Розрахунок системи опалення для приватного будинку

З існуючих варіантів обігріву приватного будинку найбільш поширеними в даний час є індивідуальні системи водяного опалення. Печі, каміни, а також електричні нагрівальні прилади (масляні радіатори, тепловентилятори, теплові гармати, «ІК"-обігрівачі, «теплі підлоги» тощо) прийнято використовувати в якості допоміжних джерел. Застосування систем повітряного опалення в приватному будинку - велика рідкість.

В цілому, під системою опалення (СО) слід розуміти сукупність приладів, трубопроводів, насосів, запірно-регулювальних пристроїв, засобів автоматики і контролю, призначених для передачі теплової енергії від генератора в приміщення.

Ефективність, надійність і довговічність індивідуальної З приватного будинку буде залежати від обраної схеми, її правильного розрахунку і монтажу, якості комплектуючих, грамотної експлуатації і своєчасного технічного обслуговування.

Вибір типу опалювального котла і розрахунок його потужності

В ролі генератора тепла в системі водяного опалення виступає котел. Його тип (електричний, рідкопаливний, твердопаливний, комбінований або газовий) безпосередньо залежить від того, який вид палива переважає в регіоні проживання і наскільки добре розвинена навколишня інфраструктура.

Невисока популярність твердопаливних котлів (наприклад, чеських ATMOS або німецьких OLYMP) при відносній доступності палива пояснюється рядом незручностей в процесі їх експлуатації (наприклад, протягом доби необхідно здійснювати 3 - 4 топки тощо). Крім того, режим тепловіддачі у твердопаливного котла носить циклічний характер, і коливання добової температури повітря в опалювальних приміщеннях досягають 3 - 5°С. Якщо ж вибір твердопаливного котла з якихось причин неминучий, існує два способи нівелювати недоліки котла: скоротити число топок вдвічі за рахунок збільшення часу горіння з допомогою термобалона (регулює подачу повітря) або ж використовувати водяні теплоаккумулятори ємністю 2 - 10м 2, які включаються в систему опалення.

Електричні котли (можна назвати вітчизняні РусНИТ або словацькі ELEKO), у силу високої вартості електроенергії і проблем з підключенням потужностей, не надто популярні, так і пропозиція не відрізняється різноманітністю.

Рідкопаливні котли малопривабливі з екологічної точки зору. Зробив вибір на користь котлів цього типу слід віддати перевагу російським зразкам (наприклад, АОЖВ), які менш примхливі і невибагливі до якості вітчизняного пального.

Якщо будинок газифікований (а це самий оптимальний варіант), то основу системи опалення складе обладнання, що працює на «блакитному паливі». Його перевага полягає в простоті експлуатації і відсутність необхідності запасати пальне. Апарати, що працюють на газі, мають сьогодні високим ККД, що досягає 95%, а в разі конденсаційних котлів (наприклад, ARISTON Genus Premium) - та що перевищує цю цифру. Для споживача, безумовно, важливі і висока ступінь безпеки сучасної техніки при експлуатації, і очевидна вигода - адже такий котел через дешевизну енергоносія економить до 20-30% коштів порівняно з витратами на центральне опалення.

Необхідно зазначити, що до недавнього часу для установки газового опалювального обладнання потрібно окреме приміщення (котельня). Сьогодні це правило збереглося для котлів з відкритою камерою згоряння. Якщо ж немає можливості виділити в будинку таку площу, слід вибрати пристрій з закритою камерою (наприклад, ARISTON UNO 24 MFFI).

Ефективність роботи автономної системи опалення в першу чергу буде залежати від потужності вибраного котла. Недостатня потужність не дозволить досягти комфортної температури в холодну пору року, надлишкова - призведе до неэкономному витраті палива.

Визначальними параметрами, на які слід спиратися при розрахунку потужності, є:
1) площа опалювального приміщення (S);
2) питома потужність котла на 10м? приміщення, яка встановлюється з урахуванням поправок на кліматичні умови регіону (W уд.).

Існують загальноприйняті значення питомої потужності по кліматичним зонам:

• для Підмосков'я - W уд. = 1,2 - 1,5 кВт;
• для Північних районів - W уд. = 1,5 - 2,0 кВт;
• для Південних районів - W уд. = 0,7 - 0,9 кВт.

Розрахунок потужності котла (W кіт) здійснюється за формулою:
W кіт. = S W уд. / 10

Часто для зручності розрахунків застосовують середнє значення W уд., що дорівнює одиниці. Виходячи з цього, прийнято вибирати потужність котла з розрахунку 10 кВт на 100м 2 опалювального приміщення.

Приклад:
1. Площа опалювального приміщення S = 100 м?;
2. Питома потужність (W уд.) для Підмосков'я = 1,2 кВт;
W кіт. = 100 1,2 / 10 = 12 кВт;

В таблиці 1 наведена орієнтовна потужність котлів залежно від площі, що обслуговується вдома (для Підмосков'я).

Таблиця 1

Площа будинку, м2 Потужність котла, кВт 60 - 200 до 25 200 - 300 25 - 35 300 - 600 35 - 60 600 - 1200 60 - 100

Від площі будинку буде залежати тип водяного опалення. Система з природною циркуляцією (в силу малої інерційності) може бути використана для будівель не більше 100м?. Для більшої площі потрібно примусова циркуляція теплоносія, яка може бути забезпечена включенням в систему циркуляційних насосів. Вони, як правило, встановлюються в зворотну лінію, що веде від опалювальних приладів до котла, для того, щоб продовжити термін служби деталей, позбавивши їх від постійного контакту з дуже гарячою водою.

Циркуляційні насоси працюють безперервно, звідси і вимоги, що пред'являються до них: безшумність, мале енергоспоживання, простота, надійність і довговічність. Необхідно сказати, що в сучасних газових теплогенераторах такі агрегати вже вбудовані в корпус котла.

Критерії підбору та монтаж трубопроводів

Трубопроводи системи опалення є її своєрідними «кровоносними судинами», і тому до їх вибору слід поставитися з належною увагою. Асортимент пропонованих ринком труб досить великий. Це:

• сталеві, сталеві оцинковані, нержавіючі;
• мідні;
• полімерні (металопластикові, поліетиленові, поліпропіленові армовані алюмінієм).

До недоліків сталевих труб потрібно віднести потребу в зварювальних робіт при монтажі системи і корозійні процеси, що відбуваються в їх стінках. Подібних недоліків позбавлені оцинковані труби, якщо при їх монтажі використовувати різьбові з'єднання. При цьому обидві різновиди металевих трубопроводів досить важкі, а робота з ними вимагає певної кваліфікації.

Перерахованих вище негативних рис позбавлені полімерні труби, серед яких вигідно відрізняються металопластикові конструкції (це тонкостінна алюмінієва труба, з внутрішньої і зовнішньої сторони покрита пластиком). До основних їх достоїнств відносяться:

• кисненепроникність, що дозволяє уповільнити процес корозії і зносу опалювального обладнання;
• низький коефіцієнт лінійного розширення в порівнянні з полімерними неармированными трубами;
• висока механічна міцність;
• стійкість до корозії та відкладення осаду на внутрішній поверхні;
• антистатичність;
• малий гідравлічний опір;
• зручність роботи і відсутність необхідності в професійному обладнанні для монтажу.

Металопластикові труби монтують з допомогою пресових або різьбових з'єднань без застосування зварювання. Це дозволяє знизити собівартість монтажних робіт і отримати екологічно безпечну систему опалення. Комплектується така система і аксесуарами (трійники, відводи, кульові крани тощо), конструкція яких відрізняється надійністю в роботі і довговічністю. Також сьогодні все більше поширення отримують трубопроводи з поліпропілену, здатні витримувати досить високий (до 100?З) нагрівання. На російському ринку широко представлені різні виробники металопластикових та поліпропіленових труб для систем опалення, наприклад - компанії VALTEC (Італія), Ekoplastik (Чехія) та ряд інших.

Тим, хто вирішив «заховати» трубопроводи в стінах будинку з подальшим закладенням, потрібні мідні труби, сполучені методом високотемпературної пайки срібловмісних припоєм. Мідь володіє стійкістю до високих температур (200 ?З), а мідні трубопроводи витримують тиск на розрив 200 атм. На сьогоднішній день це практично єдиний спосіб отримати абсолютно надійну систему, здатну прослужити не одне покоління. Але робота з такими трубами вимагає високої кваліфікації, крім того, вони дороги.

Витрата трубопроводів системи опалення приватного будинку буде залежати від обраної власником схеми розводки (двотрубна або однотрубна). Сучасна система опалення, особливо для великої площі, передбачає двотрубну схему розведення, що дозволяє регулювати температуру в кожному опалювальному приміщенні за допомогою терморегуляторів. Єдина перевага однотрубної схеми - більш низька собівартість.

Підбір опалювальних приладів і вимоги до монтажу

Для передачі тепла від теплоносія в приміщення, що обігрівається використовуються опалювальні прилади. Вони поділяються на радіаційні (інфрачервоні випромінювачі), конвективно-радіаційні (радіатори всіх типів) і конвективні (ребристі). На практиці найбільше поширення одержали два останні різновиди, особливості конвективно-радіаційні («секційні радіатори»), які мають сьогодні оптимальними споживчими якостями.

Для розрахунку необхідного числа секцій у них користуються наступною залежністю. Потрібно знати тепловіддачу однієї секції (у ватах; див. таблицю 2) і поділити її на коефіцієнт 100. У результаті виходить число квадратних метрів, яке вона здатна обігріти. Знаючи площа приміщення (при середньому значенні висоти стелі - не більше 2,7 м), не важко порахувати необхідну кількість сегментів.

Наприклад, якщо одна секція обігріває площу приблизно 2 м? (199 Вт ділимо на 100), то для кімнати в 16 м? потрібно вісім штук. У тому випадку, якщо приміщення кутове або в кімнаті є балкон, то кількість секцій збільшують (як правило, на 2 - 3). Слід мати на увазі, що в середньому на 10% менше тепла дає радіатор, поміщений в глибоку нішу під підвіконням. Декоративний короб, яким часто закривають батарею, відбирає 15-20% тепла. Зменшує тепловіддачу опалювальних приладів і трубопроводів кожен наступний шар фарби.

Таблиця 2. Характеристики сучасних опалювальних радіаторів.

Вид радіатора Тиск: робоче/обпресувальні/руйнування Обмеження по рН Корозійний вплив Потужність секції при h=500 мм, Dt=70с, Вт Гарантія, років Кисню Блукаючих струмів Електролітичних пар Сталевий Трубчастий 6-12/9-18.27 6.5 - 9.0 так так слабке 85 1 Чавунний 6-9/12-15/20-25 6.5 - 9.0 немає немає немає 110 10 Алюмінієвий 10-20/15-30/30-50 7 - 8 ні так так 175 - 199 3 - 10 Біметалічний 35/57/75 6.5 - 9.0 так так слабке 199 3 - 10 Анодований 15-40/25-75/215 6.5 - 9.0 немає немає немає 216.3 30

При монтажі радіаторів слід дотримуватися певних вимог. Вони досить прості, але обов'язкові для виконання:

• радіатори встановлюються строго під вікнами (щоб тепле повітря, що піднімається від радіатора, блокував рух холодного повітря від вікна);
• центр приладу повинен співпадати з центром вікна (допустиме відхилення - не більш 20 мм);
• нагрівальні прилади встановлюють таким чином, щоб їх «ребра» розташовувалися суворо вертикально;
• в кожному окремому приміщенні нагрівальні елементи повинні розташовуватися на одному рівні (по горизонталі);
• відстань від підлоги до низу приладу має бути не менше 60 мм (для зручності прибирання підлоги під нагрівальним елементом), а від верху приладу до підвіконня - не менш 50 мм (щоб забезпечувалася можливість зняти опалювальний прилад без демонтажу підвіконної дошки).

Наявний у продажу асортимент радіаторів (від сталевих трубчастих до біметалічних і анодованих) здатний задовольнити будь-який смак і дизайнерські запити. У вітчизняних забудовників найбільшою популярністю користується продукція компаній De LONGHI (Італія), PURMO (Фінляндія), KERMI (Німеччина).

Система опалення приватного будинку буде надійною, економічною і безпечною в тому випадку, якщо її складові представлені продукцією відомих та успішно зарекомендували себе на російському ринку компаній. Саме тому поєднання ефективних теплогенераторів, металопластикових магістралей і сучасних радіаторів дає можливість змонтувати в приватному будинку одну з найбільш надійних опалювальних систем.