количестве воды в литрах/кубометрах на погонный метр. То же самое можно сказать о данных по объему топливного котла или батарей.

Зная наполняемость каждого метра трубы, узнать совокупный «трубный» объем теплоносителя элементарно – табличную цифру умножить на количество метров. Для этого необязательно ползать с рулеткой по всему дому, а воспользоваться проектным планом и линейкой.

Из представленной таблицы видно, что объем воды в секции биметаллического радиатора и алюминиевого один и тот же. Так что материал не имеет значение, главное габариты отопительного прибора.

Непостоянное проживание в доме обязывает хозяев использовать антифриз. Поскольку это удовольствие не из дешевых (цена за 10 л отечественного пропиленгликоля «Технология уюта» достигает тысячи рублей), необходимо точно знать количество незамерзайки. Определив крайний минусовой порог для системы отопления, вещества смешиваются в определенной пропорции.

Усредненная шпаргалка

Средние данные, определяющие объем воды в стальных радиаторах отопления панельного типа, таковы:

  • модели Demrad, Thermogross 11 типа на каждые 10 см длины приходится по 0,25 л теплоносителя;
  • в аналогичных моделях 22 типа этот показатель увеличивается до 0,5 л на туже длину.

Каждая секция старого доброго «чугуна» разных моделей имеет следующую вместительность:

  • МС 140 – 1,11–1,45 л (от 5,7 до 7,1 кг);
  • ЧМ 1 – 0,66–0,9 л с;
  • ЧМ 2 – 0,7–0,95 л;
  • ЧМ 3 – 0,155–0,246 л;
  • Konner Модерн – 0,12–0,15 л (3,5 кг).

Если ваша батарея – это заковыристая авторская штучка узнать ее объем сложно, но возможно. Например, объем воды в стальном радиаторе трубчатого вида вычисляется гениально просто –заглушкой закрывается одно отверстие, а через второе заливается вода до верха.

В теплообменниках настенного отопительного котла в среднем помещается от 3 до 6 л, а в напольном и парапетном исполнении – от 10 до 30 л воды. Итак, узнав количество теплоносителя во всех уголках, каких он достигает, можно провести ответственную операцию – рассчитать объем расширительного бака. Именно от него зависит оптимальное давление в системе и нужный объем теплоносителя.

Инструкция расчета предполагает использование простой формулы:

(Vс * К)/D = Vб, где

  • Vс — объем теплоносителя в отопительной системе (то, о чем говорилось выше – радиаторы + трубы + теплообменники котла);
  • К — коэффициент расширения теплоносителя (у воды он равен 4%, поэтому в формуле используется 1,04);
  • D — эффективность расширения бака;
  • Vб — емкость расширительного бака.

Узнать приближенный к реальной цифре объем теплоносителя в радиаторах или трубах можно отталкиваясь от мощности котла по формуле:

х кВт * 15=VS, где

  • кВт – мощность котла;
  • цифра 15 – количество литров воды, для получения 1 кВт энергии;
  • VS – общая вместительность системы.

Подмес горячей воды и добавка клапанов

Чтобы система заработала надо обеспечить автоматический подмес горячей воды в обратку. Таким образом повышаем температуру воды, заходящей в котел. Если в него будет попадать слишком холодный теплоноситель, котел может быстро выйти из строя. Существует несколько распространенных схем обвязки с добавлением обратки. Мы используем трехходовой смесительный термостатический клапан. Установка этого клапана позволяет образовать малый круг обращения теплоносителя, в результате чего разогрев котла ускорится. Такой подход предотвращает образование конденсата, тем самым оберегает теплообменник от поломок из-за значительной разницы температур.

Представим смоделированную ситуацию. Встроенный лепестковый клапан выставим на срабатывание при достижении температуры 55 градусов. При запуске котла вода в системе не нагрета и пока она холодная, клапан закрывается и пускает носитель по малому кругу. После того, как подаваемая вода нагрелась до порогового значения 55 градусов, клапан приоткрылся и начал подмешивать охлажденную воду из обратки. На следующем этапе нагревается вся бочка, при этом температура обратки также поднимется выше 55 градусов. В этот момент клапан полностью переключится и пустит воду по большому кольцу.

После подключения обратки схему обвязки твердотопливного котла добавляем клапан сброса давления. Он необходим на случай превышения рабочих показателей. В твердотопливном котле предусмотрено специальное отверстие для монтажа клапана. В других моделях клапан можно установить через тройник. Включаем в систему расширительный бак. После него для завершения обвязки со стороны теплогенератора необходимо подключить электрокотел. Он включается в схему параллельно уже установленному твердотопливному котлу.

У нас образовались две подачи, на каждой из них необходимо установить обратные клапаны. Это делается для того, чтобы насос одного из котлов не качал воду по рабочему контуру в противоход другому. Напомним, на твердотопливном котле используем не обычный, а лепестковый клапан.

Для чего нужен расчёт

От вопроса, как правильно рассчитать систему отопления, зависит, насколько эффективно будет выполнять свою задачу её составляющие. Если взять котёл меньшей мощности, чем необходимо, он будет постоянно работать «на пределе», а в зимнюю стужу и вовсе не справится со своей функцией.

Установка котла и монтаж обогревательной магистрали обходится не дёшево. Любая переделка забирает немалые средства в семейном бюджете. Кроме того, именно от правильного расчёта зависит экономия энергоресурсов

Не важно, о каком виде топлива идёт речь — газе, электричестве, угле или солярке.

Теплоносителем чаще всего выступает обычная вода. Системы бывают открытого и закрытого типов. Если правильно подобрать оборудование и грамотно сделать расчет отопления частного дома, можно не беспокоиться за долговечность и качество системы обогрева.

«Расчет с учетом» особенностей комнаты

Это самый сложный метод, но он даст практически точные цифры благодаря большому количеству различных коэффициентов. Они относятся не к системе отопления, а только к особенностям помещения, к способам установки батарей. Формулу используют ту же:

Для получения требуемой теплоотдачи, которую потом придется делить на тепловую мощность одной секции, метраж (не объем!) комнаты сначала умножают на среднюю норму мощности для 1 м2. Она не зависит от региона и составляет 100 Вт. Затем результат по очереди перемножают с коэффициентами А, В, С, D, Е, F, G, H, I и J.

«А» — число внешних стен комнаты

В большей степени, именно от их количества сильно зависят теплопотери:

  • внешняя стена — лишь одна: 1,0;
  • две внешние стены — 1,2;
  • внешних стен — три: 1,3;
  • четыре стены — 1,4.

«B» — ориентация помещения

Минимум тепла сохраняется в комнатах, смотрящих окнами туда, где всегда мало солнечного света: на север или восток, где солнечные лучи «отмечаются» только по утрам:

  • окна выходят на восток либо на север — 1,1;
  • комната расположена на западной или на южной стороне — 1,0.

«С» — степень утепления

Качественная теплоизоляция дает шанс максимально сохранить тепло в помещении:

  • кладка в 2 кирпича или утепленные наружные стены — 1,0;
  • нет утепления снаружи — 1,27;
  • очень высокий уровень утепления (если были проведены теплотехнические расчеты) — 0,85.

«D» — климат в регионе

Эти условия учитывает и СНиП, без их учета невозможно ни одно капитальное строительство. Тут используют средние показатели температуры декабря, его самой холодной декады. Эти данные необходимо узнать в гидрометеорологической службе города (района):

  • до -10° — 0,7;
  • до -15° — 0,9;
  • не ниже -20° — 1,1;
  • от -25° до -35° — 1,3;
  • от -35° или ниже — 1,5.

«Е» — высота потолков

Как уже было отмечено, и нормы СНиП (от 60 до 200 Вт на 1 м2), и среднее значение (100 Вт), использующееся в этом случае, подразумевают стандартную высоту потолков — 2700 мм. Если они не «дотягивают» до этой цифры, то выбирают коэффициент 1,0. Когда высота ее превосходит, то для умножения берут другой:

  • 1,05, если высота находится в пределах 2800-3000 мм;
  • 1,1 для 3100-3500 мм;
  • 1,15 для 3600-4000 мм;
  • 1,2, если высота потолка более 4100 мм.

«F» — помещение, находящееся выше

Так как через потолок помещения с большей охотой уходит поднимающийся вверх теплый воздух, в этом случае большое значение имеет верхний этаж. Эти коэффициенты выглядят так:

  • сверху чердак или другое неотапливаемое помещение — 1,0;
  • утепленный чердак и кровля — 0,9;
  • отапливаемая комната — 0,8.

«G» — качество оконных конструкций

Разные пластиковые окна имеют неодинаковые характеристики. Особняком стоят обычные оконные конструкции, сильно повышающие коэффициент:

  • деревянные рамы старого образца с двойным остеклением — 1,27;
  • однокамерный стеклопакет с двумя стеклами — 1,0;
  • двойной стеклопакет либо однокамерный, но имеющий аргановое покрытие, — 0,85.

«H» — площадь остекления комнаты

Независимо от качества оконных конструкций большее количество теплопотерь происходит из-за впечатляющей площади окон. Этот коэффициент зависит от соотношения площади оконных проемов и общего метража помещения:

  • менее 0,1 — 0,8;
  • от 0,11 до 0,2 — 0,9;
  • 0,31-0,4 — 1,1;
  • от 0,41 до 0,5 — 1,2.

«I» — схема подключения радиаторов

Эффективность отопления зависит от того, каким образом батареи подключают к трубам — как к подающим, так и к обратным. Самый лучший вариант — диагональное подключение: первая сверху, вторая снизу. Он (на рисунке обозначен буквой А) соответствует коэффициенту 1,0.

  • Б — 1,03;
  • В — 1,13;
  • Г — 1,25;
  • Д, Е — 1,28.

«J» — степень открытости батарей

Любая искусственная (либо имеющаяся) преграда может немного повлиять на теплообмен. В этом случае коэффициента 1,0 «заслуживает» радиатор, расположенный под подоконником. Другие отопительные приборы с «препятствием»:

  • находящиеся на стене безо всяких «ограничителей» — 0,9;
  • прикрытые сверху выступом ниши — 1,07;
  • имеющие ограждения из подоконника и из декоративного кожуха, но только с фронтальной стороны — 1,12;
  • батареи, полностью закрытые декоративным элементом, — 1,2.

Все коэффициенты сначала записывают на бумагу, затем, умножив метраж на среднюю норму (100 Вт), начинают по порядку умножать на коэффициенты. Получившийся результат делят на теплоотдачу 1 секции (для понравившейся модели), получая необходимое количество секций. Если такие вычисления не вдохновляют на «подвиги», то можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Однако эта работа только кажется трудной, на деле ничего сложного нет.

Также, вы можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором для расчета отопления.

Какой способ выбрать, зависит лишь от силы желания хозяев основательно разобраться в вопросе. Подробную информацию можно почерпнуть из этого видео:

Зачем нужен циркуляционный насос

При его остывании тяжело будет отрегулировать подачу тепла. Именно в этом случае используется циркуляционный насос, который создает напор для системы отопления.

Циклирование воды происходит строго через определенный промежуток времени, стабилизируя всю систему отопления.

  • Современные отопительные котлы большинства видов оснащены циркуляционными механизмами.
  • Но часто получается так, что этого недостаточно и страдает мощность оборудования при наличии разветвленного радиаторного контура.
  • Еще один пример, когда циркуляционная система обязательна – это подключение к нагревательному котлу не только радиаторов, но и теплого пола.

Эти два варианта не смогут отдавать тепло помещению, если тепловое оборудование будет малой мощности.

Расчет материалов для отопления

Человеку, далекому от устройства системы обогрева, правильно посчитать материалы для отопления будет трудновато – как минимум, необходимо хотя бы зрительно представлять всю отопительную систему в сборе и знать комплектующие части предполагаемой к использованию трубы. Именно поэтому для правильного подсчета количества материалов придется изучить всю подноготную работы отопительной системы.

Сомневаетесь? Тогда обратитесь к знакомым специалистам и попросите их если не собрать вам всю систему, то хотя бы начертить ее с указанием всех необходимых элементов. Хороший знакомый за бутылочкой чая с удовольствием поможет вам в решении этой проблемы. Ну а я, со своей стороны, попробую хотя бы примерно расписать какие комплектующие части и для чего вам понадобятся.

Начнем с котла – как пример, рассмотрим двухконтурный, который наиболее часто используется в небольших домах и квартирах. Установка котла отопления и подключение его к системе отопления потребует от вас минимум четыре шаровых крана с разъемными соединениями, два фильтра механической очистки и четыре резьбовых переходника для подключения трубопроводов.

Для обвязки одной батареи отопления будут необходимы 2 радиаторных крана (регулирующий и отсекающий), кран Маевского, заглушка, опять же, два резьбовых переходника для подключения батарей к трубопроводам и два тройника, устанавливаемые непосредственно на магистрали отопления.

Примерно подсчитать метраж трубы, думаю, проблем не возникнет ни у кого – для этого нужно ясно представлять места установки батарей. Полученный метраж умножается на два, потому что обычно прокладывается две трубы (подача и обратка). Другое дело диаметры труб – как правило, все настенные двухконтурные котлы оснащаются подключениями размером ø3/4″. В принципе, для домов и квартир площадью до 100кв.м. этого вполне достаточно, а вот для более обширных систем понадобятся большие диаметры труб. Но если касаться только небольших систем отопления, то для их монтажа вам понадобятся трубы ø3/4″ для прокладки магистралей и трубы ø1/2″ непосредственно для подключения батарей.

Если честно, то такие сложные работы, как расчет и монтаж системы отопления, самостоятельно может выполнить исключительно грамотный человек, умеющий обращаться с современным инструментом и владеющий большим количеством знаний в области теплотехники. Попробовать, конечно, можно и всем остальным, только для этого придется немного подучиться и овладеть немалым количеством информации.

Керамогранит для пола: благородное и долговечное покрытие

Старые окна – новый стиль, или Как произвести ремонт деревянных окон

Пластиковые откосы: их особенности и тонкости самостоятельной установки

Пеностекло: идеальный утеплитель

Глянцевый потолок: какой лучше для дома

Схема

Радиаторы в отопительном контуре можно подключить различными способами:

  1. В виде простой последовательности: такая схема получила название однотрубной. По мере движения от батареи к батарее теплоноситель заметно остывает, поэтому она годится только для небольших домов на 3 – 4 комнаты.
  2. Параллельно: контур состоит из двух труб, которые прокладываются по периметру строения. По одной подается горячий теплоноситель, по другой – возвращается к котлу остывший. Радиаторы установлены между этими трубами. Соответственно, если контур правильно сбалансировать, всем потребителям достанется равное количество тепла. К тому же любой радиатор можно вывести из системы, не нарушая ее работоспособности.
  3. Комбинированным способом: схема для 2-этажного дома. Она состоит из нескольких вертикальных однотрубных контуров (стояков), подключенных параллельно между трубопроводами подачи и обратки.
  4. По лучевой или коллекторной схеме.

Последний тип отопительной системы организован по принципу звезды: из центрального распределителя – коллектора – теплоноситель подается в каждый радиатор по отдельному трубопроводу. Труб потребуется очень много, но зато управлять работой системы можно из одной точки, а ее балансировка не вызывает никаких сложностей.

Выбор оптимального источника тепла — первый шаг для правильного расчёта

Чтобы знать, как рассчитать систему отопления для частного дома, нужно правильно выбрать источник тепла. Как правило, начинают с анализа доступных в регионе энергоресурсов с учётом климатических условий. Выбор обычно идёт в пользу наиболее дешёвого топлива. Популярными являются системы обогрева, работающие на природном газе, электричестве, угле или дизеле.

Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки:

  1. Котлы на природном газе. Считаются наиболее дешёвым вариантом обогрева, но к магистрали природного газа не всегда есть возможность подключиться. Газовые котлы отличают высокий КПД, автоматизация управления процессом работы, безопасность при соблюдении правил подключения к газовым сетям. Нужно понимать, что такое КПД котла, чтобы изначально сделать правильный выбор оборудования. Небольшое по размеру газовое оборудование имеет высокий уровень производительности. Цена на природный газ растёт, но все равно этот вид топлива остаётся наиболее экономичным.
  2. Электрокотлы. Компактные, не требуют громоздких дымоходов, со своей функцией справляются не хуже газовых, если не поводит электроподача. Не особо популярно из-за дороговизны электроэнергии. Поэтому расчет электрического отопления частного дома делают обязательно.
  3. Котлы на твёрдом топливе. Вновь востребованы в связи с развитием загородного частного строительства. Наряду с обычными котлами продаются агрегаты с возможностью автоматической загрузки топлива.
  4. Отопительное оборудование, работающее на солярке или отработанном масле. Часто используется для отопления в загородных коттеджах. Чтобы применять такое топливо, нужно соорудить для него резервуар. Не всех устраивает из-за резкого запаха дизеля, который стоит в котельной.

Простой способ

Существует и другой способ определения объема теплоносителя, не требующий обладания какой-либо информацией. Все предельно просто. Закрываете на батарее все заглушки и наполняете ее водой с помощью мерной емкости. При этом, естественно, считаете, сколько жидкости влезло.

По окончании процедуры сливаете из радиатора все набранное. Конечно, производить все эти операции необходимо либо в ванной, либо во дворе, чтобы не затопить дом. На основании полученного показателя вы вполне можете сориентироваться по общему объему теплоносителя для вашей отопительной системы. Успехов!

Как расчитать объем секции в радиаторе отопления

При строительстве любой системы отопления используются радиаторы разных видов. Любая отопительная система должна быть спроектирована с учётом количества радиаторов и их внутреннего объема. Каждая радиаторная секция имеет определенный объем, и при монтаже системы отопления нужно доподлинно знать количество секций в батарее. От правильного расчёта количества секций зависит эффективность и правильная работа системы отопления.

Какие бывают типы радиаторов отопления?

Сегодня наиболее часто используются такие типы радиаторов:

  • чугунные радиаторы;
  • радиаторы из алюминиевого сплава;
  • биметаллические радиаторы.

Расчет отопления по площади помещения

В предложенном ниже калькуляторе предусмотрен расчет для многослойной конструкции, включающей основной слой (поз. 1), уже имеющееся утепление (если оно есть) (поз. 2), слой внутренней (поз. 3) и внешней (поз. 4) отделки. Если каких-то слоев в реальности нет – то этот пункт в калькуляторе просто не заполняется.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

Рекомендуем прочесть: Избирательный участок по прописке

Расчеты производительности насоса

Производительность (расход) – это показатель объёма, который перекачивает агрегат за определённое время. Например, литры в минуту, литры в час или метры кубические за те же отрезки времени.

Для подсчётов нужны три величины:

  1. Разница температуры воды на подаче и обратке (Δt).
  2. Мощность котла (N);
  3. Теплоёмкость воды – это стандартный показатель = 1,16.

Снятия температур теплоносителя производят на выходе из котла и на входе обратной трубы в котёл. Если нет возможности сделать замеры, берут примерный усреднённый показатель – это:

  • 20 °C для системы с радиаторами;
  • 15°C если установлены скрытые конвекторы;
  • 10 °С для муниципального жилья, в котором радиаторы не перегревают;
  • 5° C для системы тёплый пол.

Формула для подсчёта требуемой производительности (Q) в л/час:

Q = N : (1,16 * Δt)

Приведём пример для котла мощностью 8 кВт и разницей температур 15 °С.

Q = 8000 (Вт) : (1,16 * 15) = 8000 : 17,4 = 460 л/час.

Превратить л/час в кубометры, можно, просто разделив итог на 1000. То есть 460 л/ч = 0,46 м3/ч. Получается, что для такой системы будет достаточно слабенького циркуляционного насоса.

Не стоит брать прибор ни с запасом, ни с дефицитом мощности. Как работа с надрывом, так и «в пол силы» негативно скажется на механизме.

Подведение итогов

Принцип лучше недолить, чем обратное неприменим в системах отопления, т. к. завоздушивание системы будет означать холодные батареи. Вычислив объем каждого конструктивного элемента отопительной системы с помощью таблиц или опытным путем, потребление тепла станет более осмысленным и приятным. А ремонт или замена отдельного фрагмента уже не будет тайной за семью печатями.

На видео в этой статье показан процесс заливки теплоносителя в систему отопления.

Определение объема воды или другого теплоносителя в радиаторе является важным этапом проектирования отопительной системы собственного загородного дома. Не выполнять этот этап можно только тогда, когда жилье находится в многоквартирном доме, и там работает центральная система отопления. В этом случае все хлопоты, связанные расчетом объема воды и созданием необходимого давления в центральной системе, падают на плечи работников ЖЭКа.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий