Počítáme vytápění domu: klíčové body | TLUSTÝ

Nejběžnějším způsobem vytápění soukromého domu je autonomní systém s kotlem (plynový, elektrický, na tuhá paliva) a kapalnou chladicí kapalinou (nejčastěji vodou). Jako přídavná zařízení se obvykle používají infračervená topidla, olejové radiátory, krby a ventilátorová topidla. Spolehlivost a účinnost topného systému do značné míry závisí na správném výpočtu, výběru komponentů, instalaci a provozu. V obtížných případech jsou výpočty svěřeny odborníkům. Jednoduché možnosti lze vypočítat nezávisle pomocí vzorců nebo online kalkulačky.

Jaké faktory se berou v úvahu při návrhu topného systému?

Před provedením výpočtů jsou objasněny následující parametry:

• počet podlaží budovy a kolik podlaží se plánuje vytápět;
• vyhřívaná plocha;
• materiál, ze kterého je dům postaven;
• plocha vnějších stěn;
• tepelné ztráty okenními a dveřními otvory;
• tepelné ztráty ventilačními a kanalizačními systémy (tato hodnota se bere v úvahu pouze při velmi přesných výpočtech);
• povětrnostní podmínky typické pro tento region.

Vzorce pro výpočet tepelných ztrát doma

Určení velikosti tepelných ztrát z objektu umožňuje zjistit požadovaný výkon topného kotle.

Aktualizované výpočty

Tepelná ztráta v soukromém domě se vypočítá podle vzorce: Q = S*dT/R, včetně:

• Q – tepelné ztráty, W;
• dT je teplotní rozdíl mezi venkovním vzduchem a prostorem;
• R je hodnota tepelného odporu konstrukce, m2*K/W.

Hodnota R je určena vzorcem R = B/K, kde:

• K je součinitel tepelné vodivosti materiálu, ze kterého je konstrukce vyrobena, tabulková hodnota, W/m*K;
• B – tloušťka materiálu, m.

Zjednodušené výpočty

Existují dva způsoby, jak zjednodušit výpočty tepelných ztrát: podle plochy nebo objemu prostor. První možnost je vhodná pro místnosti, jejichž výška nepřesahuje 2,7 m. V tomto případě se předpokládá, že vytápění 10 m2 plochy vyžaduje 1 kW energie. Výpočet objemu je vhodný pro místnosti jakékoli výšky. Pro regiony evropské části Ruska se předpokládá, že ohřev 1 m3 vyžaduje 40 W energie.

Proveďte přibližný výpočet tepelných ztrát pro celkový objem prostor. Předpokládejme, že určíme požadovaný výkon kotle pro jednopatrový soukromý dům s místnostmi vysokými 3,0 m a plochami:

• obývací pokoj – 20 m;
• dvě ložnice – každá 10 m2;
• kuchyně – 8 m2;
• chodba – 8 m2;
• kombinovaná koupelna – 6 m2.

Celková plocha – 20 + 10×2 + 8 + 8 + 6 = 62 m2. Vytápěný objem je 62 x 3 = 186 m3. Chcete-li vypočítat tepelné ztráty, vynásobte vypočítaný objem 40 W:

Q = 186 x 40 = 7440 W = 7 kW.

Výsledná hodnota se vynásobí bezpečnostním faktorem – 1,2. To znamená, že budeme potřebovat kotel o výkonu 7,44 x 1,2 = 8,93 kW. Tuto hodnotu zaokrouhlíme nahoru na standardní hodnotu.

Po provedení výpočtů můžete začít vybírat zařízení pro organizaci autonomního topného systému pro soukromý dům.

Typy kotlů a jejich stručná charakteristika

Typ kotle se volí v závislosti na dostupnosti energie v konkrétním regionu. V tomto článku se podíváme na nejoblíbenější možnosti.

Plyn

Jedná se o nejlepší volbu z hlediska nákladů na energii, ale pouze v oblastech, kde je v blízkosti plynovod. Moderní plynové jednotky poskytují:

• provozní bezpečnost díky přítomnosti řídicí a ochranné automatiky;
• pohodlná instalace systému díky vestavěnému oběhovému čerpadlu;
• schopnost pracovat s několika druhy paliv.

Elektrické

• u jednotek s nízkým výkonem není vyžadováno třífázové vedení, protože jsou napájeny z domácí sítě 220 V;
• při provozu elektrokotlů nevznikají zplodiny spalování, nespaluje se kyslík a zvyšuje se celková bezpečnost;
• Elektrické jednotky nevyžadují intenzivní proudění vzduchu ani instalaci komína.

Úspora elektrické energie u kotlů STOUT zajišťuje použití následujících pokročilých technologií:

• Systém měkkého startu. Snižuje spotřebu energie při startu, chrání kotel a elektrické rozvody před přetížením.
• Snížená topná energie. Díky této technologii se chladicí kapalina i samotná místnost rychle zahřejí.
• Použití účinných tepelně izolačních materiálů. V samotné jednotce nedochází prakticky k žádným tepelným ztrátám.
• Automatické sledování teploty ohřevu vody nebo jiné chladicí kapaliny nebo vzduchu. Po dosažení určité teploty se topné zařízení vypne.

Tuhé palivo

Takové kotle mohou být navrženy pro jeden nebo více druhů pevných paliv. Výhodou tohoto řešení jsou relativně nízké náklady na kotle a energetické zdroje. Jsou převáženy mnoha nevýhodami:

• potřeba pravidelné dodávky paliva;
• obtížnost (nebo nemožnost) automatizace procesu ohřevu;
• potřeba instalovat komín;
• znečištění životního prostředí produkty spalování.

Výběr radiátorů

Pro uspořádání topného systému je nutné vybrat topná tělesa a správně vypočítat počet sekcí.

Ocelová otopná tělesa – desková a trubková

Obecné výhody ocelových radiátorů – deskových a trubkových:

• dobrá tepelná vodivost, která umožňuje rychlý přenos tepla do místnosti, rychlá reakce na změny teploty chladicí kapaliny;
• schopnost vybrat si design baterie v souladu s celkovým designem místnosti;
• kompatibilita s trubkami vyrobenými z různých materiálů.

Hliníkové radiátory

Hliníkové baterie jsou určeny pro normální úrovně kyselosti vody používané jako chladicí kapalina – od 7 do 8,3. Čím vyšší je tento indikátor, tím nižší je kyselost kapaliny. Díky kombinaci nízkých nákladů a dostatečných výkonových charakteristik jsou takové baterie vhodné pro autonomní topné systémy.

Bimetalové baterie

• možnost použití v systémech s vysokým tlakem a nepříliš dobrou kvalitou chladicí kapaliny;
• dobrá kompatibilita s ocelovými trubkami;
• dlouhá pracovní doba.

Radiátory se stejně dobře hodí pro centralizované i autonomní topné systémy.

Příklad výpočtu radiátoru

Zvažme výpočet požadovaného počtu standardních hliníkových radiátorů o výšce 60 cm na příkladu místnosti o objemu 30 m3 (plocha – 10 m2, výška – 3 m) se dvěma okny. Tepelný výkon jednoho žebra baterie při teplotě +70̊C je 150W. Pro takovou místnost by měl být celkový výkon radiátorů 30 x 40 x 1,2 = 1440 W = 1,44 kW. Zaokrouhlíme na 1,5 kW a získáme 10 sekcí. Pod okna můžete nainstalovat dvě baterie: 4 a 6 sekcí.

Výpočet množství chladicí kapaliny pro topný systém

Chcete-li určit požadované množství chladicí kapaliny, použijte vzorec:

V chladicí kapalina = V kotel + V radiátory + V potrubí, ve kterých:

• V kotle – uvedeno v technickém pasu. U nástěnných plynových modelů je to 3–7 litrů, u stojacích – až 25 litrů.
• V radiátory je jmenovitá hodnota. Pokud to není uvedeno v pasu, vezměte průměrnou hodnotu. Pro část hliníkových baterií je to 0,4 litru, pro bimetalové – 0,3 litru.
• V trubky – lze vypočítat zjednodušeně z tabulky.

Tabulka závislosti objemu chladiva v potrubí na jejich vnitřním průměru

Pokud v různých částech systému mají trubky různé průměry, pak se chladicí kapalina vypočítá samostatně pro každou část. Výsledky jsou shrnuty.