Основная статья коммунальных расходов для владельца частного дома – отопление. Снижение затрат актуально даже для обеспеченных семей. Поможет в этом расчет отопления частного дома, на основании которого выбирается мощность котла, количество радиаторов. Вычисления помогают в принятии решения о необходимости дополнительной теплоизоляции стен, перекрытий, пола. После расчетов формируется смета, которая определяет затраты на тепловое оборудование и монтажные работы.
Теплопотери частного дома
Эффективность системы отопления зависит от теплопотерь. Дом отдает тепло через внешние ограждающие конструкции, чердачное перекрытие, крышу мансарды, оконные и дверные проемы, пол и фундамент. Используемые при строительстве материалы отличаются теплопроводностью. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем меньше потери тепла и затраты на теплоснабжение. Информация об общих теплопотерях требуется для определения мощности котла.
Начинают расчет отопления частного дома с определения теплопотерь через внешние ограждающие конструкции. В качестве примера приведем расчет для дома, построенного из полнотелого кирпича. Размер коробки – 10х12 метров, высота стен – 7 метров, в стенах 12 проемов, площадью 2,5 кв.м. Толщина стены – в два кирпича (51 см). Коэффициент теплопроводности материала стен – табличное значение. Расчет выполняется в следующем порядке:
- определяется сопротивление теплопередачи – для этого коэффициент теплопроводности материала стен умножается на толщину конструкции: 0,56*0,51=0,91 Вт/м2*С;
- вычисляется площадь стен: (12*7+10*7)*2=308 кв.м.;
- вычисляем площадь проемов: 12*2,5 = 30 кв.м.;
- определяем потери тепла через 1 кв.м. стен при разнице температур внутри и снаружи в один градус: 1 кв.м.:0,910,91 Вт/м2*С = 1,09 Вт/м2*С;
- вычисляем среднюю разницу температур на улице и в доме. Комфортные условия для проживания - +23ºС. Средняя температура зимой в Московской области -10ºС. Разница температур составляет 33 градуса;
- вычисляем общие теплопотери, пренебрегая площадью проемов: 1,09*308*33 = 11 079 Вт;
- переводим теплопотери в кВт/час: 11079*1:1000=11,08 кВт*ч;
- вычисляем суточные потери тепла: 11,08*24 = 265,92 кВт*ч;
- вычисляем расходы тепла за весь отопительный сезон (7 месяцев по 30 дней): 7*30*265,92=55843 кВт*ч.
Снизить потери тепла можно с помощью установки слоя теплоизоляции, использования материалов стен с более низким коэффициентом теплопроводности (например, газобетон) или за счет увеличения толщины стен. В последнем случае необходимо учитывать увеличение затрат на материалы ограждающих конструкций и фундамент здания. Снизить потери позволяет установка окон с рамами из многокамерного пластикового профили и стеклопакетами, покрытыми энергосберегающими пленками.
Дополнительно необходимо учесть потери тепла через вентиляцию. Для загородного дома проводится следующий расчет:
- вычисляем объем дома: 12*10*7= 840 куб.м.;
- плотность воздуха при нормальной температуре 1,2 кг/куб.м., вычисляем массу атмосферы в доме: 1,2*840=1008 кг;
- определяем, сколько потребуется тепла на обогрев приточного воздуха при пятикратной смене объема и разнице внутренней и внешней температур в 33 градуса: 5*33*1008*1,005=167151 кДж. (1,005 – удельная теплоемкость воздуха);
- переводим кДж в кВт*ч: 167151:3600=46,43кВт*ч;
- за весь сезон через вентиляцию потери тепла составят: 7*30*46,43=9750 кВт*ч.
Затраты на нагрев приточного воздуха составляет около 20% от теплопотерь через ограждающие конструкции. При использовании принудительной вентиляции количество смен воздуха может быть увеличено, что приведет к увеличению затрат. Снизить расходы можно с помощью рециркуляционных систем очистки воздуха.
В частном доме используют двухконтурные котлы. Оборудование применяют для теплоснабжения и нагрева воды. Расчет системы отопления частного дома должен учитывать затраты на ГВС. Семья из трех человек потребляет в месяц около 18 кубометров воды, удельная теплоемкость которой 4,1813 кДж/кг*С. Средняя температура воды, используемой для бытовых нужд, +30ºС. В систему поступает воды со средней температурой +5ºС. Нагрев на 25 градусов потребует следующих затрат с учетом плотности теплоносителя: 18*1000*25*4,18=1881000 Дж.
Пересчитываем затраты в кВт*ч: 1881000:3600=522,5 кВт*ч. В течение отопительного сезона затраты достигнут – 7*522,5=3657 кВт*ч. Потери в три раза меньше, чем через вентиляцию, но при расчете необходимо учитывать эти значения.
Мощность двухконтурного котла
Для выбора котла необходимо суммировать суточные теплопотери:
- через внешние стены – 266 кВт*ч;
- через вентиляцию – 46 кВт*ч;
- на нагрев воды – 17,5 кВт*ч.
В итоге в сутки требуется мощность 339,5кВт*ч, это значение делят на 24 часа и получают мощность котла 14,15 кВт. Это среднее значение, если приобрести оборудование с такой мощностью, то техника будет постоянно работать на максимальном пределе своих возможностей. В сильные морозы она не справиться с поставленной задачей. По этим причинам рекомендуется приобретать оборудование с 20% запасом по мощности. Для дома, взятого в качестве примера, необходим котел на 17 кВт.
Для более точных расчетов можно учесть разницу теплопроводность стены и окон, теплопотери через чердачное перекрытие и крышу мансарды, пол первого этажа. Выполняется подсчет по приведенной выше схеме. Для сравнения можно рассчитать, насколько снизятся потери тепла при дополнительном утеплении здания. Затраты по времени не большие, они помогут рассчитать смету строительства и снизить расходы на отопление и используемое оборудование.
Комментарии ()