Расчет радиаторов отопления

При эксплуатации частного дома в холодный период года возникает потребность поддерживать в помещениях комфортную температуру, что обуславливает необходимость использования отопительных приборов и/или энергосберегающих технологий. Энергосберегающие технологии, такие как «зеленый дом», еще не получили широкого распространения.

Что касается отопительных приборов, то активно применяются две основные схемы, которые имеют между собой различия.

В первом случае речь идет об установке локальных отопительных приборов. Такая схема идеально подходит, если частный дом используется для сезонного проживания.

Во втором случае речь идет о полноценной системе отопления, которая предполагает установку различных инженерных коммуникаций и инсталляционных решений. Эти системы могут быть автономными или централизованными и предусматривают круглогодичную эксплуатацию дома. Главное сделать правильный выбор на этапе проектирования (для этого лучше воспользоваться услугами инженера-теплотехника) и установки, доверив ее опытным и квалифицированным специалистам. Остановимся на отдельных видах отопительных систем более подробно.

Централизованные и автономные системы отопления

Начнем с того, что система отопления может быть централизованной или автономной. Первый вариант заключается в использовании одной котельной на несколько домов и врезке в общую тепловую магистраль. Остается лишь выполнить проектирование внутридомовой системы, произвести расчет радиаторов отопления, определить их виды, места установки и схемы внутридомовой разводки. Преимущество заключается в том, что данная схема намного проще, менее затратная при установке. Минусы в том, что придется платить за услуги отопления, причем их качество может быть неприемлемым, а температурный режим в помещениях неоптимальным, в результате чего приходится использовать локальные отопительные приборы, то есть по сути комбинированную систему, сочетающую в себе элементы автономного и централизованного отопления.

Второй вариант более сложный, предполагает монтаж автономной системы отопления, выбор отопительного оборудования и приборов. Первоначальные затраты значительные, это самый большой минус. Но если все сделать правильно, то такая система, несомненно, себя окупит со временем, даже с учетом необходимости покупки энергоносителей. Причем температуру в помещениях можно поддерживать на комфортном уровне в полной зависимости от температуры наружного воздуха. То есть, когда надо включил отопление, когда надо выключил. Главное правильно определиться с параметрами выбора. Вот о них и поговорим.

Выбираем топливо для системы отопления

Автономная система отопления требует использования определенного вида топлива. Это самая затратная эксплуатационная статья. Правило одно – выбирать наиболее дешевый в определенном регионе вид топлива. Основные варианты:

• газ (природный или сжиженный);

• твердое топливо (уголь бурый или каменный, дрова, торф, отходы сельскохозяйственного производства);

• жидкое топливо (солярка);

• электроэнергия.

В ряде случаев используются альтернативные, в том числе и возобновляемые источники тепловой энергии, но крайне редко и в паре с другими видами топлива. Выбор сделать достаточно просто. Необходимо посчитать затраты на выработку 1 кВт тепловой энергии, используя справочные данные, и на основании этого проектировать систему отопления. Если с этим возникают сложности, обратитесь к специалистам, они подскажут.

Определяемся с теплоносителем

Второй параметр сложнее. Любая система отопления нагревает воздух в помещении. Но вопрос в том, как. Существует два варианта. Первый предполагает прямой нагрев воздушных масс. Это так называемые воздушные системы отопления, к ним относятся и лучистые. Основной плюс невысокая стоимость и простота монтажа. Минус в том, что для каждого помещения необходим свой отопительный прибор или сложная система каналов подачи нагретого воздуха.

Второй вариант – использование промежуточных теплоносителей. По этому критерию выделяют:

• жидкостные системы отопления (основаны на использовании воды, водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля с различными модифицирующими добавками);

• паровые системы отопления (в частных домах их инсталляция проводится редко, в качестве промежуточного теплоносителя используется пар).

Водяные и паровые системы очень сложные в плане проектирования и установки, их эксплуатация связана со значительными финансовыми затратами, это основные минусы. Плюсы в том, что для отопления всех помещений при правильном расчете и установке можно использовать только один отопительный прибор, обеспечивать комфортную температуру во всех помещениях и экономить на энергоносителях.

Жидкостные, водяные системы отопления получили наибольшее распространение в виду своей оптимальной эффективности эксплуатации.

Оборудование

При инсталляции воздушного отопления, которое может быть локальным или канальным, используются тепловентиляторы и тепловые пушки, теплогенераторы, инфракрасные обогреватели, конвекторы, масляные радиаторы.

Монтаж водяной системы отопления предполагает потребность использования трубопроводов для циркуляции теплоносителя (она может быть принудительной в закрытых системах и естественной в открытых системах). Причем трубопроводы и схема подключения к ним оборудования различаются. Выделяют системы с однотрубной (вертикальной или горизонтальной), двухтрубной разводкой, включая петлю Тихельмана, и лучевой разводкой. Именно схема разводки во многом предопределяет эффективность систем жидкостного отопления и влияет на расчет количества радиаторов отопления.

Для нагрева теплоносителя используются водонагревательные или паровые котлы. Они отличаются по количеству контуров (одно-, двухконтурные), виду топлива, способу размещения, конструкционным особенностям, функциональному предназначению и ряду других параметров.

А для нагрева воздуха в помещениях устанавливаются водяные конвекторы, трубы и самый распространенный вариант – радиаторы. Причем радиаторы – самый важный элемент. Они изготавливаются из стали, чугуна, меди, алюминия, также в продаже и биметаллические модели. Именно от используемого металла во многом зависит паспортная тепловая мощность радиатора в общем и его одной секции в частности. Этот параметр учитывается, когда выполняется расчет количества секций радиатора. Остановимся на этом вопросе более подробно.

Расчет радиаторов отопления

Сразу отметим, что проектированием системы отопления должен заниматься профессиональный инженер-теплотехник, который, используя специальные приборы, позволяющие, например, определить источники и общий объем теплопотерь (речь идет, прежде всего, о тепловизорах и тепловизорном обследовании), методологическую и нормативную базу, собственный опыт и профессиональные знания, выполняет проектирование систем, включая и расчет радиаторов отопления. При этом учитываются:

• тип объекта, в нашем случае частный дом;

• архитектурная часть (размеры дверей, окон, наружных стен, крыши);

• конструкционные особенности архитектурной части (толщина и характеристики материалов, наличие утепления, например, стен);

• функциональное предназначение помещений (влияет на выбор оптимального температурного режима);

• специфические данные, например, сезонность проживания, длительность отопительного сезона и другие).

И это далеко не все, необходимые для теплотехнического расчета, параметры.

Для того чтобы выполнить приблизительный расчет количества радиаторов отопления, можно смело применять целый ряд методик, предназначенных для стандартных помещений, а затем корректировать в ту или иную сторону. Таким образом, например, работает калькулятор расчета радиаторов отопления.

Расчет количества радиаторов по площади

Начнем с самого простого способа, расчета по площади, подходит для помещений с высотой потолков от 2400 до 2600 мм. Для того чтобы произвести расчет радиаторов отопления по площади, нужно брать во внимание, что в соответствии с действующими строительными нормами на отопление одного квадратного метра площади необходимо 100 Вт тепловой энергии. Данный параметр определен СНиП 2.04.05-91 для металлических радиаторов СНиП 3.05.01-85, а также СНиП 2.04.05-91 для радиаторов из алюминия, для других видов отопительных приборов используются СНиП 2.04.05-91, СНиП 3.05.01-85 и ГОСТ 8690-94. Например, если площадь помещения 25 м², то соответственно понадобится 2500 Вт (25х100) или 2,5 кВт. Далее смотрим на технические характеристики радиатора, они указаны производителем. Нас интересует теплоотдача (паспортная тепловая мощность) одной секции, например, 160 Вт. Этих данных достаточно, чтобы произвести расчет секций радиатора. Все просто, общее количество тепловой энергии делим на тепловую отдачу одной секции, а затем округляем, желательно в большую сторону. Данное утверждение касается практически всех помещений, кроме кухни, у которой есть свои источники тепловой энергии, например, плита или варочная поверхность, ряд других. В нашем случае получается 15,63 секции (2500/160). Округляем в большую сторону и получаем 16 секций. В помещениях с повышенными теплопотерями (большой площадью остекления, двумя наружными стенами) данное значение корректируется в большую сторону на 20%, еще 20% необходимо добавить, если радиаторы будут закрыты экранами или другими декоративными элементами.

Более точный расчет получается при учете таких коэффициентов как:

• количество наружных стен в комнате;

• ориентация по сторонам света, если окна выходят на юг, то помещение теплее;

• степень утепления наружных стен;

• климатические условия определенного региона (наружная температура);

• соотношение площади пола и окон;

• высота потолков в комнате;

• вид и конструкционные особенности установленных окон;

• функциональное предназначение помещений;

• общая площадь остекления;

• схема подключения радиаторов и степень их открытости.

Чтобы расчет был более простым, можно использовать калькулятор расчета радиаторов. Внизу на этой странице находится простой калькулятор, который поможет рассчитать стоимость установки отопления в частном доме.

Расчет по объему

Второй способ, позволяющий проводить приблизительный расчет радиаторов с потолками свыше 2600 мм, заключается также в использовании нормативных значений. В упрощенном виде существует СНиП 23.02.2003, в нем определено, что на 1 м³ необходимо 40 Вт тепловой энергии (применяется и ряд других значений). Для того чтобы выполнить расчет количества радиаторов, нужно нашу площадь 25 м² умножить на высоту потолков, например, 3000 мм, получается 75 м³, умножаем это значение на 40 и получаем 3000 Вт. Далее схема та же. Делим полученное значение на мощность одной секции. Получаем 18,75, округляем в большую сторону и выходит 19 секций.

Такая методика, по которой производится расчет количества радиаторов, не учитывает целый ряд второстепенных факторов. Среди них корректирующие коэффициенты, взаимосвязанные с такими параметрами как количество наружных стен (у частного дома он 1,5), плюс добавляют мощность на каждое окно по 100 Вт, каждую дверь по 200 Вт и еще применяется климатический коэффициент (он выбирается исходя из средней температуры самого холодного месяца, эти значения также определены СНиП).

В случае, когда утепление частного дома не соответствует СНиП 23.02.2003, расчет количества секций радиатора проводится по другой методике. Нам потребуется наш объем, коэффициент утепления зданий (определяется СНиП) и ∆ (разница между наружной температурой на улице (берется средняя самой холодной пятидневки в году) и температурой внутри помещений (она равняется санитарным нормам)), с учетом значения 860, необходимого для перевода полученного значения в киловатт/часы. Допустим, что наш частный дом со стенами в два кирпича и энергосберегающими пакетами, тогда коэффициент будет 0,9, внутренняя температура + 18°C, а наружная – 28 °C (дом в Подмосковье). Тогда получается 75 м³ х((+18°C) – (- 28 °C))х0,9/860, равняется 3,61 кВт. Теперь делим на мощность одной секции (160) и получаем значение в 23 секции.

Все данные для расчетов берутся из СНиПов, в частности СНиП за номером 23.01.99, называется он «строительная климатология».

Приблизительные расчеты секций радиатора

Расчет количества секций радиатора может осуществляться и по приблизительным расчетам, но используется крайне редко из-за больших погрешностей. Один из таких способов заключается в том, что при высоте потолка в 2700 мм для отопления 1,8 м² площади достаточно одной секции радиатора, соответственно если у нас площадь 25 м², то и секций необходимо 13,89 (25/1,8), то есть 14.

Подводя итог скажем так. Для того чтобы не поднимать огромное количество СНиПов и ГОСТов, выполнить правильно расчет радиаторов можно используя калькулятор расчета радиаторов отопления, заполнив соответствующие поля, указав свои данные. Это один из вариантов.

Второй вариант – воспользоваться услугами инженера-теплотехника, который составит наиболее оптимальный проект системы отопления в доме, произведет расчет мощности радиатора, при необходимости расчет площади радиатора и других важных параметров.