Диаметр труб системы отопления: расчет, формула, подбор

При произведении строительства частных домов или же разноплановых реконструкций жилых объектов, которые подвергались эксплуатации на протяжении длительного периода времени, обязательным условием является наличие документа, демонстрирующего расчет объема системы отопления.

Расчет мощности котла

Правильно рассчитать мощность котла является самой легкой задачей из всех, которые предстоит решить при создании новой отопительной системы. Мощность котла измеряется в киловаттах (кВт). При стандартной высоте перекрытия отапливаемого помещения, 1 кВт мощности котла вполне способен обогреть 10 кв.м площади этого помещения.

Правда, существуют некоторые нюансы, которые касаются определенных видов котлов. Например, для настенного двухконтурного котла рассчитывать мощность нужно по другому, так как при мощности 24 кВт он не способен обогреть площадь 240 кв.м. В таких котлах одна половина выдаваемой энергии приходится на контур отопления, а другая половина – на подогрев воды. Поэтому такой котел в состоянии нагреть всего 120 кв.м. жилой площади и то слабо. Любой грамотный специалист в области теплотехники знает про необходимый запас мощности и в результате станет понятно, что такой котел подходит для обогрева всего 90 кв.м. площади. А если потолки выше стандартных, то еще меньше.

Расчет мощности котла

Немного по-другому делается расчет мощности одноконтурного котла. Это еще проще предыдущего. Здесь учитывается только необходимый резерв мощности и высота перекрытия. Это значит, что котел мощностью 24 кВт сможет обогреть 200 кв.м. площади, имеющей стандартные потолки 2.5 м и 170 кв.м. площади с высотой перекрытия до 3 м.

Расчет на основании площади помещения

Самый быстрый и весьма неточный метод, лучше всего подходящий для помещений со стандартной высотой потолков, равной примерно 2,4-2,5 метров. Согласно действующим строительным правилам, на обогрев одного квадратного метра площади понадобится 0,1 кВт тепловой мощности. Следовательно, для типовой комнаты площадью 19 квадратных метров необходимо 1,9 кВт.

Чтобы завершить расчет количества радиаторов отопления в частном доме, осталось разделить полученное значение на показатель теплоотдачи одной секции батареи (этот параметр должен быть указан в сопроводительной инструкции или на упаковке, но для примера возьмем стандартное значение 170 Вт) и при необходимости округлить полученную цифру в большую сторону. Окончательный результат будет равен 12 (1900 / 170 = 11,1764).

Предложенная методика является очень приблизительной, так как не учитывает множество факторов, напрямую влияющих на расчеты. Поэтому для корректировки стоит использовать несколько уточняющих коэффициентов.

  • помещение с балконом или комната в торце здания: +20%;
  • проект предполагает установку радиаторной батареи в нишу или за декоративный экран: +15%.

Расчет системы отопления частного дома

Существуют, конечно, и более сложные способы выполнить расчет системы отопления, но мы рассмотрим на примере более простой способ, который под силу выполнить самостоятельно.

Пример расчета системы обогрева частного дома

В основе отопления лежит использование одноконтурного котла. И на первом этапе выполнения расчетов нужно будет определить мощность котла, поскольку полученные результаты лягут в основу всех дальнейших вычислений.

Для одноэтажного дома определяем его объем, вычисляя объем каждого отдельного помещения в доме и суммируя полученные результаты. При подсчетах важно включить в расчеты и помещение коридора. Хоть в коридоре и не будет установлен отопительный прибор, он все равно будет отапливаться, но только пассивным способом, используя естественную циркуляцию тепла в помещениях дома. Это необходимо учитывать при выполнении расчетов.

Читайте также:  Правильное отопление частного дома с газовым котлом

Далее определяем мощность котла из расчета необходимой энергии для обогрева одного кубического метра пространства в доме. Для каждого региона существует отдельный показатель, но средняя его величина составляет 40Вт на один метр кубический. Если объем дома составляет 200 куб. м, то количество необходимой энергии составит 8800Вт (40х220). Для того чтобы котел имел определенный запас мощности, к полученному результату применим коэффициент 1,2. Полученные в результате расчетов данные говорят нам о том, что нужно приобрести нагреватель, вырабатывающий не менее 10 киловатт.

Расчет системы отопления частного дома

Сегодня существует несколько основных типов котлов, каждый из которых создавался в расчете на определенный вид источника используемой энергии. В качестве источника энергии могут выступать: газ, электрический ток, жидкое или твердое топливо.

Выбирая вид котла, обязательно стоит ориентироваться на следующие его характеристики:

  • насколько котел прост в эксплуатации;
  • каким показателем теплоотдачи котел обладает;
  • использование какого вида топлива является в регионе наиболее целесообразным.

Электрические котлы не нашли широкого применения в нашей стране. Причинами стали их высокая стоимость, а также высокая цена на электроэнергию. Котлы на жидком топливе приносят окружающей среде непоправимый вред, кроме того, установив такой котел, придется позаботиться и о хранилище для топлива.

Наиболее оптимальным вариантом станет котел, работающий на газе.

Почему необходим точный расчет

Теплоотдача приборов теплоснабжения зависит от материала изготовления и площади отдельных секций. От правильных вычислений зависит не только тепло в доме, но также сбалансированность и экономичность системы в целом: недостаточное число установленных секций радиаторов не обеспечит должное тепло в комнате, а излишнее количество секций ударит по карману.

Почему необходим точный расчет

Виды радиаторов отопления

Для вычислений необходимо определиться с типом батарей и системы теплоснабжения. К примеру, расчет алюминиевых радиаторов теплоснабжения для частного дома отличается от других элементов системы. Радиаторы бывают чугунными, стальными, алюминиевыми, алюминиевыми анодированными и биметаллическими:

Почему необходим точный расчет
  • Наиболее известны чугунные батареи, так называемые «гармошки». Они долговечны, стойки к коррозии, обладают мощностью секций 160 Вт при высоте 50 см и температуре воды 70 градусов. Существенный недостаток этих приборов – неприглядный внешний вид, но современные производители выпускают гладкие и достаточно эстетичные чугунные батареи, сохраняя все преимущества материала и делая их конкурентоспособными.

Чугунные батареи отопления

Почему необходим точный расчет
  • Алюминиевые радиаторы по тепловой мощности превосходят чугунные изделия, они прочны, обладают легким собственным весом, что дает преимущество при монтаже. Единственный недостаток подверженность к кислородной коррозии. Для его устранения взято на вооружение производство анодированных радиаторов из алюминия.

Алюминиевые радиаторы отопления

Почему необходим точный расчет
  • Стальные приборы не обладают достаточной тепловой мощностью, не подлежат разборке и увеличению секций при необходимости, подвержены коррозии, поэтому не пользуются популярностью.

Стальные радиаторы

Почему необходим точный расчет
  • Биметаллические радиаторы отопления – это сочетание стальных и алюминиевых деталей. Теплоносителями и крепежными деталями в них являются стальные трубы и резьбовые соединения, покрытые алюминиевым кожухом. Недостаток – довольно высокая стоимость.

Биметаллические батареи

Почему необходим точный расчет

По типу системы теплоснабжения различают однотрубное и двухтрубное подключение элементов отопления. В многоэтажных жилых домах в основном применена однотрубная схема системы теплоснабжения. Недостатком здесь является довольно значительная разница температуры входящей и исходящей воды на разных концах системы, что свидетельствует о неравномерности распределения тепловой энергии по приборам батареям.

Однотрубная и двухтрубная система отопления

Почему необходим точный расчет

Для равномерного распределения тепловой энергии в частных домах можно применять двухтрубную систему теплоснабжения, когда горячая вода подается по одной трубе, а охлажденная выводится по другой.

Кроме этого, точное вычисление количества батарей отопления в частном доме зависит от схемы подключения приборов, высоты потолка, площади оконных проемов, количества наружных стен, типа помещения, закрытости приборов декоративными панелями и от других факторов.

Помните! Необходимо правильно рассчитать требуемое число радиаторов отопления в частном доме, чтобы гарантировать достаточное количество тепла в помещении и обеспечить экономию финансовых средств.

Читайте также:  Как заделать протечку в трубе отопления + фото

Таблица для расчета количества секций батареи

Пример расчета потребления газа на отопление частного дома от сети

Лучше понять специфику и особенности расчетов поможет наглядный пример. Данный расчет можно применять как для квартиры, так и для загородного дома. Для начала следует собрать исходные данные.

Исходные параметры расчета:

  • Площадь помещений – 100 м2;
  • Мощность котла – 10 кВт;
  • КПД теплового агрегата – 95%.

Для начала следует джоули перевести в киловатты. 1квт имеет 3,6 МДж. Также следует понимать, что норма в 10 квт используется для отопления дома в самые холодные времена. Но на сезон особо холодных дней не так много.

В более благоприятные зимние деньки не требуется так много киловатт для отопления. Именно поэтому данный параметр принято разделять пополам при проведении расчетов. Далее полученные данные подставляют в специальную формулу. А при умножении показателя на тарифы можно рассчитать экономическую часть потребления газа.

Узнав необходимое количество топлива в час, можно сделать расчеты на весь сезон. Так полученное число следует умножить на 24 и получить показатель потребления в день. Дальше полученные данные умножаются на 30 и получают необходимое количество газа в месяц. Расчет на сезон учитывает обогрев на протяжении 7 месяцев.

Давайте поговорим о самих расчетах

Чтобы Вы лучше понимали, о чем в данный момент идет речь в статье, мы приведем показательный пример расчета системы отопления. К примеру, чтобы рассчитать мощность определенного котла, можно воспользоваться следующей универсальной, по своему характеру, формулой: удельная мощность равняется площади отапливаемого помещения, которая умножается на мощность котла и делится на цифровое значение, равняющееся десяти.

Так, скажем, если площадь частного дома составляет восемьдесят пять квадратных метров, а удельная мощность равняется полутора киловаттам, то мощность котла будет составлять 12,75 кВт соответственно. Теперь Вы знаете, как выглядит формула расчета отопления, и можете в любой момент рассчитать ее самостоятельно, без привлечения специалистов.

Давайте поговорим о самих расчетах

Однако, имеются и свои тонкости в других вопросах — например, если надо сделать расчет гравитационной системы отопления, то лучше обратиться к грамотному специалисту, который в обязательном порядке должен учитывать все достоинства и недостатки, риски и преимущества.

Давайте вместе подведем итоги и попробуем вывести общее, понятное резюме.

В данной статье мы с Вами узнали, что расчеты отопления можно делать как вручную, так и посредством использования различных онлайн-калькуляторов. Стратегия подсчётов зависит от Ваших личных предпочтений, целей, задач и удобства.

Теперь, когда Вы знаете, как рассчитывается отопление и поняли, как работает формула расчета отопления, Вам все будет по плечу — даже ни на секунду не сомневайтесь!

Давайте поговорим о самих расчетах

Выбор труб

Трубопровод для системы индивидуального отопления является средой для транспортировки тепловой энергии (в частности, нагретой воды). На отечественном рынке трубы для монтажа систем представлены в трёх основных видах:

Выбор труб
  • металлические
  • медные
  • пластиковые

Металлические трубы имеют ряд значительных недостатков. Кроме того, что они обладают большим весом и требуют специального оборудования для монтажа, а также наличие опыта, они ещё подвержены коррозии и могут накапливать статическое электричество. Хороший вариант — медные трубы, они способны выдерживать температуру до 200 градусов и давление около 200 атмосфер. Но медные трубы отличаются спецификой в монтаже (требуется специальное оборудование, серебряный припой и большой опыт работы), кроме того их стоимость очень велика. Самым популярным вариантом считаются пластиковые трубы. И вот почему:

Выбор труб
  • они имеют алюминиевую основу, которая с двух сторон покрыта пластмассой, благодаря чему они обладают огромной прочностью;
  • они абсолютно не пропускают кислород, что позволяет свести к нулю процесс образования коррозии на внутренних стенках;
  • благодаря алюминиевому армированию у них очень низкий коэффициент линейного расширения;
  • пластиковые трубы антистатичны;
  • обладают малым гидравлическим сопротивлением;
  • не требуется специальных навыков для монтажа.
Читайте также:  Как рассчитать оплату за отопление в квартире?

Потери напора и давления

Расчёт параметров по описанным выше соотношениям был бы достаточен для идеальных моделей. В реальной жизни и объёмный поток, и скорость теплоносителя всегда будут отличаться от расчётных в разных точках системы. Причина тому — гидродинамическое сопротивление движению теплоносителя. Оно обусловлено рядом факторов:

Задача нахождения падения давления и скорости на разных участках системы по праву считается наиболее сложной, она лежит в области расчётов гидродинамических сред. Так, силы трения жидкости о внутренние поверхности трубы описываются логарифмической функцией, учитывающей шероховатость материала и кинематическую вязкость. С расчётами турбулентных завихрений всё ещё сложнее: малейшее изменение профиля и формы канала делает каждую отдельно взятую ситуацию уникальной. Для облегчения расчётов вводится два опорных коэффициента:

  1. Кvs — характеризующий пропускную способность труб, радиаторов, разделителей и прочих участков, приближенных к линейным.
  2. Кмс — определяющий местные сопротивления в различной арматуре.

Эти коэффициенты указываются производителями труб, клапанов, кранов, фильтров для каждого отдельно взятого изделия. Пользоваться коэффициентами достаточно легко: для определения потери напора Кмс умножают на отношение квадрата скорости движения теплоносителя к двойному значению ускорения свободного падения:

Потери напора и давления

Δhмс = Кмс (V2/2g) или Δpмс = Кмс (ρV2/2)

  • Δhмс — потери напора на местных сопротивлениях, м
  • Δpмс — потери напора на местных сопротивлениях, Па
  • Кмс — коэффициент местного сопротивления
  • g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с2
  • ρ — плотность теплоносителя, для воды 1000 кг/м3

Потеря напора на линейных участках представляет собой отношение пропускной способности канала к известному коэффициенту пропускной способности, причём результат деления нужно возвести во вторую степень:

Р = (G/Kvs)2

  • Р — потеря напора, бар
  • G — фактический расход теплоносителя, м3/час
  • Kvs — пропускная способность, м3/час

Особенности монтажа

Как правило, циркулярные электронасосы устанавливаются в магистраль с использованием байпаса — параллельного трубопровода с шаровым краном, через который подается теплоноситель при отключенной ветке насоса. Такая конструкция позволяет извлекать циркулярник для настройки, ремонта или замены без слива теплоносителя из системы.

Правильно выбрать циркуляционный насос для отопления – ответственная задача, решение которой лучше доверить специалистам. От выбранного агрегата зависит комфортность и эффективность работы системы отопления (оптимальный КПД устройства), расход электроэнергии, экономия которой при правильном решении может достигать 80%.

При желании можно самостоятельно провести подбор циркуляционного насоса для системы отопления, сделать расчеты по формулам, наиболее высокую точность подсчетов получают при использовании компьютерных программ. При работе с программами необходимо понимать, как правильно вносить данные — во многих случаях это требует специальных технических знаний, на получение которых придется потратить некоторое время

Системы с естественной циркуляцией

Максимальный диаметр трубы для отопления частного дома, оборудованного отопительной системой с естественной либо комбинированной циркуляцией, должен соответствовать размерам входного и выходного патрубков котла (чаще всего они одинаковые). Трубы такого сечения понадобятся для выполнения начального и заключительного участков контура.

Если говорить о том, какая труба для отопления частного дома лучше, то тут надо учитывать тип котла. Так для твердотопливных котлов рекомендуется применять металлические изделия. В случае если планируется использовать трубы полимерные, то для монтажа первых пары метров все равно следует применить металлическую трубу.

Стартовый диаметр получается самым большим. Его выдерживают до первого разветвления. Далее разводку выполняют с постепенным уменьшением диаметра труб после каждого ветвления. В последней точке диаметр должен соответствовать ½ дюйма (12,7 мм) либо ¾ дюйма (19 мм). При монтаже «обратки» действует тот же принцип.