Расчет объема системы отопления

Расчет объема воды в системе отопления с онлайн калькулятором

Каждая отопительная система обладает рядом значимых характеристик – номинальную тепловую мощность, расход топлива и объем теплоносителя. Расчет объема воды в системе отопления требует комплексного и скрупулезного подхода. Так, вы сможете выяснить, котел, какой мощности выбрать, определить объем расширительного бака и необходимое количество жидкости для заполнения системы.

Значительная часть жидкости располагается в трубопроводах, которые в схеме теплоснабжения занимают самую большую часть.

Поэтому для расчета объема воды нужно знать характеристики труб, и важнейший из них – это диаметр, который определяет вместимость жидкости в магистрали.

Если неправильно сделать расчеты, то система будет работать не эффективно, помещение не будет прогреваться на должном уровне. Сделать корректный расчет объемов для системы отопления поможет онлайн калькулятор.

Калькулятор объема жидкости в отопительной системе

В системе отопления могут использоваться трубы различных диаметров, особенно в коллекторных схемах. Поэтому объем жидкости вычисляют по следующей формуле:

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

В сумме эти данные позволяют рассчитать большую часть объема системы отопления. Однако кроме труб в системе теплоснабжения есть и другие компоненты. Чтобы произвести расчет объема отопительной системы, включая все важные компоненты теплоснабжения, воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором объема системы отопления.

Совет

Сделать вычисление с помощью калькулятора очень просто. Нужно ввести в таблицу некоторые параметры, касающиеся типа радиаторов, диаметра и длины труб, объема воды в коллекторе и т.д. Затем нужно нажать на кнопку «Рассчитать» и программа выдаст вам точный объем вашей системы отопления.

Проверить калькулятор можно, используя указанные выше формулы.

Пример расчета объема воды в системе отопления:

Значения объемов различных составляющих

Объем воды в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра
биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра
новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр
старая чугунная батарея 1 секция — 1,700 литра.

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

ø15 (G ½») — 0,177 литра
ø20 (G ¾») — 0,310 литра
ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
ø15 (G 1½») — 1,250 литра
ø15 (G 2,0″) — 1,960 литра.

Чтобы посчитать весь объем жидкости в отопительной системе нужно еще добавить объем теплоносителя в котле. Эти данные указываются в сопроводительном паспорте устройства или же взять примерные параметры:

напольный котел — 40 литров воды;
настенный котел — 3 литра воды.

Выбор котла напрямую зависит от объема жидкости в системе теплоснабжения помещения.

Основные виды теплоносителей

Существует четыре основных вида жидкости, используемых для заполнения отопительных систем:

Вода – максимально простой и доступный теплоноситель, который может использоваться в любых отопительных системах. Вместе с полипропиленовыми трубами, которые предотвращают испарение, вода становится практически вечным теплоносителем.
Антифриз – этот теплоноситель обойдется уже дороже воды, и используется в системах нерегулярно отапливаемых помещений.
Спиртосодержащие теплоносители – это дорогостоящий вариант заполнения отопительной системы. Качественная спиртосодержащая жидкость содержит от 60% спирта, около 30% воды и порядка 10% объема составляют другие добавки. Такие смеси обладают отличными незамерзающими свойствами, но огнеопасны.
Масло – в качестве теплоносителя используется только в специальных котлах, но в отопительных системах практически не применяется, так как эксплуатация такой системы обходится очень дорого. Также масло очень долго разогревается (необходим разогрев, как минимум, до 120°С), что технологически очень опасно, при этом и остывает такая жидкость очень долго, поддерживая высокую температуру в помещении.

В заключении стоит сказать, что если система отопления модернизируется, монтируются трубы или батареи, то нужно произвести перерасчет ее общего объема, согласно новым характеристика всех элементов системы.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, max	оптимальная, max	допустимая, max
Для холодного времени года
Жилая комната	20÷22	18÷24 (20÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
То же, но для жилых комнат в регионах с минимальными температурами от — 31 °С и ниже	21÷23	20÷24 (22÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
Кухня	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Туалет	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Ванная, совмещенный санузел	24÷26	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Помещения для отдыха и учебных занятий	20÷22	18÷24	45÷30	60	0.15	0.2
Межквартирный коридор	18÷20	16÷22	45÷30	60	Н/Н	Н/Н
Вестибюль, лестничная клетка	16÷18	14÷20	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Кладовые	16÷18	12÷22	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Для теплого времени года (Норматив только для жилых помещений. Для остальных – не нормируется)
Жилая комната	22÷25	20÷28	60÷30	65	0.2	0.3

Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Фундамент, полы по грунту или над неотапливаемыми подвальными (цокольными) помещениями	от 5 до 10%
«Мостики холода» через плохо изолированные стыки строительных конструкций	от 5 до 10%
Места ввода инженерных коммуникаций (канализация, водопровод, газовые трубы, электрокабели и т.п.)	до 5%
Внешние стены, в зависимости от степени утепленности	от 20 до 30%
Некачественные окна и внешние двери	порядка 20÷25%, из них около 10% — через негерметизированные стыки между коробками и стеной, и за счет проветривания
Крыша	до 20%
Вентиляция и дымоход	до 25 ÷30%

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Расчет тепловой мощности от объема помещения

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Как рассчитать количество воды в системе отопления?

У вас обязательно встанет этот вопрос, перед тем как вы начнете подбирать оптимальную мощность пиролизного котла длительного горения.

Нужно это для того, чтобы знать какой максимальный объем может быть у системы отопления при выбранной мощности котла.

В противном случае это может привести к плохому прогреву помещения, неэффективной, неэкономичной работе или закипанию отопительного пиролизного котла длительного горения.

А также может увеличить ваши финансовые расходы.

Приблизительный расчет делается исходя из соотношения 15 литр воды на 1 кВт мощности котла.

Например, мощность пиролизного котла длительного горения 4 кВт, тогда объем системы равен 4 кВт*15 литров = 60 литров.

Ниже приведены значения объемов различных составляющих системы отопления:

Объем воды в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра
биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра
новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр
старая чугунная батарея 1 секция — 1,700 литра

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

ø15 (G ½») — 0,177 литра
ø20 (G ¾») — 0,310 литра
ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
ø15 (G 1½») — 1,250 литра
ø15 (G 2,0″) — 1,960 литра

Формула для расчета объема жидкости в трубе:

S (площадь сечения трубы) * L (длина трубы) = V (объем)

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

V (система отопления) = V(радиаторов) + V(труб) + V(котла) + V(расширительного бака)

Количество теплоносителя в системе отопления

Теплоноситель нужен после монтажа новой отопительной системы, после её ремонта или реконструкции.Перед заполнением отопительной системы требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объём. Нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов (детальнее: «Расчет объема системы отопления, включая радиаторы»). Обычно такие данные содержатся на упаковке или в справочной литературе. Объём труб легко высчитывается по их длине и известному сечению.Для наиболее распространённых элементов теплосетей объёмы теплоносителя таковы:

Секция современного радиатора (алюминиевого, стального или биметаллического) — 0,45 литра
Секция радиатора старого типа (чугунного, МС 140-500, ГОСТ 8690-94) – 1.45 литра
Погонный метр трубы (15 миллиметров внутренний диаметр) — 0,177 литра
Погонный метр трубы (32 миллиметров внутренний диаметр) — 0,8 литра

Существуют два варианта заполнения системы, в зависимости от её конструкции:

Заливка «самотёком» — в высшей точке системы в отверстие вставляется воронка, через которую постепенно заливается теплоноситель. Нужно не забыть в нижней точке системы открыть кран и подставить какую-то ёмкость.
Принудительная закачка с помощью насоса. Подойдет практически любой электрический насос малой мощности. В процессе заполнения следует контролировать показания манометра, дабы не переборщить с давлением. Очень желательно не забыть открыть воздушные клапаны на батареях.

Мощность генератора тепла

Одним из основных узлов отопительной системы является котел: электрический, газовый, комбинированный – на данном этапе не имеет значения. Поскольку нам важна главная его характеристика – мощность, то есть количество энергии за единицу времени, которая будет уходить на отопление.

Мощность самого котла определяется по ниже приведённой формуле:

Wкотла = (Sпомещ*Wудел) / 10,

где:

Sпомещ – сумма площадей всех комнат, которые требую отопления;
Wудел – удельная мощность с учётом климатических условий местоположения (вот для чего нужно было знать климат региона).

Что характерно, для разных климатических зон имеем следующие данные:

северные области – 1,5 – 2 кВт/м2;
центральная зона – 1 – 1,5 кВт/м2;
южные регионы – 0,6 – 1 кВт/м2.

Эти цифры достаточно условны, но тем не менее дают явный численный ответ относительно влияния окружающей среды на систему отопления квартиры.

На данной карте представлены климатические зоны с разными температурными режимами. От расположения жилья относительно зоны и зависит сколько нужно тратить на обогрев метра квадратного кВатт энергии (+)

Сумма площади квартиры которую необходимо отапливать – равна общей площади квартиры и равна, то есть – 65,54-1,80-6,03=57,71 м2 (минус балкон). Удельная мощность котла для центрального региона с холодной зимой – 1,4 кВт/м2. Таким образом, в нашем примере расчётная мощность котла отопления эквивалентна 8,08 кВт.

Простые способы повышения теплоотдачи радиаторов

Улучшаем циркуляцию воздуха. Батареи передают тепло воздуху, который, нагреваясь, поднимается , а затем, охлаждаясь, опускается вниз. Так происходит циркуляция воздуха, и в помещении становится тепло настолько, насколько это позволяет теплоотдача батареи и скорость воздушного потока. Поэтому для того, чтобы повысить температуру внутри помещения, прежде всего, нужно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха. Для этого следует по максимуму освободить пространство вокруг батареи: убрать защитный экран, поднять шторы, отодвинуть мебель и так далее.

Ускоряем циркуляцию воздуха с помощью вентилятора. Чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии он может забрать от батареи. В самые холодные дни можно включать вентилятор, направляя его в центр батареи для захвата как можно большей площади. Для обеспечения автономности подобной системы и обеспечения бесшумности ее работы, можно разместить компьютерные вентиляторы. Они тихие, маломощные, а также при размещении непосредственно под батареей не нарушают естественное направление движения воздуха в помещении. Вентиляторы позволят поднять температуру в помещении на 3-10 градусов, а их небольшой расход дает возможность без существенно ущерба для своего кошелька обдувать батарею круглую зиму. Посчитайте сами: мощность обычных вентиляторов – около 40 Ватт, компьютерных – не более 5. Итого расход: 40 * 24 (часа) * 30 (дней) = 29 Киловатт = около 95 рублей в месяц. В случае компьютерных еще меньше – около 23 руб./мес. при подключении сразу 2-х.

Устанавливаем теплоотражающий экран. Тепло от батареи исходит во всех направлениях, и для того, чтобы не отапливать стены, но направить тепловую энергию в помещение, нужно установить теплоотражающий экран за батарею. Для этих целей можно использовать фольгоизолон (вспененная основа с фольгой на одной стороне), приклеив его к очищенной стене за батареей любым подходящим средством (плиточный клей, универсальный клей 88, силикон и др.). В идеале площадь теплоотражающего экрана должна быть больше площади батареи.

Если батарея у холодная нужно спустить воздух. Для этого нужно открутить обычный или кран «Маевского» у батареи.

Не будет лишним держать под клапаном емкость или полотенце, потому что, как только выйдет воздух, тонкой струйкой польется вода. Как только это произойдет, клапан можно закрыть. Процедуру следует повторить для каждой батареи в доме.

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

место установки;
тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
необходимость автоматизированного управления;
особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)

Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:

объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).

Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.

Расчет объема воды в системе отопления с онлайн калькулятором

Калькулятор объема жидкости в отопительной системе

Рассчитывается объем воды в системе отопления можно также как сумма ее составляющих:

Совет

Проверить калькулятор можно, используя указанные выше формулы.

Пример расчета объема воды в системе отопления:

Значения объемов различных составляющих

Объем воды в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра
биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра
новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр
старая чугунная батарея 1 секция — 1,700 литра.

Объем воды в 1 погонном метре трубы:

ø15 (G ½») — 0,177 литра
ø20 (G ¾») — 0,310 литра
ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
ø15 (G 1½») — 1,250 литра
ø15 (G 2,0″) — 1,960 литра.

напольный котел — 40 литров воды;
настенный котел — 3 литра воды.

Выбор котла напрямую зависит от объема жидкости в системе теплоснабжения помещения.

Основные виды теплоносителей

Существует четыре основных вида жидкости, используемых для заполнения отопительных систем:

Вода – максимально простой и доступный теплоноситель, который может использоваться в любых отопительных системах. Вместе с полипропиленовыми трубами, которые предотвращают испарение, вода становится практически вечным теплоносителем.
Антифриз – этот теплоноситель обойдется уже дороже воды, и используется в системах нерегулярно отапливаемых помещений.
Спиртосодержащие теплоносители – это дорогостоящий вариант заполнения отопительной системы. Качественная спиртосодержащая жидкость содержит от 60% спирта, около 30% воды и порядка 10% объема составляют другие добавки. Такие смеси обладают отличными незамерзающими свойствами, но огнеопасны.
Масло – в качестве теплоносителя используется только в специальных котлах, но в отопительных системах практически не применяется, так как эксплуатация такой системы обходится очень дорого. Также масло очень долго разогревается (необходим разогрев, как минимум, до 120°С), что технологически очень опасно, при этом и остывает такая жидкость очень долго, поддерживая высокую температуру в помещении.

Открытая и закрытая системы отопления

Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.

Недостатков использования открытых баков намного больше:

необходимо регулярное обслуживание;
теплопотери в системе довольно высокие;
внутренние стенки бака подвержены коррозии;
при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.

Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки

Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.

Преимуществ подобного оборудования множество:

бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
уровень давления в системе может быть довольно высокий;
бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
теплоноситель не испаряется;
отсутствуют теплопотери;
уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.

Расширительный бак закрытого типа WESTER

Закрытый мембранный бак

Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.

Мембрана может быть съемной или несъемной, она не соприкасается с внутренними стенками устройства. Если мембрана повреждена, ее необходимо заменить, так как бак перестает функционировать.

Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:

компактные размеры бака;
теплоноситель не испаряется;
теплопотери системы минимальные;
система защищена от коррозии;
есть возможность работы с высоким давлением без опасения повреждения системы.

Мембранный расширительный бак

У каких радиаторов отопления самая высокая теплоотдача

Что касается характеристик металлов, то наименьшей теплоотдачей обладает сталь, а наибольшей – биметалл (сочетание алюминия и стали).

Материал	Теплоотдача (Вт/м*К)
Сталь	47
Чугун	52
Алюминий	202-236
Биметалл	380

Однако это лишь свойства металлов, представляющие общую картину. Теплоотдача, в меньшей степени, но зависит и от межосевого расстояния, площади секции, технологии изготовления. Поэтому мы рекомендуем рассмотреть эффективность каждого вида радиатора в целом, а затем сравнить конкретные наиболее удачные модели, выбрав самые эффективные из них.

Биметаллические

В среднем показатель теплоотдачи биметаллических радиаторов является самым высоким. В зависимости от модели – от 140 Вт до максимальной на рынке мощности в 280 Вт на 1 секцию (модель Sira RS 800). Представляют из себя сочетание стальных проводящих каналов и алюминиевого оребрения, быстро нагреваются и сразу же отдают тепло.

Приборы рассчитаны на рабочее давление системы до 35 атм. Даже самые простые модели имеют срок службы не менее 20 лет. Стоимость за секцию 395-2190 руб.

Алюминиевые

Близкими к биметаллическим являются показатели теплоотдачи алюминиевых радиаторов отопления, некоторые дорогостоящие модели могут иметь более высокую мощность и эффективность, чем простые биметаллические приборы.

В зависимости от модели тепловая мощность может быть в пределах от 130 Вт до 220,9 Вт на 1 секцию (модель Roca Dubal-80). При высокой эффективности, они, в сравнении с биметаллическими, имеют много эксплуатационных нюансов

При выборе необходимо обращать внимание на рабочее давление, иногда оно не превышает даже 10 атм

Главным недостатком является необходимость поддержания определенной кислотности теплоносителя (воды), что сложно даже в частном доме, не говоря уже о квартире с центральным отоплением. В противном случае, уровень pH более 7,5 быстро разрушит приборы. Стоимость 1 элемента – от 350 до 1200 руб.

Стальные

Тепловая мощность стальных панельных батарей относительно небольшая, но оптимальная, особенно в соотношении цена-результат. Они быстро нагреваются, обладают лучшими конвекционными характеристиками (воздух прогревается заметно быстрее), но и быстро остывают. В зависимости от модели, теплоотдача равна 179-13 173 Вт (модель Kermi FTV 330930).

Показатель указывается для всего прибора (т.к

они не имеют секций), поэтому при выборе нужно обращать внимание на длину. Стоимость также имеет самый обширный диапазон – от 1300 до 60 000 руб за панель

Чугунные

Самую низкую теплоотдачу имеют чугунные радиаторы отопления – от 80 до 160 Вт на секцию (известные МС 140). Преимуществом и в то же время недостатком является низкая инерционность: прибор дольше других остывает, но это делает его неподходящим для точной регулировки климата автоматикой.

Чугунные батареи имеют большой объем теплоносителя и существенную массу. Однако чугун устойчив к любым перепадам давления в системе, загрязнениям теплоносителя, не поддается коррозии. Стоимость начинается от 500 рублей за секцию и может достигать 9 000 руб., если это декоративные иностранные высококачественные модели.