Как рассчитать оптимальное количество и объемы теплообменников
При расчёте количества необходимых радиаторов, следует учитывать из какого материала они произведены. Рынок сейчас предлагает три вида металлических радиаторов:
- Чугун,
- Алюминий,
- Биметаллический сплав,
Все они имеют свои особенности. Чугун и алюминий имеют одинаковый показатель теплоотдачи, но при этом алюминий быстро остывает, а чугун медленно нагревается, но долго сохраняет тепло. Биметаллические радиаторы быстро нагреваются, но остывают значительнее медленнее алюминиевых.
При расчете количества радиаторов также следует учитывать и другие нюансы:
- теплоизоляция пола и стен помогает сохранить до 35% тепла,
- угловая комната прохладнее других и требует большего количества радиаторов,
- использование стеклопакетов на окнах сохраняет 15% теплоэнергии,
- через крышу «уходит» до 25% теплоэнергии.
Количество радиаторов отопления и секций в них зависит от многих факторовИсточник amikta.ru
В соответствии с нормами СНиП, на обогрев 1 м³ требуется 100 Вт тепла. Следовательно, 50 м³ потребуют 5000 Вт. В среднем, одна секция биметаллического радиатора выделяет 150 Вт при температуре теплоносителя 50 °C, а прибор на 8 секций выделяет 150 * 8 = 1200 Вт. С помощью простого калькулятора считаем: 5000 : 1200 = 4,16. То есть, для обогрева этой площади нужно примерно 4-5 радиаторов.
Однако, в частном доме температура регулируется самостоятельно и обычно считается, что одна батарея выделяет 1500-1800 Вт тепла. Пересчитываем среднее значение и получаем 5000 : 1650 = 3,03. То есть, должно быть достаточно и трёх радиаторов. Разумеется, это общий принцип, а более точные расчёты делаются исходя из предполагаемой температуры теплоносителя и тепловыделения радиаторов, которые будут установлены.
Можно воспользоваться примерной формулой расчета секций радиатора:
N*= S/P *100
Значок (*) показывает, что дробная часть округляется по общим математическим правилам, N – количество секций, S – площадь комнаты в м2, а P – теплоотдача 1 секции в Вт.
Видео описание
Пример, как рассчитать отопление в частном доме при помощи онлайн-калькулятора в этом видео:
Заключение
Монтаж и расчет отопительной системы в частном доме – это главная составляющая условий комфортного проживания в нем. Поэтому к расчету отопления в частном доме следует подойти с особой тщательностью, учитывая множество сопутствующих нюансов и факторов.
Калькулятор поможет если нужно быстро и усреднённо сравнить между собой различные технологии строительства. В других случаях лучше обратиться к специалисту, который грамотно проведет расчеты, правильно обработает результаты и учтет все погрешности.
С этой задачей не справится ни одна программа, потому что в нее заложены только общие формулы, а калькуляторы отопления частного дома и таблицы, предлагаемые в интернете, служат лишь для облегчения расчетов и не могут гарантировать точности. Для точных правильных расчетов стоит доверить эту работу специалистам, которые смогут учесть все пожелания, возможности и технические показатели выбранных материалов и приборов.
Расчет гидравлически коротких трубопроводов
Первый случай:
Истечение жидкости
под уровень.
Рис. 43 Схема расчета
короткого трубопровода (случай первый)
Жидкость перетекает
из А в В.
Длина трубы
,
диаметр
Пренебрегая
скоростными
напорами
и,
уравнение Бернулли имеет вид:
(126)
Потери напора
(127)
(128)
Обозначим
Так как,
то
(130)
(131)
Обозначим:
тогда
, (132)
где
м
Второй случай:
Истечение жидкости
в атмосферу.
Рис. 44 Схема расчета
короткого трубопровода (случай второй)
Из уравнения
Бернулли для сечений 1 — 1
и 2 — 2, получим
(133)
где
(134)
Подставив, имеем
(135)
Обозначим,
тогда
(136)
и
(137)
Расход жидкости:
(138)
или
(139)
где— коэффициент расхода системы.
Пример. Определить
расход керосина Т-1
при температуре,
протекающего по трубопроводу из сваренных
труб из нержавеющей стали в пункты 1
и 2 (рис. 45), если
напор Н
в резервуаре постоянный и равный 7,2м.
Длина отдельных частей трубопровода
,
диаметры:,
.
Местные потери напора в расчетах не
учитывать.
Рис. 45. Схема
трубопровода с параллельными ветвями
Так
как трубы 1 и 2параллельны,
то потерянные напоры в этих трубах
или
(140)
По
условию задачи размеры параллельных
труб, изготовленных из одного материала,
одинаковы (
)
поэтому
и
Следовательно,
;
(141)
где
Уравнение
Бернулли для сечений 0
— 0
и 1 — 1
(см. рис. 45)
Так
как,,,,
то
или
(142)
Уравнение
(142) можно решить только графоаналитическим
способом. Задаемся разными значениями
расхода жидкости в трубопроводе и для
этих значений
(143)
По
известным величинам
Для
керосина Т
— 1
,
.
У
сварных труб из нержавеющей стали
эквивалентная шероховатость,
поэтому относительная эквивалентная
шероховатость труб
;
.
По
известным величинам
Таблица
5
Расчет
гидравлической характеристики
трубопроводов, 2 5 8 , 1,02 2,55 4,09 2,04 5,10 8,18 0,032 0,026 0,0245 , 0,053 0,332 0,851 , 0,312 1,54 3,83 , 0,795 1,99 3,19 1,27 3,18, 5,10 0,032 0,0285 0,028 , 0,0322 0,202 0,519 , 0,23 1,33 3,34 , 0,574 3,07 7,69
Выбор диаметра однотрубной системы отопления
Чтобы выяснить, какой выбрать размер трубы для отопления, если запроектирована однотрубная теплоснабжающая конструкция, пользуются другой таблицей. С ее помощью можно рассчитать внутренний параметр для труб, используемых для обогрева одного этажа, где радиаторы будут подключаться последовательно.
Расчет выполняют в следующей последовательности:
- От котла на вход в систему будет подаваться 15 кВт, поэтому могут подойти изделия диаметром 25 и 20 миллиметров. Предпочтение в данном случае лучше отдать 20-миллиметровым трубам.
- На первой из батарей тепловая нагрузка понижается до 12 кВт. Согласно таблице дальше диаметр будет аналогичным –20 миллиметров.
- Для третьего по счету радиатора нагрузка составит 10,5 кВт. В таблице сечение все также равно 20 миллиметров.
- На четвертый прибор нужно проложить 15-миллиметровую трубу при нагрузке 8,5 кВт.
- На пятый радиатор также пойдет 15 миллиметров, а далее можно монтировать 12 миллиметров.
Не следует забывать, что в таблице представлены значения внутренних диаметров. Ориентируясь на них, не составит труда отыскать маркировку продукции из нужного материала.
Как видно из вышеприведенного примера, делать расчет диаметра труб несложно
Но он подходит исключительно для металлопластиковых и полипропиленовых изделий, поскольку у них невысокий показатель теплопроводности и потери через стенки незначительны и по этой причине их во внимание, делая вычисления, не берут
Абсолютно иначе обстоит дело с металлической трубной продукцией из нержавейки, стали или алюминия. В этом случае, когда протяженность контура большая, теплопотери за счет поверхности трубопровода получаются значительными.
Преимущества и недостатки разных видов труб для отопления
Каждый материал изготовления труб имеет свойственные только ему характеристики, а значит, достоинства и недостатки.
Металлические трубы
Металлические трубы – это самый старый вариант элементов трубопровода, и по сей день активно использующийся как при отоплении частных домов, так и при создании городских коммуникаций.
Поскольку железо сильно подвержено коррозии, следует использовать трубы с оцинковкой или их коррозионноустойчивых марок стали.
Широкое применение этих изделий в настоящее время отчасти и обусловлено соблюдением традиций при проектировании контуров отопления, однако имеет и рациональное объяснение.
Плюсы использования металлических (стальных, чугунных, медных) отопительных труб:
- простота монтажа трубопровода;
- стойкость изделий к повышенной температуре;
- устойчивость к механическим воздействиям любого вида;
- хорошая теплопроводность;
- возможность использовать минимум крепежа за счёт свойственной металлу жёсткости;
- пластичность труб, дающая возможность изгибать изделия;
- широкий ассортимент арматуры – соединительной, угловой и т.д.;
- стойкость к высокому внутреннему давлению в отопительной системе;
- возможность использовать трубы из разных металлов;
- долговечность и надёжность собранной конструкции (для стальных труб – до 50 лет, для медных – свыше 100 лет).
Минусы металлических изделий:
- большой вес, в некоторых случаях не дающий возможности работать в одиночку;
- необходимость сварки элементов, требующая наличия квалифицированного сварщика или навыков работы со сварочным аппаратом;
- монтаж металлического трубопровода отнимает больше времени;
- шероховатость внутренней поверхности труб, а значит, возможность отложения осадков;
- угроза коррозии элементов, требующая избегать скрытой укладки труб;
- необходимость периодически красить изделия во избежание наружных повреждений;
- большие тепловые потери в холодных комнатах.
Полипропиленовые трубы
Преимущества трубопроводов из полипропиленовых труб:
- гладкая внутренняя поверхность, практически исключающая возможность образования засоров;
- небольшой вес, позволяющий производить монтаж без приложения лишних усилий, в том числе в одиночку, а кроме того, безопасный для домов, построенных на смещающихся грунтах;
- отсутствие угрозы коррозии, поэтому такие трубы можно закладывать в стены закрытым способом;
- отсутствует необходимость в окрашивании изделий;
- при поддержании нужного уровня температуры трубопровод прослужит не менее 20 лет;
- конструкцию просто мыть и прочищать;
- невысокая стоимость продукции – за те же деньги можно обустроить трубопровод гораздо большей протяжённости, чем из металла.
Недостатки таких труб:
- нужен специальный сварочный аппарат для соединения элементов конструкции;
- трубы нельзя сгибать, необходимо пользоваться фитингами;
- максимальный порог температуры — 70°С (краткосрочно – до 90°С);
- неустойчивость к механическим воздействиям;
- провисание на протяжённых участках (при монтаже следует использовать большее количество крепежа).
Трубы из сшитого полиэтилена (PEX)
Преимущества таких изделий:
- высокий для пластика порог рабочей температуры – до 90°С;
- повышенная плотность материала изготовления, обеспечивающая неплохую механическую устойчивость и защиту от протечек;
- трубы из этого материала можно при нагревании сгибать и таким же образом разгибать обратно (эффект памяти);
- гладкость внутренней поверхности, препятствующая образованию засоров;
- небольшой коэффициент расширения, не требующий установки компенсаторов;
- небольшой вес, дающий возможность свободно производить сборку трубопровода;
- простота монтажа (используются пресс-фитинги);
- долговечность изделий – срок службы такого трубопровода не менее 50 лет.
Недостатков у таких труб нет, их можно использовать как для установки трубопровода в целом, так и в сочетании с другими материалами.
Металлопластиковые трубы
Такие трубы сочетают лучшие свойства металлических и полимерных изделий: гладкую внутреннюю поверхность, металлическое армирование, обеспечивающее прочность, и не требующий окрашивания внешний слой.
Недостатки изделий:
- высокая стоимость сопутствующей арматуры;
- деформация при замерзании – такие трубы нужно использовать в домах для постоянного проживания, иначе за зиму неиспользуемый трубопровод придёт в негодность.
Выбор труб для монтажа отопительных систем практически не ограничен, и качество работы собранного контура зависит в первую очередь от правильного решения проектировщика и добросовестного выполнения всех этапов сборки системы.
Определение характеристик смеси
Поскольку в условии
задачи не оговаривается изменение
температуры, принимаем поток изотермическим,
т.е. с сохранением температуры 30°С на
всем протяжении. Состав смеси бензола
и толуола позволяет определить плотность
и вязкость смеси.
Плотность при 30 С:
бензола ρб
= 868,5 кг/м3
и плотность толуола ρт
= 856,5 кг/м3,
тогда плотность смеси: ρсм
= 0,7* ρб
+ 0,3* ρт
= 0,7*868,5 + 0,3*856,5 = 864,9 кг/м3
.
Вязкость при 30 С:
бензола μб
= 5,6*10-4
Па*с и вязкость толуола μт
= 5,22*10-4
Па*с, тогда вязкость смеси: lg
μсм
= 0,7*lg
μб
+ 0,3*lg
μт
= 0,7*lg
(5,6*10-4)
+ 0,3*lg
(5,22*10-4)
= — 3,261, а μсм
= 5,48*10-4
Па*с .
Основные параметры труб
Полипропиленовые трубы отопления
- Основной характеристикой любой трубы является ее внутренний диаметр. Именно от этого показателя зависит пропускная способность трубы.
- Наружный диаметр, также, является важным параметром, который необходимо учитывать, при проектировании систем.
- Условным диаметром трубы принято называть округленное значение, выраженное в дюймах.
Подбирая диаметры труб для отопления, следует учесть, что для труб, выполненных из разных материалов, применяются различные системы измерений. К примеру, практически все трубы из стали и чугуна маркируются по внутреннему сечению.
А вот трубы из пластика и меди – по наружному диаметру. Эту особенность следует учитывать, если планируется собирать систему из комбинации материалов.
Подключение трубы к радиатору
Задумавшись, как рассчитать диаметр трубы отопления, не стоит забывать о существующей системе измерений этой величины. В большинстве случаев, диаметр измеряется в дюймах и выражается целыми числами или в долях.
Как рассчитать диаметр труб?
При решении задачи, какой диаметр труб для отопления необходим в данном помещении, нужно при расчете диаметра труб для отопления учитывать такой параметр, как тепловая нагрузка. Принято считать, что для поддержания в комнате комфортных условий достаточно 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения (при условии, что в комнате потолки стандартной высоты – 2,5 метра).
То есть, к примеру, для отопления комнаты площадью 25 квадратных метра требуется 2,5 кВт тепловой энергии (25 * 100 = 2500 Вт =2,5 кВт)
Далее следует осуществить подбор диаметра труб отопления при помощи специальных таблиц.
Диаметр трубы (дюймы) | Расход трубы (л/мин) | Тепловая нагрузка (кВт) |
1/2 | 5,7 | 5,5 |
3/4 | 15 | 14,6 |
1 | 30 | 29,3 |
Как видно из данных, помещенных в таблице, для нашего примера с комнатой площадью 25 квадратных метра подойдут трубы, имеющие диаметр 1/2 дюйма.
Каковы должны быть давление и температура теплоносителя?
Пример смонтированных тру и радиатора
Имея автономное отопление, хозяин дома сам выбирает такой параметр, как температура воды в трубах отопления. Нужно заметить, что точно установленной нормы данного параметра не существует, так как она зависит не только от внешних условий и желаний хозяина, но и от коэффициента теплопередачи установленных радиаторов отопления.
Как правило, расчет количества радиаторов и их секций осуществляется с учетом такой величины, как их паспортная тепловая мощность. Этот параметр задается из расчета, что температура отопления воды в трубах будет равно 75 градусам.
То есть, если рассудить логически, то данная температура и является оптимальной. Однако при изменении внешней температуры в ту или другую сторону, температуру нагрева теплоносителя целесообразно регулировать. Это поможет поддерживать в доме комфортный микроклимат и экономить энергию.
Монтаж труб отопления
Для того чтобы система отопления функционировала нормально, владелец дома обязан знать, какое давление должно быть в трубах отопления. Для автономной системы нормальным показателем является 1,5-2 атмосферы. Если показатель давления достигает 3 атмосфер, то это уже критическая ситуация, грозящая разгерметизацией или выходом из строя оборудования.
Для того чтобы можно было всегда проверить, какое давление в трубах отопления, в схему обязательно включают манометры. А чтобы не допустить чрезмерного напора используют расширительные баки.
Основные характеристики
При выборе труб для пластикового водопровода следует ориентироваться на технические характеристики изделий. Существует прямая зависимость технических свойств и особенностей полимерных труб от материала их изготовления. Для производства полимерных стройматериалов используется различные виды сырья, имеющие разные температурные, весовые и прочностные характеристики
Температура носителя
Пластиковый водопровод может применяться как для подвода холодной, так для и горячей воды, Однако не все виды пластика предназначены для горячего водоснабжения.
Вид пластика | Предельные значения температуры теплоносителя, град С | |
Поливинилхлорид (ПВХ) | 0 градусов | Не более 30 град |
Полипропилен | 0 градусов | Не более 95 град |
Полиэтилен | 0 градусов | +45 град |
Металлопластик | 0 градусов | +95 град. |
В приведенной таблице, составленной на основании рекомендаций заводов — изготовителей, можно сделать вывод, что область использования пластика для горячей воды ограничена техническими свойствами исходного материала.
Вес
Среди основных технических характеристик водопроводных труб, предназначенных для водоснабжения, важным критерием является их вес. Известно, что малый вес по сравнению с металлическим водопроводом – это одно из главных преимуществ пластиковой коммуникации
При прокладке водопровода по стенам или под потолком, важно знать: сколько будет весит трубная разводка и сможет ли конструкция стены или потолка выдержать данную нагрузку. Если нет под руками справочника по пластиковым водопроводным материалам, то для подсчета веса можно воспользоваться следующими правилами:
- Показатель веса находится в прямой зависимости от диаметра и толщины ее стенок. Например, один погонный метр трубного изделия из пластика диаметром 16 мм равен 100 гр. В настоящий момент нет строгих стандартов веса и при покупке вес изделия можно увидеть в прилагаемом сертификате.
- Формула подсчета для самостоятельного определения веса полимерных трубных изделий: вес в килограммах 1 м. пог. пластиковой трубы =((Дн – Т)/40,55)*Т, где Дн – наружный диаметр, Т — толщина стенки, 40,55 – постоянная константа.
Есть еще один способ узнать ориентировочное весовое значение: определить объем трубы в м3 и умножить на постоянный коэффициент 950.
Прочность
Показатели прочности особенно актуальны для пластиковых труб укладываемых в землю. Они эксплуатируются в условиях внутреннего высокого давления водяного потока и внешней нагрузки от большого объема грунта. Производители предлагают использовать для таких видов водопроводных инженерных сетей изделия с более высокими показателями по прочности, но и цена на такие стройматериалы будет намного выше, чем у обычных пластиковых.
Таблица диаметров труб для водопровода
От выбора размера труб для водопровода зависит пропускная способность всей системы подачи воды. Для каждого вида полимерных трубных изделий существуют свои нормы и стандарты с разными толщинами стенок.
Разновидность | ГОСТ | Условия применения | Допустимый диаметр, мм | Толщина стенок, мм |
Поливинилхлоридные (ПХВ) | Р 51613-2000 3241202913 | Подвод к ванне и раковине | От 10 до 315 | От 1,6 до 6 |
Подвод к унитазу | От 15 до 315 | |||
Подвод к стиральной машине | От 15 до 315 | |||
Полиэтиленовые (ПЭ) | 18599-2001 | Трубы легкие | От 20 до 100 | 2,0 – 29,3 |
Средние | 2,0 – 45,3 | |||
Тяжелые | 2,0 – 45,5 | |||
Полипропиленовые(ПП) | 32415-2013 | Внутренняя разводка | 40,50 и 110 | 8,1 |
Наружная разводка, в землю | От 150 | От 32,1 до 35,2 | ||
Металлопластиковые | Прокладка водопровода | 15,20 | 2 |
Существует правило, что для прокладки водопроводной линии диаметр трубы не должен быть менее 15 мм, а для монтажа водоподающих стояков используются диаметры от 32 мм.
При выборе труб необходимого размера, следует учесть зависимость сечения от протяженности водопроводной линии:
- При длине водяной системы менее 30 метров допускается использование труб диаметром 25 мм.
- Если длина магистрали более 30 метров, рекомендуется применять сечение от 32 мм.
Для коротких водопроводных линий до 10 метров актуальным будут пластиковые изделия диаметром 20 мм.
Разобраться с диаметрами в миллиметрах и дюймах и их пересчету поможет это видео:
Что учитывается при расчете
Основные критерии, которые важно учесть:
- объем теплоносителя, достаточного для заполнения системы;
- длина отопительного контура;
- номинальная скорость потока теплоносителя;
- требуемая продуктивность, кВт;
- циркуляционное давление;
- сопротивление труб и фитинга в отопительном контуре.
Для каждого параметра имеется диапазон приемлемых значений. Расчет при этом должен дать размер трубы системы отопления, удовлетворяющий всем требованиям и обеспечивающий оптимальные параметры.
Расчеты касаются внутреннего диаметра. Уже после получения нужного размера выбирается подходящий номинал, имеющийся в продаже, далее подбирается материал. От этого зависит толщина стенок, внешний диаметр и внешний вид.
Таблица диаметров труб для отопления дома
Таблица расчета диаметра трубы для двухтрубной системы отопления с расчетными параметрами (Δt° = 20 °С, плотность воды 971 кг ⁄ м³, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж ⁄ (кг × °С)):
Диаметр трубы внутрен-ний, мм | Тепло-вой поток / расход воды | Скорость потока, м/с | ||||||||||
0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | ||
8 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 409 18 | 818 35 | 1226 53 | 1635 70 | 2044 88 | 2453 105 | 2861 123 | 3270 141 | 3679 158 | 4088 176 | 4496 193 |
10 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 639 27 | 1277 55 | 1916 82 | 2555 110 | 3193 137 | 3832 165 | 4471 192 | 5109 220 | 5748 247 | 6387 275 | 7025 302 |
12 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 920 40 | 1839 79 | 2759 119 | 3679 158 | 4598 198 | 5518 237 | 6438 277 | 728 316 | 8277 356 | 9197 395 | 10117 435 |
15 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 1437 62 | 2874 124 | 4311 185 | 5748 247 | 7185 309 | 8622 371 | 10059 433 | 11496 494 | 12933 556 | 14370 618 | 15807 680 |
20 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 2555 110 | 5109 220 | 7664 330 | 10219 439 | 12774 549 | 15328 659 | 17883 769 | 20438 879 | 22992 989 | 25547 1099 | 28102 1208 |
25 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 3992 172 | 7983 343 | 11975 515 | 15967 687 | 19959 858 | 23950 1030 | 27942 1202 | 31934 1373 | 35926 1545 | 39917 1716 | 43909 1999 |
32 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 6540 281 | 13080 562 | 19620 844 | 26160 1125 | 32700 1406 | 39240 1687 | 45780 1969 | 53220 2250 | 58860 2534 | 65401 2812 | 71941 3093 |
40 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 10219 439 | 20438 879 | 30656 1318 | 40875 1758 | 51094 2197 | 61343 2636 | 71532 3076 | 81751 3515 | 91969 3955 | 102188 4394 | 112407 4834 |
50 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 15967 687 | 31934 1373 | 47901 2060 | 63868 2746 | 79835 3433 | 95802 4120 | 111768 4806 | 127735 5493 | 143702 6179 | 159669 6866 | 175636 7552 |
70 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 31295 1346 | 62590 2691 | 93885 4037 | 125181 5383 | 156476 6729 | 187771 8074 | 219066 9420 | 250361 10766 | 281656 12111 | 312952 13457 | 344247 14803 |
100 | ΔW, Вт Q, кг ⁄ час | 63868 2746 | 127735 5493 | 191603 8239 | 255471 10985 | 319338 13732 | 383206 16478 | 447074 19224 | 510941 21971 | 574809 24717 | 638677 27463 | 702544 30210 |
На основании предыдущего примера и данной таблицы выберем диаметр трубы отопления. Нам известно, что минимально необходимая тепловая мощность для комнаты площадью 20 м² равна 3710 Вт × час. Смотрим таблицу и ищем ближайшее значение, которое соответствует рассчитанному тепловому потоку и оптимальной скорости движения жидкости. Получаем внутренний диаметр трубы 12 мм, который при скорости движения теплоносителя 0,5 м ⁄ с обеспечит расход 198 кг ⁄ час.
Этапы расчета
Рассчитать параметры отопления дома необходимо в несколько этапов:
- расчет теплопотерь дома;
- подбор температурного режима;
- подбор отопительных радиаторов по мощности;
- гидравлический расчет системы;
- выбор котла.
Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.
Расчет теплопотерь
Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:
- удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
- геометрические размеры всех элементов здания.
Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле:
Мк = 1,2 х Тп, где
Тп — суммарные теплопотери постройки;
Мк — мощность котла;
1,2 — коэффициент запаса (20%).
При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.
Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:
- для центральных районов России — 1,2 — 1,5 кВт;
- для юга страны — 0,7 — 0,9 кВт;
- для севера — 1,5 — 2,0 кВт.
Упрощенная методика позволяет рассчитать отопление, не прибегая к дорогостоящей помощи проектных организаций.
Температурный режим и подбор радиаторов
Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.
Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.
Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.
Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.
К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.
Гидравлический расчет
Для гидравлического расчета существуют специальные программы.
Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:
- Расход теплоносителя в целом;
- Потери напора теплового носителя в системе;
- Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.
Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.
Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости — 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.
Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.
Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.
Выбор котла и немного экономики
Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический. Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт. При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.
Параметры подбора диаметра трубы
В первую очередь нужно учитывать, что правила выбора труб для различных отопительных схем существенно отличаются.
Если подключение системы обогрева будет проводиться к центральной отопительной магистрали, то диаметр трубы рассчитывается аналогично квартирным отопительным системам.
Если же планируется автономное отопление, то диаметр здесь может быть отличен в зависимости от того будет ли система работать с помощью циркуляционного насоса, либо же путем естественной циркуляции.
В том числе на выбор влияют:
- Материал изготовления трубы
- Тип теплоносителя
- Специфика разводки отопительной системы
- Предполагаемое давление воды
- Скорость течения воды в системе
В идеале стоит доверить процедуру расчета специалисту, однако, если у вас нет такой возможности или просто есть желание, то можно вполне справиться самостоятельно.