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.
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.
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:
- 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.
Конкретные расчёты
Допустим, нужно сделать расчёт для домовладения площадью 150 кв. м. Если принять, что на 1 квадратный метр теряется 100 Ватт тепла, получаем: 150х100=15 кВатт тепловых потерь.
Как соотносится это значение с циркуляционным насосом? При тепловых потерях происходит постоянный расход тепловой энергии. Для поддержания температурного режима в помещении необходимо большее количество энергии, чем для его компенсации.
Для расчёта циркуляционного насоса для системы отопления, следует понимать, какие у него функции. Это устройство выполняет следующие задачи:
- создать напор воды, достаточный для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление узлов системы;
- перекачать по трубам и радиаторам такой объем горячей воды, который требуется для эффективного прогрева домовладения.
То есть, для того, чтобы система заработала, нужно подогнать тепловую энергию к радиатору. И эту функцию выполняет циркуляционный насос. Именно он стимулирует подачу теплоносителя к приборам отопления.
Следующая задача: какое количество воды, согретой до нужной температуры, надо доставить к радиаторам за определённый период времени, при этом компенсируя все теплопотери? Ответ выражается в количестве перекачанного теплоносителя в единицу времени. Это и будет называться мощностью, которой обладает циркуляционный насос. И наоборот: можно определить примерный расход теплоносителя по мощности насоса.
Данные, которые для этого нужны:
- Количество тепловой энергии, необходимой для того, чтобы компенсировать теплопотери. Для данного домовладения площадью 150 кв. метров эта цифра 15 кВт.
- Удельная теплоёмкость воды, которая выступает в роли теплоносителя — 4200 Дж на 1 килограмм воды, на каждый градус температуры.
- Дельта температур между водой на подаче из котла и на последнем отрезке трубопровода в обратке.
Считается, что в нормальных условиях это последнее значение не бывает больше 20 градусов. В среднем берут 15 градусов.
Формула для того, чтобы рассчитать насос, следующая: G/(cх(Т1-Т2))= Q
- Q — это расходование теплоносителя в отопительной системе. Столько жидкости при определённой температуре нужно доставить циркуляционному насосу к отопительным приборам в единицу времени, чтобы теплопотери были компенсированы. Нецелесообразно приобретать устройство, у которого мощность больше. Это приведёт только к повышенному расходу электричества.
- G — теплопотери дома;
- Т2 — температура теплоносителя, вытекающая из теплообменника котла. Это именно тот уровень температуры, который нужен для обогрева помещения (примерно 80 градусов);
- Т1 — температура теплоносителя на обратном трубопроводе при входе в котёл (чаще всего 60 градусов);
- с — это удельная теплоёмкость воды (4200 Джоулей на кг).
При вычислении с помощью указанной формулы получается цифра 2,4 кг/с.
Теперь нужно перевести этот показатель на язык производителей циркуляционных насосов.
1 килограмм воды соответствует 1 кубическому дециметру. Один кубический метр равен 1000 кубических дециметров.
Получается, что в секунду насос перекачивает воду следующим объёмом:
2,4/1000=0,0024 куб. м.
Далее нужно перевести секунды в часы:
0,0024х3600=8,64 куб. м/ч.
Как рассчитать стоимость отопления в квартире?
Алгоритм расчета полностью определяется способом обогрева дома и имеющимися в наличии отопительными приборами. Варианты оборудования постройки учетными устройствами могут быть совершенно разными:
- Установлен только один счетчик на весь дом, а отдельные квартиры и нежилые помещения учетными приборами не оснащены.
- Имеется общий счетчик, однако некоторые квартиры и помещения тоже оснащены индивидуальными устройствами.
- В доме счетчика нет, но учетные приборы имеются в некоторых квартирах.
Прежде, чем приступать к расчету отопления, необходимо выяснить, какой из методов учета потребленного газа используется в доме. Без этой информации дальнейшие действия просто невозможны.
Как рассчитать плату за отопление в квартире по общему для всего дома счетчику?
Для того чтобы наши расчеты были наглядными, необходимо взять в качестве примера какие-либо данные. Допустим, что учетный прибор в доме показал потребление в 300 Гкал. Площадь самой многоэтажной постройки составляет 8500 м². Берущаяся в расчет квартира имеет площадь 80 м². Тариф за потребленную электроэнергию возьмем 1500 руб./1 Гкал.
Сначала узнаем, как рассчитать отопление по площади квартиры, для этого воспользуемся такой схемой: (300*80/8500)*1500 =4235 руб
. Эта сумма будет стоять первой в квитанции, поскольку является платой именно за отопление в квартире.
Однако не будем забывать про нежилые помещения, на обогрев которых расходы распределяются между жильцами. Предположим, что жилая площадь составляет 7000 м². Тогда расчеты будут следующими: 300*(1-7000/8500)*80/7000=0,6051 Гкал
. Переводим в денежный эквивалент:
0,6051*1500=908 руб.
Итоговая сумма квитанции в этом случае составит: 4235+908=5143 руб.
Как рассчитать отопление по счетчику в квартире?
Представим, что счетчиками оснащены некоторые квартиры, а также нежилые помещения. По имеющимся учетным приборам на обогрев площади нежилого типа было потрачено 15 Гкал, других квартир — 10 Гкал. На нужды горячего водоснабжения пришлось 40 Гкал.
Сначала выясним, сколько тепла пришлось на наши квадратные метры:
- при наличии счетчика снимаем показания и умножаем на актуальный тариф: 2*1500=3000 руб.
- при отсутствии счетчика в расчет принимается норма потребления тепла на 1 м², которая составляет 0,03 Гкал: 0,03*80*1500=3600 руб.
Теперь необходимо выяснить, какая сумма будет идти дополнительно. В этом нам поможет следующая схема: (300-15-7000*0,03-10-40)*80/7000=0,2857 Гкал.
Переводим в рубли:
0,2857*1500=429 руб.
- 3000+429=3429 руб.
- 3600+429=4029 руб.
Как правильно рассчитать отопление в квартире без общего счетчика?
В этом случае наличие учетного прибора в жилище тоже имеет большое значение. Первым шагом мы по-прежнему определяем расходы на отопление квартиры:
- со счетчиком: 2*1500=3000 руб.
- без счетчика: 0,03*80*1500=3600 руб.
Теперь нам необходимо знать сумму на нужды дома, а для этого требуется информация о площади общего имущества. Допустим, она составляет 200 м², тогда расчет будет следующим: 0,03*200*80/7000=0,0686 Гкал
. В деньгах:
0,0686*1500=103 руб.
Итоговая сумма квитанции составит:
- при наличии индивидуального прибора: 3000+103=3103 руб.
- при отсутствии счетчика в квартире: 3600+103=3703 руб.
Как можно увидеть из расчетов, квартирный счетчик значительно снижает плату за тепловую энергию, поэтому стоит задуматься об установке индивидуального учетного прибора. Это не только сэкономит ваши денежные средства, но и позволит полностью контролировать процесс начислений.
Динамические параметры теплоносителя
Переходим к следующему этапу расчетов – анализ потребления теплоносителя. В большинстве случаев система отопления квартиры отличается от иных систем – это связанно с количеством отопительных панелей и протяженностью трубопровода. Давление используется в качестве дополнительной “движущей силы” потока вертикально по системе.
В частных одно- и многоэтажных домах, старых панельных многоквартирных домах применяются системы отопления с высоким давлением, что позволяет транспортировать теплоотдающее вещество на все участки разветвлённой, многокольцевой системы отопления и поднимать воду на всю высоту (до 14-ого этажа) здания.
Напротив, обычная 2- или 3- комнатная квартира с автономным отоплением не имеет такого разнообразия колец и ветвей системы, она включает не более трех контуров.
А значит и транспортировка теплоносителя происходит с помощью естественного процесса протекания воды. Но также можно использовать циркуляционные насосы, нагрев обеспечивается газовым/электрическим котлом.
Рекомендуем применять циркуляционный насос для отопления помещений более 100 м2. Монтировать насос можно как до так и после котла, но обычно его ставят на “обратку” – меньше температура носителя, меньше завоздушенность, больше срок эксплуатации насоса
Специалисты в сфере проектирования и монтажа систем отопления определяют два основных подхода в плане расчёта объёма теплоносителя:
- По фактической емкости системы. Суммируются все без исключения объёмы полостей, где будет протекать поток горячей воды: сумма отдельных участков труб, секций радиаторов и т.д. Но это достаточно трудоёмкий вариант.
- По мощности котла. Здесь мнения специалистов разошлись очень сильно, одни говорят 10, другие 15 литров на единицу мощности котла.
С прагматичной точки зрения нужно учитывать, тот факт что наверное система отопления будет не только подавать горячую воду для комнаты, но и нагревать воду для ванной/душа, умывальника, раковины и сушилки, а может и для гидромассажа или джакузи. Этот вариант попроще.
Поэтому в данном случае рекомендуем установить 13,5 литров на единицу мощности. Умножив этот число на мощность котла (8,08 кВт) получаем расчётный объём водяной массы – 109,08 л.
Вычисляемая скорость теплоносителя в системе является именно тем параметром, который позволяет подбирать определённый диаметр трубы для системы отопления.
Она высчитывается по следующей формуле:
V = (0,86*W*k)/t-to,
где:
- W – мощность котла;
- t – температура подаваемой воды;
- to – температура воды в обратном контуре;
- k – кпд котла (0,95 для газового котла).
Подставив в формулу расчетные данные, имеем: (0.86 * 8080* 0.95)/80-60 = 6601,36/20=330кг/ч. Таким образом за один час в системе перемещается 330 л теплоносителя (воды), а ёмкость системы около 110 л.
Исходные данные для проектирования системы отопления
Чтобы произвести расчет расхода тепла на отопление, нужен, во-первых, проект дома.
План дома позволяет получить практически все исходные данные, которые нужны для определения теплопотерь и нагрузки на отопительную систему
Он должен содержать внутренние и наружные размеры каждого помещения, окон, наружных дверных проёмов. Внутренние двери остаются без внимания, поскольку на тепловые потери они не оказывают никакого влияния.
Во-вторых, понадобятся данные о расположении дома по отношению к сторонам света и районе строительства – климатические условия в каждом регионе свои, и то, что подходит для Сочи, не может быть применено к Анадырю.
В-третьих, собираем информацию о составе и высоте наружных стен и материалах, из которых изготовлены пол (от помещения до земли) и потолок (от комнат и наружу).
После сбора всех данных можно приступать к работе. Расчет тепла на отопление можно выполнить по формулам за один-два часа. Можно, конечно, воспользоваться специальной программой от компании Valtec.
Для расчёта теплопотерь отапливаемых помещений, нагрузки на систему отопления и теплоотдачи от отопительных приборов в программу достаточно внести только исходные данные. Огромное количество функций делают её незаменимым помощником и прораба, и частного застройщика
Она значительно всё упрощает и позволяет получить все данные по тепловым потерям и гидравлическому расчету системы отопления.
Как выбрать циркуляционный насос
Уютным жильё не назовёшь, если в нём будет холодно
И не важно, какая в доме мебель, отделка или внешний вид в целом. Всё начинается с тепла, а оно невозможно без создания системы отопления.
Недостаточно купить «навороченный» нагревательный агрегат и современные дорогие радиаторы — для начала нужно продумать и распланировать по деталям систему, которая будет поддерживать в помещении оптимальный температурный режим
И не важно, относится ли это к дому, где постоянно живут люди, или это большой загородный дом, маленькая дача. Без тепла жилым помещение не будет и находиться в нём будет не комфортно.
Для достижения хорошего результата нужно понимать, что и как делать, какие имеются нюансы в отопительной системе, и как они повлияют на качество обогрева.
Когда делают монтаж индивидуальной системы отопления, нужно предусматривать все возможные детали её работы. Она должна выглядеть как единый сбалансированный организм, требующий минимума вмешательства со стороны человека. Мелких деталей тут нет – важным является параметр каждого устройства. Это может быть мощность котла или диаметр и тип трубопровода, вид и схема подключений отопительных приборов.
Без циркуляционного насоса сегодня не обходится ни одна современная отопительная система.
Два параметра, по которым выбирают этот прибор:
- Q — показатель расхода теплоносителя за 60 минут, выраженный в кубометрах.
- Н — показатель напора, который выражен в метрах.
Многие технические статьи и нормативные документы, а так же производители прибора пользуются обозначением Q.
