Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

Багатоповерхові будинки з поквартирним автономним опаленням сьогодні зустрічаються не так вже рідко.

Іноді власнику житла самому доводиться проектувати обігрів, для чого потрібні певні знання.

У цій статті розглянемо питання про те, як розрахувати опалення в квартирі і в якому вигляді її краще всього змонтувати.

 

Зміст

  • 1 Вибір виду системи опалення
  • 2 Розрахунок потужності опалення
    • 2.1 Визначаємо втрати тепла через кожну з наявних у даному приміщенні огороджувальних конструкцій
    • 2.2 Визначаємо втрати тепла, обумовлені роботою вентиляції (Qвент)
    • 2.3 Визначаємо сукупну потужність тепловтрат
    • 2.4 Розрахунок радіаторів і площі «теплої підлоги»
  • 3 Відео на тему

Вибір виду системи опалення

Згідно з міцно усталеної традицією, в автономному опаленні, як і в централізованому, прийнято використовувати рідинний теплоносій. У випадку з приватним будинком виправдати це можна лише стереотипностью мислення: в автономній системі опалення немає сенсу застосовувати середовище з великою теплоємністю, як централізованої, де на шляху від джерела тепла (котельні) до споживача втрачається багато тепла.

У «автономку», якщо теплогенератор розташований прямо в житло, тепло цілком можна розповсюджувати з допомогою повітря, який, на відміну від води, не може закипіти, залити підлогу або викликати корозію металевих поверхонь.

Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

Радіаторне опалення у квартирі

Але в умовах квартири водяне опалення, як правило, — єдино можливий вибір, оскільки повітряне по причині великого перерізу повітроводів доводиться закладати ще на етапі проектування будівлі.

Розібравшись з теплоносієм, слід відповісти на друге питання: яким чином тепло в нашій рідинній системі опалення буде передаватися від теплоносія приміщенню. Є два варіанти:

  • за допомогою радіаторів;
  • через систему «тепла підлога» (ТП).

З точки зору експлуатаційних характеристик ТП однозначно краще:

  • Є більш економічним, оскільки працює в низькотемпературному режимі, а тепловтрати, як відомо, пропорційні різниці температур. ТП не передбачає контакту нагрітого повітря із зовнішніми стінами, через які тепло якраз і випаровується на вулицю.
  • Забезпечує максимальний комфорт: на підлозі приємно ходити босоніж, при цьому нагрівається повітря піднімається крізь житлову зону, відразу обігріваючи мешканців. Радіатор ж «пускає» тепло в першу чергу під стелю, щедро обігріваючи при цьому зовнішню стіну.
  • Встановлюється приховано, так що інтер’єр приміщення залишається бездоганним.
  • Той факт, що ТП може функціонувати тільки з циркуляційним насосом (ЦН), нас бентежити не повинен: сьогодні опалення з природною циркуляцією можна зустріти хіба що в якомусь глухому селі, де взимку довго доводиться сидіти без електрики. У місті ж що ТП, що радіаторне опалення, слід оснащувати ЦН, оскільки:

    • стає можливою циркуляція теплоносія з низькою температурою (актуально для міжсезоння);
    • до приходу в дальній від котла радіатор теплоносій не встигає сильно охолонути;
    • теплогенератор працює в нормальному режимі, так як теплоносій йому доводиться підігрівати незначно.

    Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

    Підлогове опалення

    Але є у ТП і недоліки, причому серйозні:

    • монтаж системи відрізняється складністю і можливий тільки на етапі капітального ремонту квартири;
    • істотно зменшується висота приміщення;
    • тепловіддача обмежена (підлога не можна робити занадто гарячим).

    Зважаючи обмеженою тепловіддачі ТП зазвичай застосовують як доповнення до радиаторному опалення. Робота контурів з різною температурою (в ТП — близько + 330С, у радіаторного — близько 800С) забезпечується застосуванням змішувального вузла. Він встановлюється на вводі в ТП, і по мірі необхідності, автоматично додає в нього невеликими порціями гарячий теплоносій.

    Тепла підлога потрібно оснастити власним циркуляційним насосом.

    Розрахунок потужності опалення

    Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтратиЧасто можна бачити рекомендації визначати потрібну потужність опалення з розрахунку 1 кВт на кожні 10 кв. м площі житла.

    Такий підхід є надто спрощеним.

    Адже очевидно, що розміри будівель, матеріали з яких вони побудовані, орієнтація по сторонах світу і кліматичні умови, тобто все те, від чого залежить величина тепловтрат, можуть сильно відрізнятися.

    Щоб визначити тепловтрати більш або менш точно, потрібно виконати розрахунок, для якого потрібні наступні дані:

  • Відомості про матеріали, з яких побудовано огороджувальні конструкції: коефіцієнт теплопровідності і товщина кожного шару.
  • Середня температура самого холодного місяця в даному регіоні (зазвичай січень). Ці дані публікуються на сайті Гідрометцентру, також їх можна знайти у Сніп «Будівельна кліматологія».
  • Середня температура самої холодної тижні (там же).
  • Среднезимняя температура в даній місцевості (там же).
  • Коефіцієнт використання потужності теплогенератора за сезон. Для широти Москви становить 0,5, Архангельська — 0,79, Краснодара — 0,35. Для розрахунку коефіцієнта в проміжних широтах можна прийняти, що він змінюється рівномірно.
  • Розрахунок тепловтрат ведемо для кожного приміщення квартири окремо. Діємо у наступній послідовності.

    Визначаємо втрати тепла через кожну з наявних у даному приміщенні огороджувальних конструкцій

    Для квартир на проміжних поверхах це будуть зовнішні стіни, для першого та останнього поверхів додадуться, відповідно, підлога і стеля (дах).

    Розраховуємо термічний опір кожного шару в конструкції (наприклад, цегла, утеплювач і штукатурка) за формулою:

    r = d/c,

    де

    • D — товщина шару, м;
    • З — коефіцієнт теплопровідності матеріалу, з якого даний шар виконаний, Вт/м*0С (довідкова величина).

    Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

    Тепловтрати будівлі

    Далі r всіх верств підсумовуються, в результаті чого виходить загальний термічний опір конструкції R.

    Потім визначається потужність тепловтрат через дану конструкцію в самий холодний період року за формулою:

    Q = S* (Тв — Тн) / R,

    Де

    • Q — потужність тепловтрат, Вт;
    • S — площа огороджувальної конструкції, кв. м;
    • Тв — мінімально допустима температура всередині приміщення, 0С;
    • Тн — зовнішня температура, 0С.

    Тб приймаємо рівною +200С, Тн ж беруть залежно від виду огороджувальної конструкції:

    Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

    • зовнішня стіна або вікно: Тн = середня температура найбільш холодного місяця, поділена на коефіцієнт використання потужності котла за сезон;
    • стеля: Тн = середньодобова температура самої холодної зимової тижні;
    • стать: Тн = +10С (приблизна температура в підвалі);
    • стіна, що відокремлює квартиру від сходової клітки: Тн = +100С.

    Таким чином підраховується потужність тепловтрат для кожної огороджувальної конструкції, після чого всі ці величини необхідно підсумовувати. Загальні тепловтрати в одному приміщенні позначимо Qт.

    Дані про теплопровідності металопластикового вікна зазвичай вказує виробник. Якщо їх немає, коефіцієнт теплопровідності склопакета можна прийняти рівним 0,5 Вт/м*0С (для скла в чистому вигляді — 0,76 Вт/м*0С).

    Визначаємо втрати тепла, обумовлені роботою вентиляції (Qвент)

    Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтратиВидаляється через витяжний канал «відпрацьований» повітря забирає з собою частину виробленого системою опалення тепла, а замість нього в квартиру надходить холодне повітря з вулиці.

    В даному випадку потужність тепловтрат буде залежати від швидкості повітрообміну або, кажучи мовою нормативних документів, від її кратності.

    Кратність повітрообміну в різних будівлях кілька варіюється:

  • У будинках, побудованих за радянськими стандартами, де стіни мають деяку паропроникність, вона дорівнює одиниці, тобто за годину об’єм повітря у квартирі повинен змінюватися 1 раз. При такій кратності частка тепловтрат на роботу вентиляції становить 40% від загальних.
  • У будинках, побудованих за західними стандартами, де паропроникність стін є нульовою (всі приміщення зсередини обшивають пароізоляційною плівкою), необхідна кратність становить 2, тобто весь об’єм повітря за годину повинен змінюватися двічі. Частка тепловтрат на вентиляцію в цьому випадку становить 60% від загальних.
  • Але ми з метою економії будемо виходити з того, що кратність повітрообміну в самий холодний період року буде знижена до 0,5.

    Для короткого відрізка часу це цілком допустимо, так як для нормального дихання одній людині потрібно надходження свіжого повітря в обсязі всього 7 куб. м/год. При такій кратності частку тепловтрат через вентиляцію можна прийняти рівною 30% від загальних.

    Визначаємо сукупну потужність тепловтрат

    Qобщ = Qт + Qвент, виходячи з їх співвідношення Qт/Qвент = 70/30:

    • Qвент = Qт * 30 / 70 = 0,43 Qt;
    • Qобщ = Qт + Qвент = Qт + 0,43 Qт = 1,43 Qт.

    Підрахувавши суму тепловтрат в кожному приміщенні, отримаємо тепловтрати в квартирі в цілому.

    Ця величина необхідна для підбору котла: його потужності повинно вистачити для компенсації тепловтрат в самі сильні холоди.

    Розрахунок радіаторів і площі «теплої підлоги»

    Завершальний етап — підібрати для кожного приміщення ТП і радіатори. Тепловіддача приладів повинна компенсувати найбільші тепловтрати, характерні для даного приміщення.

    З ТП все досить просто: при діаметрі труби 16 – 20 мм та її кроці 25 см 1 кв. м контуру виробляє близько 85 Вт тепла.

    Як розрахувати опалення в квартирі і тепловтрати

    Теплі підлоги в квартирі

    Тепловіддача однієї секції радіатора вказується в паспорті. Але потрібно враховувати, для якого співвідношення температур подача/обратка ці дані наводяться. Зазвичай для 90/70, яке характерно для централізованих систем. В автономній системі з її невеликими розмірами можна встановити режим 80/60. При цьому будуть знижені тепловтрати через стіну, які, як було показано, залежать від різниці температур.

    Поправочний коефіцієнт розраховуємо наступним чином:

    До = (90/70) / (80/60) = 0,865.

    Таким чином, якщо в паспорті радіатора зазначено, що одна його секція має тепловіддачу 100 Вт, то при співвідношенні температур в лініях подачі і обратки 80/60 її реальна тепловіддача складе 86,5 Вт.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: