Як розрахувати систему опалення?

Під час будівництва індивідуальних будинків досить часто виникає важливе питання, яким саме опалювальним устаткуванням скористатися, щоб забезпечити комфортні умови проживання. Чи можна самому зробити розрахунок системи опалення? Розглянемо це питання більш детально.

З усіх методів опалювальних систем індивідуального будинку широко використовуються системи опалення на основі води - водяні системи. Інші методи опалення, такі як каміни, печі, електричні масляні радіатори, різні інфрачервоні нагрівачі, зазвичай використовують як допоміжні джерела тепла. Що стосується повітряних систем опалення для приватного будинку, то це рідкість.

Система опалення це певна кількість приладів, труб, циркуляційних насосів, запірної арматури, автоматики, електричних датчиків, теплового реле, засобів контролю.

Вона забезпечує теплом приміщення різного призначення. Надійна робота і довговічність опалювальної системи індивідуального будинку багато в чому залежить від розробленої схеми до монтажу, правильності розрахунків, якості деталей, приладів, експлуатації.

Вибір котла, розрахунок теплової потужності

Генератором тепла системи опалення є сам котел. Тип котла будь то електричний, твердопаливний, комбінований або газовий, в основному залежить від місцевості проживання, а саме від того, який вид палива більш поширений в місцевості.

Що стосується твердопаливних котлів, то у них є один істотний недолік. При загальнодоступності твердого палива, даний котел необхідно опалювати не менше 2-3 разів на добу. Тепловіддача у твердопаливних котлів має циклічний вид, протягом доби температура в опалювальному приміщенні змінюється в середньому від 3 ° С до 5 ° С. Якщо доводиться купувати твердопаливний котел через відсутність більш дешевих видів палива, є 2 методи зменшити недоліки цього генератора тепла.

Можна скоротити число топок до 2-х за допомогою більшої закладки палива або використання теплового акумулятора ємністю не менше 5 м ³. Його потрібно зєднати з системою опалення. Використання електричних котлів не дуже популярно, причиною цього є: висока вартість електроенергії, проблеми з оформленням документації на використовувані потужності. Якщо індивідуальний будинок газифікований, то гідною основою для опалення може стати газ. Це буде найкращим варіантом, головна перевага це простота в експлуатації, не потрібно запасатися дровами, вугіллям, високий рівень ККД (близько 95%).

У наш час дуже важливими критеріями в опалювальній техніці є безпека експлуатованої техніки. Ще до недавнього часу, для опалювального газового обладнання необхідно було мати окреме добре провітрюється. Тепер же, потрібно мати окреме приміщення тільки для систем з відкритою камерою горіння. Від потужності обраного котла безпосередньо залежить ефективність роботи системи опалення. Мала потужність не дасть потрібної, комфортної температури в холодні дні опалювального періоду. А надлишкова потужність призведе до перевитрати палива.

Головними параметрами керуються, коли проводять розрахунок системи опалення, ними є:

• площа приміщення, яке повинно опалюватися (S);
• потужність самого котла, його параметри на 10 м ³ приміщення, дана величина встановлюється при обліку кліматичних умов області проживання (W yd.).
• прийняті загальні норми питомої потужності по зонах широт проживання:
• центральні райони проживання W yd = 1,25 - 1,55 кВт;
• північні райони проживання W yd = 1,54 - 2,1 кВт;
• південні райони проживання W yd = 0,75 - 0,94 кВт.

Що стосується розрахунку потужності котла (W кіт), він розраховується за формулою:

W Koт. = S * W yd. / 10

Дуже часто при проведенні розрахунків, для простоти застосовується значення W уд, яке прирівнюється одиниці. З огляду на це, вибирають потужність котла з розрахунку 10 кВт / 100 м ² приміщення.

Для прикладу наведемо наступний розрахунок системи опалення:

• загальна площа приміщення S = 100 м ²;
• потужність (W yd.) по центральних районах = 1,25 кВт;
• W Koт = 100 * 1,25 / 10 = 12 кВт.

За площею індивідуального будинку залежить типаж системи опалення та його розгалужень. Т. е. При розрахунку системи опалення площею до 100 м² використовується природна циркуляція теплоносія, велика площа приміщень вимагає вже використання насосів циркуляції. Коли проводять розрахунок системи топлення, як правило, циркуляційні насоси встановлюють у зворотний лінію. Це робиться для того, щоб продовжити термін служби деталей насосів, тим самим виключивши безпосередній контакт з гарячою водою.

За технічним вимогам опалювальних систем циркуляційні насоси повинні працювати постійно, мати безшумну роботу, економне енергоспоживання, надійність. При використанні сучасних теплових генераторів на газі, використовуються вбудовані в корпус циркуляційні насоси.

Вимоги до підбору і монтажу труб

При розрахунку, виборі систем опалення ключову роль має і правильних монтаж трубопроводів теплоносія.

Різновид труб досить велика, бувають:

• сталеві оцинковані, нержавіючі і т. д;
• мідні;
• з полімерних матеріалів.

Основні недоліки сталевих труб: необхідність зварювання при монтажі опалювальної системи, корозія металу. Оцинковані труби не мають подібних недоліків, якщо використовуються зєднання.

Основними достоїнствами сталевих труб є:

• непроникність кисню, дає можливість призупинити процес зносу;
• мають дуже низький рівень лінійно розширення;
• міцність;
• дуже малий коефіцієнт гідравлічного опору;
• простота у використанні.

Труби з металопластику монтуються пресовими або різьбовими зєднаннями без використання зварювання. Даний метод дозволяє знизити вартість робіт з монтажу обладнання. Укомплектована система такими деталями як: запірна арматура, трійники, відводи, коліна.

В останні роки знайшли своє широке застосування труби з поліпропілену, вони здатні витримувати високу температуру до 1000 ⁰С. Бажаючим заховати труби в стінових прорізах будинку, необхідно використовувати мідні труби, вони зєднуються методом пайки при високій температурі. Мідь має властивості стійкості до високих температур до 2000 ⁰С, а трубопроводи з неї можуть витримати високий тиск до 150 атм. Даний вид труб дуже дорогий і поводження з ними вимагає кваліфікації.

Необхідна кількість трубопроводів залежить від обраної схеми (однотрубная, двухтрубная) системи опалення. При проведенні розрахунку опалювальних систем, особливо великої площі, необхідно використовувати двухтрубную розводку, це дозволяє за допомогою терморегуляторів окремо регулювати температуру в приміщенні. У порівнянні з двухтрубной системою опалення в однотрубної системі є одна перевага - менша собівартість.

Вимоги до монтажу приладів опалювальної системи

Для більш ефективного поширення теплоносія в системі опалення використовуються спеціальні циркуляційні насоси, для обігріву приміщень - радіатори, які поділяються на типи: інфрачервоні, конвективно-радіаційні, конвективні.

У практиці найбільш широко використовуються останні 2 типу радіаторів, які володіють оптимальними параметрами.

При розрахунку необхідної кількості секцій використовують залежність: необхідно знати кількість тепловіддачі в одній секції, потім розділити на 100. І отримуємо ту кількість квадратних метрів, яке може обігріти секція при висоті стель 2,4 м, але не більше 2,7 м. У результаті ми можемо розрахувати потрібну кількість секцій для обігріву приміщення.

Як приклад наведемо такі співвідношення. Якщо один сегмент радіатора обігріває 2 м ² при вищезгаданої висоті, тоді 199 Вт ділимо на 100, в результаті отримуємо 1.9 м ². Для кімнати в 200 м ² необхідно 10 секцій в радіаторі. Якщо кімната кутова, присутній балкон, тоді потрібно умовно брати на 2 секції більше.

За середніми даними на 10% менше випромінює тепла радіатор, який поміщений в ніші. Під час монтажу радіаторів системи опалення обовязково враховувати деякі вимоги:

• монтаж опалювальних приладів (радіаторів) потрібно проводити тільки під вікнами;
• центр нагрівальних приладів необхідно монтувати строго по центру вікон, неприпустимо відхилятися більш ніж на 20 мм;
• нагрівальні батареї потрібно встановлювати строго вертикально;
• відстань з низу батареї до підлоги необхідно встановлювати не менше 70 мм, від верху батареї до підвіконня має бути не менше 50 мм.

Часті помилки при розрахунку

Однією з головних помилок, яка зустрічається при проведенні розрахунку опалювальної системи, це неправильний розрахунок потужності.

Розрахунок системи опалення потрібно проводити за обсягом приміщення. Багато цим нехтують і розраховують за площею. Адже потрібно проводити уваги не площі, а обсягу. Для цього використовуються спеціальні формули, згідно з технічними параметрами будівлі. Якщо була допущена критична помилка, то система буде працювати погано і неефективно.

Тепловий генератор (котел) буде працювати постійно, будуть гарячими радіатори, в опалювальному приміщенні буде прохолодно. У цьому випадку необхідно зробити розрахунок системи повторно, але вже по правильним параметрам.

Зробити повний опис всіх параметрів зараз неможливо, тому що опалювальну систему спочатку потрібно правильно розрахувати, тільки після цього проводиться потрібний матеріал. Мінімальна помилка в розрахунку може привести до поганих наслідків.

Після монтажу системи опалення, її робота перевіряється за спеціальною формулою. В даному випадку не грає важливої ролі те, чи проводився розрахунок для багатоповерхового або одноповерхового будинку. Проводять аналіз за однією схемою, беруться до уваги матеріали дверей вікон, складові стін, перегородок і т. Д. Спеціально для розрахунків опалювальних систем та опалювальних приладів є нормативні документи, такі як ГОСТ і СНИП.

Дуже важливим є і те, що всі будівельні матеріали для монтажу системи необхідно вибирати з фахівцем, з огляду на його рекомендації. Під час вибору матеріалів потрібно дотримуватися діаметр труб, теплову потужність котла, теплові характеристики радіаторів.

При покупці сполучних виробів, запірної арматури краще не економити, а купувати якісні матеріали. Даний вид продукції є одним із слабких в системі, тому якісні продукти послужать довго і зроблять витік в тому чи іншому місці. Економія коштів на покупку сантехнічних виробів може вивести з ладу роботу всієї опалювальної системи.

Розрахована і продумана система індивідуального будинку буде ефективною в тому випадку, якщо її елементи, складові частини зроблені виробниками якісно, тому необхідно купувати товар від добре зарекомендували компаній. Тільки в разі, коли поєднуються тільки якісні продукти, можна змонтувати в будинку надійну систему опалення.

Основні висновки для розрахунку

При розрахунку теплових втрат при конвекційному і інфрачервоному опаленні приміщень необхідно враховувати відмінності, які повязані з різними фізичними процесами.

Розрахунок теплових втрат при інфрачервоному і опаленні має деякі відмінності, повязані з різними фізичними процесами в опалюваних приміщеннях.

Коли проводять розрахунок системи інфрачервоного опалення, значення внутрішньої температури повітря потрібно брати нижче конвекційного від 3 ° С до 5 ° С.

Температурні значення огороджувальних конструкцій не приймаються як постійні величини, тому що їх частина постійно знаходиться під прямим випромінюванням, а інша частина в зоні розсіяного випромінювання.

Теплові втрати через фільтрацію зовнішнього повітря при конвекційному і інфрачервоному методі опалення потрібно проводити, враховуючи кратність обміну повітря в приміщенні. Дуже важливим є те, що при малому значенні перепаду температур по висоті приміщення коефіцієнт повітрообміну приймається рівним до 1 (інфрачервоне випромінювання).

При установці системи опалення, її розрахунок повинен проводиться грамотно і тільки фахівцями.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!