Калькулятор расчета отопления дома и производительности котла

Расчет теплопотерь дома

Эти данные понадобятся для определения необходимой мощности системы отопления, т.е котла, и тепловой мощности каждого радиатора в отдельности. Для этого можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором теплопотерь. Их нужно рассчитать для каждой комнаты в доме, имеющей наружную стену.

Проверка. Рассчитанные теплопотери каждого помещения делим на его квадратуру и получаем удельные теплопотери в Вт/кв.м. Обычно они варьируются от 50 до 150 Вт/кв. м. Если ваши показатели сильно отличаются от приведенных, то, возможно, была допущена ошибка. Теплопотери комнат верхнего этажа самые большие, затем идут теплопотери первого этажа и меньше всего они у комнат средних этажей.

Комбинированная система водяного отопления.

Можно также вмонтировать насос в уже существующую систему с естественной циркуляцией: в основную трубу необходимо врезать параллельно бой-пас, который оснащают насосом — так осуществляется принудительное обращение воды. На таком участке устанавливается кран, который перекроет свободную циркуляцию, когда насос включен.

Комбинированная система водяного отопления очень удобна — она объединяет в себе преимущества двух описанных выше. Комбинированная система отопления способна справиться с обогревом помещения даже при отключенном электричестве, а также наращивает эффективность теплоотдачи при работе насоса, находящемся в работе. Однако, не следует забывать, что такая система будет абсолютно бесполезна в случае, если установлен электрический котел: без электричества он просто не произведет теплую воду.

Для чего нужен расчёт

От вопроса, как правильно рассчитать систему отопления, зависит, насколько эффективно будет выполнять свою задачу её составляющие. Если взять котёл меньшей мощности, чем необходимо, он будет постоянно работать «на пределе», а в зимнюю стужу и вовсе не справится со своей функцией.

Установка котла и монтаж обогревательной магистрали обходится не дёшево. Любая переделка забирает немалые средства в семейном бюджете. Кроме того, именно от правильного расчёта зависит экономия энергоресурсов

Не важно, о каком виде топлива идёт речь — газе, электричестве, угле или солярке. Теплоносителем чаще всего выступает обычная вода

Системы бывают открытого и закрытого типов. Если правильно подобрать оборудование и грамотно сделать расчет отопления частного дома, можно не беспокоиться за долговечность и качество системы обогрева

Теплоносителем чаще всего выступает обычная вода. Системы бывают открытого и закрытого типов. Если правильно подобрать оборудование и грамотно сделать расчет отопления частного дома, можно не беспокоиться за долговечность и качество системы обогрева.

Что учитывается в обязательном порядке?

Как посчитать мощность котла отопления, какие данные должны присутствовать в обязательном порядке? Следует запомнить одно правило: каждые 10 кв.м коттеджа с изоляционными характеристиками,  стандартным пределом высоты потолка (до 3 м) будут требовать примерно 1 кВт для отопления. К мощности котла, который предназначен для совместной работы в обогреве и горячем водоснабжении, нужно будет добавить не меньше 20%.

Мощность котла в зависимости от площади дома

Автономные контур отопления, который имеет нестабильное давление в котле отопления, нужно будет снабдить прибором, чтобы его запас мощности был выше, чем расчетное значение не менее, чем на 15 процентов. К мощности котла, который обеспечивает отопление и горячее водоснабжение, требуется добавить 15%.

Как подсчитать реальные теплопотери строения

Тепло теряется из помещения через стены, окна, пол, крышу, вентиляционную систему. На размеры теплопотерь влияют многие факторы: разница между температурой внутри здания и на улице, теплопроводные свойства строительных материалов. Теплопроводность стен, дверей, окон, пола и потолочного перекрытия отличается друг от друга. Единицей измерения сопротивления теплопередаче служит Вт/м2, данная характеристика означает количество потерянного тепла с 1 м² ограждающей конструкции   при определенном интервале температур.

Формула №1 для определения сопротивления теплопередаче: R = ΔT/q

• R – сопротивление теплопередаче (°Схм²/Вт или °С/Вт/м²);
• ΔT – разность температуры на улице и в здании (°С);
• q — количество теплопотери на квадратный метр поверхности ограждающих конструкций (Вт/м²).

При определении сопротивления теплопередаче R многослойных конструкций, показатели сопротивления теплопередаче каждого слоя суммируются. В данном расчете учитывается средняя температура на улице самой холодной недели за год, в справочных источниках указывается сопротивление теплопередаче исходя из этих условий. Например, сопротивление теплопередаче материалов при ΔT = 50°С (Тснаружи = –30°С, Твнутри = 20°С).

При определении теплопроводных свойств окон учитывается:

1. Сопротивление теплопередаче материалов оконных конструкций и их теплопотери при ΔT = 50°С. толщина стекла (мм).
2. Толщина зазора между стеклами в мм.
3. Вид газа, заполняющего зазор: воздух или аргон.
4. Наличие прозрачного теплозащитного покрытия.

Распространенной ошибкой является мнение, что теплопотери можно компенсировать, выбрав котел большей мощности. На самом деле, разумнее максимально предотвратить нежелательные теплопотери за счет теплоизоляции окон, крыши, дверей, чем ежемесячно переплачивать за газ или электроэнергию. Одни только стеклопакеты сокращают потерю тепла примерно в 2 раза, что позволяет сэкономить 800 кВт/ч электроэнергии в месяц. Более точно теплопотери вычисляют методом пропорции.

R1 — теплопотери при разности температуры ΔT1 = 50°С;

R2 — теплопотери при разности температуры ΔT2 в соответствии с конкретными данными.

Пример расчета теплопотери стены:

• Толщина стены 20 см,
• Материал стены — сруб из бруса. В справочнике материалов находят значение сопротивления теплопередаче R. Для бруса R=0,806 м²×°С/Вт.

Разница температур ΔT равняется 50°С. Подставив значения в формулу №1:

R = ΔT/q, получают значение теплопотери для 1м² 50/0,806 = 62 Вт/м².

Точно также определяют теплопотери и для всех других материалов. Чем больше разность температуры на улице и внутри здания ΔT, тем выше теплопотери.

В большинстве строительных справочников для удобства расчета приводятся готовые показатели теплопотери различных типов строительных конструкций при отдельных значениях температуры воздуха в зимний период.

Например, теплопотери угловых помещений, где оказывает влияние завихрение воздуха, и не угловых, а также помещения на верхних и нижних этажах, которые также отличаются по степени обогрева.

Пример: расчет теплопотерь угловой комнаты, расположенной на первом этаже

1.  Исходные параметры комнаты:

• размеры и площадь — 10.0 м х 6.4 м, S= 64.0 м²;
• высота потолка — 2.7 м;
• количество наружных стен – 2;
• материал и толщина наружных стен — кладка в 3 кирпича (76 см);
• количество окон с двойным остеклением – 4;
• размеры окон: высота — 1.8 м, ширина — 1.2 м;
• пол — деревянный утепленный;
• перекрытия: внизу — подвал, наверху – чердачное помещение;
• предполагаемая температура в комнате +20°С;
• расчетная температура на улице -30°С.

Расчетные действия:

2.  Сначала вычисляют площади поверхностей, теряющих тепло.

Площадь наружных стен без учета окон (Sстен): (6.4+10)х2.7 – 4х1.2х1.8 = 35.64 м². Площадь окон (Sокон): 4х1.2х1.8 = 8.64 м². Площадь потолка (Sпотолка): 10.0х6.4 = 64.0 м².

Площадь пола (Sпола): 10.0х6.4 = 64.0 м².

Показатели площади внутренних перегородок и дверей в данном расчете отсутствуют, так через них не происходит потеря тепла.

3.  Определяют сопротивление теплопередаче для стены из кирпича:

R = ΔT/q, где ΔT=50, а q кирпичной стены = 0.592

Таким образом, R=50/0.592, и составляет 84,46 м²×°C⁄Вт.

4.  Далее рассчитывают потери тепла Q всех поверхностей ограждающих конструкций:

• Qстен=35,64х84,46 = 2956.1 Вт,
• Qокон = 8.64х135 = 1166.4 Вт,
• Qпола = 64×26 = 1664.0 Вт,
• Qпотолка = 64х35 = 2240.0 Вт.

Итого: сумма теплопотерь комнаты площадью 64 кв.м. Qсумма=8026.5 Вт.

В данном примере наибольшие теплопотери приходятся на стены, в меньшей степени на потолок, пол, окна. Результат расчета отражает тепловые потери комнаты в сильные морозы при температуре -30 C°. Чем выше температура воздуха на улице, тем меньше утечка тепла из помещения.

Учитываем теплопотери

Отметим, что независимо от того, рассчитывается ли мощность электрического котла, котла на газу, на дизеле или на дровах, — в любом случае, работу отопительной системы будут сопровождать потери тепла:

• Необходимо проветривание помещений, однако если окна будут открыты постоянно, то дом потеряет около 15% энергии.
• Если стены слабо утеплены, то уйдет 35% тепла.
• Через оконные проемы будет уходить 10% тепла, а если рамы старого образца – то еще больше.
• Если пол не утеплен, то в подвал или землю будет отдано 15% тепла.
• Через крышу уйдет 25% тепла.

Перед тем, как расчитать котел отопления, следует учесть, что если имеет место хоть один из этих факторов, то следует отобразить это в расчетах.

Теплопотери дома

Пример расчета мощности котла по формуле

Дано: площадь отапливаемого коттеджа 250 м², требуется отопить коттедж и обеспечить ГВС семью из 3-х человек.

По нормам СНиП РФ при высоте потолка до 2,5м потребуется 1 кВт, чтобы покрыть потерь тепла с 10 м².

Следовательно, необходимая мощность прибора: ~25 кВт на отопление и еще +25%-30% на ГВС.

Nk = 25+30% = 32,5 кВт полезной мощности нам потребуется для обеспечения отопления и ГВС.

Прежде всего, вам нужно определиться с тем, будет котел будет использоваться только для отопления дома или для нагрева горячей воды тоже.

Если прибор применяется только для отопления помещений дома, его мощность должна быть равнозначной потерям тепла здания. Предполагаются следующие диапазоны потерь для домов, в зависимости от технологии строительства:

• 120 — 200 Вт / квадратный метр — дома с термоизоляцией;
• 90 — 120 Вт / квадратный метр — старые дома с теплоизоляцией;
• 60 — 90 Вт / квадратный метр — современные дома с хорошей изоляцией, плотными окнами и дверьми.

Мощность теплогенератора рассчитывается при помощи простой формулы:

Например, для нового дома площадью 160 квадратных метров, мощность котла должна быть на уровне 12-14 (кВт).

Мощность котла для отопления помещений и нагрева воды:

Удельная теплоемкость воды постоянна и составляет 4,2 кДж / (кг * К), за разницу температур мы можем принять 40 градусов, вес воды — для 200 литров — это 200 кг. Предполагая, мощность агрегата на уровне 15 кВт, расчеты будут выглядеть следующим образом:

Время = (4,2 * 40 * 200) / 15 = 2240 секунд или 37 минут. Это время, необходимое для нагрева воды с начальной температуры 10 градусов.

Такой расчет мощности котла более сложный, специальная программа сделает все эти вычисления за пару секунд. Однако перед приобретением оборудования santehnikportal.ru все же рекомендует проконсультироваться со специалистом.

Пример расчета

Рассмотрим пример, используя калькулятор мощности котла отопления. Природный газ выступает самым доступным топливом, которое используется в России. По этой причине оно настолько распространено и востребовано. Поэтому сделаем расчет мощности газового котла. А в качестве примера возьмем частный дом с площадью 140 кв.м. Территория – Краснодарский край. Также в примере учитываем, что наш котел будет обеспечивать не только отопление дома, но и сантехнические приборы водой. Расчеты будем делать для системы с естественной циркуляцией, давление здесь не будет поддерживаться насосом циркуляции.

Удельная мощность – 0.85 кВт/кв.м.

Так, 140 кв.м/10 кв.м = 14 – это промежуточный коэффициент расчетов. Он будет предусматривать условие, что на каждые 10 кв.м отапливаемых помещений потребуется 1 кВт тепла, которое будет давать котел.

14 * 0.85 = 11.9 кВт.

Мы получаем тепловую энергию, которая будет нужна дому, которые имеет стандартные теплотехнические свойства. Чтобы обеспечить горячее водоснабжение для душа, раковины – будем добавлять еще 20%.

11.9 + 11.9 * 0.2 = 14.28 кВт.

Мы не используем циркуляционный насос, поэтому нам следует помнить, что давление здесь может быть нестабильным. Поэтому мы должны добавить еще 15% для обеспечения запаса теплоэнергии.

14.28 + 11.9 * 0.15 = 16.07 кВт.

Также следует помнить, что будут некоторые утечки тепла. Именно поэтому мы должны округлить наш результат к большему значению. Таким образом, нам потребуется отопительный котел с мощностью минимум 17 кВт.

https://youtube.com/watch?v=Ok3OteQxxHU

Как правило, расчет мощности котла отопления осуществляется еще на этапе проектирования здания. Ведь для того чтобы система отопления работала эффективно, требуются специфические условия – обустройство топочного помещения, снабжение помещений дымоходом и вентиляцией.

Расчёт количества секций в радиаторе для данного помещения

После того, как мы выяснили количество теплоты, необходимое для обогрева помещения, мы можем вычислить количество радиаторов и секций в них, способных отдать нужное количество тепла.

У любого радиатора на упаковке или в комплектном вкладыше есть информация о тепловой мощности. Этот показатель говорит о том, какое количество тепла способен отдать радиатор при охлаждении с температуры нагрева (как правило это 70 градусов) до комнатной (20 градусов).

Итак, в выбранное помещение подойдёт любой радиатор, обеспечивающий требуемый запас тепловой мощности. Можно более подробно рассчитать количество звеньев радиатора, необходимого для такого количества тепла.

Мощность одного звена — табличное значение, должно быть в описании радиатора. Например, стандартное 60 см. звено аллюминиевого радиатора отдает около 150 Ватт тепловой энергии. Делим количество теплоты на этот показатель и получаем количество звеньев радиатора, которое необходимо расположить в комнате.

Расчет и подбор радиаторов отопления.

Радиаторы или конвекторы являются главными элементами отопительной системы, так как их основной функцией является передача тепла от теплоносителя воздуху в помещении или поверхностям комнаты. Мощность радиаторов при этом должна четко соответствовать тепловым потерям по помещениям. Из предыдущих разделов цикла статей видно, что укрупнено мощность радиаторов можно определить по удельным показателям по площади или объему комнаты.

Так, для отопления помещения в 20 м? с одним окном требуется в среднем установить прибор отопления мощностью 2 кВт, а если учесть небольшой запас на поверхность в размере 10-15%, то мощность радиатора составит 2,2 кВт ориентировочно. Этот метод подбора радиаторов является достаточно грубым, так как не учитывает много значимых особенностей и строительных характеристик здания. Более точным является подбор радиаторов на основании теплотехнического расчета жилого дома, который выполняется специализированными проектными организациями.

Основным параметром для подбора типоразмера прибора отопления является его тепловая мощность. А в случае с секционными алюминиевыми или биметаллическими радиаторами указывается мощность одной секции. Наиболее часто используемыми в системах отопления радиаторами являются приборы с межосевым расстоянием 350 или 500 мм, выбор которых основан, прежде всего на конструкции окна и отметке подоконника относительно финишного напольного покрытия.

В техническом паспорте на приборы отопления производители указывают тепловую мощность применительно к каким-либо температурным условиям. Стандартными являются параметры теплоносителя 90-70 °C, в случае низкотемпературного отопления тепловую мощность следует корректировать согласно коэффициентам, указанных в технической документации.

В этом случае мощность приборов отопления определяется следующим образом:

Q=A*k*?T,

где

А – площадь теплоотдачи, м?

k – коэффициент теплопередачи радиатора, Вт/м?*°C.

?T – температурный напор, °C

?T является средней величиной между температурой подающего и обратного теплоносителя и определяется  по формуле:

?T= (Тпод+Тобр)/2 - tпомещ

Паспортными данными является мощность радиатора Q и температурный напор, определенные в стандартных условиях. Произведение коэффициентов k*A является величиной постоянной и определяется сначала для стандартных условий, а затем можно подставить в формулу для определения фактической мощности радиатора, который будет работать в системе отопления с параметрами, отличающимися от принятых.

Для каркасного дома, рассматриваемого в качестве примера с толщиной изоляции 150 мм, подбор радиатора для помещения площадью 8,12 м2 будет выглядеть следующим образом.

Ранее мы определили, что удельные теплопотери для углового помещения с учетом инфильтрации 125 Вт/м2, значит, мощность радиатора должна составлять не менее 1 015 Вт, а с запасом в 15% 1 167 Вт.

Для установки доступен радиатор мощностью 1,4 кВт при параметрах теплоносителя 90/70 градусов, что соответствует температурному напору ?T= 60 градусов. Планируемая система отопления будет работать на параметрах воды 80/60 градусов (?T=50) Следовательно, чтобы удостовериться в том, что радиатор сможет полностью перекрыть теплопотери помещения необходимо определить его фактическую мощность.

Для этого, определив значение k*A=1400/60=23,3 Вт/град, определяем фактическую мощность Qфакт=23,3*50=1167 Вт, что полностью удовлетворяет требуемой тепловой мощности прибора отопления, который должен быть установлен в данном помещении.

Видео ролик на тему расчета мощности радиатора:

https://youtube.com/watch?v=PWPYSQ7qoxk

Монтаж системы

Первым делом нам требуется установить секционные радиаторы. Их надо размещать строго под окнами, тёплый воздух от радиатора будет препятствовать проникновению холодного воздуха из окна. Для монтажа секционных радиаторов не понадобится никакого специального оборудования, лишь перфоратор и строительный уровень. Необходимо строго придерживаться одного правила: все радиаторы в доме должны быть смонтированы строго на одном горизонтальном уровне, от этого параметра зависит общая циркуляция воды в системе. Также соблюдайте вертикальное расположение рёбер радиатора.

После монтажа радиаторов можно приступать к прокладке труб. Необходимо заранее промерить общую длину труб, а также посчитать количество всевозможных фитингов (колен, тройников, заглушек и пр.). Для монтажа пластиковых труб понадобится всего три инструмента — рулетка, ножницы для труб и паяльник. На большинстве таких труб и фитингов есть лазерная перфорация в виде насечек и направляющих линий, что даёт возможность по месту выполнять монтаж правильно и ровно. Работая с паяльником, следует придерживаться только одного правила — после того как вы расплавили и состыковали концы изделий, ни в коем случае не прокручивайте их, если с первого раза не получилось припаять ровно, иначе возможна течь в этом месте. Лучше заранее потренируйтесь на кусочках, которые пойдут в отходы.

Расчет отопительной системы

При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.

Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:

тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы; тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы; наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода. выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение. создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки. спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур

При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя

Двухтрубная отопительная система

Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.

Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.

Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления  приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.

Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок

При этом важно учитывать, что номер должен  состоять из двух значений – начала и конца участка

Выбор оптимального источника тепла — первый шаг для правильного расчёта

Чтобы знать, как рассчитать систему отопления для частного дома, нужно правильно выбрать источник тепла. Как правило, начинают с анализа доступных в регионе энергоресурсов с учётом климатических условий. Выбор обычно идёт в пользу наиболее дешёвого топлива. Популярными являются системы обогрева, работающие на природном газе, электричестве, угле или дизеле.

Каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки:

1. Котлы на природном газе. Считаются наиболее дешёвым вариантом обогрева, но к магистрали природного газа не всегда есть возможность подключиться. Газовые котлы отличают высокий КПД, автоматизация управления процессом работы, безопасность при соблюдении правил подключения к газовым сетям. Нужно понимать, что такое КПД котла, чтобы изначально сделать правильный выбор оборудования. Небольшое по размеру газовое оборудование имеет высокий уровень производительности. Цена на природный газ растёт, но все равно этот вид топлива остаётся наиболее экономичным.
2. Электрокотлы. Компактные, не требуют громоздких дымоходов, со своей функцией справляются не хуже газовых, если не поводит электроподача. Не особо популярно из-за дороговизны электроэнергии. Поэтому расчет электрического отопления частного дома делают обязательно.
3. Котлы на твёрдом топливе. Вновь востребованы в связи с развитием загородного частного строительства. Наряду с обычными котлами продаются агрегаты с возможностью автоматической загрузки топлива.
4. Отопительное оборудование, работающее на солярке или отработанном масле. Часто используется для отопления в загородных коттеджах. Чтобы применять такое топливо, нужно соорудить для него резервуар. Не всех устраивает из-за резкого запаха дизеля, который стоит в котельной.

Какая система отопления частного дома лучше и почему

Автономная отопительная система для частного дома конструктивно представляет собой котел, радиаторы и замкнутый круговой трубопровод, по которому движется теплоноситель (кроме воздушного). По типу теплоносителя различают следующие виды отопления:

Котлы различаются по виду топлива. Можно долго рассуждать о том, какое отопление выбрать для частного дома, перебирать варианты и находить в каждом свои преимущества и недостатки. Чтобы представить информацию более наглядно и подвести итоги, предлагаем рассмотреть сравнительную таблицу.