Схема опалення приватного двоповерхового будинку

Технічні особливості побудови опалювальної системи

Насправді, для двоповерхових будинків «чиста» схема Тихельмана використовується рідко. Найчастіше використовується облаштування двотрубного стояка, що з’єднує поверхи, від якого вже розлучаються петлі на кожен поверх. Така схема вимагає врізання в лінію подачі балансувального крана на кожен контур.

Циркуляційний насос рекомендується встановлювати через паралельне врізання на кожному поверсі. Використання одного агрегату не рекомендується, хоч і припустимо. Причина полягає у наступному. Теплоносій у запропонованій схемі не пересуватиметься самопливом, як при попутній двотрубній або однотрубній схемі. І при виході з експлуатації єдиного циркуляційного насоса система опалення перестане функціонувати.

Основні елементи системи опалення

• Котел твердопаливний. Незалежно від того, газовий він, електричний або твердопаливний основними його показником є потужність (кВт). Також слід звернути увагу на кількість контурів. Одноконтурні використовують виключно для опалення, двоконтурні ще нагрівають воду для ГВП.
• Розширювальний бачок. Для гравітаційних систем відкритого типу, для систем із примусовою циркуляцією та надмірним тиском – мембранного.
  Циркуляційний насос – для активації переміщення теплоносія у контурі.
• Бойлер непрямого нагріву. Використовує температуру теплоносія для нагрівання води ГВП.
• Радіатори опалення. Характеризуються матеріалом виготовлення (чавун, сталь, біметал), робочим тиском, потужністю.
• Труби. Підбираються за величиною перерізу та матеріалом виготовлення – чавунні, сталеві, мідні, полімерні.
• Група безпеки – елемент обв’язування котла, що включає манометр, запобіжний та повітряний клапан.
• Гребінка (розподільний колектор системи опалення) – вузол рівномірного розподілу теплоносія за системою. Може додатково комплектуватися термометрами, регулювальною та запірною арматурою.
• Гідрострілка – пристрій для балансування температури теплоносія.

Самостійний розрахунок схеми опалення

Для розрахунку схеми необхідно зібрати такі вихідні дані:

• Розміри всіх внутрішніх приміщень;
• Габаритні, зовнішні розміри споруди;
• Розміри дверних та віконних отворів;
• Регіон – середня температура у зимовий період;
• Необхідна температура усередині приміщень;
• Позиціонування котеджу з боків світла;
• Висота та матеріал зведення зовнішніх стін;
• Тип та товщина утеплювача на стінах, покрівлі, у підвалі.

Зрештою на етапі закупівель обладнання та матеріалів вам переважно знадобиться потужність котла та радіаторів, на основі розрахунків тепловтрат будівлі, а також ряд гідравлічних параметрів для вибору насоса, розширювального бака та трубопроводів.

Розрахунок тепловтрат огороджувальних конструкцій

Його простіше виконати з використанням онлайн калькулятора (в інтернеті є їх достатня кількість). Однак результати будуть точнішими, якщо скористатися відповідною програмою, до якої є розгорнуте пояснення. Наприклад, можна завантажити програму та відеоуроки до неї.

Тепловтрати огороджувальних конструкцій — Тп, Вт;

Схема опалення приватного двоповерхового будинку
де:

kвс – коефіцієнт теплопередачі зовнішніх стін, Вт/(м2×°C);
fвс – площа зовнішніх стін;
tр — температура повітря всередині приміщення, ° C;
ti – температура повітря зовні споруди, °C.

kвс розраховується за формулою:

Схема опалення приватного двоповерхового будинку
де:

d1 – товщина основного матеріалу стіни, мм;
λ1 – теплопровідність матеріалу, Вт/(м×K);
d2 – товщина утеплювача, мм;
λ2 – теплопровідність утеплювача, Вт/(м×K);
dn, λn – аналогічні показники наступних шарів – чорнової штукатурки, зовнішніх та внутрішніх оздоблювальних матеріалів;
αвн – показник тепловіддачі повітря стіні зсередини приміщення;
αнар – показник тепловіддачі стіни зовнішньому повітрі.

Розрахунок потужності котла

Іноді майстри підбирають потужність котла та радіаторів за спрощеною методикою – на кожні 10 м2 площі приміщення необхідний 1 кВт потужності теплогенератора +12…15% резерв. Точніше теплова потужність обладнання розраховується за такою формулою:

Схема опалення приватного двоповерхового будинку
де:

Мк – потужність котла;
Тп — розрахункові тепловтрати будинку.
Важливо! Слід враховувати, що у цій формулі втрати втрати повинні включати витрати тепла на вентиляцію приміщень.

Витрати тепла на вентилювання

Цей вид тепловтрат (ε, Вт) для проектування схеми опалення двоповерхового будинку розраховується:

Схема опалення приватного двоповерхового будинку
де:

Ln – обсяг повітря, що видаляється, приймається 3 м3/година на 1 м2 площі приміщення;
ρ – густина повітря всередині будинку, приймається 1,1 кг/м3;
C – питома теплоємність повітря, що приймається 1 кДж/(кг×K);
tp – температура повітря всередині будинку, ° C;
ti — температура повітря зовні будови, ° C;
k – показник обліку зустрічного теплового потоку, що приймається 1.

Гідравлічні розрахунки для схеми опалення

У маркуванні будь-якого циркуляційного насоса, серед інших, особливо важливими є дві наступні цифри, наприклад, 25/40 або 25/80. Перша – сполучний розмір, друга – висота подачі рідини. При цьому основне призначення циркуляційного насоса полягає у подоланні гідроопір контурів опалення. На практиці насоси з маркуванням 25/60 здатні забезпечувати циркуляцію теплоносія в радіаторних схемах з 15 тепловими приладами або теплих водяних підлог до 130м2.
Щоб точніше підібрати параметри насоса, необхідно розрахувати гідравлічний опір системи.

Гідровтрати у трубопроводі

Втрати напору від тертя теплоносія у трубах:

Схема опалення приватного двоповерхового будинку
де:

ΔPpt – зниження напору у трубопроводі через тертя, Па;
R – питомі втрати напору від тертя (зазначаються у документації виробників труб), Па/м;
L – загальна довжина трубопроводів, м.

Гідровтрати у місцях максимального опору

Місцями максимального опору є фітинги, запірна арматура, будь-які пристрої та обладнання врізані в систему:

Схема опалення приватного двоповерхового будинку
де:

ΔРс — зниження напору в точках опору, Па;
Σξ – сума показників гідроопору на всіх ділянках;
V – швидкість теплоносія, м/с;
ρ – щільність теплоносія.

Розрахунок швидкості теплоносія

де:

V – швидкість теплоносія;
m – витрата теплоносія, кг/с;
ρ – щільність теплоносія, кг/м3;
f – площа перерізу труби, мм.

Розрахунок витрати теплоносія

де:

Q – загальна потужність системи опалення, квт;
Ср – питома теплоємність води приймається 4,19 кДж/(кг×°С);
ΔPt – різниця температур подачі та обратки, °C.

Розрахунок обсягу бака

Незалежно від його типу (закритий, відкритий), спрощено його ємність можна прийняти на 10-15 % більше обсягу всього теплоносія у системі.