Теплоноситель для системы отопления: температура, параметры, расчет объема

Нормативы должен знать каждый: параметры теплоносителя системы отопления многоквартирного дома

Жители многоквартирных домов в холодное время года чаще доверяют поддержание температуры в комнатах уже установленным батареям центрального отопления.

В этом преимущество городских многоэтажек перед частным сектором — с середины октября и до конца апреля коммунальные службы заботятся о постоянном обогреве жилых помещений. Но не всегда их работа безупречна.

Многие сталкивались с недостаточно горячими трубами в зимние морозы, и с настоящей тепловой атакой весной. На самом деле, оптимальная температура квартиры в разное время года определена централизованно, и должна соответствовать принятому ГОСТу.

Нормативы отопления ПП РФ № 354 от 06.05.2011 и ГОСТ

6 мая 2011 года было издано Правительственное Постановление, которое действует по сей день. Согласно ему, отопительный сезон зависит не столько от времени года, сколько от температуры воздуха на улице.

Центральное отопление начинает работать при условии, что внешний термометр показывает отметку ниже 8 °C, и похолодание длится не менее пяти суток.

На шестой день трубы уже начинают обогрев помещений. Если в течение указанного времени наступило потепление, отопительный сезон откладывается. Во всех частях страны, батареи радуют своим теплом с середины осени и поддерживают комфортную температуру до конца апреля.

Если морозы наступили, а трубы остаются холодными, это может быть результатом неполадок в системе. В случае глобальной поломки или незавершённых ремонтных работ придётся воспользоваться дополнительным обогревателем, пока неисправность не будет устранена.

Если проблема заключается в заполнивших батареи воздушных пробках, то обращаются в эксплуатирующую компанию. В течение суток после подачи заявки приедет закреплённый за домом сантехник и «продует» проблемный участок.

Стандарт и нормы допустимых значений температуры воздуха прописаны в документе «ГОСТ Р 51617-200. Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические сведения». Диапазон прогрева воздуха в квартире может варьироваться от 10 до 25 °C, в зависимости от назначения каждого отапливаемого помещения.

    Жилые комнаты, к которым относятся гостиные, спальни кабинеты и подобные, должны быть нагреты до 22 °C. Возможно колебание этой отметки до 20 °C, особенно в холодных угловых помещениях. Максимальное значение термометра не должно превышать 24 °C.

Оптимальной считается температура от 19 до 21 °C, но допускается охлаждение зоны до 18 °C или интенсивный нагрев до 26 °C.

  • Туалет повторяет температурный диапазон кухни. Но, ванная комната, или смежный санузел, считаются помещениями с повышенным уровнем влажности. Прогреваться эта часть квартиры может до 26 °C, а охлаждаться до 18 °C. Хотя, даже при оптимально допустимом значении в 20 °C использовать ванну по назначению неуютно.
  • Комфортным диапазоном температуры для коридоров считается 18–20 °C. Но, уменьшение отметки до 16 °C признано вполне терпимым.
  • Показатели в кладовых могут быть ещё ниже. Хотя оптимальные пределы — от 16 до 18 °C, отметки 12 или 22 °C не выходят за границы нормы.
  • Войдя в подъезд, жилец дома может рассчитывать на температуру воздуха не ниже 16 °C.
  • В лифте человек находится совсем недолго, отсюда и оптимальная температура всего в 5 °C.
  • Самые холодные места многоэтажки — подвал и чердак. Температура здесь может понижаться до 4 °C.

Тепло в доме зависит и от времени суток. Официально признано, что во сне человек нуждается в меньшем количестве тепла. Исходя из этого, понижение температуры в комнатах на 3 градуса с 00.00 часов до 05.00 утра не считается нарушением.

Параметры температуры теплоносителя в системе отопления

Система отопления в многоквартирном доме – сложная структура, качественное функционирование которой зависит от правильности инженерных расчётов ещё на стадии проектирования.

Нагретый теплоноситель нужно не только доставить до здания с минимальными теплопотерями, но и равномерно распределить в помещениях на всех этажах.

Если в квартире холодно, то возможной причиной бывает проблема с сохранением необходимой температуры теплоносителя при перегоне.

Оптимальная и максимальная

Максимальная температура батарей рассчитана исходя из требований техники безопасности. Во избежание возгораний теплоноситель должен быть на 20 °C холоднее, чем температура, при которой некоторые материалы, способны самовоспламеняться. Норматив указывает на безопасные отметки в диапазоне от 65 до 115 °C.

Но, закипание жидкости внутри трубы крайне нежелательно, поэтому при превышении отметки в 105 °C может служить сигналом к принятию мер по остужению теплоносителя. Оптимальной для большинства систем считается температура в 75 °C. При превышении этой нормы, батарея оборудуется специальным ограничителем.

Минимальная

Максимально возможное охлаждение теплоносителя зависит от необходимой интенсивности прогрева помещения. Этот показатель напрямую связан с температурой воздуха на улице.

В зимнее время, при морозе в –20 °C, жидкость в радиаторе при начальной норме в 77 °C, не должна охлаждаться менее чем до 67 °C.

Нормальным значением в обратке при этом считается показатель в 70 °C. При потеплениях до 0 °C, температура теплоносителя может падать до 40–45 °C, а обратка до 35 °C.

Правильный расчет теплоносителя в системе отопления

По совокупности признаков бесспорным лидером среди теплоносителей является обыкновенная вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, хотя подойдет и кипячёная или химически обработанная – для осаждения растворённых в воде солей и кислорода.

Однако если существует вероятность того, что температура в помещении с системой отопления на некоторое время опустится ниже нуля, то вода в качестве теплоносителя не подойдёт. Если она замёрзнет, то при увеличении объёма велика вероятность необратимого повреждения системы отопления. В таких случаях используют теплоноситель на базе антифриза.

Расчет объема теплоносителя – что нужно знать перед началом

Что требуется от идеального переносчика тепла:

  • Хорошая передача тепла
  • Небольшая вязкость
  • Низкая расширяемость при замерзании
  • Небольшая текучесть
  • Нетоксичность
  • Дешевизна


Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.

Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: “Расчет объема системы отопления, включая радиаторы”). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению.

Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:

  • Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) – 0,45 литра
  • Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
  • Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) – 0,177 литра
  • Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) – 0,8 литра

Расход теплоносителя в системе отопления можно примерно подсчитать и без суммирования. Можно просто исходить из мощности отопительной системы. Для расчёта используют соотношение, что отопительной системе для передачи одного килоВатта тепла понадобится 15 литров неплоносителя. Нетрудно подсчитать, что для отопительной системы мощностью 75 килоВатт понадобится 75х15=1125 литров теплоносителя. Ещё раз – этот метод приблизительный и не даёт точного объёма. Читайте также: “Как рассчитать систему отопления”.

Нам недостаточно подсчитать расход теплоносителя – формула для вычисления объёма расширительного бака также совершенно необходима.

Мало просто просуммировать объёмы составляющих теплосети (радиаторов, котла и трубопроводов). Дело в том, что в процессе нагревания исходной объём жидкости существенно изменяется, а следовательно возрастает давление. Для того, чтобы его скомпенсировать, применяют так называемые расширительные баки.

Их объём вычисляется с использованием следующих показателей и коэффициентов:

Е – так называемый коэффициент расширения жидкости (исчисляется в процентах). Для разных теплоносителей он разный. Для воды он составляет 4%, для антифриза на базе этиленгликоля – 4,4 %.

d – коэффициент эффективности расширительного бака
VS – расчетный расход теплоносителя (просуммированный объём всех составляющих системы теплоснабжения)
V – результат вычисления. Объём расширительного бака.

Формула для расчета – V = (VS x E)/d

Расчет теплоносителя в системе отопления выполнен – пора заливать!

Существуют два варианта заполнения системы, в зависимости от её конструкции:

  • Заливка «самотёком» – в высшей точке системы в отверстие вставляется воронка, через которую постепенно заливается теплоноситель. Нужно не забыть в нижней точке системы открыть кран и подставить какую-то ёмкость.
  • Принудительная закачка с помощью насоса. Подойдет практически любой электрический насос малой мощности. В процессе заполнения следует контролировать показания манометра, дабы не переборщить с давлением. Очень желательно не забыть открыть воздушные клапаны на батареях.

Расход теплоносителя в системе отопления

Расход в системе теплоносителя подразумевает массовое количество теплоносителя (кг/с), предназначаемое для подачи нужного количества тепла в обогреваемое помещение. Расчет теплоносителя в отопительной системе определяется как частное от деления расчетной тепловой потребности (Вт) помещения (помещений) на теплоотдачу 1 кг теплоносителя для обогрева (Дж/кг). Читайте также: “Как сделать расчет расхода теплоносителя для системы отопления – теория и практика”.

Некоторые советы по наполнению системы отопления теплоносителем на видео:

Как рассчитать температуру теплоносителя в системе отопления

Для собственников жилья в многоквартирных домах вопрос об отоплении заключается в размерах тарифа за услугу, для частных домовладельцев вопросов значительно больше, — нужно понимать систему отопления, уметь правильно настроить. Требуется изучить много технической информации.

Нормы температуры теплоносителя, требования, виды отопительных магистралей, отличия, расчет оптимальной температуры для отопительного прибора будут разобраны в статье.

Схема отопления

Температурный режим — нормы

Начать нужно с нормативных требований, регламентированными документами:

  • СНиП 2.04.05 упорядочивает вопросы об отоплении, кондиционировании;
  • ДВН В.2.5-39:2008 регулирует вопросы снабжения тепловых, водоснабжающих систем до 200 °C, с давлением не более 2,5 Мпа.
Читайте также:  Стояк отопления: характеристики, требования к установке, выбор материала

Расчётная цифра — температура теплоносителя, приравнивается к значению выхода воды из отопительного котла.

Для собственников частных помещений температурный режим определяется самостоятельно, учитывая рекомендации законодателей. Факторы:

  1. Окончание, начало отопительного сезона определяется среднесуточной температурой воздуха на улице. Граница для перехода в рабочий, ждущий режим — температура 8 °C, держащаяся не менее трех суток.
  2. Внутренняя температура помещения. Для разных типов помещения несколько разница. Например, для жилых — 20 °C, производственных — 16 °C.
  3. Предельный нагрев теплоносителя не должен превышать установленные нормы, указанные в ДБН В.2.2-10, ДБН В.2.2.-4, ДСанПиН 5.5.2.008, СП №3231-85, для:
  • Зданий здравоохранения, хозяйственных объектов значение составляет 85 °С;
  • Жилых комнат – 90 °С;
  • Помещений массовых мероприятий – 105 °С;
  • Столовых – 115 °С;
  • Лестниц, пролётов, пешеходных переходов, нежилых пространств – 150 °С.

Предельные показатели температуры обосновываются тем, что при нагреве выше 90 °С начинается разложение пыли, лакокрасочных покрытий обогревательных приборов (батарей, радиаторов) — указано в санитарных нормах.

Таблица температур

При расчете оптимальной температуры, используют статистические данные (графики, таблицы), закрепленные в нормах. Для каждого сезона свои значения:

  • При температуре 8-0 °С устанавливается разогрев, подача теплоносителя на радиаторы, в среднем, до 40-45 °С. Обратка — не менее 35 °С.
  • При падении среднесуточной температуры до -20°С, поднимает тепловой показатель подачи до 77 °С. Главное условие — тепловое значение обратки должно составлять 55 °С, с небольшой в 1-2 °С погрешностью.
  • Температура -40 °С подразумевает увеличение разогрева теплоносителя 90-105 °С, обратка — 70 °С.

Если не соблюдать требования, система теплоснабжения может быть выведена из строя.

Оптимальные значения в автономной системе отопления

Для индивидуальных систем ситуация иная, чаще они автономные, не выходящие за внешнюю границу отопливаемого здания, заморозка не грозит. Расчёты обогрева принципиально различаются.

Рассчитывают, исходя из площади помещения, с учётом особенностей отопительных приборов. Температура теплоносителя колеблется около 80 °С – оптимальный для автономных систем режим.

Требование для индивидуальных отопительных систем – поддержание минимальной температуры 70 °С, снижение убедительно не рекомендуется.

Если в системе отопления используются газовые, электрические котлы, трудностей регулировки температуры не наблюдается. С твердотопливными агрегатами могут возникать сложности, — нет ТЭНов с предохранительными реле, датчиков подачи газа. Излишний нагрев при твердотопливных котлах с добавлением в систему дополнительных отопительных контуров с большими погрешностями.

Магистрали отопления: двухтрубные, однотрубные

Для отопления помещений были сконструированы два вида магистралей: однотрубные, двухтрубные.

Однотрубные, двухтрубные магистрали

Различаются способом подключения к системе отопительных приборов.

  • В однотрубных подключение последовательное, обратка предыдущего радиатора — вход для следующего.
  • В двухтрубных системах обратка сразу отводится в отдельную магистраль на отопительный котёл.

Однотрубные системы эффективны для отопления малых площадей до 100 кв.м на этаже, двухтрубные могут справиться с большими площадями. Разница в площади на одном этаже, количестве материалов в системе.

Различия магистралей отопления:

Из-за различий в конструкции, для систем разработаны разные нормы.

Для двухтрубной, максимальный нагрев теплоносителя на 10 °С больше, чем в однотрубной — 105 °С, при одинаковой обратной температуре — 70 °С.

Теплоноситель

Для отопления необходим теплоноситель, переносит тепло от источника к конечному потребителю. Эффективность передачи зависит от вязкости.

Помимо вязкости, теплоноситель должен отвечать требованиям к отсутствию коррозийной составляющей.

Важное свойство – способность смазывать поверхности магистралей. От теплоносителя зависит выбор материалов отопительной системы, агрегатов, механизмов.

Носитель тепла не должен быть токсичным.

Виды теплоносителей

Вода в качестве теплоносителя

Первое, на что обращают внимание при выборе теплоносителя системы отопления – вода. Обладает универсальными свойствами, доступна.

Находясь в естественном состоянии, обладает лучшей теплоёмкостью – 1 ккал. Если вода практически без потерь при остывании отдаёт тепло – максимальная теплоотдача.

Обладает хорошей вязкостью. Удельная плотность — около 1000 кг/м².

Экологичная. При аварийной ситуации системы отопления можно не беспокоится о токсической безопасности, — при незапланированных утечках вреда здоровью вода не нанесет.

Вода в природе содержит соли, газы, нахождение которых в системе отопления не желательно. Природную воду нужно подготовить,очистить.

Фильтрацией не обойдёшься. Самый простой способ – кипячение. Вода избавляется от солей в виде накипи. Помимо соли, при кипячении удаляется углекислый газ. Все соли удалить не получится.

Если состав воды не позволяет очистить методом кипячения, прибегают к химическим способам. Потребуется гашеная известь, кальцинированная сода, натриевый ортофосфат. При добавлении элементов, растворимые соли переходят в состояние нерастворимых. Остается профильтровать обработанную жидкость, можно делать в системе отопления.

Однако, лучше использовать дистиллированную воду. Можно изготовить самостоятельно, приобрести.

Антифриз в качестве теплоносителя

У антифриза хорошие технические показатели, отсутствует риск промерзания системы при простое зимой.

Антифризы сохраняют систему от воздействия коррозии, хорошо смазывают. Можно добавлять присадки для конкретных целей, например, удаление ржавчины.

Однако, теплоёмкость у антифриза меньше, тепло отдает медленней, чем вода; вязкость большая, нужен циркуляционный насос; проникающая способность выше, требуется более тщательная герметизация узлов системы отопления; токсичность.

Видео: «что заливать в систему отопления?»

Параметры для расчета отопительных систем: радиаторы

Оптимизация отопления связана с тепловой мощностью отопительных приборов. У радиаторных батарей интервал — 140-220 Ватт.

Второй параметр для расчета можно найти в СНиПе, для обогрева 1 квадрата площади требуется 100 ватт. Это округлённая величина, помещения различаются степенью изоляции.

Виды радиаторов

Чугунные радиаторы

Чугунные батареи хорошо себя зарекомендовали. Надёжны, обладают хорошими тепловыми характеристиками. Инертны, долго нагреваются, но остывают дольше.

Мощность чугунных радиаторов считают по секциям, теплоотдача одной секции составляет 150 ватт.

Алюминиевые радиаторы

Хорошая теплоотдача до 200 ватт на секцию, быстро нагреваются, но не долговечны. Плохо контактируют с другими металлами, при контакте начинают разрушаться. Рабочая температура — 70 °C

Стальные радиаторы

Хорошее отопление, не обладает мощностными характеристиками, как алюминий, чугун. Мощность указывается в паспорте товара, зависит от размеров, конструкции: 200Вт-10кВт. Предназначены для работы при температуре теплоносителя 70 °C.

Формула расчета подачи тепла

Расчет подачи тепла производится счётчиками. Если нет, расход можно узнать, применив следующую формулу:

Q = ((V1 * (T1 – T)) — (V2 * (T2 – T))) / 1000

Q – объём теплоэнергии;

T1 – температура на входе;

T2 – температура на обратке;

V1 – объём теплоносителя на входе;

V2 – объем на обратке;

T – температура холодного теплоносителя.

Методы регулирования параметров

Отопление поддаётся регулированию. Методы:

Параметры изменяются за счёт увеличения, уменьшения количества подачи теплоносителя. Насосы увеличивают давление в системе, задвижки уменьшают скорость перемещения носителя.

При качественном изменяются параметры теплоносителя, добавляют присадки, изменяющие свойственные показатели.

Использует методику обоих способов.

Способ снижения теплопотерь

Первое, главное условие для сокращения теплопотерь – хорошая теплоизоляция.

Необходимо оптимизировать систему. Отрегулировать комфортную температуру внутри жилых комнат, следовать рекомендациям температурного режима в хозяйственных, нежилых помещениях.

Уют в доме

Небольшое заключение

В многоквартирном доме регулировать систему отопления невозможно. Можно утеплить жильё, сократив тепловые потери.

Можно ли использовать незамерзающую жидкость:

Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

Сталкиваясь с необходимостью монтажа или реконструкции отопления, многие из нас задаются вопросом, как рассчитать достаточное количество рабочей жидкости для эффективной работы отопления. В первую очередь нужно понимать, что общий показатель будет зависеть от суммарного значения объема всех элементов отопительной системы.

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

  • S – поперечное сечение;
  • π – постоянная константа, равная 3,14;
  • R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

Читайте также:  Как сварить печь в баню: общее описание, виды, основные этапы работ

  • V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
  • V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
  • K – коэффициент расширения;
  • D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

  • чугунные – 1,5 л на секцию;
  • биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
  • алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

Тепловой расчёт системы отопления: как грамотно сделать расчет нагрузки на систему

Проектирование и тепловой расчет системы отопления – обязательный этап при обустройстве обогрева дома. Основная задача вычислительных мероприятий – определение оптимальных параметров котла и системы радиаторов.

Согласитесь, на первый взгляд может показаться, что проведение теплотехнического расчета под силу только инженеру. Однако не все так сложно. Зная алгоритм действий, получится самостоятельно выполнить необходимые вычисления.

В статье подробно изложен порядок расчета и приведены все нужные формулы. Для лучшего понимания, мы подготовили пример теплового вычисления для частного дома.

Тепловой расчёт отопления: общий порядок

Классический тепловой расчёт отопительной системы являет собой сводный технический документ, который включает в себя обязательные поэтапные стандартные методы вычислений.

Но перед изучением этих подсчётов основных параметров нужно определиться с понятием самой системы отопления.

Система отопления характеризуется принудительной подачей и непроизвольным отводом тепла в помещении.

Основные задачи расчёта и проектирования системы отопления:

  • наиболее достоверно определить тепловые потери;
  • определить количество и условия использования теплоносителя;
  • максимально точно подобрать элементы генерации, перемещения и отдачи тепла.

При постройке системы отопления необходимо первоначально произвести сбор разнообразных данных о помещении/здании, где будет использоваться система отопления. После выполнить расчёт тепловых параметров системы, проанализировать результаты арифметических операций.

На основании полученных данных подобирают компоненты системы отопления с последующей закупкой, установкой и вводом в эксплуатацию.

Примечательно, что указанная методика теплового расчёта позволяет достаточно точно вычислить большое количество величин, которые конкретно описывают будущую систему отопления.

В результате теплового расчёта в наличии будет следующая информация:

  • число тепловых потерь, мощность котла;
  • количество и тип тепловых радиаторов для каждой комнаты отдельно;
  • гидравлические характеристики трубопровода;
  • объём, скорость теплоносителя, мощность теплового насоса.

Тепловой расчёт – это не теоретические наброски, а вполне точные и обоснованные итоги, которые рекомендуется использовать на практике при подборе компонентов системы отопления.

Нормы температурных режимов помещений

Перед проведение любых расчётов параметров системы необходимо, как минимум, знать порядок ожидаемых результатов, а также иметь в наличии стандартизированные характеристики некоторых табличных величин, которые необходимо подставлять в формулы или ориентироваться на них.

Выполнив вычисления параметров с такими константами, можно быть уверенным в достоверности искомого динамического или постоянного параметра системы.

Для системы отопления одним из таких глобальных параметров является температура помещения, которая должна быть постоянной в независимости от периода года и условий окружающей среды.

Согласно регламенту санитарных нормативов и правил есть различия в температуре относительно летнего и зимнего периода года. За температурный режим помещения в летний сезон отвечает система кондиционирования, принцип ее расчета подробно изложен в этой статье.

А вот комнатная температура воздуха в зимний период обеспечивается системой отопления. Поэтому нам интересны диапазоны температур и их допуски отклонений для зимнего сезона.

В большинстве нормативных документов оговариваются следующие диапазоны температур, которые позволяют человеку комфортно находиться в комнате.

Для нежилых помещений офисного типа площадью до 100 м 2 :

  • 22-24°С – оптимальная температура воздуха;
  • 1°С – допустимое колебание.

Для помещений офисного типа площадью более 100 м 2 температура составляет 21-23°С. Для нежилых помещений промышленного типа диапазоны температур сильно отличаются в зависимости от предназначения помещения и установленных норм охраны труда.

Что же касаемо жилых помещений: квартир, частных домов, усадеб и т. д. существуют определённые диапазоны температуры, которые могут корректироваться в зависимости от пожеланий жильцов.

И всё же для конкретных помещений квартиры и дома имеем:

  • 20-22°С – жилая, в том числе детская, комната, допуск ±2°С –
  • 19-21°С – кухня, туалет, допуск ±2°С;
  • 24-26°С – ванная, душевая, бассейн, допуск ±1°С;
  • 16-18°С – коридоры, прихожие, лестничные клетки, кладовые, допуск +3°С

Важно отметить, что есть ещё несколько основных параметров, которые влияют на температуру в помещении и на которые нужно ориентироваться при расчёте системы отопления: влажность (40-60%), концентрация кислорода и углекислого газа в воздухе (250:1), скорость перемещения воздушных масс (0.13-0.25 м/с) и т. п.

Расчёт теплопотерь в доме

Согласно второму началу термодинамики (школьная физика) не существует самопроизвольной передачи энергии от менее нагретых к более нагретым мини- или макрообъектам. Частным случаем этого закона является “стремление” создания температурного равновесия между двумя термодинамическими системами.

Например, первая система – окружающая среда с температурой -20°С, вторая система – здание с внутренней температурой +20°С. Согласно приведённого закона эти две системы будут стремиться уравновеситься посредством обмена энергии. Это будет происходить с помощью тепловых потерь от второй системы и охлаждения в первой.

Под теплопотерями подразумевают непроизвольный выход тепла (энергии) от некоторого объекта (дома, квартиры). Для обычной квартиры этот процесс не так “заметен” в сравнении с частным домом, поскольку квартира находиться внутри здания и “соседствует” с другими квартирами.

В частном доме через внешние стены, пол, крышу, окна и двери в той или иной степени “уходит” тепло.

Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.

Итак, объём утечек тепла от здания вычисляется по следующей формуле:

Qi – объём теплопотерь от однородного вида оболочки здания.

Каждая составляющая формулы рассчитывается по формуле:

Q=S*∆T/R, где

  • Q – тепловые утечки, В;
  • S – площадь конкретного типа конструкции, кв. м;
  • ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения, °C;
  • R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции, м 2 *°C/Вт.

Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц.

Кроме того, тепловое сопротивление можно получить с помощью следующего соотношения:

R=d/k, где

  • R – тепловое сопротивление, (м 2 *К)/Вт;
  • k – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м 2 *К);
  • d – толщина этого материала, м.

В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Проведение мероприятий по утеплению потолка или теплоизоляции мансардной крыши решают эту проблему.

В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.

Определение мощности котла

Для поддержки разницы температур между окружающей средой и температурой внутри дома необходима автономная система отопления, которая поддерживает нужную температуру в каждой комнате частного дома.

Базисом системы отопления выступают разные виды котлов: жидко- или твердотопливные, электрические или газовые.

Котел – это центральный узел системы отопления, который генерирует тепло. Основной характеристикой котла есть его мощность, а именно скорость преобразования количество теплоты за единицу времени.

Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла.

Для обычной многокомнатной квартиры мощность котла вычисляется через площадь и удельную мощность:

  • Sпомещения– общая площадь отапливаемого помещения;
  • Руделльная– удельная мощность относительно климатических условий.

Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.

Существует иное соотношение, которое учитывает этот параметр:

Ркотла=(Qпотерь*S)/100, где

  • Ркотла– мощность котла;
  • Qпотерь– потери тепла;
  • S – отапливаемая площадь.

Расчетную мощность котла необходимо увеличить. Запас необходим, если планируется использование котла для подогрева воды для ванной комнаты и кухни.

Дабы предусмотреть запас мощности котла в последнюю формулу надо добавить коэффициент запаса К:

Ркотла=(Qпотерь*S*К)/100, где

К – будет равен 1.25, то есть расчётная мощность котла будет увеличена на 25%.

Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.

Особенности подбора радиаторов

Стандартными компонентами обеспечения тепла в помещении являются радиаторы, панели, системы “тёплый” пол, конвекторы и т. д. Самыми распространёнными деталями отопительной системы есть радиаторы.

Читайте также:  Монтаж камина: устройство, особенности установки, качественная облицовка

Тепловой радиатор – это специальная полая конструкция модульного типа из сплава с высокой теплоотдачей. Он изготавливается из стали, алюминия, чугуна, керамика и других сплавов. Принцип действия радиатора отопления сводится к излучению энергии от теплоносителя в пространство помещения через “лепестки”.

Существует несколько методик расчёта радиаторов отопления в комнате. Нижеприведённый перечень способов отсортирован в порядке увеличения точности вычислений.

  1. По площади. N=(S*100)/C, где N – количество секций, S – площадь помещения (м 2 ), C – теплоотдача одной секции радиатора (Вт, берётся из тех паспорта или сертификата на изделие), 100 Вт – количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м 2 (эмпирическая величина). Возникает вопрос: а каким образом учесть высоту потолка комнаты?
  2. По объёму. N=(S*H*41)/C, где N, S, C – аналогично. Н – высота помещения, 41 Вт – количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м 3 (эмпирическая величина).
  3. По коэффициентам. N=(100*S*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C, где N, S, C и 100 – аналогично. к1 – учёт количества камер в стеклопакете окна комнаты, к2 – теплоизоляция стен, к3 – соотношение площади окон к площади помещения, к4 – средняя минусовая температура в наиболее холодную неделю зимы, к5 – количество наружных стен комнаты (которые “выходят” на улицу), к6 – тип помещения сверху, к7 – высота потолка.

Это максимально точный вариант расчёта количества секций. Естественно, что округление дробных результатов вычислений производится всегда к следующему целому числу.

Гидравлический расчёт водоснабжения

Безусловно, “картина” расчета тепла на отопление не может быть полноценной без вычисления таких характеристик, как объём и скорость теплоносителя. В большинстве случаев теплоносителем выступает обычная вода в жидком или газообразном агрегатном состоянии.

Расчет объема воды, подогреваемой двухконтурным котлом для обеспечения жильцов горячей водой и нагрева теплоносителя, производится путем суммирования внутреннего объема отопительного контура и реальных потребностей пользователей в нагретой воде.

Объём горячей воды в отопительной системе рассчитывается по формуле:

W=k*P, где

  • W – объём носителя тепла;
  • P – мощность котла отопления;
  • k – коэффициент мощности (количество литров на единицу мощности, равен 13.5, диапазон – 10-15 л).

В итоге конечная формула выглядит так:

W = 13.5*P

Скорость теплоносителя – заключительная динамическая оценка системы отопления, которая характеризует скорость циркуляции жидкости в системе.

Эта величина помогает оценить тип и диаметр трубопровода:

V=(0.86*P*μ)/∆T, где

  • P – мощность котла;
  • μ – КПД котла;
  • ∆T – разница температур между подаваемой водой и водой обратном контуре.

Используя вышеизложенные способы гидравлического расчёта, удастся получить реальные параметры, которые являются “фундаментом” будущей системы отопления.

Пример теплового расчёта

В качестве примера теплового расчёта в наличии есть обычный 1-этажный дом с четырьмя жилыми комнатами, кухня, санузел, “зимний сад” и подсобные помещения.

Обозначим исходные параметры дома, необходимые для проведения расчетов.

  • высота этажа – 3 м;
  • малое окно фасадной и тыльной части здания 1470*1420 мм;
  • большое окно фасада 2080*1420 мм;
  • входные двери 2000*900 мм;
  • двери тыльной части (выход на террасу) 2000*1400 (700 + 700) мм.

Общая ширина постройки 9.5 м 2 , длинна 16 м 2 . Отапливаться будут только жилые комнаты (4 шт.), санузел и кухня.

Начинаем с расчёта площадей однородных материалов:

  • площадь пола – 152 м 2 ;
  • площадь крыши – 180 м 2 , учитывая высоту чердака 1.3 м и ширину прогона – 4 м;
  • площадь окон – 3*1.47*1.42+2.08*1.42=9.22 м 2 ;
  • площадь дверей – 2*0.9+2*2*1.4=7.4 м 2 .

Площадь наружных стен будет равна 51*3-9.22-7.4=136.38 м 2 .

Переходим к расчёту теплопотерь на каждом материале:

А также Qстена эквивалентно 136.38*40*0.25/0.3=4546. Сумма всех теплопотерь будет составлять 19628.4 Вт.

В итоге подсчитаем мощность котла: Ркотла=Qпотерь*Sотаплив_комнат*К/100=19628.4*(10.4+10.4+13.5+27.9+14.1+7.4)*1.25/100=19628.4*83.7*1.25/100=20536.2=21 кВт.

Расчёт количества секций радиаторов произведём для одной из комнат. Для всех остальных вычисления аналогичны. Например, угловая комната (слева, нижний угол схемы) площадь 10.4 м2.

Для этой комнаты необходимо 9 секций радиатора отопления с теплоотдачей 180 Вт.

Переходим к расчёту количества теплоносителя в системе – W=13.5*P=13.5*21=283.5 л. Значит, скорость теплоносителя будет составлять: V=(0.86*P*μ)/∆T=(0.86*21000*0.9)/20=812.7 л.

В результате полный оборот всего объёма теплоносителя в системе будет эквивалентен 2.87 раза в один час.

Подборка статей по тепловому расчету поможет определиться с точными параметрами элементов отопительной системы:

Выводы и полезное видео по теме

Простой расчёт отопительной системы для частного дома представлен в следующем обзоре:

Все тонкости и общепринятые методики просчёта теплопотерь здания показаны ниже:

Ещё один вариант расчёта утечек тепла в типичном частном доме:

В этом видео рассказывается об особенностях циркуляции носителя энергии для обогрева жилища:

Тепловой расчёт отопительной системы носит индивидуальный характер, его необходимо выполнять грамотно и аккуратно. Чем точнее будут сделаны вычисления, тем меньше переплачивать придется владельцам загородного дома в процессе эксплуатации.

Имеете опыт выполнения теплового расчета отопительной системы? Или остались вопросы по теме? Пожалуйста, делитесь своим мнением и оставляйте комментарии. Блок обратной связи расположен ниже.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Иногда у владельцев домов или квартир, в которых установлено автономное водяное отопление, возникает потребность точно определить общий объем системы. Чаще всего это связано с необходимостью проведения тех или иных профилактических и регламентных работ, в ходе которых придется полностью опорожнить систему, а затем – заполнить ее новым теплоносителем. При использовании обычной воды это, возможно, не столь актуально (хотя и ее желательно правильно подготовить к такой «миссии»), но когда приобретается специальный теплоноситель, который может стоить недешево, для планирования покупки без знания объема не обойтись.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Информация об объеме системы отопления бывает необходима и для других нужд. Так, например, это значение в обязательном порядке потребуется для правильного подбора расширительного бака. Некоторые расчеты, проводимые при модернизации системы и замене того или иного оборудования, также могут потребовать эту величину для подстановки в теплотехнические формулы. Одним словом, знать такой параметр – никогда не будет лишним. А определиться с ним поможет расположенный ниже калькулятор расчета общего объёма системы отопления.

Цены на расширительные баки

В ходе расчета могут возникнуть неясности – на этот случай ниже калькулятора размещены необходимые пояснения.

Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

Пояснения по проведению расчетов

Итак, если нет никакой возможности промерить объем системы отопления экспериментальным путём (например, аккуратно заполняя ее из водопровода, с засечкой показаний счетчика расхода воды), то придётся провести математические вычисления. Сводятся они к тому, что проводится суммирование объемов всех установленных в системе приборов и трубных контуров. Часть значений – должна быть уже известна, остальные можно рассчитать, используя геометрические формулы объема.

  • Объем теплообменника котла – это значение всегда есть в технической документации любой модели.
  • Объём расширительного бака. Он тоже должен быть известен владельцам. То, что любой бак никогда не должен быть заполнен доверха, учтено в программе калькулятора.

Кстати, иногда требуется решить и несколько другую задачу – узнать объём системы без расширительной емкости, именно для правильного ее подбора. В этом случае на слайдере «объем расширительного бака» необходимо поставить значение «0», и полученное итоговое значение и станет исходным пунктом для выбора оптимальной модели.

Как проводится расчет расширительного бака?

Это – обязательный элемент системы отопления, который должен в полной мере соответствовать ее параметрам. Как провести расчет необходимого объема мембранного расширительного бака – читайте в публикации, посвящённой созданию системы отопления закрытого типа .

  • Следующая позиция – это объем установленных приборов теплообмена. Для разборных батарей можно указать количество секций и их тип – объем наиболее распространенных радиаторов уже внесен в программу расчета. Если радиаторы или конвекторы неразборные, то указывается их емкость по паспорту и, соответсвенно, количество приборов.

Если в доме смонтированы теплые полы, то расчет будет произведен по суммарной длине контуров и типу использованных для этого труб. В базу данных программы заложены необходимые параметры для контуров из металлопластиковых труб и для неармированных РЕХ — из сшитого полиэтилена.

  • Значительная часть общего объёма системы отопления всегда приходится на контуры – трубы подачи и «обратки». Характерно, что при монтаже нередко используются из различные типы, причем не только по внешнему диаметру, но и по материалу изготовления. А так как у разных типов могут существенно отличаться внутренние диаметры (из-за отличающейся толщины стенок при равенстве внешних диаметров), то это сказывается и на объемах.

В алгоритме расчета это учтено. Необходимо только заранее промерить длину участков каждого из типа труб, а потом указать их в соответствующих полях ввода данных калькулятора. Например, в системе использованы стальные трубы ВГП. Отмечаем в калькуляторе, что да, они имеются – и появляется группа слайдеров, в которых останется только ввести длину участков для каждого их существующих стандартных диаметров. Если какого-то диаметра в системе нет, то оставляется значение длины по умолчанию, то есть «0».

Точно так же организован ввод данных и подсчет объёма и для других типов – металлопластиковых и армированных полипропиленовых труб.

  • В системе отопления могут быть смонтированы и другие приборы, вмещающие определенный объем теплоносителя – это коллекторы заводского изготовления, буферные емкости (теплоаккумуляторы), бойлеры, гидравлические разделители. Если подобное оборудование есть, то достаточно выбрать соответствующий пункт в калькуляторе, чтобы появилось дополнительное окно ввода паспортного значения объёма прибора (одного, или сразу нескольких – суммарно).

Итоговое значение калькулятор покажет в литрах.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Ссылка на основную публикацию