Правильный расчет системы отопления и его основные моменты

Рассмотрен подробный расчет системы отопления дома со всеми особенностями и сложностями, перечислены источники отопления, которые чаще всего являются вспомогательными, а также подробно рассмотрена однотрубная и двухтрубная система отопления.

В процессе строительства частных домов возникает вопрос выбора отопительного оборудования с целью обеспечения комфорта и создания уютных условий проживания. Рассмотрим, как правильно осуществить расчет системы отопления с учётом различных особенностей. Среди различных способов обогрева частного дома самой распространенной на данный момент признана индивидуальная система водяного отопления. (См. также: Выгодное отопление коттеджа. Система отопления «Ленинградка»)

Рисунок 1: Одна из систем отопления дома

Современные источники отопления дома

Электрические нагревательные приборы, к которым относятся тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели, масляные радиаторы, тепловые пушки, «теплые полы» и другие, а также камины и печи чаще всего используют как вспомогательные источники отопления.

Частный дом с системой воздушного отопления – чрезвычайная редкость.

Следует заметить, что есть общепринятые нормы удельной мощности котла в зависимости от климатических зон:

• W  = 1,5 – 2,0 кВт – в Северных районах.
• W  = 1,2 – 1,5 кВт – в Центральных районах;
• W = 0,7 – 0,9 кВт – в Южных районах;

С помощью формулы W кот. = S*W / 10 можно рассчитать мощность котла.

Расчет системы отопления дома включает в себя расчет мощности, при проведении которого следует учитывать следующие параметры: (См. также: Расчет котла отопления)

• S — общая площадь помещения, которое отапливается;
• W  – мощность котла (удельная) на 10 м³, которая определяется с учетом климатических особенностей региона.

Совет! С целью упрощения системы расчетов можно применить среднее значение удельной мощности котла (W), которое равно единице. Следовательно, нормативная мощность котла принимается из расчета 10 кВт на 100м

2 помещения, которое отапливается. Например:

1)    S = 100 м² – площадь помещения, которое отапливается;

2)    W = 1,2 кВт – удельная мощность Центральных районов.

W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.

Рисунок 2: Проектирование системы отопления

Особенности проектирования системы отопления

Тип отопления напрямую зависит от площади дома.В силу малой инерционности систему с естественной циркуляцией можно использовать для сооружений площадью не более 100м².  Расчет и проектирование систем отопления осуществляется с учетом целого ряда особенностей. Например, для зданий с большей площадью необходима принудительная циркуляция теплоносителя. Данный тип теплоносителя обеспечивается включением циркуляционных насосов в систему. (См. также: Что надо знать о проектировании отопления)

Совет! Для повышения длительности срока службы деталей, циркуляционные насосы нужно установить в обратную линию, которая ведет непосредственно к котлу от отопительных приборов. Таким образом, удается избавить контакт деталей с горячей водой.

Рисунок 3: Конструкция циркуляционного насоса

Требования к циркуляционным насосам

Поскольку циркуляционные насосы непрерывно работают, существуют определенные требования, которым они должны соответствовать:

• бесшумность работы;
•  простота эксплуатации;
•  низкий уровень энергопотребления;
•  надежность;
•  долговечность.

Рисунок 4: Циркуляционные насосы

Особенности расчета системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления является одним из наиболее трудоемких и сложных этапов в процессе проектирования систем отопления водяного типа. Перед проведением проектирования необходимо выполнить расчетно-графические работы: (См. также: Как рассчитать радиаторы отопления)

Рисунок 5: Программа для проведения гидравлического расчета

Двухтрубная система отопления

Расчетный участок трубопровода – это участок фиксированного диаметра со стабильным расходом теплоносителя, который определяется тепловым балансом отапливаемого помещения. Расчет двухтрубной системы отопления включает в себя нумерацию расчетных участков, которую стоит начать с источника теплоты (теплового генератора или ИТП). Как правило, на подающей магистрали узловые точки в ответвленных местах выделяют заглавными буквами. Соответственные узлы указывают со штрихом на сборных магистральных трубопроводах.

Рисунок 6: Двухтрубная система отопления

Что касаемо узловых точек на стояках (в местах, где ответвляются распределительные приборные ветки), то их обозначают простыми арабскими цифрами, соответствующими номеру этажа (для горизонтальных систем) или отвечают номеру приборной ветки-стояка (для вертикальных систем). Данные номера выделяют штрихом в местах сбора потоков теплоносителя. Каждый расчетный участок нумеруется двумя буквами или цифрами, которые должны соответствовать началу участка и его концу.

Вертикальная система отопления

При вертикальных системах отопления нумерацию стояков (приборных веток) следует выполнять цифрами арабского алфавита в направлении по часовой стрелке, начиная от квартиры, которая на плане этажа расположена в верхней левой части по периметру здания. С помощью планов, вычерченных в масштабе, определяют длину участков трубопроводов с точностью до 0,1 м.

Рисунок 7: Двухтрубная вертикальная схема отопления

Расчет системы отопления частного дома не обходится без расчета тепловой нагрузки участка, поэтому необходимо определить тепловой поток, который на подающих трубах передает или уже передал теплоноситель. Тепловую нагрузку нужных участков системы трубопроводов (распределительных и сборных) рассчитывают с округлением до 10 Вт, и определяют только после распределения тепловой нагрузки среди всех приборов и приборных веток, которые отапливаются. Принято указывать тепловую нагрузку участка – Q_i-j (Вт) над выносной линией, а его длину – l_i-j (м) под выносной линией.

Однотрубная система отопления

Расчет однотрубных систем немного отличается от расчета двухтрубных небольшим количеством особенностей при определении необходимой поверхности нагревательных приборов, а также при установлении размера и диаметра замыкающих участков и подводок данных нагревательных приборов.

Порядок расчета данной системы отопления совпадает свыше приведенным примером расчета двухтрубной системы.

Расчет однотрубной системы отопления начинается с того, что следует рассчитать диаметры стояков и магистралей по давлению. Также можно произвести расчет по обратной схеме: изначально найти диаметры по кольцу прибора, потом определить диаметры замыкающих участков. При данном расчете коэффициент затекания определяется по графику, который составляется за результатами проведенных исследований.

Рисунок 8: Однотрубная система отопления

Важно! При расчетах нельзя использовать заранее принятое количество воды, которая затекает в нагревательные приборы, поскольку этот показатель не является фиксированным и постоянным, а меняется под влиянием различного рода факторов.

Как рассчитать потребность вашего дома в отоплении

Если вы строите новый дом, ремонтируете старый или заменяете изношенную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, вы хотите сделать наиболее эффективный и экономичный выбор для отопления и охлаждения .

Необходимо учитывать несколько факторов, но все начинается с расчета потребности вашего дома в отоплении.

Ваш дилер HVAC также может выполнить эти расчеты, но понимание того, о чем идет речь, послужит основой для более обоснованного решения о ваших вариантах и ​​позволит вам предварительно подумать, прежде чем вы начнете делать покупки.

Тепло измеряется в британских тепловых единицах или БТЕ. Вам нужна достаточная мощность системы, чтобы чувствовать себя стабильно комфортно в помещении в холодный зимний день, не перегружая источник тепла.

Но и приобретать излишне большую, а значит, чрезмерно дорогую печь тоже не хочется. Суть в том, чтобы найти правильный баланс между комфортом и стоимостью.

Сколько BTU вам потребуется?

Следуя этим шагам, вы получите точную оценку:

1. Измерьте внутренние помещения каждой комнаты — длину, ширину и высоту — и умножьте полученные значения, чтобы получить объем комнаты в кубических футах.
2. Чтобы преобразовать это в БТЕ, умножьте объем на коэффициент 5. Или, если в комнате больше, чем «типичное» количество окон или дверных проемов, или меньше, чем «среднее», количество изоляции, умножьте на коэффициент 6. Если комната выходит на север, умножьте ее на 7.
3. Продолжайте этот процесс для каждой комнаты, затем сложите числа, чтобы определить общие потребности вашего дома в БТЕ.

Конечно, все не так просто. Это гораздо больше, чем просто математика, потому что ни один дом не является идеально «типичным».

Основным источником тепла может быть центральная система отопления и охлаждения, работающая от электричества, природного газа, пропана или солнечной энергии, дровяная печь или печь на пеллетах.

Какой бы способ отопления вы ни выбрали, на его эффективность будут влиять следующие факторы:

• Общий размер и форма вашего дома — сколько у вас комнат и имеют ли они открытую планировку или много отдельных комнат, является ли ваш дом многоэтажным или имеет мансарды и т. д. У вас старый дом с высокими потолками или соборный стиль? потолки?
• Окна и световые люки
  – количество, размер и расположение относительно солнца.
• Чердак и подпространство – конструкция из перекрытий, подвальные помещения и подвальные помещения могут служить теплоотводом или способствовать теплоизоляции жилых помещений. Точно так же, если на чердаке заметно теплее, чем на улице зимой, или прохладнее, чем на улице летом, это снижает нагрузку на вашу систему отопления и охлаждения.
• Ориентация на солнце – вы можете воспользоваться солнечным теплом, чтобы уменьшить потребность как в отоплении, так и в охлаждении, особенно если вы посадите лиственные деревья, чтобы затенять окна, выходящие на юг и запад.
• Климат — Вам нужна не только отопление, но и центральная система кондиционирования? Дома в умеренном климате имеют другие потребности в отоплении, чем дома, расположенные в районах с экстремальными погодными условиями.

Другие факторы влияют на расчет потребности вашего дома в отоплении.

Камины популярны не зря. Они могут внести существенный декоративный эффект в комнату любого типа и представлены в самых разных размерах и стилях.

Старомодные мартеновские камины, небольшие дровяные печи и печи на пеллетах, а также газовые или электрические камины также могут быть отличным вспомогательным источником тепла.

Потолочные вентиляторы, оконные вентиляторы и вентиляторы для всего дома могут быть ценной альтернативой или дополнением к центральному кондиционированию воздуха, улучшая циркуляцию воздуха, повышая комфорт и снижая влажность с минимальными затратами. Они также намного более экологичны.

А программируемый термостат может дать вам значительно больший контроль над отоплением вашего дома, чтобы экономить энергию и обеспечивать более постоянную температуру без потерь тепла, когда вас нет рядом.

Стоимость тоже имеет значение.

Энергоэффективность экономит деньги. Программа Energy Star Агентства по охране окружающей среды США предлагает бесплатную подробную информацию, которая поможет вам понять потребности вашего дома в отоплении и сделать правильный выбор в отношении первичных и вторичных источников тепла.

Система оценки и маркировки Energy Star также может помочь вам определить наиболее эффективные окна, изоляцию и другие компоненты для улучшения дома, если вы планируете модернизировать не только систему отопления.

Для большинства американских домовладельцев расходы на отопление и охлаждение представляют собой самые большие расходы на энергию. Вы ожидаете, что любой источник тепла, который вы выберете, прослужит много лет, что обеспечит вам минимально возможную совокупную стоимость владения. Эта общая стоимость включает не только первоначальную цену покупки, но и текущую стоимость топлива, будь то электричество, газ или что-то еще.

Расчет потребности вашего дома в отоплении — это первый шаг к тому, чтобы получить наилучшую общую стоимость с течением времени, но вы также должны выбрать надежного подрядчика с хорошей репутацией. Таким образом, вы получите надежное руководство и правильную установку, необходимые для обеспечения правильной работы вашей системы отопления с минимальным обслуживанием.

Подумайте о решении для всего дома, а не только в БТЕ, и вы получите максимальную экономию и комфорт, с которым сможете комфортно жить.

Джун Сэмюэлс — профессионал в области дизайна интерьеров и эксперт по проектированию домашнего отопления и охлаждения, пишет для MantelsDirect.com

.   Вы можете найти ее в Google+.

Колин 17 января 2014 г.

Как рассчитать потери тепла в доме

Расчет потерь тепла и определение энергоэффективности здания – важная часть работы инженера-теплотехника.

Завершение этого процесса включает в себя выполнение точных измерений дома, включая длину и размеры окон, стен, дверей и радиаторов, а также подробный анализ изоляции чердака и изоляции полостей. Кроме того, инженеру потребуется определить значение U, которое используется для количественной оценки проводимости материала.

После того, как вся эта информация будет получена, можно составить расчет потерь тепла, который покажет вам, насколько энергоэффективен ваш дом. На основе этой информации вы сможете определить масштаб и мощность необходимой вам системы отопления.

Чтобы упростить вам задачу, мы добавили калькулятор потерь тепла в конце этого блога, чтобы помочь вам рассчитать эффективность нагрева.

Для чего мы выполняем расчеты тепловых потерь?

При установке в доме новой системы отопления, будь то новый газовый котел, электрический накопительный нагреватель или геотермальный тепловой насос, важно понимать, как тепло сохраняется и теряется в вашем доме.

Если у вас дом с плохой теплоизоляцией, вам потребуется мощная система отопления, способная производить достаточно тепловой энергии, чтобы компенсировать потери тепла. Принимая во внимание, что если у вас есть хорошо изолированный дом, вам потребуется менее мощная система отопления для удовлетворения ваших потребностей в отоплении.

Это часто может вызвать проблемы, когда люди переоборудуют свои котлы. Старые котлы намного менее эффективны, чем современные аналоги, однако это не всегда ценится при установке нового котла.

Замена старого агрегата на современный котел аналогичного размера может привести к тому, что вы переплатите за слишком мощную систему отопления. Это одна из причин, почему важно правильно рассчитать потери тепла.

Что еще более важно, если вы устанавливаете геотермальный тепловой насос, важно, чтобы расчет тепловых потерь выполнялся в соответствии с самыми высокими стандартами. Это связано с тем, что при неправильном расчете потерь тепла вы можете в конечном итоге заплатить за слишком большой тепловой насос или, если изоляция недостаточна, вы можете оказаться в холодном доме.

Если оценка не будет проведена должным образом, это может привести к серьезным проблемам в будущем, вызвав высокие счета за электроэнергию и сбои в работе. Вот почему так важно точно рассчитать потери тепла.

Энергоэффективность домов в Великобритании

В Великобритании эффективность дома сильно различается в зависимости от стиля, возраста и дизайна собственности.

В Великобритании есть много старой недвижимости, и хотя они могут быть красивыми, они часто имеют очень низкую эффективность отопления.

Многие используемые сегодня дома были построены в середине 90-х годов и до сих пор не соответствуют требуемым стандартам изоляции. На самом деле, жилье в Великобритании является одним из самых старых и плохо изолированных домов в Европе: 38% домов построены до 1946 года и только 15% — с 1990-х годов.

Если мы углубимся в статистику, то получим интересный результат:

• Новые дома в среднем на 10-20% эффективнее существующих домов
• Только 37% домовладельцев когда-либо обновляли свою изоляцию
• 58% британских домов имеют изоляцию 1976 года или ранее
• Домохозяйства платят до 930 фунтов стерлингов из-за потерь тепла представление о том, насколько эффективен ваш дом, является важной частью этого.