У цій статті розберемося як підрахувати, скільки тепла потрібно подати в будинок. На підставі цих даних вибирається потужність котла та радіаторів опалення встановлених у кімнатах. Розберемо, як визначити реальну теплову потужність, яку споживає система опалення. А також чим відрізняється фактична теплова потужність радіатора опалення та від паспортної. Також коротко пройдемося за типами радіаторів.
Що впливає на теплову потужність системи опалення
Опалення повинне компенсувати теплові втрати будівлі. Розрахунок йде на максимальні втрати та максимальну теплову потужність, для найсильніших морозів. Часто щоб зробити зразковий розрахунок опалення за площею приміщення, приймають 100 Вт – з 1 м2. Ця норма існує ще з часів СРСР та розраховувалася для цегляних будівель без утеплення з нормальними (дерев’яними) вікнами та дверима за стандартами для житлових приміщень того часу. Але тепловтрати в сучасних будинках можуть бути помітно меншими. Адже на тепловтрати впливає:
- Товщина та матеріал стін – найбільше тепла втрачають стіни з бетону та цегли. Дерево та газобетон набагато менше. Часто стіна з газобетону взагалі не потребує утеплення або достатньо мінімального шару 50 мм.
- Утеплення стін. Чи взагалі є утеплення, з чого, яка товщина. Наприклад, для газобетону може вистачити і 50 мм пінопласту, а для бетонної стіни товщиною 250 мм потрібно не менше 150 мм утеплювача. Також важливий і тип утеплювача, найкращі показники у пінопласту та мінеральної вати. Теплоізоляційна штукатурка теж знижує тепловтрати, але її ефективність у рази нижча порівняно з мінеральною ватою коефіцієнт теплопровідності якої 0,037 Вт/м*К, а теплої штукатурки 0,143 Вт/м*К. Цей показник означає, скільки тепла пройде через шар матеріалу завтовшки один метр при різниці температур в один градус. І чим менше цифра тим краще, як видно теплоізоляційні властивості базальтової вати майже вчетверо краще.
- Розміри скління. Важлива площа та які склопакети. Нормою вважається, якщо площа скління не перевищує 20-30% від площі кімнати. Наприклад, якщо кімната 16 м2, а загальна площа скління 2,8 м2, то в нас вийде (2,8/16)*100 = 18 %, що навіть трохи менше за норму і добре з точки зору енергозбереження, але не так добре з погляду освітлення денним світлом. Сучасні пластикові вікна з енергозберігаючими склопакетами, зберігають тепло набагато краще за дерев’яні вікна старих стандартів. Але всьому є межа. Панорамні вікна в підлогу – це завжди великі втрати втрати, як би не був хороший склопакет навіть заповнений аргоном, криптоном і т.д.
- Висота стелі. З точки зору заощадження тепла не потрібно більше 260-280 см. Чим вище стелі, тим більше обсяг повітря потрібно прогріти. А якщо ще зважити на те, що тепле повітря піднімається нагору, де нікого немає, то стелі вище 3 метрів — це не особливо практично, і на кожні 50 см, до висоти стелі після 2,7 метра потрібно додавати + 5% до теплової потужності радіаторів опалення.
Якщо вживалися заходи з енергозбереження, то втрати втрати будуть менше 100 Вт, але наскільки можуть розрахувати тільки фахівці. Для попередніх розрахунків краще користуватися усередненим значенням 100 Вт, але якщо приватний будинок добре утеплений і коштують нові вікна, можна вважати близько 70 Вт.
Як розрахувати та вибрати котел з теплової потужності
По суті нам потрібно визначити сумарні тепловтрати і вибрати котел, який може дати ту саму кількість тепла і ще трохи. Завжди потрібний невеликий запас. Тільки невеликий це невеликий, тому що нерідкі випадки коли встановлювали казан потужністю 18 кВт, туди де за розрахунками виходить 9 кВт, і достатньо казана на 12 кВт. Так не треба робити, оскільки котел працюватиме на 40-50% від номінальної потужності, а в цій зоні у нього низький ККД і палива він спалитиме більше ніж правильно підібраний котел
Отже, що нам потрібно для розрахунків:
- План будинку. Якщо є кілька поверхів плани всіх поверхів із розташуванням дверних та віконних отворів. Важливо також, щоб були чітко визначені опалювальні та неопалювані зони.
- Чи матиме котел другий контур для гарячого водопостачання. Якщо так, то потрібно брати запас теплової потужності 20%.
- Знати який тип котла використовуватиметься. Незважаючи на те, що нам неважливо з якого джерела отримувати свої кіловати теплової енергії має значення тип і місце розташування котла. Адже можливі втрати під час передачі. Наприклад, твердопаливні котли можуть стояти як в окремих приміщеннях, так і всередині. Наприклад, популярні котли на дровах із варильною поверхнею, які встановлюють у кухнях сільських будинків. Корпус та варильна поверхня такого котла сама по собі опалювальний прилад. І в кімнаті, де він встановлений, потрібні радіатори на теплову потужність вдвічі менше в порівнянні зі звичайною кімнатою, де немає котла.
Візьмемо приклад, будинок загальною площею 120 м2 з яких опалювані лише 85 м2. Стіни цегляні сучасні двокамерні склопакети. Дах та горищне перекриття не утеплені. Оскільки ми не знаємо точних даних, зупинимося на нормі тепловтрат без зниження.
Значить, нам потрібно вибрати котел, який зможе компенсувати:
85*100 = 8500 Вт – 8,5 кВт
Планується використовувати твердопаливний котел на дровах без подачі тепла на гарячу воду. Котел буде встановлений у нежитловому приміщенні в межах цього будинку.
Це важливо знати тому що труби, що йдуть від котельні під землею або повітрям, навіть у хорошій теплоізоляції це завжди втрати.
Якщо додати мінімальний запас потужності 8,5 + 15% = 9,775 кВт.
Тобто достатньо казана 10 кВт. Якби йшлося про газовий або електричний казан, то це був би правильний вибір. Але у нас твердопаливний котел, а значить має збільшити потужність на одну сходинку вище – 12 кВт.
Топка в нього більша, а значить входить більше палива за один раз. Це дозволить збільшити час між завантаженнями дров, щоб будинок не встигав охолонути за ніч.
Значить наша відповідь для будинку з опалювальною площею 85 м2 – теплова потужність твердопаливного котла – 12 кВт.
А утеплене горище та стіни дали б можливість обійтися котлом потужністю 10 кВт, і якщо порахувати у довгостроковій перспективі, то додаткові витрати на утеплення обов’язково окупляться. Особливо якщо врахувати постійне зростання цін на газ, вугілля та дрова.
Розрахунок потужності радіаторів опалення
Існують дві популярні методики спрощеного розрахунку. Перша заснована на площі і вже знайомому показнику тепловтрат – 100Вт/1 м2, а друга розрахунок потужності радіаторів опалення за обсягом повітря в приміщенні – 41 Вт/м3.
Для приміщень з високими стелями (2,8 метра і вище) раціональнішим буде користуватися розрахунком за обсягом повітря.
Але якщо звести до формул то отримаємо, що теплова потужність дорівнює:
Q = 41 * V (m3) і Q = 100 * S (m2), де V – обсяг, а S – площа приміщення.
Але на тепловтрати впливають багато факторів, деякі ми вже згадали, але для точного розрахунку потужності радіаторів опалення для приватного будинку потрібно враховувати для кожної кімнати:
- Скільки стін виходять надвір. Якщо кутова кімната, то в неї дві стіни стикаються з холодним повітрям, а значить потрібен запас по потужності в 20% (помножити значення потужності на 1,2). Позначимо цей коефіцієнт – K.
- Утеплення стін. Якщо стіни утеплені, можна знизити розрахункову потужність на 15% – коефіцієнт 0,85. І навпаки, якщо стіни тонкі і самі по собі поганий утеплювач (наприклад, бетон), то потрібно додавати 20-30%. Позначимо цей коефіцієнт буквою U.
- Що зверху та знизу. Якщо зверху тепле приміщення другого поверху це добре і можна знизити теплову потужність на 20% (0,8), а якщо холодне горище, то заощадити не вийде. Також важлива підлога, якщо це перший поверх і немає підвалу, будинок стоїть на ґрунті і підлога не утеплена, то навпаки потрібно додавати 20-30% (1,2-1,3). Позначимо цей коефіцієнт буквою W.
- Вікна – які рами та склопакети, а також площа скління. За норму прийняті однокамерні склопакети та ПВХ рами – це 1 якщо брати поправочний коефіцієнт. Якщо склопакет 2-3-х камерний, то це економія як мінімум 15%, а значить вводимо понижувальний коефіцієнт 0,85. А якщо у нас старі дерев’яні рами, то, навпаки, потрібно додавати 20% (1,2). Позначимо цей коефіцієнт G, про норму співвідношення площі скління до площі кімнати ми вже писали (норма 20-30%).
Враховувати кліматичну зону, троянду вітрів та орієнтацію по сонцю не будемо. Це надто індивідуально і здебільшого всі ці фактори в межах середніх значень.
Тепер запишемо нашу формулу розрахунку теплової потужності з урахуванням усіх коефіцієнтів поправки. Візьмемо варіант розрахунку за обсягом:
Q= (41*V)*K*U*W*G
Розберемо приклад для кімнати:
- площею 22 м2;
- висота стелі 2,75 м;
- кутова дві стіни виходять надвір K =1.2;
- стіни утеплені U = 0.85;
- зверху теплий другий поверх W = 1 – теплий другий поверх “компенсує”
- холодну підлогу;
- підвалу немає підлога не утеплена;
- три вікна, що енергозберігають двокамерні склопакети, площа скління в межах норми G = 0.85.
Обчислюємо обсяг для чого площу множимо на висоту V = 22 * 2.75 = 60.5 м3.
Тепер робимо розрахунок потужності радіаторів опалення за об’ємом:
Q = (41*60.5)*1.2*0.85*1*0.85 = 2150 Вт, округляємо до 2,2 кВт
У нас три вікна під кожним потрібно встановити радіатором. Значить загальну потужність потрібно розділити на три та підібрати по ній найближчий радіатор. Оскільки для приватних будинків найчастіше використовують сталеві панельні радіатори, візьмемо конкретні моделі сталевих радіаторів Пурмо (Фінляндія).
Але перш ніж перейти до вибору паспортної потужності врахуйте що:
- паспортна тепловіддача розраховується при температурі теплоносія не менше 70 градусів, насправді часто менше особливо на далеких радіаторах, тому краще брати запас 5-10%;
- місце розташування радіатора у гілці – особливо якщо однотрубна система (що далі від джерела тепла тим холодніше радіатор).
Переходимо до вибору. Нам потрібно 2,2/3 = 730 Вт на радіатор. Нехай у нас буде один з них останній у гілці – це означає, що в нього потрапляє теплоносій зі зниженою температурою. Дивимося в каталог радіаторів Пурмо, бачимо, що найближчий за потужністю сталевий панельний радіатор PURMO Ventil Compact 22 400×600 – 733 Вт, але тут зовсім немає запасу. Дивимося таку модель Сталевий панельний радіатор PURMO Ventil Compact 22 400×700 – 855 Вт – це найкраще, особливо для останнього в лінії. Щоб трохи заощадити, можна взяти один радіатор з тепловою потужністю – 733 Вт, і два по 855 Вт. Що менше встановити на початку, де теплоносій найгарячіший, а два інших за ним.
Система опалення приватного будинку - які радіатори краще
Найчастіше для автономних систем опалення в приватних будинках використовуються сталеві панельні радіатори, і для цього є низка причин:
- Високий ККД за помірною ціною. Тонкі сталеві стінки добре віддають тепло, швидко прогріваються та добре працюють з автоматичними регуляторами. А ось старі добрі чавунні радіатори через низький ККД та велику інерційність здають позиції. Адже підключати до них автоматичний регулятор практично марно.
- Ціліснозварні радіатори не мають безлічі різьбових з’єднань на відміну від секційних. А значить можуть працювати з теплоносієм до якого доданий антифриз. Так часто роблять власники заміських будинків, щоб можна було виїхати взимку і вимкнути опалення. Якби в трубах та радіаторах була просто вода, то вона замерзла б і при розширенні розірвала б труби та батареї опалення. Антифриз убереже систему від замерзання. Але антифриз має властивість проходити через сантехнічні ущільнення різьбових з’єднань. І зібраний з багатьох секцій алюмінієвий або біметалічний радіатор досить скоро потече.
- Ціна, часто це визначальний чинник. Адже навіть не найдешевші фінські радіатори PURMO помітно дешевші за біметалічні або алюмінієві.
Але є й свої обмеження. Досить низький робочий тиск 10 бар, підходить тільки для автономних систем опалення, де тиск рідко перевищує 3-6 бар. У центральних системах опалення тиск часто досягає 12-16 бар, а гідроудари сягають 20-25 бар, і витримати це без наслідків можуть тільки біметалічні або чавунні радіатори.
Також не дуже добре сталеві панельні радіатори працюють у самопливних системах опалення (без циркуляційного насоса) через малий внутрішній об’єм та малі просвіти для руху теплоносіїв.
Але самопливні (термосифонні) системи опалення велика рідкість у сучасних будинках.
Сподіваємось матеріал цієї статті був для вас корисним. Якщо з’явилися питання щодо вибору радіаторів опалення або автоматики для регулювання, дзвоніть або задавайте питання в онлайн чат.
