Розрахунок системи опалення приватного будинку і рекомендації по вибору котлів та радіаторів

Розрахунок системи опалення приватного будинку і рекомендації по вибору котлів та радіаторів

Розрахунок системи опалення приватного будинку – завдання важлива і дуже відповідальна.

У минулі часи вирішувалася вона досить просто – при проектуванні можна було закласти досить солідний запас теплової потужності.

З нинішніми цінами на енергоносії вимоги до точності розрахунку зросли: продуктивність системи повинна бути достатньою, щоб не замерзнути, але і перебір ні до чого, інакше домовласник швидко вилетить в трубу. Давайте подивимося, як вибрати оптимальне рішення, і з яких компонентів краще збирати опалювальну систему.

Зміст

  • 1 Вибір котла
    • 1.1 Газовий котел
    • 1.2 Рідкопаливний котел
    • 1.3 Твердопаливний котел
    • 1.4 Котел електричний
  • 2 Розрахунок потужності котла
  • 3 Трубопроводи опалювальної системи
  • Схема 4
  • 5 Вибір радіаторів для опалення приватного будинку
  • 6 Відео на тему

Вибір котла

Сьогодні користувачеві доступні кілька різновидів теплогенераторів. Кожна з них орієнтована на використання того або іншого виду палива. Коротко охарактеризуємо їх.

Газовий казан

Безперечний лідер за поєднанням зручності експлуатації та вартості палива. Але застосувати це чудове пристрій можна тільки в тому випадку, якщо ви маєте можливість підключити будинок до мережі газопостачання.

Рідкопаливний котел

Такий агрегат «харчується» дизельним паливом, соляркою або відпрацьованим машинним маслом. Подібне паливо є дуже калорійним, тому воно займає невеликий об’єм. Крім того, воно подається в пальник автоматично – за допомогою паливного насоса. Проблема тільки в тому, що пальне для таких котлів коштує досить дорого.

Розрахунок системи опалення приватного будинку і рекомендації по вибору котлів та радіаторів

Котел на рідкому паливі

Виняток – відпрацьоване масло, яке по суті є різновидом відходів, але далеко не у кожного є можливість отримати достатній його запас.

Твердопаливний котел

Його основна перевага – дешевизна палива. Але дрова, як і вугілля, самі лізти в топку ніяк не хочуть, і в цьому полягає головний недолік твердопаливних опалювачів: користувачеві постійно доводиться підробляти кочегаром.

Над цією проблемою невпинно трудяться виробники, пропонуючи все нові моделі з можливістю тривалої роботи на одній закладці палива.

Доступні наступні варіанти:

Розрахунок системи опалення приватного будинку і рекомендації по вибору котлів та радіаторів

  • піролізні котли;
  • агрегати з верхнім горінням;
  • котли з звичайним горінням, але з примусовою подачею повітря (автоматика може пригасити котел, закривши заслінку, а потім розпалити його за допомогою вентилятора );
  • пелетні котли: паливо має вигляд гранул однакового розміру (це і є пелети), які можна подавати в топку шнековим живильником з як завгодно великого бункера.

Важливий момент: ККД твердопаливних і рідкопаливних котлів є найбільшим тільки в тому випадку, якщо агрегат працює з максимальною тепловіддачею (читай — потужністю).

Котел електричний

Ідеальний з точки зору зручності експлуатації варіант, але обходиться сьогодні дуже дорого. У будинках малопотужні електрокотли ставлять у парі з рідко – або твердопаливними і включають їх лише в найдужчі морози.

Така схема дає можливість підбирати основний котел в розрахунку не на саму низьку, а на середню температуру, внаслідок чого він буде більшу частину часу працювати на максимальній потужності.

Розрахунок потужності котла

Щоб визначити необхідну продуктивність опалення, потрібно розрахувати тепловтрати через огороджувальні конструкції будинку.

Насамперед, потрібно визначитися, яка температура буде підтримуватися в тому чи іншому приміщенні, тобто виконати так зване зонування. Наприклад, в дитячій і в кімнатах літніх людей температура повинна бути вище, а в передпокої повітря може бути більш прохолодним.

Крім даних про внутрішній температурі для розрахунку потрібно:

Розрахунок системи опалення приватного будинку і рекомендації по вибору котлів та радіаторів

  • значення питомої термічного опору всіх матеріалів у зовнішніх конструкціях (дані повинні бути в паспорті на матеріал);
  • середня температура самого холодного місяця у даній місцевості;
  • середня температура за зиму;
  • коефіцієнт використання котла протягом сезону: для широти Москви становить 0,5, до широті Краснодара плавно (пропорційно) знижується до 0,35, до широті Архангельська також пропорційно зростає до 0,79.

Далі діємо так:

  • Визначаємо повне термічне опір R кожного шару, примножуючи його питомий термічний опір Rуд на товщину D: R = Rуд*D. Для багатошарових конструкцій, наприклад, стін з утеплювачем, значення R для окремих шарів потрібно підсумувати.
  • Для кожної конструкції розраховуємо теплопровідність Л за формулою: Л = 1/R.
  • Далі визначаємо тепловтрати Q через конструкцію, множачи її теплопровідність на площу і різницю температур всередині і зовні: Q = Л*S*dT.
  • При розрахунку dT приймаються наступні значення зовнішньої температури:

    • для вікон та стін: середня температура самого холодного місяця, поділена на коефіцієнт використання потужності котла;
    • для стелі: середньодобову температуру, характерну для самої холодної тижні зими;
    • для підлоги: середню температуру за всю зиму.

    Підбираємо радіатори: для кожного приміщення потрібно підрахувати суму всіх тепловтрат через зовнішні конструкції. Множимо отриману величину на 1,4. Тут 40% — додаткові тепловтрати на вентиляцію. За обчисленим тепловтратам для кожного приміщення підбираються радіатори.

    Тепер визначаємо потужність котла . Для цього загальну потужність всіх радіаторів Р потрібно розділити на ККД передбачуваного котла і на коефіцієнт використання потужності за сезон: W = Р/(ККД*К).

    Далі вибирається модель і якщо її ККД виявляється відмінним від того, яким задавалися, розрахунок коригується.

    Таким чином, для дому на широті Москви, в якому загальна потужність радіаторів склала 13.3 кВт, підійде котел з потужністю: W = 13.3/(0.5*0.85) = 31.3 кВт. Якщо передбачається топити котел твердим паливом, можна встановити агрегат на 29 кВт, а йому в допомогу поставити електрокотел на 3 кВт.

    Методика спрощена, на ній не враховуються сонячне випромінювання та виділення тепла людьми і обладнанням.

    Трубопроводи опалювальної системи

    В автономних системах опалення рідко можна бачити труби із сталі. Тут повністю виключені значні перепади температури і тиску, характерні для централізованих систем, тому сміливо можна застосовувати полімерні труби.

    Самими міцними і довговічними вважаються металопластикові труби, правда, фітинги для них обходяться недешево.

    Розрахунок системи опалення приватного будинку і рекомендації по вибору котлів та радіаторів

    Трубопровід системи опалення двоповерхового будинку

    Більш доступний трубопровід з поліпропіленових деталей. Важливе його перевага полягає в можливості зварювати окремі елементи в монолітну конструкцію, що дозволяє повністю виключити можливість протікання. Такі трубопроводи можна без побоювань прокладати прихованим способом.

    З’єднання металопластикових труб можуть бути настільки ж надійними, якщо замість звичайних різьбових фітингів застосувати так звані прес-фітинги.

    Схема

    Радіатори в опалювальному контурі можна підключити різними способами:

  • У вигляді простої послідовності: така схема отримала назву однотрубної. По мірі руху від батареї до батареї теплоносій помітно охолоджується, тому вона годиться тільки для невеликих будинків на 3 – 4 кімнати.
  • Паралельно: контур складається з двох труб, які прокладаються по периметру будівлі. За однією подається гарячий теплоносій, по інший – повертається до котла остиглий. Радіатори встановлені між цими трубами. Відповідно, якщо контур правильно збалансувати, всім споживачам дістанеться рівну кількість тепла. До того ж будь-радіатор можна вивести з системи, не порушуючи її працездатності.
  • Комбінованим способом: схема для 2-поверхового будинку. Вона складається з декількох вертикальних однотрубних контурів (стояків), підключених паралельно між трубопроводами подачі і обратки.
  • З променевої або колекторної схемою.
  • Останній тип опалювальної системи організований за принципом зірки: з центрального розподільника – колектора – теплоносій подається в кожен радіатор по окремому трубопроводу. Труб потрібно дуже багато, але зате керувати роботою системи можна з однієї точки, а її балансування не викликає ніяких складнощів.

    Вибір радіаторів для опалення приватного будинку

    Переважна більшість наявних у продажу батарей відноситься до одного з наступних типів:

  • Сталеві (мають найменшу вартість).
  • Алюмінієві.
  • Біметалічні: складаються з міцного сталевого сердечника і алюмінієвого оребрення.
  • Чавунні (маються на увазі сучасні стильні радіатори, а не застарілі «гармошки»).
  • В стінках сталевих радіаторів при високій температурі теплоносія інтенсивно розвивається корозія, тому вони більше підходять для систем з помірною теплової навантаженням, а в географічному сенсі – для регіонів з м’якою зимою.

    Батарея з алюмінію за рахунок високої теплопровідності цього металу дозволяє «зняти» з теплоносія більше тепла, ніж будь-яка інша таких же розмірів. Але алюміній – метал м’який, він погано тримає гідроудари, що виникають у великих системах при значних змінах температур.

    Ситуація ускладнюється, якщо такий прилад підключений до сталевого трубопроводу: з-за великої різниці в коефіцієнтах теплового розширення можливі пошкодження. Практично непомітні недоліки алюмінію в регіонах зі стабільно холодної взимку, розташованих північніше чорноземної смуги.

    Біметалічні радіатори можуть застосовуватися повсюдно, єдиний їхній недолік – висока вартість.

    Чавунні батареї по дешевизні поступаються тільки сталевим, при цьому вони міцні і надзвичайно надійні. Сьогодні ці прилади є найбільш затребуваними. Недоліки – велика вага і значна теплова інерційність, яка не дозволяє системі своєчасно підлаштовуватися під зміни температури (через це дещо збільшуються тепловтрати).

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: