О какой бы отопительной системе ни шла речь, хочется, чтобы она обеспечивала оптимальный температурный режим внутри обогреваемых помещений и при этом не вызывала больших расходов на топливо и дорогостоящее оборудование. Чтобы получить желаемое, нужно знать, как правильно рассчитать систему отопления. Причем расчеты должны касаться всех без исключения элементов системы. Начнем считать. В первую очередь нужно решить, что необходимо рассчитывать. Для этого разложим вопрос на составляющие:
- Мощность нагревательного агрегата, то есть котла. Этот показатель определяет обеспеченность дома теплом при минимальном его запасе. И это в самые холодные дни зимы.
- Количество отопительных приборов, а также их размеры. В случае с радиаторами отопления рассчитывается количество секций, а если используются регистры или конвекторы, то их мощность.
- Диаметр труб.
Порядок расчетов определен, так что будем строго его придерживаться.
Отопительный котел
Чтобы подход к созданию отопительной системы был экономичным, нужно правильно выбрать топливо. Сегодня идеальным во всех отношениях сырьем для отопления является природный газ. Он дешевле всех остальных видов, и обслуживание системы с ним упрощается до минимума. А если все монтажные работы провести на должном уровне, то такой вариант отопления будет еще и одним из самых безопасных. Однако существует тенденция увеличения цены на газ. Ведь потребление его растет, поэтому есть мнение, что в скором времени о дешевизне этого вида топлива придется забыть.
На втором месте стоят твердотопливные котлы, работающие на угле или дровах. И если говорить о мощности выделяемого тепла, то котлы на угле работают на 10% лучше. Это значит, что они выделяют больше тепловой энергии. Однако общая проблема таких источников тепла — это необходимость в обслуживании 1–2 раза в сутки. Но если правильно подобрать размеры дров или угля, то многое можно сократить. Электричество — тоже неплохой вид топлива.
Но у него два недостатка. Первый — высокая стоимость энергии. А второй — непостоянство подачи. К сожалению, отечественные линии электропередач не гарантируют во многих регионах постоянную подачу электрического тока, да к тому же со стандартным напряжением.
Но если выбирать из всех электрических отопительных приборов наилучший, то пальму первенства следует отдать современным тепловым насосам. Сегодня это самый эффективный отопительный агрегат из категории электрического отопительного оборудования. Стоят такие насосы недешево, но они очень эффективны. Правда, необходимо учитывать модель агрегата. К примеру, эффективность работы теплового насоса из группы воздух-воздух будет падать по мере снижения температуры на улице. И это следует принимать во внимание при проведении расчетов.
Расчет тепловой мощности котла
Есть очень простой способ, позволяющий провести расчет мощности котла. Причем этот вариант установлен СНиПом. Для этого нужно взять за основу соотношение — 1 киловатт тепловой энергии на 10 квадратных метров площади помещения. Это соотношение действует при высоте потолков не больше трех метров. Конечно, для точности расчета необходимо учитывать разные критерии и технические моменты, касающиеся конструкции дома. Но все это очень сложно. А если стоит вопрос о самостоятельном проведении расчетов, то воспользуйтесь вариантом, который предлагает действующий СНиП. По этому поводу углубляться в дебри математических выкладок больше не будем.
Расчет количества радиаторов
Это очень важный момент, от которого будет зависеть оптимальный температурный режим внутри отапливаемых помещений. Существует стандартная величина разницы температуры радиаторов отопления и воздуха в комнате. Она равна 70С. То есть, если вам необходима температура внутри комнаты +20С, то температура батареи, установленной здесь, должна быть не ниже +90С. Как видите, все достаточно просто. Но теплоотдача у разных радиаторов, выполненных из разных материалов, отличается. Для общего расчета можно использовать понижающие или повышающие коэффициенты.
Кстати, количество тепловой энергии, выделяемой радиатором, во многом будет зависеть от его размеров и количества секций. Чем больше секций, тем больше площадь теплоотдачи, и тем меньше можно тратить топлива, чтобы поддерживать необходимую температуру. Но чем больше секций, тем выше объем батареи, а значит, необходимо больше теплоносителя. Вообще, взаимосвязь объема отопительной системы и температурного режима прямо пропорциональна. Правда, приходится учитывать некоторые особенности элементов отопления. А это не только объем радиаторов, но и объем котла, расширительного бачка и труб. Поэтому есть смысл провести расчет объема системы отопления. Именно от этого показателя многое будет зависеть.
Расчет объема
Итак, система отопления выбрана, и учтены все теплоизоляционные мероприятия. Кстати, что это такое?
- Установка надежных оконных систем и утепленных входных дверей.
- Утепление всех без исключения элементов здания. Это очень важное мероприятие, хотя и затратное. Но оно необходимо, если дело касается экономии.
- Дополнительное отопление. В этом случае рекомендуем установку камина, с которым будет и тепло, и красиво.
После этого необходимо создать точную схему всех участков отопительной системы. Здесь важно правильно расставить по комнатам котел, радиаторы, запорную арматуру, фитинги и разводку трубопровода. А вот теперь можно переходить к расчету объема отопления. Кстати, объем теплоносителя и есть этот показатель. И когда речь идет о первом, то подразумевается второй, и наоборот.
Имейте это в виду, чтобы не запутаться. Теперь немного о самом теплоносителе. Как правило, это обычная вода. Но учтите, что существует 2 способа пополнения системы теплоносителем:
- Первый — внешний, когда вода поступает из водопроводной системы. Его плюсы — это простота и удобство. Минусы — вода не отличается высоким качеством. Но можно решить эту проблему, если перед входом в отопительную систему поставить пару фильтров грубой и тонкой очистки, что значительно улучшит качество теплоносителя.
- Второй способ — внутренний. Он отличается тем, что воду в систему отопления заливают вручную. Но перед заливкой в теплоноситель добавляют различные присадки, которые придают ему свойство антикоррозийности и устойчивости к замерзанию.
Расчет воды
Итак, все готово, и можно рассчитывать объем теплоносителя. Как рассчитать объем воды в системе отоплении? Действуем по порядку, определяя следующие показатели:
- Объем отопительного котла. Агрегат уже выбран по мощности, а значит, необходимо просто найти его в магазине. В паспорте производитель указывает объем оборудования. Поэтому здесь проблем не будет.
- Объем радиаторов отопления. Предварительно количество радиаторов и их секций уже определено, необходимо только узнать объем каждой секции. Все будет зависеть от материала, из которого радиатор изготовлен. Этот показатель производитель тоже указывает в паспорте. Нужно лишь объем одной секции умножить на их количество, и получится общий объем радиаторов.
- Объем трубопровода. Здесь все намного сложнее, потому что нужно для начала определиться со схемой развязки труб и после этого разбить ее на участки. Рассчитывать небольшой участок проще.
- Объем расширительного бака. Здесь все просто. Обычно для этого берется бак, объем которого составляет 10% от объема всей отопительной системы.
Расчет объема трубопроводов
Это самый сложный этап при проведении математических выкладок. Напомним, что для точных расчетов потребуется схема расположения всех элементов системы и развязки труб с указанием их диаметров. Понятно, что в однотрубной схеме теплоносителя будет меньше, чем в двухтрубной.
Возвращаемся к расчету. Есть два способа — сделать расчет по эскизу или по уже смонтированной системе. Второй вариант намного точнее, потому что длину трубопроводов можно замерить с точностью до миллиметра. Определить объем трубы по диаметру тоже довольно просто — в интернете есть готовые таблицы с этими показателями.
То же самое и с фитингами. Определить их объем по диаметру можно из таблиц, которые предлагает производитель. Количество фитингов легко заранее подсчитать по эскизу, а диаметры определяются в соответствии с соединяемыми трубами. Как видите, все достаточно просто. Единственное — времени на это уйдет немало.
А теперь вопрос, который волнует многих обывателей. К чему все это, и зачем нужны математические выкладки, связанные с определением объема теплоносителя? Конечно, когда дело связано с закачиванием воды через водопроводную систему, всем этим можно пренебречь. Стоимость воды не так высока, чтобы волноваться по поводу больших финансовых расходов. Но когда речь идет о внутреннем методе закачки теплоносителя, эти расчеты очень пригодятся.
Приготовить воду с добавлением специальных насадок или использовать в качестве теплоносителя антифриз — это уже деньги, потому что и антифриз, и добавки стоят недешево, так что лучше все точно рассчитать. Есть в этом деле один нюанс, о котором не стоит забывать. Под действием высоких температур теплоноситель будет расширяться, а от коэффициента расширения зависит первоначальный объем воды или антифриза. Это тоже необходимо учитывать.
Специалисты рекомендуют залить в отопительную систему 90% теплоносителя, запустить ее в рабочий режим и только после этого добавлять его по мере заполнения всего объема. В этом случае вы точно не ошибетесь. Кстати, установленный расширительный бачок станет тем прибором, который будет регулировать объем теплоносителя. Если при нагреве произойдет рост объема, бачок спокойно вместит излишки в свой резервуар. И еще один момент, который касается открытых отопительных систем — это испарение воды. Хотите вы того или нет, но она будет испаряться, поэтому периодически придется добавлять теплоноситель.
Заключение по теме
Как видите, правильно рассчитать объем отопительной системы — значит, грамотно ее организовать. Конечно, многое будет зависеть от предварительных подсчетов, которые касаются мощности отопительных и нагревательных приборов, их количества, формы и размеров. Поэтому необходимо еще на стадии проектирования во всем этом разобраться. Если разберетесь, сможете провести расчеты правильно, и расходы на отопительную систему будут минимальны, а ее работа эффективна. Именно эти два фактора лежат в основе создания любой инженерной системы частного дома.
Читайте далее:
