Самостоятельный расчёт индивидуальной системы отопления

Расчет отопления в частном доме – проводим с умом

Самостоятельный расчёт индивидуальной системы отопления

Расчет отопления в частном доме

Суть отопления в загородном доме заключается в компенсации тепловых потерь. Расчет отопления в частном доме проводится в соответствии с установленным типом оборудования. И мы расскажем о том, как проводятся разнообразные расчеты.

Стоит отметить, что расчет – важная работа, совершение ошибок во время которой может привести неэффективной работе отопительного оборудования, что может повлечь за собой довольно длительные и затратные в финансовом плане.

Вы можете сами провести все необходимые работы, а можете доверить эту работу специалистам, если сомневаетесь в своих силах.

Отопительные системы отличается по таким признакам, как:

  • вид нагревательного оборудования;
  • главный источник теплы;
  • тип теплоносителя.

Наиболее распространенный тип – система водяного отопления, которая использует газовое оборудование. К главным элементам относят трубопровод, запорная арматура, отопительное оборудование. При обустройстве отопления нужно приобрести котел, насос и расширительный бак, мощность которого нужно определить, проведя грамотный расчет отопления в частном доме.

Расчет отопления здания – этапы расчета

Расчет отопления дома проводится в таком порядке:

Расчет отопления здания

  • расчет теплопотерь дома;
  • выбор подходящего режима (температуры);
  • выбор радиатора;
  • гидравлический расчет системы отопления;
  • подбор котла.

Для того чтобы установить наиболее подходящее вашему дому оборудование, нужно каждый этап рассмотреть в отдельности. Сейчас мы расскажем, как сделать все самостоятельно.

Расчет теплопотерь дома – что нужно помнить?

Для расчета вам нужно:

  • Выяснить теплопроводность строительных материалов.
  • Определить размеры элементов дома, включая наружные стены, пол и потолок, проемы.

Также следует узнать внутреннюю площадь каждой комнаты, определить климатический район и выяснить месторасположение здания относительно сторон света.

Для определения тепловой нагрузки нужно воспользоваться формулой:

Мк = 1,2хТп, где

  • Тп — суммарные теплопотери здания;
  • Мк — мощность котла отопления;
  • 1,2 — коэффициент запаса (20%).

Стоит отметить, что расчет системы отопления зданий – работа очень сложная для человека, который никогда ранее этим не занимался. Однако не все застройщики пользуются услугами проектировщиков, самостоятельно выполняя эти работы.

Как провести расчет в таком случае?

Можно воспользоваться более простой методикой: суммарную площадь здания умножаем на удельную климатическую мощность и полученную сумму делим на 10.

Значение удельной климатической мощности зависит от выбранного места и равняется:

  • Для юга России – 0,7-0,9 кВт;
  • Для центральных регионов – 1,2-1,5 кВт;
  • Для северных регионов страны – 1,5-2,0 кВт.

Благодаря применению упрощенной методики, можно провести все необходимые расчеты, не оплачивая услуги проектировщиков.

Подбор подходящего режима (температуры)

Для определения температурного режима нужно учитывать:

  • температуру теплоносителя на выходе котла;
  • температуру воды, которая возвращается в котел;
  • температуру воздуха в комнатах.

Наиболее подходящих температурным режимом считается соотношение 75/65/20.

Подбор подходящих по мощности радиаторов

Разнообразные радиаторы отопления

Для выбора радиаторов и батарей всегда рассчитывают объем каждой отдельной комнаты. Согласно нормам, определенным для каждого отдельного региона, установлен средний показатель – нужное количество тепловой энергии на кубометр комнаты. Так, для большей части европейских стран данный показатель равняется 40 Вт.

Для определения требуемого количества тепловой энергии для каждой комнаты нужно провести следующий расчет радиаторов отопления частного дома:

  • перемножаем удельную величину тепловой энергии на кубатуру помещения и увеличиваем получившийся результат на 1,2 (или на 20%).

На основании этого показателя рассчитывает необходимое число радиаторов в комнатах. Так, производители всегда указывают на упаковке мощность приборов. Например, каждое ребро обыкновенного радиатора имеет мощность в 150 Вт. Для определения подходящего количества радиаторов, делим величину тепловой энергии на мощность 1 батареи.

Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет необходим для определения диаметра труб, объема расширительного бака и выбора циркуляционного насоса. Результатом данного расчета являются:

  • расход теплоносителя;
  • потери напора теплоносителя;
  • потери напора от насосов и котлов для всех отопительных приборов.

Чтобы рассчитать расход теплоносителя, нужно:

  • Перемножаем удельную теплоемкость теплоносителя и разность между температурами на входе и выходе;
  • Суммарную мощность систем отопления делим на полученный результат.

Для правильного определения диаметра трубы нужно учитывать следующее: скорость воды не должна при работе системы не должна быть больше 1,5 м/с, поскольку это грозит появлением шума.

Есть и минимальное ограничение — 0,25 м/с. Если вы упустите это из внимания, то может произойти завоздушивание.

При правильном подборе сечения труб достаточно дополнительно приобрести циркуляционный насос и встроить его в котел.

Потери напора нужно рассчитывать как произведение длины каждого участка трубопровода и удельной потери. Эти данные можно взять из информации, указанной производителем.

Подбор котла – учитываем все варианты

Выбираем подходящий котел

Котел нужно выбирать, учитывая степень доступности топлива для него. Если ваш дом подключен к газу, то не имеет смысла покупать электрический котел или оборудование, работающее от другого топлива.

Очень важную роль при выборе котла играет необходимость горячего водоснабжения дома. Если вы хотите организовать ГВС, то котел в этом случае выбирается, не исходя из мощности. В этих случаях лучше всего установить двухконтурные котлы с минимальной мощностью в 23 кВт.

Для расчета стоимость тепловой энергии следует учитывать выбранный источник тепла. Так, если вы решили установить газовое оборудование, то в общую стоимость следует включать стоимость котла и цену за его подключение.

Также не забывайте добавить к этой сумме затраты на электроэнергию, даже несмотря на то, что основной вид топлива – газ, ведь от электроэнергии будет работать циркуляционный насос и ряд элементов автоматики.

Источник: https://utepleniedoma.com/otoplenie/sistema-otopleniya/raschet-otopleniya

Расчет системы отопления частного дома, схема, таблицы

Самостоятельный расчёт индивидуальной системы отопления
Отопление частного дома

Система водяного отопления все больше в последнее время пользуется популярностью как основной способ для обогрева частного дома. Водяное отопление может быть дополнено и такими устройствами, как обогреватели, работающие на электричестве.

Некоторые устройства и отопительные системы появились на отечественном рынке совсем недавно, но уже сумели завоевать популярность. К таким можно отнести обогреватели инфракрасного типа, масляные радиаторы, систему теплого пола и другие.

Для обогрева локального типа нередко применяется такое устройство, как камин.

Однако в последнее время камины выполняют больше декоративную функцию, чем обогревательную.

От того, насколько правильно был осуществлен проект и расчет отопления частного дома, а также установлена система водяного отопления, зависит ее долговечность и эффективность во время эксплуатации.

Во время работы такой отопительной системы необходимо придерживаться определенных правил для того чтобы она работала как можно более эффективно и качественно.

Отопительная система частного дома – это не только такие компоненты, как котел или радиаторы. Отопительная система водяного типа включает и такие элементы:

  • Насосы;
  • Средства автоматики;
  • Трубопровод;
  • Теплоноситель;
  • Устройства для регулировки.

Чтобы произвести расчет отопления частного дома, нужно руководствоваться такими параметрами, как мощность отопительного котла. Для каждой из комнат дома необходимо рассчитать также мощность радиаторов отопления.

Схема системы отопления

Котел может быть нескольких типов:

  • Электрический котел;
  • Котел, работающий на жидком топливе;
  • Газовый котел;
  • Твердотопливный котел;
  • Комбинированный котел.

Выбор котла, который будет использовать схема отопления жилого дома, должен зависеть от того, какой тип топлива является наиболее доступным и недорогим.

Кроме затрат на топливо, потребуется не реже, чем раз в год проводить профилактический осмотр котла. Лучше всего для этих целей вызывать специалиста. Также потребуется выполнять профилактическую очистку фильтров.

Наиболее простыми в эксплуатации считаются котлы, которые работают на газе. Также они довольно дешевые в обслуживании и ремонте. Газовый котел подойдет только в тех домах, которые имеют доступ к газовой магистрали.

Газ – это такой тип топлива, который не требует индивидуальной транспортировки или места для хранения. Помимо этого преимущества, многие газовые котлы современного типа могут похвастаться довольно высоким показателем КПД.

Котлы данного класса выделяются высокой степенью безопасности. Современные котлы устроены таким образом, что для них не требуется выделять специальное помещение для котельной. Современные котлы характеризуются красивым внешним видом и способны удачно вписаться в интерьер любой кухни.

Газовый котел на кухне

На сегодняшний день особой популярностью пользуются полуавтоматические котлы, работающие на топливе твердого типа.

  Правда, есть у таких котлов один недостаток, который заключается в том, что один раз в день необходимо загружать топливо. Многие производители выпускают такие котлы, которые являются полностью автоматизированными.

В таких котлах загрузка твердого топлива происходит в автономном режиме.

Сделать расчет системы отопления частного дома можно и в случае с котлом, работающем на электричестве.

Однако такие котлы немного более проблематичные. Помимо основной проблемы, которая заключается в том, что сейчас электричество довольно дорогое, они еще могут перезагружать сеть. В небольших поселках на один дом выделяется в среднем до 3 кВт в час, а для котла этого мало, причем нужно учитывать, что сеть будет загружена не только работой котла.

Электрический котел

Для организации отопительной системы частного дома можно установить и жидкотопливный тип котла. Недостатком таких котлов является то, что они могут вызывать нарекания с точки зрения экологии и безопасности.

Расчет мощности котла

Перед тем, как рассчитать отопление в доме, делать это необходимо с расчета мощности котла. От мощности котла, в первую очередь, будет зависеть эффективность всей отопительной системы. Главное в этом вопросе – не переусердствовать, так как слишком мощный котел будет потреблять больше топлива, чем необходимо.

А если котел будет слишком слабый, то не получится обогреть дом должным образом, а это негативно повлияет на комфорт в доме. Поэтому расчет системы отопления загородного дома – это важно. Подобрать котел необходимой мощности можно, если параллельно высчитать удельные теплопотери здания за весь отопительный период.

Расчет отопления дома – удельных теплопотерь можно следующим методом:

qдом=Qгод/Fh

Qгод – это расход теплоэнергии за весь период отопления;

Fh – площадь дома, которая отапливается;

Таблица выбора мощности котла в зависимости от отапливаемой площади

Для того чтобы осуществить расчет отопления загородного дома – расход  энергии, которая уйдет отопления частного дома, нужно воспользоваться следующей формулой и таким средством, как калькулятор:

Qгод=βh*[Qk-(Qвн б+Qs)*ν

βh – это коэффициент учета дополнительно потребления тепла, отопительной системой.

Qвн б – тепловые поступления бытового характера, которые характерны для всего отопительного периода.

Qk – это значение общих домовых теплопотерь.

Qs – это поступления тепла в виде солнечной радиации, которые попадают в дом через окна.

Перед тем, как рассчитать отопление частного дома, стоит учесть, что для различных типов помещений характерны разные температурные режимы и показатели влажности воздуха. Они представлены в следующей таблице:

Далее представлена таблица, в которой показаны коэффициенты затенения прореза светового типа и относительного количества солнечной радиации, которая поступает через окна.

Если планируется установить водяное отопление, то площадь дома будет во многом определяющим фактором. Если дом имеет общую площадь не более чем 100 кв.

метров, то подойдет и отопительная система с циркуляцией естественного типа. Если дом имеет площадь большего размера, то в обязательном порядке необходима система отопления с циркуляцией принудительного характера.

Расчет системы отопления дома должен производиться точно и правильно.

Насос для циркуляции должен устанавливаться в обратку. Такой насос должен быть не только надежным и долговечным, но также экономным в плане потребления энергии и не производить неприятный шум. Нередко современные котлы уже оснащены циркуляционным насосом.

Трубопроводы отопительной системы

Для монтажа схема отопление дома может использовать такие типы трубопроводов:

  • Трубопроводы из полиэтилена, полипропилена или металлопластика;
  • Трубопроводы из меди;
  • Трубопроводы из стали.
Полиэтиленовые трубы Полипропиленовые трубы
Медные трубы Стальные трубы

Все из этих трубопроводов обладают как своими преимуществами, так и недостатками. Полимерные трубы более простые в монтаже и надежно защищены от воздействия коррозии.

Медные трубы более устойчивые к высоким температурам и способны выдержать высокое давление. Стальные трубы выделяются таким недостатком, как потребность в проведении некоторых сварочных процессов.

Программа расчета отопления частного дома должна учитывать абсолютно все детали, включая и это.

Выбор котлов для отопления частного дома

Отопительные приборы, которые использует схема системы отопления дома, могут быть следующих видов:

  • Ребристые или конвективные;
  • Радиационно-конвективные;
  • Радиационные. Радиационные отопительные приборы редко используются для организации отопительной системы в частном доме.

Современные котлы обладают характеристиками, которые приведены в следующей таблице:

Когда осуществляется расчет отопления в деревянном доме, данная таблица может вам в некоторой степени помочь. При монтаже отопительных приборов нужно соблюдать некоторые требования:

  • Расстояние от отопительного прибора до пола должно составлять не меньше, чем 60 мм. Благодаря такому расстоянию домашнее отопление схема позволит провести уборку в труднодоступном месте.
  • Расстояние от прибора отопления до подоконника должно быть минимум в 50 мм, чтобы радиатор в случае чего можно было без проблем снять.
  • Ребра приборов отопления должны быть расположены в вертикальном положении.
  • Желательно отопительные приборы монтировать под окнами или возле окон.
  • Центр прибора отопления должен совпадать с центром окна.

Если в одной комнате находится несколько отопительных приборов, то они должны быть расположены на одном и том же уровне.

Оцените публикацию:
Загрузка…

Источник: http://otoplenie-doma.org/raschet-otopleniya-chastnogo-doma.html

Гидравлический расчет системы отопления: главные цели и задачи выполнения данного действия

Самостоятельный расчёт индивидуальной системы отопления

Эффективность отопительной системы вовсе не гарантируют качественные трубы и высокопроизводительный теплогенератор.

Наличие ошибок, допущенных при монтаже, может свести на нет работу котла, работающего на полную мощность: либо в помещениях будет холодно, либо затраты на энергоносители будут неоправданно высокими.

Поэтому важно начинать с разработки проекта, одним из важнейших разделов которого является гидравлический расчет системы отопления.

Теплоноситель циркулирует по системе под давлением, которое не является постоянной величиной. Оно снижается из-за наличия сил трения воды о стенки труб, сопротивления на трубной арматуре и фитингах. Домовладелец также вносит свою лепту, корректируя распределение тепла по отдельным помещениям.

Давление растет, если температура нагрева теплоносителя повышается и наоборот – падает при ее снижении.

Чтобы избежать разбалансировки отопительной системы, необходимо создать условия, при которых к каждому радиатору поступает столько теплоносителя, сколько необходимо для поддержания заданной температуры и восполнения неизбежных теплопотерь.

Главной целью гидравлического расчета является приведение в соответствие расчетных расходов по сети с фактическими или эксплуатационными.

На данном этапе проектирования определяются:

  • диаметр труб и их пропускная способность;
  • местные потери давления по отдельным участкам системы отопления;
  • требования гидравлической увязки;
  • потери давления по всей системе (общие);
  • оптимальный расход теплоносителя.

Для производства гидравлического расчета необходимо проделать некую подготовку:

  1. Собрать исходные данные и систематизировать их.
  2. Выбрать методику расчета.

Первым делом проектировщик изучает теплотехнические параметры объекта и выполняет теплотехнический расчет. В итоге у него появляется информация о количестве тепла, необходимом для каждого помещения. После этого выбираются отопительные приборы и источник тепла.

Схематичное изображение отопительной системы в частном доме

На стадии разработки принимается решение о типе отопительной системы и особенностях ее балансировки, подбираются трубы и арматура. По окончании составляется аксонометрическая схема разводки, разрабатываются планы помещений с указанием:

  • мощности радиаторов;
  • расхода теплоносителя;
  • расстановки теплового оборудования и пр.

Все участки системы, узловые точки маркируются, подсчитывается и наносится на чертеж длина колец.

Расчет диаметра труб

Расчет сечения труб должен опираться на результаты теплового расчета, обоснованные экономически:

  • для двухтрубной системы – разность между tr (горячим теплоносителем) и to (охлажденным – обраткой);
  • для однотрубной – расход теплоносителя G, кг/ч.

Кроме того, в расчете должна учитываться скорость движения рабочей жидкости (теплоносителя) — V . Ее оптимальная величина находится в диапазоне 0,3-0,7 м/с. Скорость обратно пропорциональна внутреннему диаметру трубы.

При скорости движения воды, равной 0,6 м/с в системе появляется характерный шум, если же она менее 0,2 м/с, появляется риск возникновения воздушных пробок.

Для расчетов потребуется еще одна скоростная характеристика – скорость теплопотока. Она обозначается буквой Q, измеряется в ваттах и выражается в количестве тепла, переданного в единицу времени

Q (Вт) = W (Дж)/t (с)

Кроме вышеперечисленных исходных данных для расчета потребуются параметры отопительной системы – длина каждого участка с указанием приборов, подключенных к нему. Эти данные для удобства можно свести в таблицу, пример которой приведен ниже.

Таблица параметров участков

Обозначение участка Длина участка в метрах Количество приборов а участке, шт.
1-2 1,8 1
2-3 3,0 1
3-4 2,8 2
4-5 2,9 2

Расчет диаметров труб достаточно сложный, поэтому проще воспользоваться справочными таблицами. Их можно найти на сайтах производителей труб, в СНиП или специальной литературе.

Монтажники при подборе диаметра труб пользуются правилом, выведенным на основании анализа большого числа отопительных систем. Правда, это касается только небольших частных домов и квартир.

Практически все отопительные котлы оборудованы патрубками подачи и обратки ¾ и ½ дюйма. Такой трубой и выполняется разводка до первого разветвления.

Далее на каждом участке размер трубы уменьшают на один шаг.

Такой подход не оправдывает себя, если в доме имеется два или более этажей. В этом случае приходится производит полноценный расчет и обращаться к таблицам.

Вычисление местных сопротивлений

Местные сопротивления возникают в трубе и арматуре. На величину данных показателей влияют:

  • шероховатость внутренней поверхности трубы;
  • наличие мест расширения или сужения внутреннего диаметра трубопровода;
  • повороты;
  • протяженность;
  • наличие тройников, шаровых кранов, приборов балансировки и их количество.

Сопротивление рассчитывается для каждого участка, который характеризуется постоянным диаметром и неизменным расходом теплоносителя (в соответствии с тепловым балансом помещения).

Исходные данные для расчета:

  • длина расчетного участка – l, м;
  • диаметр трубы – d, мм;
  • заданная скорость теплоносителя – u, мм;
  • характеристики регулирующей арматуры, предоставляемые производителем;
  • коэффициент трения (зависит от материала трубы), λ;
  • потери на трение — ∆Pl, Па;
  • плотность теплоносителя (расчетная) – ρ = 971,8 кг/м3;
  • толщина стенки трубы – dн х δ, мм;
  • эквивалентная шероховатость трубы – kэ, мм.

Гидравлическое сопротивление — ∆P на участке сети рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха.

Символ ξ в формуле означает коэффициент местного сопротивления.

Балансировка перепадов давления в отопительной системе выполняется посредством регулирующей и запорной арматуры.

Гидравлическая увязка системы производится на основании:

  • проектной нагрузки (массового расхода теплоносителя);
  • данных производителей труб по динамическому сопротивлению;
  • количества местных сопротивлений на рассматриваемом участке;
  • технических характеристик арматуры.

Установочные характеристики – перепад давления, крепление, пропускная способность – задаются для каждого клапана. По ним определяют коэффициенты затекания теплоносителя в каждый стояк, а затем – в каждый прибор.

Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода теплоносителя и измеряются в кг/ч, где

S — произведение динамического удельного давления, выраженного в Па/(кг/ч), и приведенного коэффициента для местных сопротивлений участка (ξпр).

Приведенный коэффициент ξпр является суммой всех местных сопротивлений системы.

Определение потерь

Гидравлическое сопротивление главного циркуляционного кольца представляет собой сумму потерь его составляющих элементов:

  • первичного контура — ∆Plk;
  • местных систем — ∆Plм;
  • генератора тепла — ∆Pтг;
  • теплообменника ∆Pто.

Сумма всех этих величин и дает полное гидравлическое сопротивление системы ∆Pсо.

Гидравлический расчет системы отопления — пример расчета

В качестве примера рассмотрим двухтрубную гравитационную систему отопления.

Исходные данные для расчета:

  • расчетная тепловая нагрузка системы – Qзд. = 133 кВт;
  • параметры системы – tг = 750С, tо = 600С;
  • расход теплоносителя (расчетный) – Vсо = 7,6 м3/ч;
  • присоединение отопительной системы к котлам производится через гидравлический разделитель горизонтального типа;
  • автоматика каждого из котлов в течение всего года поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе – tг = 800С;
  • автоматический регулятор перепада давления устанавливается на вводе каждого распределителя;
  • система отопления от распределителей смонтирована из металлопластиковых труб, а теплоснабжение распределителей производится посредством стальных труб (водогазопроводных).

Диаметры участков трубопроводов подобраны с использованием номограммы для заданной скорости теплоносителя 0,4-0,5 м/с.

На участке 1 установлен клапан dу 65. Его сопротивление согласно информации производителя составляет 800 Па.

На участке 1а установлен фильтр диаметром 65 мм и с пропускной способностью 55 м3/ч. Сопротивление этого элемента составит:

0,1 х (G/kv) х 2 = 0,1 х (7581/55) х 2 = 1900 Па.

Варианты двухтрубной отопительной системы

Сопротивление трехходового клапана dу = 40 мм и kv = 25 м3/ч составит 9200 Па.

Суммарные потери давления в системе снабжения теплом распределителей будут равняться 21514 Па или приблизительно 21,5 кПа.

Аналогичным образом производится расчет остальных частей системы теплоснабжения распределителей. При расчете системы отопления от распределителя выбирается основное циркуляционное кольцо через наиболее нагруженное отопительное устройство. Гидравлический расчет производится с использованием 1-го направления.

на тему

Источник: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/raschet-sistem-otopleniya/gidravlicheskij.html

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.