Як розрахувати опалення в будинку: формули і поради

Тема нашої статті – розрахунок системи опалення приватного будинку. Зрозуміло, що в пік зимових морозів не хочеться зіткнутися з нестачею тепла; в рівній мірі неприємно викинути гроші, переплативши за непотрібне вам обладнання. Отже, приступимо до підрахунків.

Наша мета – забезпечити будинок теплом. По можливості – з мінімальними витратами.

Що належить розраховувати

Розкладемо велику проблему на складові. Нам належить вибрати:

Теплову потужність джерела тепла – котла автономного опалення. Вона повинна з мінімальним запасом забезпечити будинок теплом в найхолодніші тижні зими.
Кількість і розмір опалювальних приладів. Як правило – кількість секцій радіаторів, хоча, зрозуміло, поряд з ними можуть використовуватися конвектори або регістри.
Діаметр труб, по яких буде транспортуватися теплоносій для системи опалення.

У цьому порядку і приступимо до розрахунків.

Загальна інформація

Спочатку – трохи загальної інформації про типи палива.

З точки зору поточних експлуатаційних витрат найдешевшим видом палива є магістральний газ. У плані економічності кращий вибір – конденсаційні котли, що використовують вищу теплоту згоряння шляхом конденсації продуктів згоряння газу. Однак нескладно передбачити, що в найближчі роки природний газ буде дорожчати: його запаси обмежені, а попит зростає.
Наступні по економічності енергоносії – дрова і вугілля. Загальна проблема твердопаливних котлів – необхідність обслуговування: не рідше двох разів на добу котел потрібно протоплювати. Однак теплоаккумулятор дозволить зробити розпалювання більш рідкісними.

Увага: для вугілля і дров теплова потужність різниться приблизно на 10 відсотків на користь вугілля. Розрахунок опалення будинку повинен спиратися на потужність при використанні актуального для вас виду палива.

Єдиний розумний спосіб використовувати для опалення електроенергію – теплові насоси різних типів. У них електрична і ефективна теплова потужність різняться в 3-6 разів. Ефективність насосів повітря-повітря падає в міру зниження вуличної температури, що теж потрібно буде врахувати в розрахунках.

На фото – тепловий насос повітря-повітря. Ці прилади дешевше працюють за іншими схемами; але при негативних температурах їх ефективність падає.

Розрахунок теплової потужності

Перший і найпростіший спосіб закладений в СНиП: для опалення будинку потрібно один кіловат тепла на кожні 10 м2 площі. Для будинку площею 100 м2 потрібен десятікіловаттний котел.

Інструкція гранично проста, доступна і … дає величезні похибки.

Обсяг повітря при висоті стелі в 2,4 і 4,5 метра буде, м'яко кажучи, відрізнятися. Причому тепле повітря неминуче стане збиратися під стелею.
Витоку тепла через стіни і стелю тим вище, чим більше дельта температур з вулицею. У Оймяконе будинок буде охолоджуватися куди інтенсивніше, ніж в Геленджику.
Вікна та двері з проникності для тепла сильно відрізняються від стін.
Крім того, на розрахунок сильно впливає те, чи йде мова про приватний будинок або квартирі. СНиП валить все розрахунки в одну купу; між тим витоку тепла в приватному будинку будуть куди більше, ніж в багатоквартирному. Адже знизу і зверху у нього не теплі сусідські кімнати, а вулиця.

Так як розрахувати опалення будинку більш точно?

На один кубічний метр об'єму опалювального приміщення береться 40 ват теплової потужності.
Кожне вікно додає до потреби в теплі 100 ват. Кожні двері – 200.
Для приватного будинку використовується коефіцієнт 1,5 – саме через те, що в його випадку все стіни по периметру спільні з вулицею. У багатоквартирному будинку для кутових і торцевих квартир береться коефіцієнт 1,2-1,3 в залежності від товщини і матеріалу стін.
Поправка на регіон з його кліматом змінюється від 0,7 для південних областей Росії до 2,0 для Якутії і Чукотки. Московська і Ленінградська області вживають регіональну коефіцієнт 1,2.

Чим холодніше на вулиці, тим більше тепла будинок втрачає через стіни і стелю.

Давайте як приклад розрахуємо потреба в теплі одного поверху приватного будинку розміром 12х6,5 метрів, з стелями висотою 3,2 метра, чотирма вікнами і двома дверима, розташованого на березі Чорного моря.

Площа дорівнює 12 * 6,5 = 78 м2. Обсяг – 78 * 3,2 = 249,6 м3. Базове значення теплової потужності – 249,6 * 40 = 9984 Вт.

4 вікна додадуть 400 ват, двоє дверей – ще стільки ж. 9984 + 400 + 400 = 10784.

Приватний будинок. Коефіцієнт 1,5 дасть нам 16176 вата.

Вкрай теплий клімат морського узбережжя з позитивною температурою найхолоднішого місяця змусить нас помножити отримане значення на 0,7. 16176 * 0,7 = 11323 вата. Стало бути, нам з невеликим запасом вистачить котла з ефективною тепловою потужністю 12 кіловат.

Цікаво: на практиці для опалення цього поверху з запасом вистачає двох кондиціонерів з удвічі меншою сумарною тепловою потужністю, причому більшу частину часу працює один з них. Позначаються хороше утеплення і суміжні з сусідськими будинками стіни. Як бачите, навіть ця формула дає дуже приблизні дані.

У теплому кліматі найзручніше опалюватися звичайними інверторними кондиціонерами.

опалювальні прилади

Отже, ми збираємося створити своїми руками опалювальну систему, і підбираємо радіатори для неї. Скільки секцій нам знадобиться для кожної кімнати?

Відштовхуватися доведеться знову-таки від теплової потужності, необхідної для кожної кімнати. Використовується та ж методика розрахунку, що і для всього будинку. Після того, як ми з'ясуємо потреба кімнати в теплі – залишиться лише підібрати для неї відповідний опалювальний прилад.

Звідки брати дані про те, скільки тепла віддає той чи інший радіатор, конвектор або фанкойл?

Технічний паспорт вироби від мало-мальськи пристойного виробника містить ці відомості.

Нюанс: виробники вказують тепловий потік для дельти температур між кімнатою і опалювальним приладом в 70 градусів. Тобто, наприклад, при 20С в кімнаті батарея повинна бути розігріта до +90. Самі розумієте, що реальні значення можуть сильно відрізнятися.

Для секційних радіаторів всіх типів потужність секції можна знайти на сайті розробника. Далі – нескладний арифметичний розрахунок.

Наведемо усереднені дані для секцій різних типів при стандартному (500 міліметрів) міжосьовій відстані між підводками.

Чавунна секція віддає близько 140 ват тепла. Нагадаємо, при дельті температур з кімнатою в 70 градусів.
Тепловіддача біметалічною секції – близько 180 ват.
Повністю алюмінієва батарея здатна віддати близько 190-210 ват на секцію. З огляду на те, що ціна алюмінієвої секції рідко перевищує 300 рублів, а міцність більш ніж достатня для автономної системи опалення – популярність цього типу опалювальних приладів у власників приватних будинків цілком зрозуміла.

У мережі нескладно знайти таблиці та графіки, які розраховують кількість секцій для певної площі.

Почнемо з практичних рекомендацій, актуальних для різних типів опалювальних систем.

Для гравітаційної системи розлив монтується трубою сильно завищеного перетину – не менше ніж Ду32. Мета – мінімізувати гідравлічний опір при мінімальному перепаді в контурі. Найчастіше використовуються труби Ду40 – Ду50. Радіатори не розривають контур, а монтуються паралельно йому; підводка виконується трубою ДУ20 мм.

Увага: не плутайте ДУ труби з її зовнішнім діаметром. Поліпропіленова труба з просвітом, відповідним 32 міліметрів, матиме зовнішній діаметр приблизно в 40 мм.

У разі систем з примусовою циркуляцією береться поліпропіленова, поліетиленова або металопластикова труба із зовнішнім діаметром 25 міліметрів. При розумній площі будинку цього діаметра більш ніж достатньо.
При променевої розводці підводка живить всього один опалювальний прилад. Береться металопластик або зшитий поліетилен діаметром 16 міліметрів.

Якщо ви все-таки хочете провести технічно грамотний розрахунок опалювальної системи будинку з обчисленням мінімального перетину труб – варто скористатися таблицею.

Оптимальна швидкість потоку теплоносія – близько 0,6 м / с. Максимальна – 1,5. При більш високій швидкості в контурі з'являться шуми.

Як нею користуватися?

Припустимо, що нам потрібно забезпечити транспортування теплоносія з тепловим потоком в 12 кіловат. Значення цілком реально на виході з малопотужного котла. Оптимальна швидкість руху води – 0,6 метра в секунду.

Шукаємо в верхньому ряду потрібну нам швидкість і спускаємося по таблиці вниз, поки у верхньому рядку не побачимо значення теплового потоку ВИЩЕ необхідного нам. Округляти значення тут варто тільки в більшу сторону.

Як неважко помітити, нам потрібен ВНУТРІШНІЙ діаметр 20 міліметрів, що для поліпропілену відповідає зовнішньому діаметру 25 мм.

Врахуйте: метод годиться тільки і виключно для систем з примусовою циркуляцією (читайте також статтю «Електроопалення приватного будинку: основні якості, характеристики»).

висновок

Деяку додаткову інформацію про методики розрахунку опалювальних систем ви знайдете у відео, прикріпленому до статті. Теплих зим!