Как рассчитать отопление в доме самостоятельно
Почему мы часто задаем такой вопрос самому себе? Всё просто - потому что мы хотим сэкономить деньги, время и площадь жилища.
Не тратьте время и деньги на специалистов по расчету отопления
Для того чтобы рассчитать отопление в доме, квартире, офисе или любом другом месте Вам не нужно вызывать дорогостоящих специалистов, если, конечно, вы хоть не много технически подкованы и знаете физику. Тем более, всегда есть вероятность того, что попадется не совсем грамотный специалист.
Формула расчета тепловой мощности в помещении
Q=VхTхK ккал/час
1кВт=860ккал/ч
- V- объём помещения
- T- температурная t°C разница наружного воздуха и желаемой t°C внутри помещения Т=34, -10 t°C (на улице) и +24 t°C (в комнате)
- K- коэффициент теплового рассеивания, который считается умножением всех коэффициентов теплопотерь или подбирается по средним параметрам
К = 0,6 - 0,9 – помещение с высокой теплоизоляцией стен, пола и крыши, небольшой площадью окон 2-х или 3-х камерных с газом
К = 1,0 – 1,9 - стандартная жилое помещение (300-й газоблок 100мм утеплитель стен, крыша 200мм утеплитель) -средняя теплоизоляция (точнее-надо > кол-во данных)
К = 2,0 – 2,9 – упрощенная конструкция, одинарная кирпичная кладка, слабое утепление крыши, большие окна – теплоизоляция ниже среднего
К = 3,0 – 4,0 – МАФ, большие окна, тонкие трены из металла или дерева - нет теплоизоляции
Что вам необходимо знать для расчета тепла в доме?
Это всего несколько параметров:
- сколько S кв.м (м2) вам необходимо отопить
- какая высота h помещения, чтобы знать объём в м3 (стандартная высота - 2.5-2.7 м)
- какую температуру в доме вы определите постоянной (const)
- параметры теплоотдачи радиатора и при какой дельте Δ
- какой температуры t°C, предполагается, будет теплоноситель, т.е. вода
- какой толщины стены и из какого материала, какой толщины потолок (толщина утеплителя на крыше), как утеплен пол и наружные стены
Важно знать! Производители радиаторов, батарей и прочей отопительной арматуры очень часто (практически всегда) указывают параметры исходя из температуры в жилом помещении 20°C, не 23-24°C и дельте Δ 50, а то и Δ 70. Высота помещений всегда в расчётах берется стандартная - 2,55-2,70 м. В дальнейшем ремонте или строительстве- это будет иметь огромное значение.
Если у вас планируется отопление тепловым насосом - то коэффициент Δ в расчетах будет совсем другой, в лучшем случае Δ30, а то и Δ25, а это координально меняет все расчеты по отоплению квартиры или дома.
Что такое Δ "дельта" и на что влияет разница температур теплоносителя
Δ или ΔТ - эта средняя температура между t°C подачи воды с котла и обратной t°C воды в котёл, за вычетом желаемой температуры воздуха в комнате или помещении, например 20°C.
Пример: ΔТ=tподачи+tобратки/2 - 20°C
Δ50=(75°C + 65°C)/2 - 20°C=140/2 - 20=50
Средняя температура в теплоносителе, в зависимости от системы отопления
- Δ = 70 С° -паровое отопление (предприятия и промышленные помещения)
- Δ = 60 С° -отопление на твердотопливных котлах -частные дома, СТО, не большие школы, детсады (на дровах, брикетах, углях)
- Δ = 50 С° -стандартные показатели (дома с центральной системой отопления, новострои и частные дома с газовыми котлами)
- Δ = 40 С° -центральные системы отопления, в домах, где плохо топят (батареи еле тёплые)
- Δ = 30 С° -дома с конденсационными газовыми котлами, тепловыми насосами
Таблица коэффициентов для расчёта тепловой мощности в зависимости от значения Δ"дельта"
t°C воздуха в отапливаемом помещении
t°C подачи t°C обратки 16°C 20°C 24°C
- Δ 70 С° 100 °C 80°C 0,60 0,65 0,70
- Δ 60 С° 90 °C 70°C 0,73 0,80 0,87
- Δ 50 С° 75°C 65°C 0,90 1,0 1,12
- Δ 40 С° 70°C 50°C 1,2 1,37 1,58
- Δ 30 С° 55°C 45°C 1,66 1,96 2,37
- Δ 25 С° 50°C 40°C 1,97 2,0 2,98
*коэффициенты выделенные жирным шрифтом - необходимо разделить теплоотдачу на данный К (пример ниже 183W/1,96=93,36W - теплоотдача одной секции при Δ30)
**не выделенные коэффициенты - необходимо умножить теплоотдачу
На простом примере покажем, как рассчитать количество и размер батарей в комнате
Исходные данные дома -
- стена из газоблока 300 мм и утеплитель 100 мм
- комната 15 м2
- высота потолков не стандартная - 2,80 м (считается, что это помещение с высокими потолками)
- радиатор алюминиевый Nova florida 500 (на рынке Украины самый распространенный из хороших и не дорогих)
- окно 1900х1800 мм двухкамерное без газа (аргон, криптон)
- обогрев дома - тепловой насос, т.е. теплоноситель ~50°C
- коэффициент теплового рассеивания k=1 (считаем, что дом утеплён нормально, т.е. средняя теплоизоляция)
Популярная и упрощенная методика расчёта тепла - это Q=100W на 1м2, т.е. Q=100Wх15м2 получим необходимую мощность радиатора- 1,5кВт
Правильный расчёт тепловой мощности по вышеуказанной формуле Q=VхTхK ккал/час, т.е. Q=42х34х1,0=1428/860=1,661кВт
Но это не совсем точно т.к. в этой формуле не учтена высота h помещения, а у нас высокие потолки - 2,8м
Правильно рассчитывать мощность радиаторов по объёму воздуха:
V=Sхh =15 м2 х 2,8 м=42м3
На 1 м3 при коэффициенте теплового рассеивания k=1 необходимо Q=41W на 1м3, соответственно
Q=41х42=1722 W
Необходимая мощность радиатора- 1,722 кВт чтобы прогреть помещение до 20°C
У нас номинальная мощность одной секции итальянского алюминиевого радиатора Nova florida Q=183W при Δ 50 (заявленная величина производителем)
При Δ30 умножаем на коэффициент снижения теплоотдачи k=1,96 при t=20°C в помещении, при t=24°C коэффициент меняется на k=2,37
Итак: чтобы прогреть комнату до 20°C при t на улице -5°C тепловым насосом (конденсационным котлом) при Δ30 нам необходима мощность 1722W х 1,96=3375 W
чтобы прогреть комнату до 24°C при t на улице -5°C тепловым насосом (конденсационным котлом) при Δ30 нам необходима мощность 1722W х 2,37=4081 W
183W/1,96=93,36W - теплоотдача одной секции при Δ30
3375 W/ 93,36=36,1 т.е. необходим радиатор из 36 секций из Al, а если стальной радиатор, то ещё длиннее.
Пример №2 расчёта отопления радиатором при дельте Δ 50
1722W /183W=9,4 т.е. -необходим радиатор из 10 секций из Al, а если стальной радиатор, то длиной 1200 мм 22-й тип мощностью ~1848 W
Приходим к выводу:
если вы планируете использовать для отопления дома тепловой насос вам необходимо рассматривать отопление дома теплыми полами !
Расчет отопления дома теплым полом
Формула похожая, на 1м2 = 100W т.е. Q=100W/1м2 или 10 метров погонных трубы на 1м2
шаг Ø16 трубы должен быть 100 мм, при шаге 150 мм Q=60W/1м2
На 15 м2 необходимо 2 ветки по 75 м, итого 150 м трубы теплого пола
Как сделать точный расчёт отопления дома
Чтобы сделать более точный расчёт отопления дома необходимо учесть все коэффициенты тепловых потерь для данного сооружения и соответственно нашу расчетную мощность умножить на все эти коэффициенты. Только после этого можно подобрать котел.
Производительность отопительной системы:
P=Qtх1,2
где Qt - тепловые потери здания
1,2 - поправочный коэффициент, учитывающий не запланированные теплопотери (например-качество топлива)
в свою очередь коэффициент теплопотерь Qt рассчитывается по следующей формуле:
Qт = W/м2 х м2 х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7х...хКn где:
Таблица коэффициентов теплопотерь дома
- W/м2 – удельный размер тепловых потерь (ориентировочно может приниматься равной 100 ватт/м2)
- м2 – площадь помещения
- К1 – коэффициент показывающий тип окон в конструкции (обычное деревянное остекление = 1,27; с двойным стеклопакетом равняется =1, с тройным – 0,85);
- К2 – коэффициент учитывающий качество теплоизоляции ограждающих конструкций (стен) и в зависимости от условий может варьироваться в диапазоне от 0,85 до 1,27, например, если утеплитель (пенопласт или вата) стен из 300-го газоблока 18-20 см, то считаем коэффициент 0,85;
- К3 – коэффициент, указывающий на процентное соотношение площадей окон и стен, естественно при малом процентном соотношении имеет небольшое значение (10% =0,8), а при большом –высокое (30% = 1,2; 50% = 1,5);
- К4 - коэффициент теплопотерь (менее точный, используют вместо коэффициента К3), указывающий отношение площадей остекления к площади пола 10%-К4=0,8; 20%-К4=0,9; 30%-К4=1; 40%-К4=1,1; 50%-К4=1,2; Sокна*Sкомн.*100%=К4 например окно 2,2мх2м/15мх100=4,4/15х100=29,4% т.е. К4=1
- К5 - коэффициент
- К6 – коэффициент указывающий на уровень минимальной температуры окружающего воздуха, с понижением уровня температуры данный показатель существенно возрастает. Так при температуре воздуха на улице: -10°С К6 = 0,8; при -20°С К6 = 1; при -30°С К6 = 1,2;
- К7 – параметр, указывающий на число стен помещения, контактирующих с окружающей средой. При одной стене коэффициент равен К7=1 , при двух стенах коэффициент К7=1,11 , а при трех К7=1,22 и каждая стена добавляет +0,11
- К8 – коэффициент позволяющий учесть тип чердачного помещения соприкасающийся с объектом обогрева. Когда это холодный чердак — коэффициент равен 1, утепленный чердак – 0,91, отапливаемое сооружение — 0,82
- К9 – коэффициент учитывающий высоту h помещения, колеблется от K=1,0 при высоте 2,5 метра до K=1,2 при высоте 4,5 метра
- К10 - коэффициент учитывающий этажность дома, помещение между подвалом и 2-м этажём или квартира, находящаяся между верхним и нижним этажём К10=0,9; помещение на втором этаже с утепленной крышей К10=1-1,1, помещение на первом этаже без подвала с утепленным полом К10=1,1-1,3;
- К11 - коэффициент учитывающий климатическую зону Украины, К11=0,75 южные регионы и К11=1 северные регионы, для Киева К11=1;
- К12 - коэффициент теплопотерь через входную дверь на улицу К12=1,2-1,4, если есть отапливаемый тамбур К12=1;
- К13 - коэффициент учитывающий теплопотери через стены К13=1,25-1,5 бетонная панель, ФБС; К13=1,5 стена в 1,5 кирпича (38см); К13=1,17 стена в 2 кирпича; К13=1,25 стены из бруса, брёвен; К13=0,9-1 пенобетонные стены с повышенной теплоизоляцией
Таким образом, перемножив все представленные параметры и коэффициент можно без проблем определить полную мощность системы отопления для каждого конкретного объекта. А уже исходя их полученных значений, подбирать необходимое теплогенерирующее оборудование, разрабатывать принципиальную схему и внедрять различные приборы обогрева (радиаторы, конвекторы, теплый пол)
