Как да изчислите сами отоплителната система на частен дом

Хидравлично изчисление на водоснабдяването

Разбира се, "картината" на изчисляването на топлината за отопление не може да бъде пълна без изчисляването на такива характеристики като обема и скоростта на охлаждащата течност. В повечето случаи топлоносителят е стандартна вода в течно или газообразно състояние.

Препоръчително е да се изчисли действителният обем на топлоносителя, като се съберат всички кухини в отоплителната система. В случай на едноконтурни котли това е най-добрият вариант. При използване на двуконтурни котли в отоплителната система трябва да се вземе предвид потреблението на топла вода за хигиенни и други битови нужди.

Изчисляването на обема на водата, загрята от двуконтурния котел за осигуряване на гореща вода за обитателите и за загряване на отоплителната среда, се извършва чрез сумиране на вътрешния обем на отоплителния кръг и действителните нужди от вода за отопление на потребителите.

Обемът на горещата вода в отоплителната система се изчислява по формулата:

W=k*P, където

• W - обем на нагревателната среда;
• P - мощност на отоплителния котел;
• k - коефициент на мощност (брой литри на единица мощност, равен на 13,5, диапазон - 10-15 литри).

В резултат на това крайната формула изглежда така:

W = 13,5*P

Скоростта на флуида е крайната динамична оценка на отоплителната система, която характеризира скоростта, с която флуидът циркулира в системата.

Тази стойност помага за определяне на типа и диаметъра на тръбопровода:

V=(0,86*P*μ)/∆T, където

• P - мощност на котела;
• μ - ефективност на котела;
• ∆T - температурна разлика между подаваната и връщаната вода.

С помощта на горните методи за хидравлично изчисление е възможно да се получат реалистични параметри, които са "основата" на бъдещата отоплителна система.

Определяне на мощността на котела

За да поддържате температурната разлика между температурата на околната среда и температурата в къщата, се нуждаете от автономна отоплителна система, която поддържа желаната температура във всяка стая на частния дом.

Отоплителната система се базира на различни видове котли - нафтови или на твърдо гориво, електрически или газови.

Котелът е централно звено на отоплителната система, което генерира топлина. Основната характеристика на котела е неговата мощност, а именно скоростта на преобразуване на количеството топлина за единица време.

Изчисляването на отоплителния товар позволява да се получи необходимата номинална мощност на котела.

За стандартен апартамент с няколко спални мощността на котела се изчислява въз основа на площта и плътността на мощността:

Р_котел=(S_стая*Р_{специфичен})/10, където

• S_{помещения}- е общата площ на помещението, което ще се отоплява;
• Р_{специфичен}- е специфичната мощност спрямо климатичните условия.

Но тази формула не отчита топлинните загуби, които са достатъчни в една частна къща.

Съществува друго съотношение, което отчита това:

Р_{на котела}=(Q_загуби*S)/100, където

• Р_{на котела}- мощност на котела;
• Q_загуби- загуба на топлина;
• S - отопляема зона.

Изчислената мощност на котела трябва да се увеличи. Резервът е необходим, ако бойлерът ще се използва за затопляне на вода за банята и кухнята.

В повечето отоплителни системи в частни домове се препоръчва да се използва разширителен съд за съхранение на топлоносителя. Всяка самостоятелна къща се нуждае от топла вода.

За да се предвиди резерв на мощността на котела, към последната формула трябва да се добави коефициент на резерва К:

Р_{на котела}=(Q_загуби*S*K)/100, където

K - ще бъде равен на 1,25, т.е. изчислената мощност на котела ще се увеличи с 25%.

По този начин мощността на котела дава възможност за поддържане на нормалната температура на въздуха в помещенията на сградата, както и за първоначално и допълнително количество гореща вода в къщата.

Изчисляване на отоплителната мощност

Топлинната мощност на отоплителната система е количеството топлина, което трябва да се генерира в къщата, за да се поддържа комфортът в нея през студения сезон.

Изчисляване на отоплителния капацитет на вашия дом

Съществува зависимост между общата отопляема площ и мощността на котела. Мощността на котела трябва да е по-голяма или равна на мощността на всички радиатори. Стандартното топлотехническо изчисление за жилищно помещение е следното: 100 вата мощност на 1 m² отопляема повърхност плюс 15-20 % резерв.

Броят и мощността на радиаторите трябва да бъдат изчислени за всяка стая поотделно. Всеки радиатор има специфична топлинна мощност. При секционните радиатори общата топлинна мощност е сумата от топлинните мощности на всички използвани секции.

При прости отоплителни системи тези изчисления на мощността обикновено са достатъчни. Изключение правят сгради с нестандартна архитектура, големи остъклени площи, високи тавани и други източници на допълнителни топлинни загуби. В този случай е необходим по-подробен анализ и изчисление с мултипликатори.

Изчисляване на топлинните загуби на къщата

Изчисляването на топлинните загуби на една къща трябва да се направи за всяка стая поотделно, като се вземат предвид прозорците, вратите и външните стени.

За тези топлинни загуби се използват по-подробно следните данни:

• Дебелина и материал на стените, покрития.
• Конструкция и материал на покривното покритие.
• Вид и материал на основата.
• Вид на остъкляването.
• Вид на подовата замазка.

Следната формула може да се използва за определяне на минималния необходим капацитет на отоплителната система, като се вземат предвид топлинните загуби:

Qt(kW×h) = V × ΔT × K ⁄ 860, където:

Qt е топлинният товар на помещението.

V - обем на отопляваното помещение (ширина × дължина × височина), m³.

ΔT - разликата между температурата на външния въздух и желаната температура в помещението, °C.

K - коефициент на топлинните загуби на сградата.

860 - преобразуване на коефициента в kWh.

Коефициентът на топлинните загуби на сградата К зависи от вида на конструкцията и изолацията на помещението:

Разликата между външната температура и желаната вътрешна температура ΔT се определя в зависимост от конкретните метеорологични условия и необходимото ниво на комфорт в къщата. Например, ако външната температура е -20 °C, а температурата в помещението е планирана да бъде +20 °C, тогава ΔT = 40 °C.

Изчисляване на топлинните загуби на къщата

Тази информация е необходима, за да се определи необходимата мощност на отоплителната система, т.е. котела и топлинната мощност на всеки радиатор поотделно. За целта можете да използвате нашия онлайн калкулатор за топлинни загуби. Те трябва да бъдат изчислени за всяка стая в къщата, която има външна стена.

Проверка. Разделете изчислените топлинни загуби на всяка стая на нейната квадратура, за да получите специфичните топлинни загуби във ватове на квадратен метър. Обикновено те варират от 50 до 150 W/кв. м. Ако вашите данни се различават значително от посочените, може да е допусната грешка. Най-високи са топлинните загуби на помещенията на горния етаж, следвани от топлинните загуби на приземния етаж и най-ниски за помещенията на средния етаж.

Преглед на програмите за хидравлични изчисления

По принцип всяко хидравлично изчисление на отоплителни системи с гореща вода се счита за сложна инженерна задача. Разработени са редица софтуерни пакети, които улесняват тази процедура.

Може да се направи опит да се направи хидравлично изчисление на отоплителна система в Excel, като се използват вече налични формули. Въпреки това могат да възникнат следните проблеми:

• Големи неточности. В много случаи като пример за хидравлично изчисление на отоплителна система се вземат една или две тръбни схеми. Намирането на същите изчисления за колекторна система е проблематично;
• За да се отчете правилно съпротивлението по отношение на хидравликата на тръбите, са необходими референтни данни, които не са налични във формуляра. Те трябва да се търсят и въвеждат допълнително.

Oventrop CO

Най-лесният и опростен софтуер за изчисляване на хидравликата на отоплителна мрежа. Интуитивният интерфейс и гъвкавите настройки могат да ви помогнат бързо да се справите с невидимите точки за въвеждане на данни. При първата настройка на софтуера могат да възникнат малки проблеми. Необходимо е да се въведат всички параметри на системата - от самия материал на тръбата до позиционирането на THEN.

Той се отличава с гъвкавост на настройките, възможност за извършване на най-простото хидравлично изчисление на топлоснабдяването както за нова отоплителна система, така и за модернизация на старата. Той се отличава от заместителите благодарение на добрия си графичен интерфейс.

Instal-Therm HCR.

Софтуерният пакет е предназначен за професионална устойчивост по отношение на хидравликата на топлопреносната мрежа. Безплатната версия има много противопоказания. Обхватът на приложение е проектирането на топлоснабдяването в големи обществени и промишлени сгради.

На практика хидравличното изчисление невинаги се извършва за самостоятелно топлоснабдяване в частни апартаменти и къщи. Това обаче може да доведе до влошаване на състоянието на отоплителната система и до бърза повреда на нейните компоненти - отоплителни тела, тръби и котли. За да се избегне това, е необходимо своевременно да се изчислят параметрите на системата и да се сравнят с действителните параметри, за да се оптимизира работата на отоплението.

HERZ C.O.

Той се характеризира с гъвкавост на настройките, възможност за опростено хидравлично изчисляване на отоплението както за нова отоплителна система, така и за модернизация на старата. HERZ C.O. се различава от своите конкуренти по удобния графичен интерфейс.

Характеристики на избора на циркулационна помпа

Помпата се избира по два критерия:

1. Количеството на изпомпваната течност, изразено в метри кубични метра на час (m³/h).
2. Главата, изразена в метри (m).

Напорната височина е повече или по-малко ясна - това е височината, на която трябва да се издигне течността, и се измерва от най-ниската до най-високата точка или до следващата помпа, в случай че в проекта има повече от една помпа.

Обем на разширителния съд

Всеки знае, че при нагряване течността има тенденция да увеличава обема си. За да не прилича отоплителната система на бомба и да не тече по всички шевове, има разширителен съд, който събира изхвърлената от системата вода.

Колко голям трябва да бъде резервоарът, който се купува или произвежда?

Познаването на физическите характеристики на водата е просто.

Умножете изчисления обем на охлаждащата течност в системата по 0,08. Например за охладителна течност с обем 100 литра разширителният съд е с обем 8 литра.

Нека да разгледаме по-подробно количеството изпомпвана течност

Дебитът на водата в отоплителната система се изчислява по формулата:

G = Q / (c * (t2 - t1)), където:

• G - дебит на водата в отоплителната система, kg/sec;
• Q - количеството топлина, което компенсира топлинните загуби, W
• c - специфичен топлинен капацитет на водата, тази стойност е известна и е равна на 4200 J/kg*ᵒC (имайте предвид, че всички други топлоносители имат по-ниски стойности в сравнение с водата);
• t2 е температурата на топлоносителя, който влиза в системата, ᵒC;
• t1 - температурата на изхода на топлоносителя, ᵒC;

Препоръка! Делтата на температурата на входа на топлоносителя трябва да бъде 7-15 градуса за комфортен живот. Температурата на пода в системата за подово отопление не трябва да надвишава 29ᵒ С. Ето защо е необходимо да се знае какъв вид отопление ще бъде инсталирано в къщата: дали ще бъде с радиатори, подово отопление или комбинация от няколко вида.

Резултатът от тази формула ще даде дебита на отоплителната среда за секунда, за да се компенсират топлинните загуби, след което тази цифра се преобразува в часове.

Съвети! Вероятно е температурата да варира по време на работа в зависимост от обстоятелствата и сезона, затова е добре да добавите 30 % резерв към тази стойност.

Вземете предвид изчисленото количество топлина, необходимо за компенсиране на топлинните загуби.

Това вероятно е най-сложният и важен критерий, изискващ инженерни познания, към който трябва да се подхожда отговорно.

Ако става въпрос за частна къща, тази стойност може да варира от 10-15 W/m² (такива стойности са типични за "пасивните къщи") до 200 W/m² и повече (ако става въпрос за тънка стена без или с недостатъчна изолация).

В практиката строителите и търговците използват за основа стойност на топлинните загуби от 100 W/m².

Препоръка: изчислете този показател за конкретната къща, в която ще се монтира или ремонтира отоплителната система. За тази цел се използват калкулатори за топлинни загуби, които изчисляват поотделно загубите за стени, покриви, прозорци и подове. Тези данни ще ни позволят да разберем колко топлина физически отделя къщата в околната среда в конкретния регион с неговите климатични условия.

Изчислената стойност на загубите трябва да се умножи по площта на къщата и след това да се замени с формулата за водния поток.

Сега трябва да се изчисли потреблението на вода в отоплителната система на жилищна сграда.

Изчисляване на топлинни загуби и котел за отопление на дома онлайн

С помощта на нашия калкулатор за отопление на дома можете лесно да разберете каква мощност на котела ви е необходима, за да отоплявате уютното си малко гнездо.

Както си спомняте, за да изчислите стойността на топлинните загуби, трябва да знаете няколко стойности за основните компоненти на къщата, които заедно представляват повече от 90% от общите загуби. За ваше улеснение сме добавили в калкулатора само тези полета, които можете да попълните без специални познания:

• остъкляване;
• топлоизолация;
• съотношение прозорци/площ на етажа;
• температурата извън помещението;
• брой на стените, обърнати навън;
• коя стая е над изчислената стая;
• височината на помещението;
• площта на помещението.

След като получите стойността на топлинните загуби на къщата, се взема корекционен коефициент 1,2, за да се изчисли необходимата мощност на котела.

Процедура с калкулатора

Не забравяйте, че колкото по-дебел е стъклопакетът и колкото по-добра е изолацията, толкова по-малка мощност за отопление ще е необходима.

За да получите резултатите, трябва да отговорите на следните въпроси:

1. Изберете един от предложените видове остъкляване (тройно или двойно остъкляване, нормално двойно остъкляване).
2. Как е изолирана стената ви? Добра дебела изолация с няколко слоя минерална вата, пяна, EPS за северните райони и Сибир. Може би живеете в Централна Русия и един слой изолация ще ви е достатъчен. А може би сте строител на къщи в южните райони и двойно кухата тухла ще му е достатъчна.
3. Какво е съотношението между площта на прозорците и площта на етажа в %. Ако не знаете тази стойност, тя се изчислява много лесно: разделете площта на пода на площта на прозорците и умножете по 100%.
4. Посочете минималната зимна температура за няколко сезона и закръглете нагоре. Не искате да използвате средна зимна температура, защото в противен случай може да се окажете с по-малък котел и къщата да не бъде достатъчно отоплена.
5. Изчислявате за цялата къща или само за една стена?
6. Какво има над стаята ни. Ако имате едноетажна къща, изберете тип таванско помещение (студено или топло), а ако е на втори етаж - отопляемо помещение.
7. За изчисляване на обема на апартамента са необходими височината на тавана и площта на пода, които от своя страна са основа за всички изчисления.

Пример за изчисления:

• едноетажна къща в Калининградска област;
• Стени с дължина 15 и 10 m, изолирани с един слой минерална вата;
• височина на тавана 3 м;
• 6 прозореца с площ 5 m2 всеки, изработени от двойно стъкло;
• Минималната температура през последните 10 години е 26 градуса;
• изчислени за всички 4 стени;
• топъл отопляем таван на върха;

Площта на къщата ни е 150 m2, а площта на прозорците е 30 m2. 30/150*100=20% съотношение между прозорците и пода.

Всичко останало знаем, избираме съответните полета в калкулатора и получаваме, че къщата ни ще загуби 26,79 kW топлина.

26,79*1,2=32,15 kW - необходимата топлинна мощност на котела.

Класификация на отоплителни системи за частни домове

На първо място, отоплителните системи се различават по вида на топлоносителя и могат да бъдат

• отопление на вода, най-разпространеното и практично;
• Въздух, като един от видовете е система за открито огнище (т.е. класическа камина);
• електрически - най-удобни за използване.

От своя страна системите за подгряване на вода в частна къща се класифицират според вида на окабеляването и могат да бъдат еднотръбни, колекторни и двутръбни. Освен това за тях има и класификация за енергоносителя, необходим за работата на отоплителното устройство (газ, твърдо или течно гориво, електроенергия), както и за броя на контурите (1 или 2). Тези системи се разделят и според материала на тръбите (мед, стомана, полимери).

Избор на нагревателен елемент

Котлите условно се разделят на няколко групи в зависимост от вида на използваното гориво:

• електрически;
• течно гориво;
• газ;
• твърдо гориво;
• комбинирани.

От всички налични модели най-популярни са тези на газ. Този вид гориво е сравнително изгоден и достъпен. Освен това това оборудване не изисква специални знания и умения за поддръжката му, а ефективността на тези устройства е доста висока, с което не могат да се похвалят други идентични по функционалност устройства. Газовите котли обаче са подходящи само ако домът ви е свързан с електрическа мрежа за подаване на газ.

Определяне на мощността на котела

Преди да изчислите отоплителната мощност, трябва да определите капацитета на отоплителния уред, тъй като той определя ефективността на отоплителната система. Например, агрегатът с голяма мощност ще изразходва много горивни ресурси, докато агрегатът с малка мощност няма да може да осигури качествено отопление на помещението. Поради тази причина изчисляването на отоплителната система е важен и отговорен процес.

Не е необходимо да изчислявате мощността на котела по сложни формули, а просто използвайте таблицата по-долу. Той показва площта на сградата, която трябва да се отоплява, и капацитета на отоплителното тяло, което ще може да създаде пълни температурни условия за живеене в нея.

Долна линия

Както виждате, изчисляването на отоплителния капацитет се свежда до изчисляване на общата стойност на четирите елемента, посочени по-горе.

Определянето на необходимия капацитет на работния флуид в системата с математическа точност не е възможно за всеки. Затова някои потребители правят следното, без да искат да правят изчисления. Първо системата се напълва до около 90% и след това се проверява нейната работа. След това натрупаният въздух се изпуска и пълненето продължава.

По време на работа на отоплителната система в резултат на конвекционни процеси се получава естествено понижение на нивото на отоплителната среда. Това води до загуба на капацитет и мощност на котела. Това води до необходимостта от резервен резервоар с работна течност, от който може да се следи загубата на охлаждаща течност и при необходимост да се допълва.