Отопление частного дома: особенности расчета

Одно из основных отличий частного дома от типовой квартиры в многоэтажке заключается в способе отопления. Если в квартирах предусмотрено только централизованное водяное, то в своём доме существует множество вариантов обогрева. Чтобы не ошибиться с выбором, необходимо провести расчёт отопления частного дома и учесть все нюансы.

Потери тепла

Потери тепла — неизбежное явление, присущее как каменным, так и деревянным домам. Происходят они из-за разницы температуры внутри здания и вне его. Фактором, влияющим на то, какими будут теплопотери в доме, является:

• Площадь ограждающих конструкций. К ним относятся стены, окна, фундамент, крыша. Чем они больше, тем меньше тёплого воздуха удастся сохранить внутри.
• Свойство материалов. При постройке домов используется множество материалов (камень, дерево, кирпич, стекло). Каждый из них имеет свой показатель теплопроводности.

То, насколько тепло и комфортно будет находиться в помещении, также зависит от климатических условий. Через крышу, окна и двери с улицы в помещение попадает воздух. Его температура влияет на микроклимат в доме. Система коммуникаций, включающая в себя канализацию, вентиляцию, газовые и водопроводные трубы, забирает определённую часть тепловой энергии, вырабатываемой теплоисточниками.

Расчёт отопительной системы частного дома делается для того, чтобы не только узнать, сколько тепла дадут отопительные приборы, но и учесть все возможные теплопотери. Определив, сколько энергии теряется и как это происходит, можно провести качественную теплоизоляцию проблемных участков, тем самым повысить энергоэффективность дома. Чем она будет выше, тем меньше средств и усилий придётся тратить на отопление.

Газовые и твердотопливные установки

Расчёт теплопотерь производится по разным формулам. Для использования некоторых из них требуется знать мощность обогревательных устройств. Поэтому перед тем как рассчитать отопление, нужно определиться, какой котёл будет выполнять функцию обогревателя в доме. Он может функционировать за счёт:

• электроэнергии;
• жидкого топлива;
• твёрдого топлива;
• газа.

Определяясь с разновидностью котла, требуется учитывать, насколько безопасным будет его монтаж и эксплуатация в конкретном помещении. Дополнительно необходимо брать во внимание доступность и эффективность сырья, на котором он будет работать.

Среди всех видов топлива для частных домов газ пользуется наибольшей популярностью. Современные отопительные газовые установки характеризуются высоким коэффициентом полезного действия. Однако их использование экономически оправдано только в тех случаях, когда имеется возможность подключения индивидуальной системы отопления к газовому трубопроводу. Если такой возможности нет, придётся использовать баллоны с газом, нуждающиеся в постоянной дозаправке, или выбирать другой способ обогрева.

Сейчас получают распространение отопительные полуавтоматические приборы, работающие на твёрдом топливе. Для них могут использоваться:

• дрова (пиленные или колотые);
• брикеты из отходов деревообработки (стружки, щепки, опилки);
• гранулы и пеллеты (из картона, коры, торфа, соломы и другого);
• уголь.

Современные твердотопливные котлы имеют эстетичный вид, непохожи на старинные русские печи, не занимают много места. Однако их существенный недостаток заключается в необходимости регулярной загрузки топлива (не реже одного раза в сутки). Чтобы решить эту проблему, производители котлов начали выпускать полностью автоматизированные модели. Но стоят они достаточно дорого.

Электричество и жидкое топливо

Легче всего рассчитать систему отопления в частном доме, функционирующую за счёт электричества. Установить ее проще, чем другие. Монтаж обойдётся дешевле, но с эксплуатацией электрокотлов часто могут возникать проблемы. Для эффективного обогрева частного дома такой установке требуется немалая мощность. В небольших дачных и загородных посёлках, где на каждый дом выделяется не более 3 кВт в час, её будет не хватать. Если мощности всё же хватит, домашняя сеть, к которой, помимо котла, будут подключены бытовые электроприборы, может не справиться с нагрузкой.

Выбирая для обогрева своего дома электрический котёл, стоит брать во внимание, что электроэнергия, используемая как топливо, обходится дорого. Затраты на отопление зависят от установленной стоимости за 1 кВт*ч и площади обогреваемого помещения.

Частную отопительную систему можно организовать за счёт прибора, работающего на жидком топливе (керосине, солярке, лёгкой нефти, мазуте, отработанном трансмиссионном, моторном или синтетическом масле). Но его использование часто вызывает нарекания с точки зрения безопасности и экологичности.

Расчёт мощности

Расчёт системы отопления для частного дома подразумевает определение оптимальной мощности отопительных приборов. Её должно хватать для эффективного обогрева всех жилых помещений. Но правилом — чем больше, тем лучше — в этом случае руководствоваться не стоит. Слишком мощная установка будет потреблять много ресурсов, её эксплуатация будет очень дорогой. Маломощный прибор не даст достаточного количества тепла.

Посчитать мощность можно разными способами. Чаще всего подсчёты осуществляют на основании площади помещений, которые планируется отапливать, либо на основании их объёма. Чтобы воспользоваться первым способом, нужно знать общую площадь всех комнат в доме и показатель климатической мощности. Его величина зависит от того, в какой зоне располагается дом. Выделяют четыре климатических показателя:

• для северных районов с холодной продолжительной зимой;
• для московской области и регионов с аналогичной широтой;
• для центральных областей с умеренными зимними температурами;
• для южных зон с короткой тёплой зимой.

При перемножении климатического коэффициента и площади получится показатель необходимой мощности. При подсчёте размеров помещений нужно учитывать только те комнаты, которые имеют уличную стену. Подсобные помещения, коридоры и санузлы во внимание брать не надо, поскольку они будут обогреваться благодаря конвекции тёплого воздуха из других комнат.

Полученное значение мощности является приблизительным. Для получения более точного результата требуется вычесть порядка 20−25%. Именно столько в среднем составляют потери тепла.

Мощность по объёму также вычисляется методом умножения, но используются другие параметры. Вместо площади комнат учитывается их объём, а вместо климатического коэффициента используется коэффициент для кирпичного либо панельного дома. Из полученной цифры также вычитаются теплопотери.

Существует более сложный метод расчётов. Он предполагает использование формулы Qгод=βh*[Qk-(Qвн б+Qs)*ν]. Для этого нужно знать следующие параметры:

• коэффициент учёта дополнительно потребления тепла отопительной системой (βh);
• поступление тепла бытового характера в течение всего отопительного периода (Qвн б);
• солнечное тепло, попадающее в дом через окна (Qs);
• общие теплопотери (Qk).

В случае применения этой формулы следует учитывать влажность и температурный режим каждого отдельного помещения. Эти значения можно найти в специальных таблицах.

Посчитав нужную мощность, необходимо выбрать котёл, характеристики которого соответствуют полученным значениям. При выборе нельзя ориентироваться максимальными показателями мощности. Если отопительная установка будет постоянно функционировать на предельных показателях, это приведёт к её быстрой поломке.

Тип и количество радиаторов

Ни одна система отопления собственного дома не обходится без радиаторов. Они играют такую же важную роль, как и отопительный котёл. Существует несколько видов радиаторов, различающихся по материалу изготовления.

Стальные просты в установке и недороги, но характеризуются маленькой теплоёмкостью, неустойчивостью к гидравлическим ударам и небольшим сроком гарантии. Размер изделий из стали невозможно увеличить за счёт наращивания дополнительных секций. Из-за имеющихся недостатков они мало востребованы.

Чугунные радиаторы в современном исполнении отличаются от устанавливаемых ранее. Они устойчивы к температурным скачкам и гидравлическим ударам, невосприимчивы к коррозии и износу, функционируют с любыми теплоносителями, долго удерживают тепло. К минусам относится их большой вес и трудоёмкий монтаж.

Изделия из алюминия могут иметь форму небольших секций и цельных конструкций. Для них характерен маленький вес, высокая теплоотдача и современный внешний вид. Такие радиаторы подходят для теплоносителей высокой температуры с большим давлением. Распространённой проблемой алюминия является риск окисления. Чтобы его не допустить, необходимо выбирать высококачественные теплоносители. В случае поломки алюминиевый прибор практически невозможно восстановить, придётся заменять на новый.

Биметаллические батареи выигрывают у других радиаторов почти по всем показателям. Соединение нержавеющей стали, алюминия и пластика обеспечивает хорошую теплоотдачу, устойчивость к перепадам давления и высокой температуре и невосприимчивость к коррозии, вызванной некачественным теплоносителем.

Для хорошего обогрева система отопления должна содержать достаточное количество радиаторов. Оно зависит от многих факторов. В первую очередь нужно учитывать высоту помещений и количество угловых комнат в доме. Также следует обращать внимание на наличие теплоизоляции и качество остекления. Тип обвязки, количество секций в радиаторах и способ перемещения теплоносителя по ним оказывает непосредственное влияние на их эффективность.

Определяя нужное число радиаторов для частного дома, надо помнить что для обогрева 1 кв. м. понадобится 100 Вт тепловой энергии. Посчитав количество энергии для одной комнаты, его необходимо разделить на число секций в батарее. Полученный результат следует округлить в большую сторону для получения целого числа.