Расход воды на отопление в частном доме

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Нужно отметить, что инженерные расчеты систем водоснабжения и отопления никак нельзя назвать простыми, но без них обойтись невозможно, только очень опытный специалист-практик может нарисовать систему отопления «на глазок» и безошибочно подобрать диаметры труб. Это если схема достаточно проста и предназначена для обогрева небольшого дома высотой 1 или 2 этажа. А когда речь идет о сложных двухтрубных системах, то рассчитывать их все равно придется. Эта статья для тех, кто решился самостоятельно выполнить расчет системы отопления частного дома. Мы изложим методику несколько упрощенно, но так, чтобы получить максимально точные результаты.

Цель и ход выполнения расчета

Конечно, за результатами можно обратиться к специалистам либо воспользоваться онлайн-калькулятором, коих хватает на всяких интернет-ресурсах. Но первое стоит денег, а второе может дать некорректный результат и его все равно надо проверять.

Так что лучше набраться терпения и взяться за дело самому. Надо понимать, что практическая цель гидравлического расчета – это подбор проходных сечений труб и определение перепада давления во всей системе, чтобы верно выбрать циркуляционный насос.

Примечание. Давая рекомендации по выполнению вычислений подразумевается, что теплотехнические расчеты уже сделаны, и радиаторы подобраны по мощности. Если же нет, то придется идти старым путем: принимать тепловую мощность каждого радиатора по квадратуре помещения, но тогда точность расчета снизится.

Общая схема расчета выглядит таким образом:

подготовка аксонометрической схемы: когда уже выполнен расчет отопительных приборов, то известна их мощность, ее надо нанести на чертеж возле каждого радиатора;
определение расхода теплоносителя и диаметров трубопроводов;
расчет сопротивления системы и подбор циркуляционного насоса;
расчет объема воды в системе и вместительности расширительного бака.

Любой гидравлический расчет системы отопления начинается со схемы, нарисованной в 3 измерениях для наглядности (аксонометрия). На нее наносятся все известные данные, в качестве примера возьмем участок системы, изображенный на чертеже:

Определение расхода теплоносителя и диаметров труб

Вначале каждую отопительную ветвь надо разбить на участки, начиная с самого конца. Разбивка делается по расходу воды, а он изменяется от радиатора к радиатору. Значит, после каждой батареи начинается новый участок, это показано на примере, что представлен выше. Начинаем с 1-го участка и находим в нем массовый расход теплоносителя, ориентируясь на мощность последнего отопительного прибора:

G = 860q/ ∆t, где:

G – расход теплоносителя, кг/ч;
q – тепловая мощность радиатора на участке, кВт;
Δt– разница температур в подающем и обратном трубопроводе, обычно берут 20 ºС.

Для первого участка расчет теплоносителя выглядит так:

860 х 2 / 20 = 86 кг/ч.

Полученный результат надо сразу нанести на схему, но для дальнейших расчетов он нам понадобится в других единицах – литрах в секунду. Чтобы сделать перевод, надо воспользоваться формулой:

GV = G /3600ρ, где:

GV – объемный расход воды, л/сек;
ρ– плотность воды, при температуре 60 ºС равна 0.983 кг / литр.

Имеем: 86 / 3600 х 0,983 = 0.024 л/сек. Потребность в переводе единиц объясняется необходимостью использования специальных готовых таблиц для определения диаметра трубы в частном доме. Они есть в свободном доступе и называются «Таблицы Шевелева для гидравлических расчетов». Скачать их можно, перейдя по ссылке: https://dwg.ru/dnl/11875

В данных таблицах опубликованы значения диаметров стальных и пластмассовых труб в зависимости от расхода и скорости движения теплоносителя. Если открыть страницу 31, то в таблице 1 для стальных труб в первом столбце указаны расходы в л/сек. Чтобы не производить полный расчет труб для системы отопления частого дома, надо просто подобрать диаметр по расходу, как показано ниже на рисунке:

Примечание. В левом столбце под диаметром сразу же указывается скорость движения воды. Для систем отопления ее значение должно лежать в пределах 0.2—0.5 м/сек.

Итак, для нашего примера внутренний размер прохода должен составлять 10 мм. Но поскольку такие трубы не используются в отоплении, то смело принимаем трубопровод DN15 (15 мм). Проставляем его на схеме и переходим ко второму участку. Так как следующий радиатор имеет такую же мощность, то применять формулы не нужно, берем предыдущий расход воды и умножаем его на 2 и получаем 0.048 л/сек. Снова обращаемся к таблице и находим в ней ближайшее подходящее значение. При этом не забываем следить за скоростью течения воды v (м/сек), чтобы она не превышала указанные пределы (на рисунках отмечена в левом столбце красным кружочком):

Важно. Для систем отопления с естественной циркуляцией скорость движения теплоносителя должна составлять 0.1—0.2 м/сек.

Как видно на рисунке, участок №2 тоже прокладывается трубой DN15. Далее, по первой формуле находим расход на участке №3:

860 х 1,5 / 20 = 65 кг/ч и переводим его в другие единицы:

65 / 3600 х 0,983 = 0.018 л/сек.

Прибавив его к сумме расходов двух предыдущих участков, получаем: 0.048 + 0.018 = 0.066 л/сек и вновь обращаемся к таблице. Поскольку у нас в примере делается не расчет гравитационной системы, а напорной, то по скорости теплоносителя труба DN15 подойдет и на этот раз:

Идя таким путем, просчитываем все участки и наносим все данные на нашу аксонометрическую схему:

Расчет циркуляционного насоса

Подбор и расчет насоса заключается в том, чтобы выяснить потери давления теплоносителя, протекающего по всей сети трубопроводов. Результатом станет цифра, показывающая, какое давление следует развивать циркуляционному насосу, чтобы «продавить» воду по системе. Это давление вычисляют по формуле:

P = Rl + Z, где:

Р – потери давления в сети трубопроводов, Па;
R – удельное сопротивление трению, Па/м;
l – длина трубы на одном участке, м;
Z – потеря давления в местных сопротивлениях, Па.

Примечание. Двух – и однотрубная система отопления рассчитываются одинаково, по длине трубы во всех ветвях, а в первом случае — прямой и обратной магистрали.

Данный расчет достаточно громоздкий и сложный, в то время как значение Rl для каждого участка можно легко найти по тем же таблицам Шевелева. В примере синим кружочком отмечены значения 1000i на каждом участке, его надо только пересчитать по длине трубы. Возьмем первый участок из примера, его протяженность 5 м. Тогда сопротивление трению будет:

Rl = 26.6 / 1000 х 5 = 0.13 Бар.

Так же производим просчет всех участков попутной системы отопления, а потом результаты суммируем. Остается узнать значение Z, перепад давления в местных сопротивлениях. Для котла и радиаторов эти цифры указаны в паспорте на изделие. На все прочие сопротивления мы советуем взять 20% от общих потерь на трение Rl и все эти показатели просуммировать. Полученное значение умножаем на коэффициент запаса 1.3, это и будет необходимый напор насоса.

Следует знать, что производительность насоса – это не емкость системы отопления, а общий расход воды по всем ветвям и стоякам. Пример его расчета представлен в предыдущем разделе, только для подбора перекачивающего агрегата нужно тоже предусмотреть запас не менее 20%.

Расчет расширительного бака

Чтобы произвести расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, необходимо выяснить, насколько увеличивается объем жидкости при ее нагреве от комнатной температуры +20 ºС до рабочей, находящейся в пределах 50—80 ºС. Эта задача тоже не из простых, но ее можно решить другим способом.

Читать еще: К чему снится сарай с дырявой крышей

Вполне корректным считается принимать объем бака в размере десятой части от всего количества воды в системе, включая радиаторы и водяную рубашку котла. Поэтому снова открываем паспорта оборудования и находим в них вместительность 1 секции батареи и котлового бака.

Далее, расчет объема теплоносителя в системе отопления выполняется по простой схеме: вычисляется площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее длину. Полученные значения суммируются, к ним прибавляются паспортные данные, а потом от результата берется десятая часть. То есть, если во всей системе 150 л воды, то вместительность расширительного бака должна составлять 15 л.

Заключение

Многие, прочитав данную статью, могут отказаться от намерения считать гидравлику самостоятельно ввиду явной сложности процесса. Рекомендация для них – обратиться к специалисту-практику. Те же, кто проявил желание и уже сделал расчет тепловой мощности отопления на здание, наверняка справятся и с этой задачей. Но готовую схему с результатами все равно стоит показать опытному монтажнику для проверки.

EuroSantehnik.ru — Все о монтаже отопления, водоснабжения и канализации

Начиная строительство своего дома, каждый задается вопросом: с помощью какого источника энергии он будет его отапливать? Выбор достаточно большой, величина финансовых затрат очень разная. В общем, есть о чем поразмыслить и даже запутаться. Поэтому в этой статье поговорим о расходах на отопление дома на разных видах топлива.

О выборе источника тепла

Хорошо, если Вам повезло и на участке есть газ. А если его нет, то, что делать? Можно использовать сжиженный газ пропан, зарыть газгольдер, не забывая при этом его периодически обслуживать и вовремя заполнять.

Можно использовать электрокотел, если, конечно, хватает лимита по мощности электричества, можно твердотопливный, дровяной, паллетный котел, а можно котел с дизельной горелкой или, набирающий сейчас популярность, тепловой насос. Главное знать расходы на отопление дома.

Прикинуть сколько стоит оборудование, его монтаж можно достаточно точно, позвонив в профильные конторы, но не каждый поинтересуется, сколько он будет потом платить ежемесячно за энергопотребление. Даже, если задумается об этом, то вряд ли найдет ответы.

Вот мы сейчас и разберемся, сколько стоит отопление дома, точнее, сколько стоит 1кВт тепла, в зависимости от выбора источника энергии?

Расходы на отопление дома с сжиженным газом

Начнем разговоры про расходы на отопление дома с котельной на сжиженном газе. Опускаем все технические моменты по выбору газгольдера, места на участке для его установки, периодическому сервисному обслуживанию, своевременному заполнению. Поговорим о самом топливе.

Теплотворная способность 1 литра пропана составляет 6,76 кВт/ч. Это значение получается при помощи умножения показателей теплотворной способности 1 кг СУГ 12,992 кВт/ч х плотность СУГ (0,52кг/л).

Далее уточняем КПД газового котла, он равен 0,92. Также уточняем стоимость 1 литра сжиженного газа в Вашем регионе, к примеру, 16.5 рублей.

Сразу уточним, что во всех расчетах взяты расценки для Московской области, поэтому если Вы живете в другом регионе, то у Вас они могут несколько отличаться.

Затем выполняем простейший расчет расходов на отопление дома: стоимость 1 литра СУГ/(теплотворную способность 1 литра СУГхКПД)

Подставив все данные, получаем, что стоимость 1кВт/ч тепла от котла на сжиженном газе равна 2,65 рублей.

Расходы на отопление с дизельной котельной

Далее рассмотрим дизельную котельную. Аналогично высчитываем тепловую способность 1 литра дизельного топлива, используя следующие показатели:

Теплотворная способность 1кг дизельного топлива – 11,860кВт/ч;
Плотность дизельного топлива – 0,86кг/л;
Теплотворная способность 1 л дизельного топлива – 10,20 кВт/ч;
КПД дизельного котла – 0,9.
КПД у дизельного котла чуть ниже, оно составляет порядка 90%.
Стоимость 1 литра дизельного топлива для Москвы в среднем составляет 36,8 рублей.

Все исходные данные подставляем в формулу:

и получаем, что стоимость 1 кВт/ч тепла от дизельного топлива равна 4,01 рубля.

Котел на паллетах

Давайте рассмотрим расходы на отопление дома с котельной с котлом на паллетах. Теплотворная способность 1кг паллет составляет 4,8 кВт/ч.

КПД паллетного котла – 0,87, то есть, порядка 87%. Стоимость 1 кг светлых паллет для Москвы составляет примерно 7,80 рублей.

Высчитываем, соответственно, стоимость 1кВт/ч тепла от паллетного котла – 1,87 рублей.

Твердотопливный котел на березовых дровах

Затем давайте разберем твердотопливный котел на березовых дровах. Теплотворная способность 1 кг дров составляет 4,2кВт/ч.

КПД твердотопливного котла – 0,7. Этот показатель 70% — самый низкий из всех возможных источников тепла, которые рассматриваются в статье.

Стоимость 1 кг дров составляет примерно 3,33 рублей. Получаем, что стоимость 1кВт/ч тепла от твердотопливного котла равна 1,13 рублей.

Расходы с электрокотлом

Теперь рассмотрим возможности электрокотла. В данном случае необходимо понимать, хватит ли Вам выделенного лимита мощности? Во-вторых, уже практически повсеместно осуществляется двухтарифный учет электроэнергии.

Давайте рассмотрим два варианта: однотарифный и двухтарифный.

Однотарифный вариант

В однотарифном варианте расходы на отопление дома так и получаются, что стоимость 1кВт/ч электричества в Московской области на 2017 год составляет 4,04 рублей. При этом КПД электрического котла равен 1.

Соответственно, стоимость 1кВт/ч тепла от электрического котла составляет 4,04 рубля. В данном случае экономии можно добиться, используя автоматику, чтобы не перетапливать помещение понапрасну.

Двухтарифный вариант

В двухтарифном варианте, совместно с электрическим котлом, устанавливается накопительная емкость соответствующего объема. В данном случае котел в основном работает в ночное время, на максимальной мощности, по ночному тарифу.

Он отапливает помещение, а избыток тепла идет в бак-накопитель. Затем в дневное время помещение отапливается за счет накопленного в ночное время по ночному тарифу тепла.

Иногда этого тепла не хватает и котел не отапливает дом, иногда этого тепла получается с избытком, поэтому принимаем во внимание, что отопление происходит только по ночному тарифу.

Стоимость 1кВт/ч электричества в Московской области на 2017 год (по ночному тарифу) составляет 1,26 рублей.

КПД электрического котла равен 1. В этом случае стоимость 1кВт/ч тепла от электрического котла равна 1,26 рублей.

То есть, стоимость будет составлять аналогичную цифру стоимости электричества по ночному тарифу и будет равна 1,26 рублей.

Расходы с тепловым насосом

Теперь рассмотрим расходы на отопления дома с тепловым насосом. Это новая, сложная тема. Это очень перспективное направление, но только в том случае, когда оборудование будет стоить дешевле и специалистов будет больше. Техническую часть опустим, узнаем стоимость 1 кВт.

В данном случае принимаем во внимание стоимость 1кВт/ч электричества в Московской области на 2017 год – 4,04 рубля. Берем именно это максимальное тарифное значение.

КПД теплового насоса (коэффициент преобразования или тепловой коэффициент СОР) – 3,61. Этот коэффициент означает, что на каждый 1кВт затраченной электроэнергии мы получим 3,61 кВт тепла. Исходя из этого, стоимость 1кВт/ч тепла от теплового насоса составляет 1,12 рублей.

Читать еще: Схема разводки теплого пола и радиаторов

Рассчитаем стоимость 1кВт тепла от газового котла. Теплотворная способность 1 куб. м природного газа – 10,11кВт/ч.

Стоимость 1кВт/ч электричества в Московской области – 4,04 рубля.
КПД газового котла составляет 0,92.
Стоимость 1кВт/ч тепла от котла на природном газе – 0,43 рублей.

Таблица расходов на отопление дома

Итак, вот сводная таблица. Кроме стоимости 1кВт добавлена ориентировочная стоимость оборудования без монтажа.

Вид топлива

кВт/ч, рублей

Затраты на оборудование, 20кВт, рублей

Отопление частного дома своими руками: выбор системы обогрева, схемы проведения, предварительный расчет и инструкция по монтажу

Раньше были времена, когда свой дом можно было обогреть только печкой. В дома не была проведена вода, газ. Поэтому большинство людей предпочитали загородным домам уютные, теплые и комфортные квартиры.

Сейчас прогресс не стоит на месте, и появляются новые методы отопления своего жилища. Теперь теплым сделать собственный дом может практически каждый, и сделать это от А до Я своими руками. Иногда частные дома обустраивают так, что они становятся даже комфортнее, нежели квартира.

На данный момент на рынках можно приобрести несколько различных отопительных систем. Каждая из таких систем создана для своих условий, и любой хозяин может выбрать удобный вариант для его дома. В этой статье будет рассказано, как обустроить индивидуальное отопление частного дома своими руками.

Какую систему обогрева жилища выбрать?

Все системы обогрева дома разделяются по типу энергоносителя. Энергоносителем, собственно, и обогревается дом.

Отопительные системы существуют следующих типов:

Водяное отопление. В таких системах в роли энергоносителя выступает вода. Такие системы также различаются по различным параметрам. Работает она следующим образом. По замкнутому контуру, который проходит через весь дом, проходит горячая вода. В каждой из комнат дома установлен отдельный радиатор, который и передает тепло. Вода нагревается в специальном котле с помощью различного топлива. Топливом может послужить, например, газ, жидкое топливо или твердые горючие вещества.
Электрические системы отопления. Здесь также есть большой выбор, из которого можно выбрать вид обогревателя, подходящий именно вам. От электричестваможет работать обогреватели в полу, в потолке и на стенах. Обогревать дом электричеством не самое экономичное решение. Однако, это очень удобно. Во-первых, нет необходимости устанавливать котлы, под которые в большинстве случаев нужно отдельное помещение. Во-вторых, электрическое отопление обогревает дом теплом, похожим на солнечное, и при этом равномерно. Для установки такого вида отопления следует рассчитать, сколько их будет нужно. Делать это следует с соответствием площади дом и количество теплоизоляции.
Паровое отопление. Системы парового отопления работают по следующему принципу. Вода в котле нагревается до состояния кипения, и пар кипящей воды поступает по контуру в дом. В радиаторах он остывает, превращается обратно в воду и возвращается в котел. Паровое отопление никогда не следует устанавливать в доме. Оно предназначено для больших предприятий. Системы парового отопления имеют большие котлы и опасны для жизни.
Также существует еще одна разновидность систем – печное отопление. Однако, такими системами редко кто пользуется, так как это уже устаревший способ.

Схемы проведения обогревательных систем

Схема системы отопления в общем выглядит следующим образом:

Разобравшись с видами систем отопления, перейдем к главной части статьи — самостоятельной установке. В случаях, когда отопление используется не только для обогрева дома, но и для подачи горячей воды, используются двухконтурные системы.

Существуют всего два типа систем, которые различаются количеством контуров – одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные системы используются лишь для отопления дома, для обогрева воды в жилище придется установить второй бойлер.

Следующая разновидность систем состоит в разводке труб. Здесь системы можно разделить на три группы, они имеют разные схемы: однотрубные, коллекторные и двухтрубные.

Так выглядит однотрубная система отопления:

В таких системах нет отдельного отвода холодной воды. Она циркулирует в замкнутом контуре. Такая система малоэффективна.

Двухтрубная же система более эффективна. С такой системой все радиаторы в доме будут одинаково горячими. Здесь к каждому радиатору подходит по две трубы.

Фото схемы двухтрубной системы:

Как рассчитать необходимые параметры?

Для правильной установки систем отопления дома следует обязательно рассчитать все параметры труб, радиаторов и котлов в соответствии с площадью дома.

Сначала следует рассчитать мощность котла. Мощность зависит от необходимого количества тепла для дома. Необходимое количество тепла рассчитывается в соответствии с величиной каждой комнаты.

Далее нужно рассчитать в зависимости от мощности котла размеры труб и радиатора. Также необходимо рассчитать количество ребер радиатора. Трубы для отопления имеют свои особенности.

Особенности труб

Для проведения отопления используются медные трубы. Выбирают их неслучайно, так как смонтировать такие трубы гораздо проще даже самому. Диаметр труб должен соответствовать диаметру выходного отверстия на котле.

Монтаж отопительной системы

Итак, теперь, когда рассчитали все необходимые параметры, можно приступать к установке. Начинать монтаж следует с отопительного котла. В зависимости от вида котла различается способом его установки. Газовый котел, например, лучше всего устанавливать в подвальном помещении.

После установки котла устанавливаются радиаторы для отопления. Располагать их следует под окнами. Установка должна пройти легко, так как радиаторы просто крепятся к заранее прикрепленным кронштейнам.

Радиаторы должны быть установлены как на фото ниже:

После монтажа радиаторов можно приступать к установке труб и различных важных узлов.

Следуя приведенной выше последовательности, монтаж системы отопления не составит большого труда.

Мы регулярно публикуем полезный контент про строительство домов –

Ставьте лайк и подписывайтесь на канал!

Полезные статьи о домах из дерева своими руками, которые нужно обязательно прочесть: