Расчет диаметра трубы для отопления частного дома или квартиры + онлайн калькулятор

Тепловые нагрузки — определение и характеристики

Что обычно подразумевают под термином «тепловая нагрузка на отопление»? Это количество теплоты, которое отдают все приборы отопления, установленные в здании. Чтобы избежать лишних трат на производство работ, а также покупку ненужных приборов и материалов, и необходим предварительный расчет. С его помощью можно отрегулировать правила установки и распределения теплоты по всем помещениям, причем сделать это можно экономично и равномерно.

Но и это еще не все. Очень часто специалисты проводят расчеты, полагаясь на точные показатели. Они касаются размеров дома и нюансов строительства, где учитывается разнообразие элементов здания и их соответствие требованиям теплоизоляции и прочего. Именно точные показатели дают возможность правильно сделать расчеты и, соответственно, получить максимально приближенные к идеалу варианты распределения тепловой энергии по помещениям.

Но нередко случаются ошибки в расчетах, что приводит к неэффективной работе отопления в целом. Подчас приходится переделывать в ходе эксплуатации не только схемы, но и участки системы, что приводит к дополнительным расходам.

Какие же параметры влияют на расчет тепловой нагрузки в целом? Здесь необходимо разделить нагрузку на несколько позиций, куда входят:

• Система центрального отопления .
• Система теплый пол, если таковой установлен в доме.
• Система вентиляции — как принудительной, так и естественной.
• Горячее водоснабжение здания.
• Ответвления на дополнительные бытовые нужды. К примеру, на сауну или баню, на бассейн или душ.

Основные характеристики

Профессионалы не упускают из виду ни одну мелочь, которая может повлиять на правильность расчета

Отсюда и достаточно больший список характеристик системы отопления, которые следует принимать во внимание. Вот только некоторые из них:. Назначение объекта недвижимости или его тип

Это может быть жилое здание или промышленное. У поставщиков тепловой энергии есть нормы, которые распределяются по типу зданий. Именно они часто становятся основополагающими при проведении расчетов. Архитектурная часть здания. Сюда можно включить ограждающие элементы (стены, кровля, перекрытия, полы), их габаритные размеры, толщину

Назначение объекта недвижимости или его тип. Это может быть жилое здание или промышленное. У поставщиков тепловой энергии есть нормы, которые распределяются по типу зданий. Именно они часто становятся основополагающими при проведении расчетов. Архитектурная часть здания. Сюда можно включить ограждающие элементы (стены, кровля, перекрытия, полы), их габаритные размеры, толщину

Обязательно учитываются всевозможные проемы — балконы, окна, двери и прочее Очень важно принять во внимание наличие подвалов и чердаков. Температурный режим для каждого помещения в отдельности. Это очень важно, потому что общие требования к температуре в доме не дают точной картины распределения тепла

Назначение помещений В основном это относится к производственным цехам, в которых необходимо более строгое соблюдение температурного режима. Наличие специальных помещений

Это очень важно, потому что общие требования к температуре в доме не дают точной картины распределения тепла. Назначение помещений В основном это относится к производственным цехам, в которых необходимо более строгое соблюдение температурного режима

Наличие специальных помещений

К примеру, в жилых частных домах это могут быть бани или сауны. Степень технического оснащения. Учитывается наличие системы вентиляции и кондиционирования, горячего водоснабжения, тип используемого отопления. Количество точек, через которые проводится отбор горячей воды. И чем больше таких точек, тем большей тепловой нагрузке подвергается система отопления. Количество находящихся на объекте людей. От этого показателя зависят такие критерии, как влажность внутри помещений и температура. Дополнительные показатели. В жилых помещениях можно выделить количество санузлов, отдельных комнат, балконов. В промышленных зданиях — количество смен работающих, число дней в году, когда работает сам цех в технологической цепочке.

Программа RTI

Программа RTI обеспечивает расчет тепловых потерь здания, в т.ч. на инфильтрацию. Выполняет расчет энергетического паспорта здания. Включает БД климатологии.

Программа RTI автоматизирует расчет следующих параметров:

Рассчитывается сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, в том числе многослойной;

Подбирается толщина изоляции стен;

Проверяется температура на границах слоев;

Определяется «точка росы» внутри помещений;

Подробнее о расчете теплопотерь здания
Программа RTI (демонстрация проектирования)   В вашем браузере отключен JavaScript

Расчет температурного поля неоднородной конструкции выполняется в программах СИНС (2D) и ELCUT (2D и 3D)

Программа VSV

Программа VSV реализует аэродинамический расчёт систем вентиляции и аспирации, а также пневмотранспорта. Расчет систем вентиляции выполняется на основе описания систем вентиляции и требований к ним (скорость в воздуховодах). Рассчитываются приточные или вытяжные системы вентиляции с круглыми или прямоугольными воздуховодами. Системы аспирации и пневмотранспорта только вытяжные с круглыми воздуховодами.

Программа VSV поддерживает решение следующих задач:

определение размеров сечений по заданным скоростям и расходам, потерь напора по участкам и ветвям, давления в начале и конце линейных элементов системы — воздухопроводов;

определение потерь напора по участкам и ветвям по заданным размерам сечений воздуховодов и расходам;

участках сечений воздуховодов и дополнительных потерь давления;

перенос диафрагм на сборные участки.

Подробнее о расчете системы вентиляции и аспирации

Программа ПОТОК

Программа ПОТОК является наиболее востребованной частью комплекса, .  расчет системы отопления зданий,

Тёпло/холод передаётся в помещения местными нагревательными приборами, калориферами, фанкойлами, с организованным и неорганизованным учётом тепла в системе.

Программа ПОТОК (демонстрация проектирования)   В вашем браузере отключен JavaScript

Этапы расчета

Рассчитать параметры отопления дома необходимо в несколько этапов:

• расчет теплопотерь дома;
• подбор температурного режима;
• подбор отопительных радиаторов по мощности;
• гидравлический расчет системы;
• выбор котла.

Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.

Расчет теплопотерь

Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:

• удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
• геометрические размеры всех элементов здания.

Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле: Мк = 1,2 х Тп, где

Тп — суммарные теплопотери постройки;

Мк — мощность котла;

1,2 — коэффициент запаса (20%).

При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.

Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:

• для центральных районов России — 1,2 — 1,5 кВт;
• для юга страны — 0,7 — 0,9 кВт;
• для севера — 1,5 — 2,0 кВт.

Упрощенная методика позволяет рассчитать отопление, не прибегая к дорогостоящей помощи проектных организаций.

Температурный режим и подбор радиаторов

Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.

Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.

Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.

Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.

К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.

Гидравлический расчет

Для гидравлического расчета существуют специальные программы.

Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:

• Расход теплоносителя в целом;
• Потери напора теплового носителя в системе;
• Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.

Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.

Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости — 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.

Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.

Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.

Выбор котла и немного экономики

Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический. Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт. При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.

Купить TEPLOOV

ООО «Хайтек» поставляет программные продукты комплекса TEPLOOV, являясь региональным дилером . Рабочая версия программ передается по гарантийному письму для тестирования на срок до 30 дней. В стоимость программного обеспечения входит годовая техническая поддержка. В течение этого периода клиент бесплатно получает все обновления программ.

Программы комплекса TEPLOOV непрерывно обновляются. Расширяется БД приборов и материалов, вводятся изменения в соответствии с выходом новых СНиП и СП, вводятся новые функции и исправляются ошибки. В связи с этим ООО «Хайтек» рекомендует оплачивать обновление программ (апгрейд). Ниже ссылки на изменения, введенные в программу ПОТОК. программу VSV и программу RTI за последние 6 лет.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле: Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

• S – поперечное сечение;
• π – постоянная константа, равная 3,14;
• R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

• V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
• V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
• K – коэффициент расширения;
• D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

• чугунные – 1,5 л на секцию;
• биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
• алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

ПО HERZ CO: учитываем коллектор

Данная программа вычисления предлагается в свободном доступе. Она помогает произвести расчеты независимо от количества труб. С помощью Герц производятся проекты как для новых строений, так и в ремонтируемых зданиях. При этом в конструкциях применяется гликолиевая смесь.

Программа используется для двухтрубной системы и однотрубной. Она помогает определить показатель сопротивления, потери давления отопительных приборов и учет термостатического вентиля.

Данные вводятся графическим способом. Результаты представляются в схематическом виде.

В программе представляется функция справки. Герц оборудована функцией поиска и диагностирования ошибок. В каталогах содержатся данные об арматуре и приборах для обогрева.

Рассчитать систему площади всего здания можно при помощи программного приложения. От правильности результата зависит работа конструкция и стоимость работ.

Динамические параметры теплоносителя

Переходим к следующему этапу расчетов – анализ потребления теплоносителя. В большинстве случаев система отопления квартиры отличается от иных систем – это связанно с количеством отопительных панелей и протяженностью трубопровода. Давление используется в качестве дополнительной “движущей силы” потока вертикально по системе.

В частных одно- и многоэтажных домах, старых панельных многоквартирных домах применяются системы отопления с высоким давлением, что позволяет транспортировать теплоотдающее вещество на все участки разветвлённой, многокольцевой системы отопления и поднимать воду на всю высоту (до 14-ого этажа) здания.

Напротив, обычная 2- или 3- комнатная квартира с автономным отоплением не имеет такого разнообразия колец и ветвей системы, она включает не более трех контуров.

А значит и транспортировка теплоносителя происходит с помощью естественного процесса протекания воды. Но также можно использовать циркуляционные насосы, нагрев обеспечивается газовым/электрическим котлом.

Рекомендуем применять циркуляционный насос для отопления помещений более 100 м2. Монтировать насос можно как до так и после котла, но обычно его ставят на “обратку” – меньше температура носителя, меньше завоздушенность, больше срок эксплуатации насоса

Специалисты в сфере проектирования и монтажа систем отопления определяют два основных подхода в плане расчёта объёма теплоносителя:

1. По фактической емкости системы. Суммируются все без исключения объёмы полостей, где будет протекать поток горячей воды: сумма отдельных участков труб, секций радиаторов и т.д. Но это достаточно трудоёмкий вариант.
2. По мощности котла. Здесь мнения специалистов разошлись очень сильно, одни говорят 10, другие 15 литров на единицу мощности котла.

С прагматичной точки зрения нужно учитывать, тот факт что наверное система отопления будет не только подавать горячую воду для комнаты, но и нагревать воду для ванной/душа, умывальника, раковины и сушилки, а может и для гидромассажа или джакузи. Этот вариант попроще.

Поэтому в данном случае рекомендуем установить 13,5 литров на единицу мощности. Умножив этот число на мощность котла (8,08 кВт) получаем расчётный объём водяной массы – 109,08 л.

Вычисляемая скорость теплоносителя в системе является именно тем параметром, который позволяет подбирать определённый диаметр трубы для системы отопления.

Она высчитывается по следующей формуле:

V = (0,86*W*k)/t-to,

где:

• W – мощность котла;
• t – температура подаваемой воды;
• to – температура воды в обратном контуре;
• k – кпд котла (0,95 для газового котла).

Подставив в формулу расчетные данные, имеем: (0.86 * 8080* 0.95)/80-60 = 6601,36/20=330кг/ч. Таким образом за один час в системе перемещается 330 л теплоносителя (воды), а ёмкость системы около 110 л.

Виды батарей

Есть несколько видов батарей, и мы перечислим характеристики каждого из них, чтобы вам проще было выбрать нужный вариант.

Стальные

Не самый распространенный вариант. Причина низкой их популярности — теплообменные характеристики. Преимущества: приемлемая цена, небольшой вес и простая установка. Однако стенки обладают недостаточной теплоемкостью – быстро прогреваются и быстро остывают. Помимо этого, гидроудары могут вызвать течь в местах, где соединяются листы. При этом недорогие модели (без защитного покрытия) могут проржаветь. Подобные варианты служат гораздо меньше других и их гарантийный срок более ограничен.

Зачастую сложно определить количество радиаторов из стали на одну комнату, так как их цельная конструкция не позволяет добавить или убрать секции. Тепловую мощность необходимо предварительно учитывать. Все зависит от ширины и длины пространства, в котором вы собираетесь их установить. В некоторых моделях трубчатого типа можно добавлять сегменты. Мастера делают это на заказ, когда изготавливают их.

Чугунные

Такие изделия видел каждый из нас: стандартные гармошки. Пусть их дизайн был предельно прост, но конструкция позволяла эффективно отапливать дома и квартиры. Теплоотдача одной «гармошки» — 160 Вт. Расчет секций сборных чугунных радиаторов прост, поскольку их число могло быть неограниченным. Современные предложения стали усовершенствованными, они вписываются в разные интерьеры. Есть и эксклюзивные модели с рельефными узорами. Преимущества труб из чугуна:

• тепло долго сохраняется при высокой отдаче;
• устойчивость к гидроударам, резкому перепаду температур;
• устойчивы к коррозии.

Можно пользоваться разными теплоносителями, поскольку они подходят для автономных и центральных отопительных систем. К недостаткам можно отнести хрупкость материала (он не выдерживает прямых ударов), сложность установки (из-за больших размеров). Помимо этого, не каждая стена выдержит их вес. Перед тем, как запустить котел зимой, протестируйте систему, наполните трубы водой, чтобы определить, если ли неисправности.

Алюминиевые

Появились не так давно, но быстро стали популярными. Стоят они сравнительно недорого, минималистично оформлены, их материал обладает с хорошей теплоотдачей. Модели из алюминия выдерживают высокое давление и температуру. Теплоотдача каждой секции составляет до 200 Вт, но при этом ее вес небольшой – не более 2 кг. Для них не требуются большие теплоносители. Они наборные, поэтому можно добавлять или убирать секции радиаторов, рассчитывая по площади помещения. Есть и цельные модели.

Недостатки:

1. Алюминий подвержен коррозии. Также высока вероятность газообразования, поэтому алюминиевые трубы больше подходят для автономной отопительной системы.
2. Неразборные модели могут давать течь в местах соединений, отремонтировать их нельзя, придется заменять полностью.

Самые долговечные варианты сделаны из анодированного металла. Они долго сохраняют устойчивость к коррозии

Их дизайн примерно схож, и когда вы будете делать выбор, обратите внимание на документы. Как правильно рассчитать количество секций радиатора на комнату по инструкции.

Биметаллические

Модель биметаллического радиатора не менее надежна, чем чугунная. Хорошая тепловая отдача делает их лучше алюминиевых. Этому способствуют особенности их конструкции. Один сегмент состоит из стальных коллекторов. Они соединены металлическим каналом. Мастера собирают их, используя резьбовые муфты. За счет алюминиевого покрытия можно получить хорошую тепловую отдачу. Трубы не ржавеют. Высокая прочность и износостойкость сочетается с отличной теплоотдачей.

Расчет мощности системы отопления по площади жилья

Одним из наиболее быстрых и простых для понимания способов определения мощности отопительной системы является расчет по площади помещения. Подобный метод широко применяется продавцами нагревательных котлов и радиаторов. Расчет мощности системы отопления по площади происходит в несколько простых шагов.

Шаг 1. По плану или уже возведенному зданию определяется внутренняя площадь постройки в квадратных метрах.

Шаг 2. Полученная цифра умножается на 100-150 – именно столько ватт от общей мощности отопительной системы нужно на каждый м2 жилья.

Шаг 3. Затем результат умножается на 1,2 или 1,25 – это необходимо для создания запаса мощности, чтобы отопительная система была способна поддерживать комфортную температуру в доме даже в случае самых сильных морозов.

Шаг 4. Вычисляется и записывается конечная цифра – мощность системы отопления в ваттах, необходимая для обогрева того или иного жилья. В качестве примера – для поддержания комфортной температуры в частном доме площадью 120 м2 потребуется примерно 15 000 Вт.

Шаг 5. По уже определенным расчетным данным подбирается конкретная модель нагревательного котла и радиаторов.

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Следует понимать, что единственным преимуществом подобного способа теплового расчета отопительной системы является скорость и простота. При этом метод обладает множеством недостатков.

1. Отсутствие учета климата в той местности, где возводиться жилье – для Краснодара система отопления с мощностью 100 Вт на каждый квадратный метр будет явно избыточной. А для Крайнего Севера она может оказаться недостаточной.
2. Отсутствие учета высоты помещений, типа стен и полов, из которых они возведены – все эти характеристики серьезно влияют на уровень возможных тепловых потерь и, следовательно, на необходимую мощность отопительной системы для дома.
3. Сам способ расчета системы отопления по мощности изначально был разработан для больших производственных помещений и многоквартирных домов. Следовательно, для отдельного коттеджа он не является корректным.
4. Отсутствие учета количества окон и дверей, выходящих на улицу, а ведь каждый из подобных объектов является своеобразным «мостиком холода».

Так имеет ли смысл применять расчет системы отопления по площади? Да, но только в качестве предварительных прикидок, позволяющих получить хоть какое-то представление о вопросе. Для достижения лучших и более точных результатов следует обратиться к более сложным методикам.