Как рассчитать систему отопления дома?

В процессе разработки проекта отопительной системы одним из ключевых моментов является тепловая мощность батарей. Это нужно для того, чтобы обеспечить требуемую санитарными нормами РФ температуру внутри жилого помещения от +22 °С. Но приборы отличаются друг от друга не только материалом изготовления, габаритами, но и количеством выделяемой тепловой энергии на 1 кв. м. Поэтому перед приобретением проводится расчет радиаторов.

Оглавление:

С чего начинать

Оптимальный микроклимат в жилом помещении обеспечивается правильно подобранными радиаторами. К каждому изделию производитель прилагает паспорт с техническими характеристиками. В нем указывается мощность радиатора любого вида, исходя из размеров одной секции или блока. Эта информация важна для вычисления габаритов агрегата, их количества с учетом некоторых других факторов.

Из СНиП 41-01-2003 известно, что тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни, следует принимать не менее, чем 10 Вт на 1 м 2 пола, то есть расчет системы отопления частного дома прост – нужно взять номинальную мощность батареи, прикинуть площадь квартиры и высчитать число радиаторов. Но все гораздо сложнее: она подбирается не по квадратным метрам, а по такому параметру, как термопотери. Причины:

1. Задача отопительной конструкции – компенсировать тепловые потери жилья и поднять температуру внутри до комфортной. Активнее всего тепло уходит через оконные проемы и холодные стены. При этом утепленный по правилам дом без сквозняков требует гораздо меньшей мощности радиаторов.

2. В расчет включаются:


  • высота потолка;
  • регион проживания: средняя уличная температура в Якутии составляет -40 °С, в Москве – -6 °С. Соответственно размеры и мощность радиаторов должны быть разными;
  • система вентиляции;
  • состав и толщина ограждающих конструкций.

Получив заданную величину, приступают к вычислению ключевых параметров.

Как правильно рассчитать мощность и количество секций

Продавцы отопительного оборудования предпочитают ориентироваться на средние показатели, указанные в инструкции к прибору. То есть, если указано, что 1 сегмент алюминиевой батареи может прогреть до 2 кв. м помещения, то дополнительные вычисления не требуются, однако это не так. На испытаниях берутся условия, приближенные к идеальным: температура на входе – не менее +70 или +90 °С, обратки – +55 или +70 °С, внутренняя температура – +20 °С, утепление ограждающих конструкций соответствует СНиПам. В реальности ситуация сильно отличается.

  • Редкие ТЭЦ поддерживают постоянную температуру, соответствующую 90/70 или 70/55.
  • Котлы, применяемые для отопления частного дома более +85 °С не выдают, поэтому пока теплоноситель дойдет до радиатора, температура падает еще на несколько градусов.
  • Наибольшую мощность имеют алюминиевые батареи – до 200 Вт. Но их нельзя использовать в централизованной системе. Биметаллические – в среднем около 150 Вт, чугунные – до 120.

1. Расчет по площади.

В разных источниках можно встретить как сильно упрощенный расчет мощности батареи отопления на квадратный метр, так и очень сложный с включением логарифмических функций. Первый основывается на аксиоме: на 1 м 2 пола необходимо 100 Вт тепла. Норматив нужно умножить на площадь комнаты, и получается требуемая интенсивность работы радиатора. Величина делится на мощность 1 секции – искомое число сегментов найдено.

Пример:

Имеется комната 4 х 5, биметаллические радиаторы Глобал с сегментом на 150 Вт. Мощность = 20 х 100 = 2 000 Вт. Количество секций = 2 000 / 150 = 13,3.

Расчет количества секций биметаллических радиаторов показывает, что для данного примера необходимо 14 узлов. Впечатляющая гармошка разместится под окном. Очевидно, что этот прием весьма условный. Во-первых, не учитываются объем помещения, термопотери через наружные стены и оконные проемы. Во-вторых, норматив «100 на 1» – итог сложного, но устаревшего инженерного теплотехнического расчета для определенного типа конструкции с жесткими параметрами (габариты, толщина и материал перегородок, утепление, кровля и тому подобное). Для большинства жилищ правило не подходит, а результатом его применения станет недостаточный или излишний прогрев (зависит от степени изоляции дома). Чтобы проверить правильность вычислений, возьмем сложные приемы расчета.

2. Расчет по теплопотерям.

Формула расчета включает средние поправочные коэффициенты и выражается следующим образом:

Q = (22 + 0,54Dt)(S + Sns  + 2So ), где:

  • Q – требуемая теплоотдача радиаторов, Вт;
  • Dt – разница между температурой воздуха в помещении и расчетной наружной, град;
  • Sp  – площадь пола, м 2 ;
  • Sns  – площадь стен снаружи, м 2 ;
  • S o  – площадь оконных проемов, м 2 .

Количество секций:

  • X = Q / N
  • где Q – теплопотери помещения;
  • N – мощность 1 сегмента.

Пример:

Имеется комната 4 х 5 х 2,5 м, оконный проем 1,2 х 1, одна наружная стена, биметаллические радиаторы Глобал с мощностью секции 150 Вт. Коэффициент термопроводности по СНиП – 2,5. Температура воздуха – -10 °С; внутри – +20 °С.

  • Q = (22 + 0,54 х 30) х (20 + 10 + 2,4) = 1237,68 Вт.
  • Количество секций = 1237,68 / 150 = 8,25.

Округляем до целого в сторону увеличения, получаем 9 секций. Можно проверить еще одним вариантом расчета с климатическими коэффициентами.

3. Расчет по теплопотерям комнаты согласно СНиП «Строительная климатология» 23-01-99.

Для начала нужно вычислить уровень термопотерь помещения через наружные и внутренние стены. Отдельно высчитывается этот же показатель для оконных проемов и дверей.

Q = F х kтеплопроводности  х (tвн -tнар ), где:

  • F – площадь внешних ограждений за минусом оконных проемов, м 2 ;
  • k – берется согласно СНиП «Строительная климатология» 23-01-99, Вт/м 2 К;
  • tвн – температура внутри помещения, в среднем величина берется от +18 до +22 °С;
  • tнар – температура наружного воздуха, значение берется из того же СНиП или на сайте метеорологической службы города.

Полученные результаты для стен и проемов складываются, и выходит общая сумма теплопотерь.

Пример:

Имеется комната 4 х 5 х 2,5 м, оконный проем 1,2 х 1, одна наружная стена, биметаллические радиаторы Глобал с мощностью секции 150 Вт. Коэффициент термопроводности по СНиП – 2,5. Каждое окно отнимает около 100 Вт, дверь – 150.

  • Qстены внут. = 10 х 2,5(20 + (-10)) = 250.
  • Qстены наруж.= 8,8 х 2,5 (20 + (-10)) = 220.
  • Общие теплопотери = 250 х 3 + 220 + 100 + 150 = 1 080 Вт.
  • Количество секций = 1 220 / 150 = 8,13.

Почти идентичный результат, но и это не все. Корректный расчет батарей отопления в квартиру или дом включает поправку на фактическую мощность радиатора при определенных условиях (температуры подачи воды, обратки и воздуха). Показатель не зависит от вида радиатора, он – математическая составляющая. Некоторые производители, например, Керми, Фондиталь, присылают дилерам специальную таблицу коэффициентов, которые позволяют скорректировать номинальную тепловую мощность и получить фактическую с учетом реальной температуры теплоносителя и воздуха в районе проживания.

Если нет доступа к подобной информации, можно добавить к рассчитанному значению 20 % запас мощности на случай сильных холодов. Таким образом, количество секций увеличивается до 10 шт.

Онлайн калькулятор

От чего зависит количество радиаторов в помещении

Радиаторы априори устанавливаются там, где холоднее всего – под или рядом с оконными проемами на наружной стене, то есть первый и главный фактор – область наибольшей теплопотери. Если оконных проемов 2, то разумнее смонтировать батареи под каждым.

Второе условие – материал, из которого изготовлен прибор. Чем выше термопроводность, тем меньшие габариты имеет радиатор. Для нашего примера в пересчете на алюминиевые Глобал Эволюшн 203 Вт потребуется 8 секций, если брать чугунные Cherad 97 Вт – 16 шт.

Расположение квартиры или дома не менее важно. Угловая комната всегда холоднее – две стены выходят на улицу. Если теплоноситель движется сверху вниз, отдача увеличивается на 20 %. Особую роль здесь играет утепление стен и пола – нормативное значение 0,024 Вт/м 2 К улучшает термоемкость помещения почти на 40 %. Монтаж двойных или тройных стеклопакетов сокращает теплопотери на 20 %. В противовес этому активная принудительная вентиляция требует повышения мощности.

По материалам сайта: http://termoguru.ru