Правильний розрахунок теплової потужності системи опалення за площею приміщення

Зміст:

1. Необхідність розрахунку теплової потужності системи опалення
2. Варіанти приблизних розрахунків
3. Точне обчислення теплової потужності
4. Приклад розрахунку

Перш ніж приступити до монтажу автономної системи опалення у власному будинку або квартирі, власнику нерухомості необхідно мати проєкт. Створення його фахівцями передбачає і виконання розрахунку теплової потужності для приміщення, що має певну площу й об'єм. На фото можна побачити, який вигляд може мати опалювальна система приватного будинку.

Необхідність розрахунку теплової потужності системи опалення

Потреба в обчисленні теплової енергії, необхідної для обігріву кімнат і підсобних приміщень, пов'язана з тим, що потрібно визначити основні характеристики системи в залежності від індивідуальних особливостей проєктованого об'єкта, включаючи:

• призначення будівлі та її тип;
• конфігурацію кожного приміщення;
• кількість мешканців;
• географічне положення і регіон, в якому знаходиться населений пункт;
• інші параметри.

Розрахунок необхідної потужності опалення є важливим моментом, його результат використовують для обчислення параметрів опалювального обладнання, яке планують встановити:

1. Підбір котла в залежності від його потужності. Ефективність функціонування опалювальної конструкції визначається правильністю вибору нагрівального агрегату. Котел повинен мати таку продуктивність, щоб забезпечити обігрів всіх приміщень відповідно до потреб людей, що проживають в будинку або квартирі, навіть у найбільш холодні зимові дні. Одночасно при наявності приладу надлишкової потужності частина виробленої енергії не буде затребувана, тож певна сума грошей витратиться марно.
2. Необхідність узгоджувати підключення до магістрального газопроводу. Для приєднання до газової мережі потрібні ТУ. Для цього подають заявку у відповідну службу із зазначенням передбачуваної витрати газу на рік і оцінкою теплової потужності в сумі для всіх споживачів.
3. Виконання розрахунків периферійного обладнання. Розрахунок теплових навантажень опалення необхідний для визначення довжини трубопроводу і перерізу труб, продуктивності циркуляційного насоса, типу батарей тощо.

Варіанти приблизних розрахунків

Виконати точний розрахунок теплової потужності системи опалення досить складно, його можуть зробити лише спеціалісти, які мають відповідну кваліфікацію та спеціальні знання. З цієї причини обчислення зазвичай доручають фахівцям.

Водночас існують і простіші способи, що дозволяють приблизно оцінити величину необхідної теплової енергії, і їх можна зробити самостійно:

1. Нерідко застосовують розрахунок потужності опалення по площі (детальніше: "Розрахунок опалення по площі - визначаємо потужність опалювальних приладів"). Вважається, що житлові будинки зводяться за проєктами, розробленими з урахуванням клімату в певному регіоні, і що в проєктних рішеннях закладено використання матеріалів, які забезпечують необхідний тепловий баланс. Тому при розрахунку прийнято множити величину питомої потужності на площу приміщень. Наприклад, для київського регіону цей параметр знаходиться в межах від 100 до 150 Вт на один «квадрат».
2. Більш точний результат буде отриманий, якщо враховувати об'єм приміщення і температуру. Алгоритм обчислення включає висоту стелі, рівень комфорту в опалювальному приміщенні та особливості будинку.
   
   Використовувана формула має такий вигляд: Q = VхΔTхK/860, де:
   
   V – об'єм приміщення;
   ΔT – різниця між температурою всередині будинку і зовні на вулиці;
   К – коефіцієнт тепловтрат.
   
   Поправочний коефіцієнт дозволяє врахувати конструктивні особливості об'єкта нерухомості. Наприклад, коли визначається теплова потужність системи опалення будівлі, для будівель зі звичайною покрівлею з подвійною цегляною кладкою К знаходиться в діапазоні 1,0–1,9.
3. Метод укрупнених показників. Багато в чому схожий на попередній варіант, але його застосовують для обчислення теплового навантаження для систем опалення багатоквартирних будинків або інших великих об'єктів.

Всі три перераховані вище способи, що дозволяють зробити розрахунок необхідної тепловіддачі, дають приблизний результат, який може відрізнятися від реальних даних або в меншу, або в більшу сторону. Зрозуміло, що монтаж малопотужної опалювальної системи не забезпечить необхідний ступінь обігріву.

У свою чергу, надлишок потужності опалювального обладнання призведе до швидкого зносу приладів, перевитрати палива, електроенергії, а відповідно і коштів. Подібні розрахунки зазвичай застосовують у нескладних випадках, наприклад, при виборі котла.

Точне обчислення теплової потужності

Порада: Використовуйте наші будівельні калькулятори онлайн, і ви виконаєте розрахунки будівельних матеріалів або конструкцій швидко та точно.

Ступінь теплоізоляції та її ефективність залежать від того, наскільки вона якісно зроблена, та від конструктивних особливостей будівель. Основна частина тепловтрат припадає на зовнішні стіни (приблизно 40%), потім слідують віконні конструкції (близько 20%), а дах та підлога – це 10%. Інше тепло залишає будинок через вентиляцію та двері.

Тому розрахунок теплової потужності системи опалення повинен враховувати ці нюанси.

Для цього використовують поправочні коефіцієнти:

• К1 залежить від типу вікон. Двокамерним склопакетам відповідає 1, звичайного скління – 1,27, трикамерному вікну – 0,85;
• К2 показує ступінь теплоізоляції стін. Знаходиться в межах від 1 (пінобетон) до 1,5 для бетонних блоків кладки в 1,5 цегли;
• К3 відображає співвідношення між площею вікон і підлоги. Чим більше віконних рам, тим сильніше втрати тепла. При 20% скління коефіцієнт дорівнює 1, а при 50% він збільшується до 1,5;
• К4 залежить від мінімальної температури ззовні будинку протягом опалювального сезону. За одиницю приймають температуру -20 °C, а потім на кожні 5 градусів додають або віднімають 0,1;
• К5 враховує кількість зовнішніх стін. Коефіцієнт для однієї стіни дорівнює 1, якщо їх дві або три, тоді він становить 1,2, коли чотири – 1,33;
• К6 відображає тип приміщення, яке знаходиться над певною кімнатою. При наявності зверху житлового поверху величина поправки – 0,82, теплого горища – 0,91, холодного горища - 1,0;
• К7 – залежить від висоти стель. Для висоти 2,5 метра це 1,0, а для 3-х метрів - 1,05.

Коли всі поправочні коефіцієнти відомі, роблять розрахунок потужності системи опалення для кожного приміщення, використовуючи формулу:

• Qi=qхSiхK1хK2хK3хK4хK5хK6хK7, де q =100 Вт/м2, а Si – площа кімнати.

Розрахункова величина збільшується, якщо коефіцієнт більш як 1 або зменшується, якщо він менше одиниці. Дізнавшись даний параметр для кожного приміщення, визначають величину потужності всієї опалювальної системи за формулою: Q= ∑ Qi, i = 1...N, де N – загальна кількість приміщень в будівлі (прочитайте також: "Тепловий розрахунок приміщення і будівлі цілком, формула теплових втрат").

Як правило, для забезпечення запасу теплової енергії на всілякі непередбачені випадки результат збільшують на 15-20%. Це можуть бути сильні морози, розбите вікно, пошкоджена теплоізоляція тощо.

Приклад розрахунку

Припустимо, необхідно знати, яка повинна бути теплова потужність системи опалення для будинку з бруса площею 150 м2 з теплим горищем, трьома зовнішніми стінами та подвійними склопакетами на вікнах. При цьому висота стін 2,5 метри, а площа скління складає 25%. Мінімальна температура на вулиці в найморознішу п'ятиденку знаходиться на позначці -28 °C.

Поправочні коефіцієнти в такому випадку будуть рівні:

• К1 (двокамерний склопакет) = 1,0;
• К2 (стіни з бруса) = 1,25;
• К3 (площа скління) = 1,1;
• К4 (при -25 °C -1,1, а при 30°C) = 1,16;
• К5 (три зовнішні стіни) = 1,22;
• К6 (зверху тепле горище) = 0,91;
• К7 (висота приміщення) = 1,0.

В результаті повне теплове навантаження буде дорівнювати:

Q=100 Вт/ м2х135 м2х1,0х1,25х1,1х1,16х1,22х0,91х1,0 = 23,9 кВт.

У результаті потужність опалювальної системи складе: W=Qх1,2 = 28,7 кВт.

У тому разі, коли б використовувався спрощений метод обчислень, заснований на розрахунку потужності опалення відповідно до площі, то результат був би зовсім інший:

100-150 Вт х150м2 = 15-22,5 кВт

Опалювальна система функціонувала б без запасу по потужності - на межі. Наведений приклад є підтвердженням важливості застосування точних методів, які дозволяють визначати теплові навантаження на опалення.

Приклад розрахунку теплової потужності системи опалення на відео: