Розрахунок системи опалення приватного будинку (та й не тільки приватного) – дуже важливий етап, від якого залежить успіх всього проекту. Він визначає, наскільки енергоефективним і комфортним буде житло. Подібні розрахунки відносяться до категорії складних. Але при бажанні можна самостійно розробити проект системи опалення. Розрахунок вимагає певних знань і навичок від виконавця. Доведеться вникнути в специфіку предмета, вивчити нормативні акти і будівельні норми. Також необхідно буде освоїти деякі програмні продукти. Це дозволить значно прискорити проектування та розрахунок систем опалення, а також вибрати оптимальну конфігурацію устаткування.
Проектування систем опалення – це процес більшою мірою творчий, ніж чисто механічний. Виняток становлять, мабуть, лише типові багатоквартирні будинки, в яких параметри опалювальної системи давно прораховані. Та й то, багато людей вважають за краще встановлювати у своїх квартирах автономне опалення: це значно знижує витрати і в рази покращує мікроклімат житла.
Котел – основний елемент системи опалення
Центральним вузлом системи, її серцем, є котел. І від того, яке буде використовуватися паливо, багато в чому залежить методика розрахунку і параметри системи в цілому.
Котли бувають:
- з електричним підігрівом води;
- працюють на твердому типі палива (вугілля, дрова, деревні брикети тощо);
- працюють на рідкому типі палива (бензин, мазут, гас тощо);
- котельне газове обладнання.
Опис і загальні характеристики електричних котлів
Таке обладнання споживає багато електроенергії, ціни на яку досить високі і продовжують регулярно рости. З цієї причини цей тип котла воліють встановлювати не багато господарі. Крім того, існує ймовірність в зимовий період на кілька днів, а то й на тиждень (особливо це стосується сільської місцевості) залишитися без тепла, один на один зі стихією: лінії електропередач досить часто обриваються поваленими деревами.
Однак при застосуванні електричного водогрійного котла, монтаж і розрахунок системи опалення приватного будинку здійснюється в рази простіше і швидше. І ця обставина є однією з основних, крім дешевизни, конкурентних переваг подібних котлів.
Остаточне рішення буде приймати сам господар, зваживши всі “за” і “проти”.
Опис і загальні характеристики котлів, що працюють на твердому паливі
До твердому паливу можна віднести торф, вугілля, різноманітні деревні матеріали.
Всі ці речовини при згорянні виділяють різну кількість теплової енергії. Цим зумовлена складність розрахунку водяної системи опалення будинку. Зате такий вид котла вважається найбільш економічним: тверде паливо коштує недорого, а в деяких випадках і зовсім можна отримати безкоштовно. Крім усього іншого, така система дійсно вважається автономної: їй не страшні ні розливи рік, ні обриви ліній електропередач, ні які б то не було інші прояви бурхливої стихії.
У продажу є спеціальні пристрої, які здійснюють захоплення і автоматичну подачу палива в топку. Однак подібне рішення істотно здорожить весь проект.
Найефективнішим серед котлів твердого палива є так звані установки піролізу. Сутність і принцип дії котлів, оснащених даним видом пристроїв, полягає в наступному: тверде паливо випускає газ, який спалюється і нагріває воду по всьому контуру системи опалення. Розрахунок подібних пристроїв досить громіздкий і складний. І тим не менше останнім часом все більше і більше людей встановлюють такі котли. Справа в тому, що подібна технологія є досить економічною і дозволяє досягати ККД 85%, що є дуже гарним показником і значно перевищує ефективність роботи традиційного обладнання.
Опис і загальні характеристики котлів, працюючих на рідкому паливі
В якості носія теплової енергії використовується дизельне паливо. Також останнім часом набирають популярність котли, що працюють на відпрацьованому промисловому олії.
Котли на відпрацьованому маслі ефективно застосовувати для обігріву промислових будівель, майстерень по ремонту автомобілів та сервісних центрів по обслуговуванню важкої техніки, тобто там, де це саме масло присутнє в надлишку. Тепловий розрахунок системи опалення на олії зможуть здійснити лише кваліфіковані інженери, які мають відповідну освіту і великий досвід роботи.
Що стосується приватних житлових господарств, то котли на олії, не кажучи вже про котли на дорогому дизпаливі, практично ніколи не застосовуються. По-перше, потрібно десь зберігати великі обсяги палива, а по-друге, це надзвичайно дороге задоволення.
Також такі установки є джерелами викидів шкідливих, небезпечних для здоров’я людини й для навколишнього середовища.
Іноді такі котли все ж встановлюються. Справа в тому, що в перспективі котел на рідкому паливі може бути переведений на газ. І тому у віддалених селищах, які тільки планується провести газову магістраль, люди встановлюють подібні котли: розрахунок системи опалення та закупівлю обладнання можна провести один раз, і потім вже не витрачати кошти.
Опис і загальні характеристики газових котлів
Розрахунок системи опалення з газовим котлом не викличе утруднень навіть у новачків: вже давним-давно розроблені довідкові таблиці з усіма необхідними даними. Вся інформація є надійною і підтверджена на практиці незліченну кількість разів.
Котли, що працюють на природному газі, є найбільш затребуваними на ринку. Робота такого обладнання коштує порівняно дешево, а завдяки невеликим габаритам вони можуть ідеально встати в будь-яке приміщення. Сучасні засоби автоматики роблять експлуатацію газового обладнання безпечної і надзвичайно ефективною.
Типи нагрівальних елементів (батарей)
Якщо раніше радіатори опалення відливалися виключно з сірого чавуну, то сьогодні на ринку представлений широкий асортимент виробів із різних конструкційних матеріалів: сталь, чавун, алюміній, композити. Але, незважаючи на зовнішню привабливість і показний блиск, чи сучасні батареї поступаються «древнім» чавунним з найважливішого для них показником теплоємності і теплопровідності. А значить, вони набагато більш ефективно обігріває приміщення.
Конкретний тип і розмір радіатора залежать від обсягів теплових втрат і від площі опалювального приміщення
Загальна характеристика батарей із сталі і чавуну
Сталеві радіатори опалення зустрічаються вкрай рідко і не популярні у населення. Причина тому – досить висока їх вартість. Крім того, зважаючи на погані ливарних якостей сталеві батареї не можна дістати литтям. Частіше такі батареї отримують шляхом зварювання низьковуглецевих труб в радіатор. Але такі батареї мають низьку теплоємність і швидко остигають у разі, якщо подача води з якихось причин була припинена.
Добротні чавунні батареї асоціюються, принаймні, у дорослого населення, зі щасливим дитинством. Такі радіатори встановлювалися в будинку на протязі всього існування СРСР. З розвитком ливарних технологій форма і технічні характеристики чавунних радіаторів оптимізували, але старі батареї служать без нарікань і по сей день, і навряд чи їм зможе скласти конкуренцію новомодне виріб.
Чавун – дуже міцний матеріал, здатний витримувати величезний тиск, до того ж при перепадах температур у нього не проявляється явище холодноламкості (він не охрупчивается), добре поглинає удари.
До недоліків як чавунних, так і сталевих батарей можна віднести їх велику масу. З цієї причини вони не можуть бути монтовані на тонкі стіни перегородок.
Загальна характеристика алюмінієвих батарей
Радіатори з алюмінієвих сплавів останнім часом популярні і користуються величезним попитом на ринку. Випускаються, як правило, у вигляді складальних блоків, які можуть з’єднуватися, утворюючи радіатори різного об’єму, залежно від приміщення, що обігрівається. При розрахунку насоса системи опалення необхідно враховувати, який обсяг води, що циркулює по радіаторів і сполучним трубах. Малопотужний насос може не впоратися, в результаті чого опалення буде працювати неправильно, або взагалі не буде функціонувати.
Сучасні сплави на основі алюмінію в повній мірі задовольняють вимогам безпеки при експлуатації обладнання під високим тиском при високих температурах. При цьому такий матеріал важить небагато, володіє хорошими технологічними якостями, завдяки яким можна отримати стильне і красиве виріб. Важливим є і той факт, що при контакті з повітрям на поверхні алюмінію утворюється невидима окісна плівка, яка перешкоджає подальшому розвитку корозійних явищ. Іншими словами, такі радіатори ніколи не проіржавіють.
Приклад розрахунку системи опалення
Точність розрахунку буде залежати від багатьох факторів. Особливо важко розробити і спроектувати систему опалення для нестандартних рішень у будівництві житла.
Проводиться на вибір розрахунок опалення по площі або об’єму. Перший спосіб є найбільш поширеним зважаючи на його відносної простоти. Ефективним і точним розрахунок по площі є в тому випадку, якщо висота стелі стандартна і становить 2,7 метра. Твір площі опалювального приміщення (приміщень) на коефіцієнт, який характеризує кліматичну зону, в результаті дає необхідну потужність котельного обладнання. Даний коефіцієнт є довідковим, і для Москви і області приймається рівним 150 Вт/м2.
При цьому підсумовуються площі тих приміщень, які межують через стіну з вулицею. Всі допоміжні і підсобні приміщення в розрахунок не включаються.
Прийнято вибирати і купувати такий котел, потужність якого перевищує розрахункове значення на 30 %. Це дозволить створити необхідний запас потужності на випадок аномально морозних зим і інших непередбачених обставин.
Таким чином, потужність котла, необхідного для живлення системи опалення приватного будинку з сумарною площею житлових кімнат 60 м2, розраховується наступним чином:
60 * 150 * 1,3 = 11,7 кВт.
Основні можливості програмного продукту Instal-Therm
Дана програма значно спростить розрахунок радіаторів і інших елементів опалювальної системи. Реалізована можливість сканування конструкторської документації, методика розрахунку втрат теплової енергії. Є великий каталог матеріалів із зазначенням їх теплофізичних властивостей, що значно спрощує і прискорює проектування системи опалення.
Є несуттєвий, але все ж прикрий недолік: не реалізований висновок на друк конструкторської документації. Але цю проблему можна вирішити, перевівши документ у інший формат, а вже потім вивести його на принтер.
“Інстал-Терм” допоможе правильно і раціонально вибрати матеріал і діаметр труб, типів і характеристик батарей, висоту, на якій необхідно закріпити помпу та інше обладнання, розрахунок температурних показників і норм витрат умовного палива.
Розрахунки з використанням програмного продукту Herz
Ліцензійна версія програми вільно поширюється. Її необхідно завантажити з інтернету і встановити на комп’ютер. Програма допоможе спроектувати систему опалення в новому будинку, а також удосконалити вже наявну стару.
“Герц” визначить всі технічні параметри: втрати тепла, тиск в системі, швидкість потоку, необхідну потужність насосного обладнання та ін.
Результати проведених розрахунків виводяться на монітор комп’ютера в зручній формі.
Є гарна довідка та підтримка користувача. Якщо у вихідних даних за неуважність була допущена помилка, “Герц” обов’язково повідомить про неї і пояснить, що необхідно виправити.
Програма допоможе значно заощадити кошти на придбання зайвого обладнання та комплектуючих матеріалів.
Переваги від використання ЗА Oventrop
Дана комп’ютерна програма допоможе виконати розрахунки дуже швидко і якісно. У відповідні графи вноситься інформація, необхідна для розрахунку: система опалення (двотрубна або однотрубна), матеріал радіаторів, діаметр і матеріал труб, висота стелі, площу поверхні і т. д.
Програма запропонує на вибір оптимальну конфігурацію системи, сама в автоматичному режимі зробить розрахунок витрати палива, швидкість руху води по трубах. У програмі реалізована всеосяжна бібліотека стандартних елементів опалювальної системи і конструкцій.
Отримані результати можна вивести на друк, експортувати в інші файли з метою їх подальшого аналізу і опрацювання (якщо це необхідно).
Дана програма також визначить, чи буде достатнім обсяг вбудованого в котел резервуару для води, або ж потрібно купівля та підключення додаткової ємності. Розрахунки однотрубних систем опалення невеликих приміщень показують, що в більшості випадків досить вбудованого резервуара. Якщо система більш розгалужена, призначена для прогріву великих площ, то, швидше за все, доведеться докупити ємність.
Також даний програмний продукт може розрахувати теплий водяний підлогу. І якщо пристрій підлоги буде здійснюватися у відповідності з рекомендаціями програми, то температура в будинку завжди буде комфортною, при цьому витрати на енергоресурси будуть найменшими.
