Расчёт тепловой мощности системы отопления

Для того чтобы в жилище всегда было уютно и тепло, даже если за окном стоят морозы, необходимо обязательно оснастить свой дом системой отопления. Она будет обогревать его в холодное время года. Но для того, чтобы производилось это эффективно, перед ее установкой нужно рассчитать мощность системы отопления, иными словами, выполнить тепловой расчет. Он делается на основе специальных формул, где следует учитывать многие параметры.

Схема отопительной системы дома.

Определение теплового расчета

Расчет тепловой мощности системы отопления – это первоочередные данные. Они необходимы для решения задач по теплоснабжению жилища.

Благодаря им можно определить минимальную потребность в тепловой энергии для конкретного объекта, а также выявить приблизительные затраты тепла для каждого отдельного помещения, находящегося в нем, рассчитать суточное и годовое потребление топлива.

Необходимые характеристики

При определении тепловой мощности для отопительной системы, следует учитывать многие характеристики жилища, среди которых:

Схема монтажа системы отопления.

• тип и величина объекта (квартира, загородный дом с двумя, тремя или четырьмя этажами, коттедж и т.д.);
• архитектурная часть (берутся во внимание размеры полов, наружных стен, крыши, дверных и оконных проемов);
• температурные режимы, присутствующие в каждой комнате жилища (по умолчанию можно использовать СНиПы 2.04.05-91);
• конструкции полов, крыши и наружных стен (типы используемых материалов, толщина утепляющих прослоек и т.д.);
• функциональное назначение имеющихся помещений (жилые и нежилые);
• специальные данные (продолжительность отопительного сезона, количество проживаемых человек и т.д.);
• количество точек, предназначенных для разбора теплой воды.

При расчетах специалисты настоятельно рекомендуют учитывать все эти параметры. Ведь только тогда удастся получить наиболее четкие результаты, относительно величины тепловой мощности для системы отопления вашего дома. Однако нередко при расчетах берут во внимание только часть из них, но при этом прибавляют от 10 до 25% к полученной мощности.

Предназначение теплового расчета

У многих может возникнуть вопрос относительно того, зачем же производить тепловой расчет мощности для системы отопления своего жилища? На это есть несколько весомых причин.

Схема гидравлического расчета системы отопления.

1. Для определения точной мощности котла. Итак, вы решили установить у себя в жилище систему теплоснабжения, работающую автономно. В первую очередь для этого нужно обязательно знать мощность отопительной системы, чтобы верно подобрать котел, который справится эффективно с обогревом жилища и подачей горячей воды. Если выбирать его без учета данного параметра, то купить подходящий не удастся. При этом следует учесть, что мощность для отопительной системы дома определяется, как сумма общих тепловых затрат, идущих на обогрев жилища, и расходов, необходимых на технологические нужды и для других систем. Кроме того, здесь обязательно нужно производить тепловой расчет с запасом по мощности, тем самым удастся минимизировать износ отопительной системы и исключить ее сбой при появлении пиковых нагрузок.
2. Для получения Технического Удостоверения (ТУ) и согласования проекта для газификации жилища. В большинстве случаев отопительную систему наши соотечественники делают такую, которая функционирует на голубом топливе, так как она является более выгодной. Чтобы начать ее устройство в своем доме, потребуется обязательно получить ТУ, но его не выдадут, если вы не будете знать суммарную мощность будущей отопительной системы и годовой расход голубого топлива. Без этих данных вам также не удастся осуществить согласование проекта на газификацию жилища. Поэтому расчет тепловой мощности в данном случае просто необходим. Иначе вы не сможете пройти это важный этап в государственных органах.
3. Для верного подбора оборудования. Осуществить выбор отопительных приборов (радиаторов, труб и прочих) для помещений правильно просто невозможно, если предварительно не произведен тепловой расчет. Иначе купленное оборудование не справится с поставленными задачами, нельзя будет настроить его на экономичное расходование топлива.

Выполнение теплового расчета

Чтобы определить минимальный расчет требуемой мощности отопительной системы жилища, вы можете воспользоваться этой упрощенной формулой:

Qт (кВт/час) = V*∆T*K/860.

Расшифровывается она следующим образом:

Схемы двухтрубных систем отопления.

• Qт – имеющаяся тепловая нагрузка у помещений, где нужно провести отопление;
• V – общая площадь обогреваемого дома (необходимо умножить ширину, длину и высоту), м³;
• ∆T – присутствующая разница между наружной температурой воздуха и температурой внутри жилища, °С;
• К – размер коэффициента тепловых потерь дома;
• 860 – перевод полученного параметра в кВт/час, для удобства подбора оборудования, которое войдет в систему отопления.

У многих могут возникнуть особые расчеты с некоторыми из необходимых параметров, например, с коэффициентом тепловых потерь жилища. Он между тем зависит от имеющейся изоляции в помещениях и типа конструкции. Чтобы не запутаться в его вычислениях, можно использовать следующие установленные параметры для упрощенного расчета мощности системы отопления. Итак, они выглядят следующим образом:

• деревянные дома с минимальным количеством теплоизоляции, обычными окнами и плоской крышей – К от 3,0 до 4,0;
• дома с одинарной кирпичной кладкой, с небольшой теплоизоляцией, упрощенной конструкцией крыши и окон – К от 2,0 до 2,9;
• жилище, выполненное с применением двойной кирпичной кладки, которое имеет небольшое количество окон, среднюю теплоизоляцию и стандартную кровлю – К от 1,0 до 1,9;
• дом из кирпича, имеющий двойную теплоизоляцию, окна с двойными стеклопакетами, крышу из высококачественного материала с пароизоляцией и полы с толстым основанием – К от 0,6 до 0,9.

Чтобы определить разницу, которая есть между температурой за окном и в помещении (∆T), нужно учитывать погодные условия в своем регионе и условия комфорта, которые должна обеспечить система отопления. Для того чтобы не производить долгих вычислений, можно взять установленные СНиПы 2.04.05-91. Согласно этим данным расчетная внутренняя температура для дома будет находиться в следующих величинах: от +18 до +26°С. Что касается уличной температуры, то уже все зависит от места вашего проживания, используйте необходимые данные из приведенного списка (город: °С):

Схема обвязки котлов.

• Москва: -28;
• Санкт-Петербург: -26;
• Киев: -22;
• Новороссийск: -13;
• Ялта: -6;
• Калининград: -18;
• Новгород: -27;
• Севастополь: -11;
• Одесса: -18;
• Ростов: -22;
• Краснодар: -19;
• Запорожье: -22;
• Львов: -19;
• Екатеринбург: -35;
• Харьков: -23;
• Самара: -30;
• Днепропетровск: -25;
• Казань: -32;
• Нижний Новгород: -30;
• Минск: -25;
• Каунас: -22;
• Вильнюс: -23.

Для того чтобы вы смогли лучше понять представленную формулу и верно произвести по ней расчет, приведем пример. Итак, объем обогреваемых комнат (V) равен 250 м³, разница между температурами внутри помещений и снаружи (∆T) составляет 18°С, параметр коэффициента тепловых потерь (К) равен 1. Теперь выполним расчеты по формуле:

Qт (кВт/час)=V*∆T*K/860=250*18*1/860=5,2кВт.

Из этого следует, что мощность системы отопления в вашем доме должна составить как минимум 5,2 кВт. Ее можно немного увеличить (от 10 до 25 %), чтобы оборудование не работало постоянно на пределе своих возможностей.

Как сделать тепловой расчет более точным

Важно учесть, что подобный расчет, по представленной выше формуле, не будет учитывать тепловые потери, связанные с размещением помещений, имеющимся утеплением и типом ограждающих конструкций. Не стоит забывать, что угловые дома, где присутствуют большие окна и высокие потолки, требуют больше тепла, чем те, что не имеют внешних ограждений и обладают небольшой величиной комнат. Поэтому, чтобы более точно можно было произвести расчет мощности для системы отопления своего жилища, следует использовать формулу такого типа:

Qт (кВт/час)= (100 Вт/м²*S(м²)*K1*K2*K3*K4*K5*K6*K7)/1000.

Таблица теплового расчета.

Она расшифровывается следующим образом:

Вт/м² – параметр удельной величины тепловых потерь.

S – общая площадь дома, м²;

K1 – параметр коэффициента тепловых потерь для окон:

• обычное остекление – 1,27;
• окно с 2 стеклопакетами – 1,0;
• окно с 3 стеклопакетами – 0,85.

К2 – параметр коэффициента тепловых потерь для стен:

• обычная теплоизоляция – 1,27;
• утеплитель имеет толщину более 150 мм или стена представлена двойной кладкой – 1,0;
• отличная теплоизоляция – 0,85.

К3 – параметр коэффициента соотношения всех площадей окон и имеющегося в доме пола:

• 10% – 0,8;
• 20% – 0,9;
• 30% – 1,0;
• 40% – 1,1;
• 50% – 1,2.

K4 – параметр коэффициента температуры на улице:

• -10^oC – 0,7;
• -15^oC – 0,9;
• -20^oC – 1,1;
• -25^oC – 1,3;
• -35^oC – 1,5.

K5 – количеств стен, которые выходят наружу:

• 1 – 1,1;
• 2 – 1,2;
• 3 – 1,3;
• 4 – 1,4.

К6 – помещение, находящееся над отапливаемым:

• чердак без утепления – 1,0;
• чердак с утеплением – 0,9;
• помещение, которое отапливается (следующий этаж дома) – 0,8.

K7 – параметр высоты помещений:

• от 2,5 м -1,0;
• от 3,0 м -1,05;
• от 3,5 м – 1,1;
• от 4,0 м – 1,15;
• от 4,5 м – 1,2.

Теперь приведем пример для данной формулы, чтобы вам было максимально легко ее понять. Возьмем все те же значения, что и в первом примере. Итак, вот следующие данные:

Схема отопительной системы пола.

• S – общая площадь дома, 250 м²;
• K1 – параметр коэффициента тепловых потерь для окон с обычным двойным остеклением составляет у нас 1,0;
• К2 – параметр коэффициента тепловых потерь для стен с хорошей теплоизоляцией составляет 1,0;
• К3 – параметр коэффициента соотношения площадей пола и окон представляет 20% , а значит, составляет 0,9;
• K4 – параметр коэффициента для наружной температуры, возьмем в данном примере Калининград (-18^oC), поэтому он будет равен 0,9;
• K5 – количество стен, которые выходят наружу (в нашем случае 4), здесь будет следующее значение: 1,4;
• К6 – помещение, находящееся над отапливаемым (это утепленный чердак), поэтому здесь будет такое значение: 0,9;
• K7 – параметр высоты помещений с потолками в 4,0 будет равен 1,15.

Теперь производим согласно этим цифрам расчет по формуле:
Qт (кВт/час)= (100 Вт/м²*S(м2)*K1*K2*K3*K4*K5*K6*K7)/1000.

И у нас получается следующее: 100*250*1*1*0,9*0,9*1,4*0,9*1,15/1000=23,2.

Поскольку вторая формула учитывает гораздо больше параметров, то здесь мощность отопительной системы получилась абсолютно другой, более точной. Поэтому рекомендуется производить расчеты и по ней. Это позволит осуществить сравнение полученных данных и выбрать среднюю величину, которая будет наиболее приемлемой.

Ясно, что произвести тепловой расчет мощности для своей тепловой системы очень важно. При этом осуществить его можно и самостоятельно, беря во внимание озвученные параметры и приведенные значения. Обязательно в ходе этого необходимо использовать проверенные формулы. Желательно выполнять расчет сразу по двум. Только так будут получены наиболее реальные значения при определении минимальной мощности для отопительной системы.

Выполняя расчеты, обязательно используйте наиболее подходящие параметры для своего дома, учитывая регион проживания. Только тогда удастся избежать искажений при получении необходимых данных и сделать все правильно.