Выполняем расчет отопления дома: основные моменты

Планируя строительство частного дома или дачи, в числе прочего нужно уделить внимание правильному расчету и проектированию системы отопления. Это важно по нескольким причинам — ошибки могут привести к проблемам с давлением теплоносителя, неравномерному распределению тепла, снижению эффективности. Кроме того, грамотный расчет позволяет экономить на покупке отопительных устройств и снизить объем необходимого теплоносителя, что уменьшает расходы на энергоресурсы. Чтобы отопительная система была эффективной, нужно определиться с типом котла, его мощностью, количеством радиаторов и секций у них. Расскажем, что требуется учесть при расчетах.

Типы отопительных котлов

Производители предлагают большой выбор агрегатов для дома, которые различаются по многим параметрам.

По виду используемого топлива они бывают:

• газовыми (на природном или сжиженном газе);
• электрическими;
• твердотопливными (на дровах, угле, пеллетах, брикетах);
• жидкотопливными (на дизельном топливе, мазуте);
• комбинированными (на нескольких видах топлива).

По месту монтажа различают напольные и настенные модели. Напольное оборудование чаще всего устанавливается в отдельном помещении и имеет внушительные размеры. Настенные котлы более компактные. Такой прибор можно установить в кухне, прихожей или подсобке. Некоторые виды котлов отопления имеют только один тип исполнения. Так, твердотопливное и дизельное оборудование бывает только напольным.

По функциональности различают одноконтурные приборы (только для отопления) и двухконтурные (для отопления и горячего водоснабжения).

По способу отвода продуктов сгорания бывает оборудование с естественной тягой и с принудительным отводом. В первом случае камера сгорания ― открытая, а во втором ― закрытая.

Газовые

Газ, как правило, дешевле других видов топлива, что снижает затраты на отопление. Газовые котлы потребляют меньше энергии и эффективно преобразуют ее в тепло, имеют высокий КПД. Они мощные и быстро нагревают носитель.

Газовые котлы имеют компактные размеры, что позволяет размещать их на стенах. Работают тихо, поэтому идеальны для использования в домах.

В агрегаты на газе нет необходимости подкладывать топливо или поддерживать в них огонь. Они достаточно просты в обслуживании. Легко настраиваются на автоматическую систему управления. Благодаря конструкции без сложных механизмов они способны стабильно работать в течение многих лет.

Существуют конвекционные (традиционные) и конденсационные газовые котлы для дома. Принцип работы первых выглядит так:

1. К котлу присоединены трубы, по которым циркулирует теплоноситель.
2. Нагреваясь от горящего газа, жидкость поступает в радиаторы.
3. Там она отдает тепло воздуху, после чего возвращается в котел и нагревается снова.
4. Во время функционирования устройства все продукты сгорания выводятся в дымоход.

В свою очередь, в конденсационных моделях горячий дымовой газ, который отдал часть тепла теплоносителю в основном теплообменнике, попадает на охлажденную поверхность, где из дымового газа происходит конденсация содержащейся в нем влаги. При этом выделяется дополнительное тепло, которое также подогревает теплоноситель. КПД повышается, а значит, расход газа и траты на отопление меньше. Однако по мнению специалистов, экономия при использовании конденсационных газовых котлов ощутима при площади дома от 300 квадратных метров. Если постройка меньше, как правило, выгоднее оказывается конвекционный газовый котел.

Электрические

Газопровод есть не везде, поэтому альтернативой газовому агрегату для отопления дома может стать электрический. Такие модели довольно компактные, не требуют отдельного помещения для установки. Они не нуждаются в постоянном обслуживании, поддержании горения, очистке дымоходов или замене топлива. Не требуется получать разрешение на установку котла. Отсутствие газа и открытого пламени исключает риск взрыва в случае утечки. Покупка электрического котла предусматривает расходы только на него — не нужна емкость для хранения топлива, строительство дымохода и прочее.

Из минусов можно отметить высокую стоимость электроэнергии, что увеличивает плату за отопление. Для работы нужно стабильное напряжение в электросети, что возможно не всегда.

Твердотопливные

Работают на дровах, древесных отходах, торфяных брикетах, угле и даже на навозе. Актуальны для районов, где нет электричества и газа. Несложный принцип работы облегчает установку и эксплуатацию. Твердотопливные котлы экономичны по сравнению с устройствами, работающими от электросети, на дизельном топливе или сжиженном газе. Однако есть и недостатки: нужно место (помещение), чтобы хранить твердое топливо. Кроме того, его требуется постоянно подкладывать для поддержания тепла (кроме пеллетных котлов). Также твердотопливные модели нуждаются в регулярной чистке от сажи.

Жидкотопливные

Могут работать на дизельном топливе, керосине, мазуте, светлом печном топливе, отработанном или рапсовом масле. Обладают высоким уровнем автоматизации, включая автоматическую подачу топлива. Не требуется разрешение на установку. Однако они шумные, источают специфический запах от горения нефтепродуктов, требуют отдельного помещения для установки. Высокая стоимость топлива в сочетании с большими расходами на монтаж, наладку и обслуживание препятствуют их широкому распространению.

Комбинированные

Дрова, брикеты или пеллеты используют в качестве основного вида топлива, а электричество — в качестве дополнительного или резервного. Это удобно, поскольку владельцу не нужно постоянно подкладывать топливо, чтобы не замерзнуть. Такие модели оснащены автоматикой, которая переключает котел на другой вид топлива, когда заканчивается основной. Например, если твердое топливо прогорает, датчик температуры включает электрические ТЭНы. После добавления топлива, когда вода нагреется до заданной температуры, ТЭНы автоматически отключаются. Такая система позволяет использовать наиболее доступный источник энергии и обеспечивает бесперебойную работу отопления даже в случае отсутствия одного из них.

Расчет рабочих параметров системы отопления

Для расчета мощности котла можно использовать онлайн-калькуляторы, учитывающие различные параметры, такие как площадь дома, высота потолков, количество окон, дверей, этажность, теплоизоляцию стен, климат в регионе.

Если вы хотите составить расчет самостоятельно, то учитывайте, что в среднем для обогрева 10 кв. м площади требуется 1 кВт мощности котла. Это актуально для помещений с высотой потолков до 2,7 метра. К полученной величине добавляйте запас в 15–30%.

Нужно учитывать, что чем хуже утеплен дом, тем мощнее нужен котел. Если в строении несколько этажей, то для каждого рекомендуется добавлять 10–15% к полученной мощности. Если котел используется для нагрева воды, то добавляют еще 20%. Кроме того, для различных климатических зон применяют разные коэффициенты: для юга ― от 0,7 до 0,9, для средней полосы ― 1,2–1,4, для севера ― от 1,8 до 2.

Радиаторы из какого материала лучше выбрать?

Есть батареи из чугуна, алюминия, биметалла, стали. У каждого вида свои особенности, которые нужно учитывать при выборе отопительных приборов для частного дома.

Чугунные

Плюсы:

• Высокая теплоотдача.
• Долго сохраняют тепло после отключения отопления. Остаточная теплоотдача через час после выключения составляет 30%, в то время как у стальных радиаторов этот показатель вдвое меньше.
• Выдерживают высокое давление и температуру носителя до 150 °C, устойчивы к гидроударам.
• Не боятся агрессивного теплоносителя и ржавчины.
• Срок службы может составлять до 50 лет.

Минусы:

• Большой вес затрудняет доставку и монтаж. Требуют мощных настенных креплений.
• Невозможно быстро скорректировать температуру в помещении из-за медленного нагрева и остывания.
• Требуют больше теплоносителя, чем более современные радиаторы.

Алюминиевые

Плюсы:

• Теплоотдача выше, чем у чугунных.
• Быстро нагреваются и остывают, что позволяет точно регулировать температуру.
• Имеют небольшой вес, что упрощает доставку и монтаж. Весят примерно в четыре раза меньше чугунных. С установкой радиатора из 10–12 секций может справиться один мастер.
• Благодаря небольшим габаритам можно использовать их даже в ограниченном пространстве.
• Доступная цена.

Минусы:

• Подвержены коррозии, особенно при контакте с жесткой водой или теплоносителем с высоким содержанием кислорода и показателем кислотности.
• Восприимчивы к перепадам давления, гидроударам.

Стальные

Плюсы:

• Хорошо проводят тепло, эффективно обогревая помещение. Также обеспечивают хорошую конвекцию, равномерно распределяя теплый воздух по дому.
• Быстро нагреваются и остывают, что позволяет оперативно регулировать температуру в помещении, экономить энергию.
• Представлены в различных вариантах (панельные или трубчатые) — можно выбрать оптимальный для конкретных условий.
• Относительно небольшой вес упрощает установку.
• Обычно стоят дешевле алюминиевых и чугунных радиаторов.

Минусы:

• Ржавеют при контакте с водой и кислородом, особенно при длительном сливе воды из системы отопления. Повреждение лакокрасочного покрытия также может привести к коррозии.
• Требовательны к качеству теплоносителя (уровню pH), рекомендуется использовать дистиллированную воду или специальные антикоррозийные добавки.
• Могут быть повреждены гидроударами, особенно в централизованных системах.
• В среднем служат меньше чугунных радиаторов.

Биметаллические

Сочетают преимущества двух металлов. Внутренние элементы батареи, контактирующие с теплоносителем, изготовлены из стали, а внешний корпус выполнен из алюминия.

Недостаток в том, что биметаллические приборы обычно дороже алюминиевых.

Расчет количества радиаторов и секций

Чтобы узнать, сколько батарей понадобится для отопления частного дома, нужно учитывать количество и размер окон, теплоизоляцию стен, климатические условия. Если в помещении есть окна, то радиаторы обычно устанавливают под ними. При этом ширина батареи должна составлять не менее 70–75% ширины окна. Если остекление панорамное, то отопительные приборы монтируют на стенах и простенках.

Даже в помещениях без окон есть смысл установить радиаторы, если вы хотите, чтобы в них было тепло и позволяет пространство, — в коридоре, санузле, кладовке, на лестничных пролетах.

Учитывая, что у батарей из разных материалов теплоотдача различается, количество необходимых секций будет разным. Уточнить параметр теплоотдачи одной секции можно в технической документации к радиатору, после этого воспользуйтесь универсальной формулой для расчета.

• 100 ― нормативное значение теплопотерь (100 Вт на 1 кв. м);
• S ― площадь помещения, кв. м;
• P ― мощность одной секции, Вт;
• N ― количество секций.

Полученное значение округляют в большую сторону: это и будет количеством необходимых секций. Например, для комнаты площадью 18 кв. м понадобится 4 секции биметаллического радиатора, у которого мощность одной секции составляет 500 Вт.

Проектируя систему отопления в частном доме, нужно учесть, что если для отопления одного помещения требуется, к примеру, 18 секций, то лучше поставить два радиатора по 9 секций или три по 6.