Добавить в закладки
Статьи

Расчет отопления в многоквартирном доме и рекомендации по выбору материалов

Эта статья адресована читателю, которому предстоит обживать квартиру в состоянии “после строителей”. Как правило, оно подразумевает заведенные в квартиру и заглушенные отводы от стояков отопительной системы. Нам предстоит научиться рассчитывать тепловую мощность отопительных приборов, а заодно ознакомиться с рекомендациями по их выбору и монтажу.

Типичное состояние квартиры в новостройке.

Типичное состояние квартиры в новостройке.

Задачи

Начнем с постановки задач.

Нам предстоит следующее:

  1. Вычислить количество тепла, необходимое для поддержания в квартире комфортной температуры.
  2. Подобрать тип отопительных приборов и их размер в зависимости от потребности в тепле.
  3. Определиться с размером и материалом труб.
  4. Выбрать запорную арматуру.

Кроме того: если в вашей квартире единственный ввод отопления под горизонтальную разводку, было бы странным не воспользоваться этим и не поставить теплосчетчик.
Он способен обеспечить весьма ощутимую экономию на коммунальных услугах в отопительный сезон.

Теплосчетчик на вводе в квартиру.

Теплосчетчик на вводе в квартиру.



Расчет тепловой мощности

Он возможен двумя способами.

Расчет по площади

Более проста схема, при которой тепловая мощность в один киловатт берется на 10 м2 площади помещения. Кроме того, используются региональные коэффициенты:

Регион Коэффициент
Крым, Краснодарский край 0,7 – 0,9
Московская, Ленинградская области 1,2 – 1,3
Сибирь, Дальний восток 1,5 – 1,6
Чукотка, Якутия 2,0

Так, для квартиры площадью 74 м2 в ялтинской новостройке потребность в тепловой мощности составит 7,4*0,7=5,18 КВт.

Увы, простоте не всегда сопутствует высокая точность расчетов.

Предложенная схема дает изрядные погрешности в силу нескольких причин:

  • Разброс высоты потолков даст изменение объема помещения при его постоянной площади. Понятно, что для прогрева увеличенного объема понадобится больше тепла.
  • И окна, и двери куда более проницаемы для тепла, по сравнению со стенами. Логично предположить, что каждое дополнительное окно увеличит потери тепловой энергии.
Большие окна - это не только свет, но и потери тепла.

Большие окна – это не только свет, но и потери тепла.

  • Расположение квартиры тоже нельзя игнорировать: у угловых и торцевых квартир большее количество стен будет общим с улицей.

Расчет по объему

Именно поэтому более точное значение тепловой мощности можно получить по несколько усложненной методике:

  1. На кубометр отапливаемого объема берется 40 ватт тепла.
  2. На каждое окно добавляется 100 ватт. На входную дверь – 200.
  3. Для квартир, расположенных в торце дома и имеющих дополнительные, помимо фасада, стены с улицей используется коэффициент 1,2.
  4. Наконец, упомянутый выше региональный коэффициент применяется и в этом случае.

Давайте в качестве примера рассчитаем потребность в тепле двухкомнатной квартиры для следующих условий:

  • Ее площадь – 58 квадратных метров.
  • Высота потолков – 3 метра.
  • Общее количество окон – 4. Входная дверь – одна.
  • Квартира расположена в торце дома.
  • Сам дом находится в городе Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края РФ.
Зима в Комсомольске-на-Амуре.

Зима в Комсомольске-на-Амуре.

Итак:

  1. Объем помещения равен 58*3=174 м3.
  2. Базовое значение тепловой мощности – 40*174=6960 ватт.
  3. Четыре окна и дверь заставят прибавить к нему 600 ватт (100*4+200). 6960+600=7540.
  4. Дополнительная общая с улицей стена заставит умножить это значение на 1,2. 7540*1,2=9048.
  5. Поскольку зимы в Комсомольске достаточно суровы, региональный коэффициент мы примем равным 1,6. 9048*1,6=14476,8 ватта.

Выбор отопительных приборов

В магазинах отопительного оборудования можно встретить следующие основные типы отопительных приборов:

Тип Минимальная цена секции, рубли Средний тепловой поток на одну секцию Рабочее давление, кгс/см2 Рабочая температура, С
Чугунный секционный радиатор 400 160 9-12 110
Алюминиевый секционный радиатор 280 200 8-16 110
Биметаллический (сталь+алюминий) секционный радиатор 450 180 20-100 130
Стальной регистр 16-25 150
Стальной пластинчатый радиатор 8-12 110
Отечественный биметаллический радиатор Рифар Монолит. Рабочее давление - 100 атмосфер.

Отечественный биметаллический радиатор Рифар Монолит. Рабочее давление – 100 атмосфер.

Уточним: нами приведены средние значения в рамках доступной автору статистики.
Фактические характеристики отопительного прибора можно узнать из сопроводительной документации или на сайте производителя.

Об этих отопительных приборах полезно знать еще несколько вещей.

  • Общая болезнь чугунных батарей – межсекционные течи через несколько лет эксплуатации. Паронитовые прокладки между секциями постепенно утрачивают эластичность. Стоит радиатору остыть – и сопутствующее понижению температуры изменение линейных размеров секций вызывает появление капели.
  • Алюминий образует гальваническую пару с медью. Вода же благодаря растворенным в ней солям является электролитом. Стоит объединить в общем контуре алюминиевые радиаторы с медными трубами – и возникающий в нем процесс миграции ионов вызовет быструю электрохимическую коррозию батарей.

Подсказка: в системе центрального отопления вы никогда не знаете, какой тип труб использован при монтаже подводки вашими соседями.

Схема гальванической коррозии алюминия. Процесс проходит с выделением свободного водорода.

Схема гальванической коррозии алюминия. Процесс проходит с выделением свободного водорода.

  • Главный недостаток регистров (к которым относятся и трубчатые стальные радиаторы) – удручающе малый тепловой поток на единицу объема. Он связан с довольно умеренной теплопроводностью стали: ее нет смысла снабжать развитым оребрением просто потому, что концы ребер будут заметно холоднее теплоносителя.
  • Пластинчатые радиаторы имеют слишком уж небольшой срок службы (в основном не более 10 лет). Большая часть недорогих отопительных приборов этого типа изготавливается из коррозионно-нестойких сталей; при завоздушивании или сбросе системы отопления на лето они банально ржавеют изнутри.

В каких условиях придется работать отопительным приборам? Штатные параметры ЦО таковы: давление – 3-4 кгс/см2; температура ограничена действующими СНиП и в любой инженерной системе жилого здания не может превышать 95 С.

Любопытно: в детских дошкольных учреждениях температура теплоносителя и вовсе ограничена на уровне 37 С.

Низкую температуру приходится компенсировать количеством и размерами батарей.

Низкую температуру приходится компенсировать количеством и размерами батарей.

Казалось бы, при таких параметрах можно использовать абсолютно любые батареи: рабочие значения температур и давлений во всех случаях превышают приведенные нами.Однако стоит учесть, что в реальных условиях и температура, и давление системы ЦО могут оказаться существенно выше.

При каких обстоятельствах?

Приведем пару примеров.

  • В сильные холода при заниженных параметрах отопления в квартирах устанавливается неприемлемо низкая температура. Один из практикующихся способов решения этой проблемы в критических ситуациях – работа элеваторного узла без сопла, с заглушенным подсосом.
  • В систему отопления поступает не смесь теплоносителя из прямого и обратного трубопроводов, а вода непосредственно из подающей нитки; при этом температура может достигать 150 С, а давление – 7 кгс/см2.
  • При запуске системы отопления рекомендуется первой открывать домовую задвижку на обратном трубопроводе. Задвижка должна открываться крайне медленно; она приводится в полностью открытое положение лишь после выравнивания давлений в трассе и контуре. Лишь после нее открывается задвижка на подаче.
  • Стоит слесарю поспешить и открыть любую из задвижек быстро – и в практически несжимаемой водной среде возникнет так называемый гидроудар. На фронте заполняющей контур воды давление может достигать уже не 3-4, а всех 20-25 атмосфер.
Последствия гидроудара.

Последствия гидроудара.

Именно поэтому для системы центрального отопления можно с легким сердцем порекомендовать лишь два типа отопительных приборов:

  1. Биметаллические радиаторы. Они представляют собой сердечник из коррозионно-стойкой стали с наружной оболочкой из алюминия. Сталь обеспечивает механическую прочность и стойкость к электрохимической коррозии, алюминий – развитое оребрение с высокой теплопроводностью.
  2. Если вы можете позволить себе отвести значительный объем помещения под отопительные приборы, можно использовать и стальные регистры.
Отопительный регистр.

Отопительный регистр.

Расчет отопительных приборов

Как подобрать оптимальное для комнаты количество секций радиатора? Как рассчитать тепловую мощность регистра?

Расчет потребности комнаты в тепловой мощности выполняется так же, как для всей квартиры. Нюанс: при расчете стоит учитывать объем помещений без отопительных приборов (прихожей, ванной, туалета).

Так, если комната, для отопления которой необходимо 2 КВт, примыкает к прихожей, для которой расчет дал значение теплового потока в 400 ватт, вам стоит озаботится покупкой радиатора мощностью 2400 ватт.

Радиатор

Чтобы пересчитать эту мощность в количество секций биметаллической батареи, достаточно разделить ее на тепловой поток, указанный в документации для одной секции. При мощности секции в 180 ватт 2400-ваттный радиатор должен иметь 2400/180=14 (с округлением) секций.

Здесь, однако, есть пара тонкостей.

  1. Производители указывают тепловой поток для дельты температур между теплоносителем и воздухов в 70 градусов. Если вам нужно поддерживать в комнате +20С, радиатор должен быть нагрет до 90. Если дельта температур вдвое меньше – очевидно, тепловая мощность прибора упадет вдвое, и ее придется компенсировать добором дополнительных секций.
  2. При большой длине секционного радиатора его крайние секции будут заметно холоднее первых от подводки. Решить эту проблему поможет простая инструкция: подключайте прибор по схеме “снизу вниз”.
Схема подключения "снизу вниз".

Схема подключения “снизу вниз”.

Кстати: при такой схеме подключения у вас не возникнет проблем с заиливанием радиатора.
Поток теплоносителя через нижний коллектор будет уносить все отложения.

Регистр

Как рассчитать регистр, если ваш выбор остановился на нем?

Тепловой поток от одной горизонтальной трубы рассчитывается по формуле Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:

  • Q – искомое значение в ваттах.
  • Pi – число “пи”, принимаемое равным 3,1415.
  • Dн – наружный диаметр трубы в метрах.
  • L – ее длина (тоже в метрах).
  • k – коэффициент теплопроводности, принимаемый для стальной трубы равным 11,63 Вт/м2*С.
  • Dt – та самая дельта температур между теплоносителем и воздухом в помещении.

Поскольку для отопления обычно используются многосекционные горизонтальные регистры, нужно учесть, что верхние секции будут отдавать тепло восходящему потоку от нижней трубы. Раз его температура несколько выше окружающего воздуха, тепловой поток от этих секций будет меньше. Поэтому для всех секций, кроме первой, в расчетах используется дополнительный коэффициент 0,9.

Давайте в качестве примера выполним своими руками расчет мощности регистра с четырьмя секциями диаметром 159 мм и длиной 3,2 метра при его температуре 70 градусов и температуре воздуха в помещении +18 С.

Четырехрядный отопительный регистр.

Четырехрядный отопительный регистр.

  1. Тепловой поток от первой секции будет равен 3,1415*0,159*3,2*11,63*(70-18)=967 ватт (с округлением до целого значения).
  2. Тепловой поток от каждой из следующих секций равен 967*0,9=870 ватт.
  3. Суммарная тепловая мощность – 967+(870*3)=3577 ватт.

Трубы

Материал

Какие трубы стоит предпочесть при монтаже системы центрального отопления?

Из упомянутых выше соображений лучше отказаться от всех видов пластиковых и металлопластиковых труб для отопления.

В сухом остатке – всего три варианта:

Добавим к списку несколько комментариев.

Черная сталь со сварными соединениями – наиболее популярное решение. В самом деле, сварить участки контура куда легче, чем возиться с нарезкой резьб и подгонкой размеров патрубков.

Ржаветь трубы вроде как не должны: ведь система отопления должна быть заполнена круглый год, что гарантирует отсутствие контакта внутренней поверхности труб с атмосферным кислородом.

Монтаж отопления черными трубами.

Монтаж отопления черными трубами.

Не тут-то было.

Если в большинстве квартир стоят чугунные радиаторы, рано или поздно течи между их секций приобретают массовый характер. Течи начинаются лишь после остановки отопления: в отопительный сезон нагревшиеся чугунные секции надежно сдавливают паронитовые прокладки.

Угадайте, что проще сделать слесарю – ежедневно иметь большое и светлое чувство с переборкой батарей в квартирах или просто сбросить весь контур на лето?И как только система сброшена, влажный воздух в ней начинает делать свое черное дело.

А вот оцинковка на чугунных резьбовых фитингах проблемы ржавления лишена полностью.

Бытует мнение, что-де цинковое покрытие вступает в реакции с технической водой и быстро разрушается. Автор смеет заметить, что неоднократно вскрывал оцинкованные стояки в сталинках после полувека эксплуатации. Их состояние ничем не отличалось от новых труб.

Оцинковка не нуждается в замене и после нескольких десятилетий эксплуатации.

Оцинковка не нуждается в замене и после нескольких десятилетий эксплуатации.

Наконец, нержавеющие гофрированные трубы привлекают двумя свойствами:

  1. Простым монтажом с использованием пары разводных ключей.
  2. Возможностью легкой разборки фитингов и изменения конфигурации системы.

Каких-то специфических проблем или недостатков у нержавейки нет. Производители заявляют о готовности труб выдержать гидравлический удар до 60 атмосфер и нагрев до 150 С.

Диаметр

Обычно для выбора диаметра трубопровода выполняется гидравлический расчет, учитывающий напор в системе и ограничения по скорости движения теплоносителя. Однако мы говорим о квартире, где максимальная протяженность контура ограничена значением в 30-40 метров. Раз так – можно порекомендовать вполне конкретные значения.

Участок контура ДУ
Подводка к радиатору (до 10 секций) 15
Подводка к радиатору (свыше 10 секций) 20
Горизонтальная разводка между радиаторами 20

Внимание: не путайте ДУ (условный проход) с наружным диаметром. Для стальной трубы ДУ 15 наружный диаметр примерно равен 20 мм.

Условный проход приблизительно равен внутреннему диаметру трубы.

Условный проход приблизительно равен внутреннему диаметру трубы.

Запорная арматура

Какой она должна быть?

  • На входе в квартиру на обеих нитках ставятся шаровые вентиля, полностью отсекающие ее от стояков.
  • После вентиля на подаче не помешает грязевик (фильтр грубой очистки). Он не даст песку или окалине закупорить тонкие каналы в ваших батареях.
  • Каждый радиатор снабжается вентилем на подаче и дросселем или термоголовкой на обратке. Дросселирование поможет уменьшить расходы на тепло, привести их в соответствие с вашими потребностями.
  • При нижнем подключении в одну из верхних радиаторных пробок ставится кран Маевского, позволяющий стравить воздух.
На фото - кран Маевского в верхней пробке.

На фото – кран Маевского в верхней пробке.

Заключение

Надеемся, что наши рекомендации окажутся полезными читателю при проектировании и строительстве отопления в собственной квартире. Как обычно, прикрепленное к статье видео содержит дополнительные тематические материалы. Успехов!

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Поделитесь:
Автор: Владимир БОНКО
Опубликовано: 10.07.2015