Jak si sami spočítat vytápění soukromého domu

Hydraulický výpočet zásobování vodou

"Obraz" výpočtu tepla pro vytápění samozřejmě nemůže být úplný bez výpočtu takových charakteristik, jako je objem a rychlost chladicí kapaliny. Teplonosným médiem je ve většině případů standardní voda v kapalném nebo plynném skupenství.

Skutečný objem teplonosného média je vhodné vypočítat sečtením všech dutin topného systému. V případě jednookruhového kotle je to nejlepší možnost. Při použití dvouokruhových kotlů v topném systému je třeba zohlednit spotřebu teplé vody pro hygienické a jiné domácí účely.

Výpočet objemu vody ohřáté dvouokruhovým kotlem pro přípravu teplé vody pro obyvatele a ohřev topného média se provádí součtem vnitřního objemu topného okruhu a skutečných požadavků uživatelů na topnou vodu.

Objem teplé vody v topném systému se vypočítá podle vzorce:

W=k*P, kde

• W - objem topného média;
• P - výkon topného kotle;
• k - účiník (počet litrů na jednotku výkonu, rovná se 13,5, rozsah - 10-15 litrů).

Výsledný vzorec vypadá takto:

W = 13,5*P

Rychlost proudění kapaliny je konečné dynamické hodnocení topného systému, které charakterizuje rychlost, jakou kapalina cirkuluje systémem.

Tato hodnota pomáhá odhadnout typ a průměr potrubí:

V=(0,86*P*μ)/∆T, kde

• P - výkon kotle;
• μ - účinnost kotle;
• ∆T - rozdíl teplot mezi přívodní a vratnou vodou.

Pomocí výše uvedených metod hydraulického výpočtu je možné získat reálné parametry, které jsou "základem" budoucího topného systému.

Stanovení výkonu kotle

K udržení teplotního rozdílu mezi okolní teplotou a teplotou uvnitř domu potřebujete autonomní topný systém, který udržuje požadovanou teplotu v každé místnosti soukromého domu.

Vytápěcí systém je založen na různých typech kotlů - olejových nebo na tuhá paliva, elektrických nebo plynových.

Kotel je ústřední jednotka topného systému, která vyrábí teplo. Hlavní charakteristikou kotle je jeho výkon, tedy rychlost přeměny množství tepla za jednotku času.

Výpočtem topného zatížení lze získat požadovaný jmenovitý výkon kotle.

Pro standardní byt s více ložnicemi se výkon kotle vypočítá na základě plochy a hustoty výkonu:

Р_kotel=(S_pokoj*Р_specifické)/10, kde

• S_prostory- je celková plocha vytápěné místnosti;
• Р_specifické- je měrný výkon vzhledem ke klimatickým podmínkám.

Tento vzorec však nezohledňuje tepelné ztráty, které jsou v soukromém domě dostatečné.

Existuje jiný poměr, který tento parametr zohledňuje:

Р_kotle=(Q_ztráty*S)/100, kde

• Р_kotle- výkon kotle;
• Q_ztráty- tepelné ztráty;
• S - vytápěná plocha.

Je třeba zvýšit vypočtený výkon kotle. Pokud má být kotel používán k ohřevu vody v koupelně a kuchyni, je nutná rezerva.

Ve většině topných systémů v soukromých domech se doporučuje použít expanzní nádobu pro uskladnění teplonosné kapaliny. Každý rodinný dům potřebuje přívod teplé vody.

Pro zajištění rezervy výkonu kotle je třeba do posledního vzorce doplnit koeficient rezervy K:

Р_kotle=(Q_ztráty*S*K)/100, kde

K - se bude rovnat 1,25, tj. vypočtený výkon kotle se zvýší o 25 %.

Výkon kotle tak umožňuje udržovat normativní teplotu vzduchu v místnostech budovy a mít v domě počáteční a dodatečný objem teplé vody.

Výpočet topného výkonu

Tepelný výkon topného systému je množství tepla, které je třeba v domě vyrobit, aby se v chladném období udržel komfort v domě.

Výpočet topného výkonu pro váš domov

Mezi celkovou vytápěnou podlahovou plochou a výkonem kotle existuje závislost. Výkon kotle musí být větší nebo stejný jako výkon všech radiátorů. Standardní tepelně-technický výpočet pro obytný prostor je následující: 100 Wattů výkonu na 1 m² vyhřívané plochy plus 15 - 20% rezerva.

Počet a příkon radiátorů je třeba vypočítat pro každou místnost zvlášť. Každý radiátor má specifický tepelný výkon. U článkových otopných těles je celkový tepelný výkon součtem tepelných výkonů všech použitých článků.

V jednoduchých topných systémech jsou tyto výpočty výkonu obvykle dostačující. Výjimkou jsou budovy s nestandardní architekturou, velkými prosklenými plochami, vysokými stropy a dalšími zdroji dodatečných tepelných ztrát. V tomto případě je nutná podrobnější analýza a výpočet pomocí multiplikátorů.

Výpočet tepelných ztrát domu

Výpočet tepelných ztrát domu je třeba provést pro každou místnost zvlášť, s ohledem na okna, dveře a vnější stěny.

Pro tyto tepelné ztráty se podrobněji používají následující údaje:

• Tloušťka a materiál stěn, nátěry.
• Konstrukce a materiál střešní krytiny.
• Typ a materiál základu.
• Typ zasklení.
• Typ podlahové mazaniny.

Pro stanovení minimálního požadovaného výkonu topného systému s ohledem na tepelné ztráty lze použít následující vzorec:

Qt(kW×h) = V × ΔT × K ⁄ 860, kde:

Qt je tepelná zátěž místnosti.

V - objem vytápěné místnosti (šířka × délka × výška), m³.

ΔT je rozdíl mezi teplotou venkovního vzduchu a požadovanou vnitřní teplotou, °C.

K - součinitel tepelných ztrát budovy.

860 - přepočet koeficientu na kWh.

Součinitel tepelných ztrát budovy K závisí na typu konstrukce a izolaci místnosti:

K	Typ konstrukce
3 — 4	Dům bez tepelné izolace - zjednodušená konstrukce nebo konstrukce z vlnitého plechu.
2 — 2,9	Dům s nízkou tepelnou izolací - zjednodušená stavební konstrukce, jednoduché zdivo, zjednodušená konstrukce oken a střechy.
1 — 1,9	Střední tepelná izolace - standardní konstrukce, dvojité zdivo, malý počet oken, standardní střešní krytina.
0,6 — 0,9	Vysoká tepelná izolace - vylepšená konstrukce, tepelně izolované cihlové stěny, malý počet oken, izolované podlahy, střešní koláč s kvalitní tepelnou izolací.

Rozdíl mezi venkovní teplotou a požadovanou vnitřní teplotou ΔT se určuje podle konkrétních povětrnostních podmínek a požadované úrovně komfortu v domě. Pokud je například venkovní teplota -20 °C a vnitřní teplota má být +20 °C, pak ΔT = 40 °C.

Výpočet tepelných ztrát domu

Tyto informace jsou potřebné k určení potřebného výkonu topného systému, tj. kotle a tepelného výkonu každého radiátoru zvlášť. K tomu můžete použít naši online kalkulačku tepelných ztrát. Musí se vypočítat pro každou místnost v domě, která má vnější stěnu.

Zkontrolujte. Vypočítané tepelné ztráty každé místnosti vydělte její plochou a získáte měrnou tepelnou ztrátu ve wattech na metr čtvereční. Obvykle se pohybují od 50 do 150 W/m2. Pokud se vaše údaje výrazně liší od uvedených, mohlo dojít k chybě. Nejvyšší jsou tepelné ztráty místností v horním podlaží, následují tepelné ztráty přízemí a nejnižší jsou u místností ve středním podlaží.

Přehled programů pro hydraulické výpočty

V podstatě každý hydraulický výpočet teplovodních topných systémů je považován za náročný inženýrský úkol. Byla vyvinuta řada softwarových balíčků, které tento postup usnadňují.

V aplikaci Excel se lze pokusit provést hydronický výpočet otopné soustavy pomocí vzorců, které jsou již k dispozici. Mohou však nastat následující problémy:

• Velké nepřesnosti. V mnoha případech se jako příklad hydraulického výpočtu topného systému bere jedno nebo dvě schémata potrubí. Stejné výpočty pro rozdělovací systém jsou problematické;
• Pro správné zohlednění odporu z hlediska hydrauliky potrubí jsou zapotřebí referenční údaje, které nejsou ve formuláři k dispozici. Ty je třeba vyhledat a zadat dodatečně.

Oventrop CO

Nejjednodušší a nejpřehlednější software pro výpočet hydrauliky topné sítě. Intuitivní rozhraní a flexibilní nastavení vám pomohou rychle se zorientovat v dosud neviditelných bodech pro zadávání dat. Při prvním nastavení softwaru se mohou vyskytnout drobné problémy. Je třeba zadat všechny parametry systému, od samotného materiálu trubek až po umístění THEN.

Vyznačuje se flexibilitou nastavení, možností provést nejjednodušší hydraulický výpočet dodávky tepla jak pro nový systém zásobování teplem, tak pro modernizaci starého systému. Mezi náhradami vyniká dobrým grafickým rozhraním.

Instal-Therm HCR.

Softwarový balíček je určen pro profesionální odolnost z hlediska hydrauliky rozvodů tepla. Bezplatná verze má mnoho kontraindikací. Oblastí použití je návrh zásobování teplem ve velkých veřejných a průmyslových budovách.

Z praktického hlediska se hydraulický výpočet pro samostatné zásobování teplem v soukromých bytech a domech neprovádí vždy. To však může vést ke zhoršení stavu topného systému a rychlému rozpadu jeho součástí - topných těles, potrubí a kotlů. Aby se tomu předešlo, je nutné včas vypočítat parametry systému a porovnat je se skutečnými hodnotami, aby bylo možné optimalizovat provoz vytápění.

HERZ C.O.

Vyznačuje se flexibilitou nastavení, možností provést zjednodušený hydraulický výpočet vytápění jak pro nový topný systém, tak pro modernizaci starého. HERZ C.O. se od svých konkurentů liší komfortním grafickým rozhraním.

Vlastnosti výběru oběhového čerpadla

Čerpadlo se vybírá podle dvou kritérií:

1. Množství čerpané kapaliny vyjádřené v metrech krychlových za hodinu (m³/h).
2. Hlava vyjádřená v metrech (m).

Výška je víceméně jasná - je to výška, do které musí být kapalina zvednuta, a měří se od nejnižšího bodu k nejvyššímu bodu nebo k dalšímu čerpadlu, pokud je v projektu více než jedno čerpadlo.

Objem expanzní nádoby

Každý ví, že kapalina má při zahřívání tendenci zvětšovat svůj objem. Aby topný systém nevypadal jako bomba a netekl ve všech švech, je zde expanzní nádoba, která shromažďuje vytlačenou vodu ze systému.

Jak velká by měla být nádrž zakoupena nebo vyrobena?

Je to jednoduché, znát fyzikální vlastnosti vody.

Vynásobte vypočtený objem chladicí kapaliny v systému číslem 0,08. Například u teplonosné látky pro 100 litrů bude mít expanzní nádoba objem 8 litrů.

Podívejme se na množství čerpané kapaliny podrobněji.

Průtok vody v topném systému se vypočítá podle vzorce:

G = Q / (c * (t2 - t1)), kde:

• G - průtok vody v topném systému, kg/s;
• Q - množství tepla, které kompenzuje tepelné ztráty, W
• c - měrná tepelná kapacita vody, tato hodnota je známá a rovná se 4200 J/kg*ᵒC (všimněte si, že ostatní nosiče tepla mají ve srovnání s vodou horší hodnoty);
• t2 je teplota teplonosné látky vstupující do systému, ᵒC;
• t1 - výstupní teplota teplonosné látky, ᵒC;

Doporučení! Pro pohodlné bydlení musí být delta vstupní teploty nosiče tepla 7-15 stupňů. Teplota podlahy v systému podlahového vytápění nesmí překročit 29 °C.ᵒ С. Je proto nutné vědět, jaký typ vytápění bude v domě instalován: zda to budou radiátory, podlahové vytápění nebo kombinace několika typů.

Výsledek tohoto vzorce udává průtok topného média za sekundu, aby se vyrovnaly tepelné ztráty, a tento údaj se pak převede na hodiny.

Rada! Je pravděpodobné, že teplota se bude během provozu měnit v závislosti na okolnostech a ročním období, proto je nejlepší k tomuto číslu rovnou připočítat 30% rezervu.

Zvažte vypočtené množství tepla potřebné k vyrovnání tepelných ztrát.

Jedná se pravděpodobně o nejsložitější a nejdůležitější kritérium, které vyžaduje technické znalosti a ke kterému je třeba přistupovat zodpovědně.

Pokud se jedná o soukromý dům, může se tato hodnota pohybovat od 10-15 W/m² (tyto hodnoty jsou typické pro "pasivní domy") až po 200 W/m² a více (pokud se jedná o tenké stěny bez izolace nebo s nedostatečnou izolací).

V praxi používají stavitelé a řemeslníci jako základ hodnotu tepelných ztrát 100 W/m².

Doporučení: vypočtěte tento údaj pro konkrétní dům, kde má být topný systém instalován nebo rekonstruován. K tomuto účelu se používají kalkulačky tepelných ztrát, které počítají zvlášť ztráty stěn, střech, oken a podlah. Tyto údaje nám umožní zjistit, kolik tepla dům fyzicky odevzdává do okolí v daném regionu s jeho klimatickými podmínkami.

Vypočtenou hodnotu ztráty je třeba vynásobit plochou domu a poté dosadit do vzorce pro výpočet průtoku vody.

Nyní je třeba vypočítat spotřebu vody v topném systému bytového domu.

Výpočet tepelných ztrát a kotle pro vytápění domu online

Pomocí naší kalkulačky vytápění domu snadno zjistíte, kolik výkonu kotle potřebujete k vytápění svého útulného hnízdečka.

Jak si jistě pamatujete, pro výpočet tepelných ztrát potřebujete znát několik hodnot pro hlavní součásti domu, které dohromady tvoří více než 90 % celkových ztrát. Pro vaše pohodlí jsme do kalkulačky přidali pouze ta pole, která můžete vyplnit bez zvláštních znalostí:

• zasklení;
• tepelná izolace;
• poměr oken k podlahové ploše;
• teplota vně místnosti;
• počet stěn směřujících ven;
• která místnost je nad vypočtenou místností;
• výšku místnosti;
• plochu místnosti.

Po zjištění hodnoty tepelných ztrát domu se pro výpočet potřebného výkonu kotle použije korekční faktor 1,2.

Postup s kalkulačkou

Nezapomeňte, že čím silnější je zasklení a čím lepší je izolace, tím menší je potřeba topný výkon.

Pro získání výsledků je třeba zodpovědět následující otázky:

1. Vyberte si jeden z navrhovaných typů zasklení (trojité nebo dvojité zasklení, normální dvojité zasklení).
2. Jak je vaše stěna izolovaná? Dobrá silná izolace s několika vrstvami minerální vlny, pěny, EPS pro sever a Sibiř. Možná žijete ve středním Rusku a stačí vám jedna vrstva izolace. Nebo jste možná stavitel domů v jižních oblastech a stačí mu dvojitá dutá cihla.
3. Jaký je poměr plochy oken k podlaze v %. Pokud tuto hodnotu neznáte, lze ji velmi jednoduše vypočítat: vydělte plochu podlahy plochou okna a vynásobte ji 100 %.
4. Uveďte minimální zimní teplotu pro několik ročních období a zaokrouhlete nahoru. Nechcete použít průměrnou zimní teplotu, jinak by se mohlo stát, že budete mít menší kotel a dům nebude dostatečně vytápěn.
5. Výpočet pro celý dům nebo jen pro jednu stěnu?
6. Co je nad naším pokojem. Pokud máte jednopodlažní dům, zvolte typ podkroví (studené nebo teplé), v případě druhého podlaží vytápěný prostor.
7. K výpočtu objemu bytu potřebujete výšku stropu a podlahovou plochu, která je pak základem pro všechny výpočty.

Příklad výpočtů:

• jednopatrový dům v Kaliningradské oblasti;
• Stěny o délce 15 a 10 m izolované jednou vrstvou minerální vlny;
• výška stropu 3 m;
• 6 oken po 5 m2 z dvojitého skla;
• Minimální teplota za posledních 10 let je 26 stupňů;
• vypočteno pro všechny 4 stěny;
• teplé vytápěné podkroví nahoře;

Plocha našeho domu je 150 m2 a plocha oken je 30 m2. 30/150*100=20% poměr okna k podlaze.

Vše ostatní víme, v kalkulačce vybereme příslušná pole a vyjde nám, že náš dům ztratí 26,79 kW tepla.

26,79*1,2=32,15 kW - požadovaný tepelný výkon kotle.

Klasifikace vytápěcích systémů pro soukromé domácnosti

Především se topné systémy liší typem teplonosného média a mohou být

• ohřev vody, nejběžnější a nejpraktičtější;
• Vzduch, jehož typem je systém otevřeného ohně (tj. klasický krb);
• elektrický - nejpohodlnější k použití.

Systémy ohřevu vody v rodinném domě se zase dělí podle typu rozvodů a mohou být jednotrubkové, kolektorové a dvoutrubkové. Kromě toho se u nich rozlišuje také nosič energie potřebný pro práci topného zařízení (plyn, pevné nebo kapalné palivo, elektřina) a počet smyček (1 nebo 2). Tyto systémy se také dělí podle materiálu trubek (měď, ocel, polymery).

Výběr topného prvku

Kotle jsou podmíněně rozděleny do několika skupin podle druhu používaného paliva:

• elektrické;
• kapalné palivo;
• plyn;
• pevná paliva;
• kombinované.

Ze všech dostupných modelů jsou nejoblíbenější plynové jednotky. Tento typ paliva je poměrně výhodný a cenově dostupný. Kromě toho takové zařízení nevyžaduje speciální znalosti a dovednosti pro jeho údržbu a účinnost těchto jednotek je poměrně vysoká, čímž se nemohou pochlubit jiné jednotky se stejnou funkčností. Plynové kotle jsou však vhodné pouze v případě, že je váš dům připojen k elektrické síti.

Stanovení výkonu kotle

Před výpočtem topného výkonu je třeba určit výkon topného tělesa, protože ten určuje účinnost topného systému. Například jednotka s velkým výkonem bude spotřebovávat velké množství paliva, zatímco jednotka s malým výkonem nebude schopna plně zajistit kvalitní vytápění místnosti. Z tohoto důvodu je výpočet topného systému důležitým a zodpovědným procesem.

Výkon kotle není nutné počítat pomocí složitých vzorců, ale stačí použít níže uvedenou tabulku. Ukazuje vytápěnou plochu budovy a výkon topného tělesa, které bude schopno vytvořit plné teplotní podmínky pro bydlení.

Celková podlahová plocha vytápěného domu, m2	Požadovaný topný výkon kW
60-200	Ne více než 25
200-300	25-35
300-600	35-60
600-1200	60-100

Podtrženo, sečteno

Jak vidíte, výpočet topného výkonu spočívá ve výpočtu součtu čtyř výše uvedených prvků.

Určit požadovanou kapacitu pracovní kapaliny v systému s matematickou přesností není možné pro každého. Proto někteří uživatelé provádějí následující kroky, aniž by chtěli provádět výpočet. Nejprve se systém naplní přibližně na 90 % a poté se zkontroluje jeho funkce. Nahromaděný vzduch se poté vypustí a plnění pokračuje.

Během provozu topného systému dochází v důsledku konvekčních procesů k přirozenému poklesu hladiny topného média. To má za následek ztrátu výkonu kotle. Z toho vyplývá nutnost mít rezervní nádrž pracovní kapaliny, ze které lze sledovat úbytek chladicí kapaliny a v případě potřeby ji doplnit.