Содержание
Самостоятельный расчет мощности котла и отопительных приборов системы отопления
Еще одним способом создать хорошие условия труда для рабочих является использование инфракрасного излучения. Приборы вырабатывают энергию лучей, которая передается окружающим предметам, нагревая их. Потом это тепло поступает в воздух. Способ имеет существенный недостаток: не всегда возможно равномерное распределение энергии. Под потолком бывает значительно теплее, чем на более низких уровнях.
Нагревательный элемент при инфракрасном отоплении может быть разным:
- галогенным – если произойдет удар или падение, то трубка может сломаться;
- карбоновым – расход энергии снижается практически в 2,5 раза;
- керамическим – внутри обогревателя сгорает газовоздушная смесь, отчего прибор нагревается и отдает тепло окружающей среде.
Каждый год нужно проводить подготовку котельной к отопительному сезону. В таком случае зимой проблем точно не возникнет.
Не стоит забывать о потолочной системе отопления, которая достаточно часто используется для обогрева производственных зданий. С помощью особых устройств греют не воздух, а стены, потолок, пол. Циркуляции не происходит, следовательно, снижается риск получить простудное заболевание или ангину рабочим отдела или цеха. В потолочной системе отопления выделяют ряд преимуществ, таких как: долгий срок эксплуатации, занимает мало места, отличается простотой и быстротой монтажа, имеет небольшой вес.
Нормы СНиП для отопления производственных помещений
Прежде чем приступить к проектированию той или иной системы, задуматься о том, какой выбрать промышленный котел отопления, надо изучить следующие правила и выполнить их. Обязательно стоит учитывать потери тепла, ведь нагревается не только воздух в помещении, но и оборудование, предметы. Максимальная температура теплоносителя (воды, пара) – 90 градусов, а давление — 1 МПа.
При составлении проекта на отопление не берут в расчет лестничные площадки. Использовать котлы и прочее оборудование, работающее на газу, разрешается, только если продукты окисления удаляются закрыто и нет опасности возникновения взрыва или пожара на производстве.
После окончания работ проводится заполнение водой системы отопления и контрольная проверка.
Каждый из перечисленных способов отопления имеет свои недостатки и достоинства. Выбирать оптимальный из способов надо на основании технологических процессов, которые проводятся в конкретном цеху. Рабочие не могут находиться в помещении, если температура воздуха там ниже 10 градусов. На складах обычно хранится готовая продукция. Чтобы сохранить ее качество, нужно поддерживать оптимальный микроклимат.
Интересное по теме:
Подготовка системы к отопительному сезону
Трубы для разных систем отопления
Полипропиленовые трубы для отопления: плюсы и.
Изоляция труб отопления
Расчет материалов для отопления
Человеку, далекому от устройства системы обогрева, правильно посчитать материалы для отопления будет трудновато – как минимум, необходимо хотя бы зрительно представлять всю отопительную систему в сборе и знать комплектующие части предполагаемой к использованию трубы. Именно поэтому для правильного подсчета количества материалов придется изучить всю подноготную работы отопительной системы.
Сомневаетесь? Тогда обратитесь к знакомым специалистам и попросите их если не собрать вам всю систему, то хотя бы начертить ее с указанием всех необходимых элементов. Хороший знакомый за бутылочкой чая с удовольствием поможет вам в решении этой проблемы. Ну а я, со своей стороны, попробую хотя бы примерно расписать какие комплектующие части и для чего вам понадобятся.
Начнем с котла – как пример, рассмотрим двухконтурный, который наиболее часто используется в небольших домах и квартирах. Установка котла отопления и подключение его к системе отопления потребует от вас минимум четыре шаровых крана с разъемными соединениями, два фильтра механической очистки и четыре резьбовых переходника для подключения трубопроводов.
Для обвязки одной батареи отопления будут необходимы 2 радиаторных крана (регулирующий и отсекающий), кран Маевского, заглушка, опять же, два резьбовых переходника для подключения батарей к трубопроводам и два тройника, устанавливаемые непосредственно на магистрали отопления.
Примерно подсчитать метраж трубы, думаю, проблем не возникнет ни у кого – для этого нужно ясно представлять места установки батарей. Полученный метраж умножается на два, потому что обычно прокладывается две трубы (подача и обратка). Другое дело диаметры труб – как правило, все настенные двухконтурные котлы оснащаются подключениями размером ø3/4″. В принципе, для домов и квартир площадью до 100кв.м. этого вполне достаточно, а вот для более обширных систем понадобятся большие диаметры труб. Но если касаться только небольших систем отопления, то для их монтажа вам понадобятся трубы ø3/4″ для прокладки магистралей и трубы ø1/2″ непосредственно для подключения батарей.
Если честно, то такие сложные работы, как расчет и монтаж системы отопления. самостоятельно может выполнить исключительно грамотный человек, умеющий обращаться с современным инструментом и владеющий большим количеством знаний в области теплотехники. Попробовать, конечно, можно и всем остальным, только для этого придется немного подучиться и овладеть немалым количеством информации.
Замечания по монтажу и запуску
Для долговременной работы оборудования и его высокой эффективности следует соблюдать некоторые правила:
- Монтаж насоса производят так, чтоб его вал находился горизонтально. Для оборудования с «мокрым» ротором такое требование является обязательным! Ориентация трубопроводов (вертикальный, горизонтальный или наклонный участок) значения не имеет.
- Клеммная коробка должна располагаться сверху. Это обеспечит безопасность даже в случае возможных протечек.
- Современные агрегаты позволяют установку и на подачу, и на обратку, но расположение на обратном участке снизит тепловые нагрузки и увеличит ресурс оборудования.
- При монтаже обязательно предусмотреть байпас для циркуляционного насоса. Это позволит при отсутствии электропитания использовать отопительную систему в режиме с естественной циркуляцией.
- В качестве рабочей выбирается средняя скорость оборудования. Запуск системы осуществляется на самой высокой скорости (в системах с автоматикой отключается блокировка).
- После запуска следует удалить скопившийся воздух через предусмотренные в конструкции специальные клапаны.
Схема отопления
Несмотря на сказанное выше, использовать лучистое отопление для нашей схемы мы не будем. Дело в том, что большая часть производственных застроек еще советского образца, с большими теплопотерями. Для них необходим самый недорогостоящий вариант отопления, желательно с использование альтернативного топлива.
Итак, средний объем таких зданий составляет 5760 кубических метра, а для того чтобы восполнить потери, требуется мощность в 108 киловатт за час. Это весьма приблизительные цифры, которые зависят от ряда факторов. Отметим лишь, что у нас должен быть еще 30%-й запас мощности. Наше топливо – древесина и пеллеты.
Дабы получить необходимую нам мощность, требуется порядка 40 килограмм топлива в час, а если на производстве восьмичасовой рабочий день (плюс час перерыва), то в сутки потребуется 360 килограмм топлива. В среднем отопительный сезон составляет 150 дней, значит, в общей сложности нам понадобится 54 тонны дров. Но это значение максимально.
Теперь рассчитаем стоимость. (см. таблицу)
Так как с каждым днем растет конкуренция на отечественном рынке, производители вынуждены уделять внимание всем пунктам затрат. Если посмотреть на этот список, то далеко не замыкающую позицию будет занимать расход на отопления различных производственных помещений
С тех пор, как увеличилась стоимость энергоносителей, увеличился и их процент себестоимости.
Воздушное отопление производственного помещения
Если раньше такой вопрос, как выбор наиболее экономного варианта, был еще не таким острым, то сейчас он позиционируется в категории наиболее актуальных. Воздушное отопление производственного помещения в подобной ситуации нередко рассматривается как наиболее эффективный и в то же время наиболее экономичный вариант.
Воздушное отопление производственных помещений
Через систему воздуховодов тепло разносится по территории производственного цеха
Система воздушного отопления на каждом конкретном промышленном предприятии может использоваться как основная, или как вспомогательная. В любом случае установка в цехе воздушного отопления обходится дешевле водяного, поскольку не нужно устанавливать дорогостоящие котлы для отопления производственных помещений, прокладывать трубопроводы и монтировать радиаторы.
Преимущества системы воздушного отопления производственного помещения:
- экономия площади рабочей зоны;
- энергоэффективный расход ресурсов;
- одновременный обогрев и очистка воздуха;
- равномерность обогрева помещения;
- безопасность для самочувствия работников;
- отсутствие риска протечек и замерзания системы.
Воздушное отопление производственного помещения может быть:
- центральным — с единым нагревательным агрегатом и разветвленной сетью воздуховодов, по которым нагретый воздух разносится по территории цеха;
- местным — воздухонагреватели (воздушно-отопительные агрегаты, тепловые пушки, воздушно-тепловые завесы) располагаются непосредственно в помещении.
В системе централизованного воздушного отопления для сокращения затрат энергии применяют рекуператор, который частично использует теплоту внутреннего воздуха для подогрева свежего воздуха, поступающего извне. Местные системы не осуществляют рекуперацию, они только согревают внутренний воздух, но не обеспечивают приток наружного. Настенно-потолочные воздухонагревательные агрегаты могут быть использованы для обогрева отдельных рабочих мест, а также для сушки каких-либо материалов и поверхностей.
Отдавая предпочтение воздушному отоплению производственных помещений, руководители предприятий добиваются экономии за счет существенного снижения капитальных затрат.
Простые способы вычисления тепловой нагрузки
Любой расчет тепловой нагрузки нужен для оптимизации параметров системы отопления или улучшения теплоизоляционных характеристик дома. После его выполнения выбираются определенные способы регулирования тепловой нагрузки отопления. Рассмотрим нетрудоемкие методики вычисления этого параметра системы отопления.
Зависимость мощности отопления от площади
Таблица поправочных коэффициентов для различных климатических зон России
Для дома со стандартными размерами комнат, высотой потолков и хорошей теплоизоляцией можно применить известное соотношение площади помещения к требуемой тепловой мощности. В таком случае на 10 м² потребуется генерировать 1 кВт тепла. К полученному результату нужно применить поправочный коэффициент, зависящий от климатической зоны.
Предположим, что дом находится в Московской области. Его общая площадь составлять 150 м². В таком случае часовая тепловая нагрузка на отопление будет равна:
Главным недостатком этого метода является большая погрешность. Расчет не учитывает изменение погодных факторов, а также особенности здания – сопротивление теплопередачи стен, окон. Поэтому на практике его использовать не рекомендуется.
Укрупненный расчет тепловой нагрузки здания
Укрупненный расчет нагрузки на отопление характеризуется более точными результатами. Изначально он применялся для предварительного расчета этого параметра при невозможности определить точные характеристики здания. Общая формула для определения тепловой нагрузки на отопление представлена ниже:
Где q° — удельная тепловая характеристика строения. Значения нужно брать из соответствующей таблицы, а – поправочный коэффициент, о котором говорилось выше, Vн – наружный объем строения, м³, Tвн и Tнро – значения температуры внутри дома и на улице.
Таблица удельных тепловых характеристик зданий
Предположим, что необходимо рассчитать максимальную часовую нагрузку на отопление в доме с объемом по наружным стенам 480 м³ (площадь 160 м², двухэтажный дом). В этом случае тепловая характеристика будет равна 0,49 Вт/м³*С. Поправочный коэффициент а = 1 (для Московской области). Оптимальная температура внутри жилого помещения (Твн ) должна составлять +22°С. Температура на улице при этом будет равна -15°С. Воспользуемся формулой для расчета часовой нагрузки на отопление:
По сравнению с предыдущим расчетом полученная величина меньше. Однако она учитывает важные факторы – температуру внутри помещения, на улице, общий объем здания. Подобные вычисления можно сделать для каждой комнаты. Методика расчета нагрузки на отопление по укрупненным показателям дает возможность определить оптимальную мощность для каждого радиатора в отдельно взятом помещении. Для более точного вычисления нужно знать среднетемпературные значения для конкретного региона.
Такой метод расчета можно применять для вычисления часовой тепловой нагрузки на отопление. Но полученные результаты не дадут оптимально точную величину тепловых потерь здания.
Поправки, вносимые в расчет и советы
Рассмотренные выше методы расчёта количества секций радиатора прекрасно подходят для помещений, высота которых достигает 3-х метров. Если этот показатель больше, необходимо увеличивать тепловую мощность прямо пропорционально росту высоты.
Если весь дом оснащен современными пластиковыми окнами, у которых коэффициент тепловых потерь максимально снижен – появляется возможность сэкономить и уменьшить полученный результат до 20%.
Считается, что стандартная температура теплоносителя, циркулирующего по отопительной системе – 70 градусов. Если она ниже этого значения, необходимо на каждые 10 градусов увеличивать полученный результат на 15%. Если выше – наоборот уменьшать.
Помещения, площадь которых более 25 кв. м. отопить одним радиатором, даже состоящим из двух десятков секций, будет крайне проблематично. Чтобы решить подобную проблему, необходимо вычисленное число секций поделить на две равные части и установить две батареи. Тепло в этом случае будет распространяться по комнате более равномерно.
Если в помещении два оконных проема, радиаторы отопления нужно размещать под каждым из них. Они должны быть по мощности в 1.7 раза больше номинальной, определенной при расчетах.
Купив штампованные радиаторы, у которых поделить секции нельзя, необходимо учитывать общую мощность изделия. Если ее недостаточно, следует подумать о покупке второй такой же батареи или чуть менее теплоемкой.
Очень многие факторы могут оказывать влияние на итоговый результат. Рассмотрим, в каких ситуациях необходимо вносить поправочные коэффициенты:
- Окна с обычным остеклением – увеличивающий коэффициент 1.27
- Недостаточная теплоизоляция стен – увеличивающий коэффициент 1.27
- Более двух оконным проемов на помещение – увеличивающий коэффициент 1.75
- Коллекторы с нижней разводкой – увеличивающий коэффициент 1.2
- Запас в случае возникновения непредвиденных ситуаций – увеличивающий коэффициент 1.2
- Применение улучшенных теплоизоляционных материалов – уменьшающий коэффициент 0.85
- Установка качественных теплоизоляционных стеклопакетов – уменьшающий коэффициент 0.85
Количество вносимых поправок в расчет может быть огромным и зависит от каждой конкретной ситуации. Однако следует помнить, что уменьшать теплоотдачу радиатора отопления значительно легче, чем увеличить. Потому все округления делаются в большую сторону.
Если необходимо произвести максимально точный расчёт количества секций радиатора в сложном помещении – не стоит бояться обратиться к специалистам. Самые точные методы, которые описываются в специальной литературе, учитывают не только объем или площадь комнаты, но и температуру снаружи и изнутри, теплопроводность различных материалов, из которых построена коробка дома, и множество других факторов.
Безусловно, можно не бояться и набрасывать несколько ребер к полученному результату. Но и чрезмерное увеличение всех показателей может привести к неоправданным расходам, которые не сразу, порой и не всегда удается окупить.
Воздушное отопление промышленных помещений
Этот способ обогрева производственных площадей стал популярным еще в 70-е годы. Принцип работы основан на нагреве воздуха теплогенераторами, водяными или паровыми калориферами. Воздух по коллекторам поступает в те зоны, где необходимо поддерживать нужную температуру. Для распределения воздушных потоков устанавливают специальные распределительные головки или жалюзи. Это далеко не идеальный способ обогрева, он имеет существенные недостатки, однако применяется довольно широко.
Центральная и зональная системы
В зависимости от потребностей владельцев зданий можно оборудовать равномерный обогрев всего помещения или отдельных зон. Центральное воздушное отопление представляет собой приборы, которые забирают воздух снаружи, нагревают и подают его в помещения. Главным недостатком системы такого типа является отсутствие возможности регулировать температуру в отдельных помещениях здания.
Зональное отопление позволяет создать нужный температурный режим в каждой комнате. Для этого в каждом помещении устанавливают отдельный отопительный прибор (чаще всего газовый конвектор), который поддерживает заданную температуру. Зональная система экономически выгодна, поскольку используется ровно столько энергии, сколько нужно для обогрева, минимизируются нерациональные расходы. При установке нет необходимости прокладывать воздуховоды.
Определять подходящий тип системы и осуществлять расчет воздушного отопления производственного помещения должен опытный специалист. Учитываются такие факторы:
- тепловые потери;
- необходимый температурный режим;
- количество прогреваемого воздуха;
- мощность и вид воздухонагревателя.
Преимущества и недостатки
Важными преимуществами можно считать быстрый прогрев воздуха, возможность совмещения отопления с вентиляцией. Недостаток связан с общеизвестным законом физики: теплый воздух поднимается вверх. Под потолком создается более теплая зона, чем на уровне человеческого роста. Разница может составлять несколько градусов. Например, в цехах с потолками высотой 10 м внизу температура может составлять 16 градусов, а в верхней части помещения – до 26. Для поддержания нужного теплового режима система должна работать постоянно. Такой нецелесообразный расход энергии заставляет владельцев искать иные методы обогрева зданий.
Схема воздушного отопления промышленного помещения
Как правильно рассчитать мощность отопительной системы
За основу берутся нормы СанПиН, четко регламентирующие температурный предел в жилых помещениях от 18 до 24°С, но это касается централизованного теплоснабжения, хотя конечно, любой владелец автономной отопительной системы вправе сдвинуть предел в любую сторону. Делать этого не рекомендуется, поскольку эти значения являются наиболее оптимальными для создания комфортной обстановки и расхода топлива. Не стоит забывать, что наиболее высокий КПД котельного или другого агрегата, да и всей системы в целом достигается именно при работе в «нормальном» режиме, при регулировании в сторону уменьшения или увеличения, КПД всегда будет снижаться.
Для расчета мощности отопительной системы используются следующие данные:
— Среднегодовая температура для данного региона в отопительный период – данные из соответствующего справочника;
— Роза ветров в этот же период для данного региона – данные из справочника;
— Потери тепла через ограждающие конструкции – данные из справочника для каждого типа материала (саман, кирпич, бетон, древесина и т. д.), в том числе и потери через оконные и дверные проемы;
— Площадь отапливаемых помещений;
— Мощность теплогенератора и отопительных приборов;
— Используемый энергоноситель – газ, электроэнергия, уголь, древесина и др.
— Следует помнить, что расчет системы отопления целесообразно проводить только после того, как выполнены все мероприятия по энергосбережению и устранены возможные утечки тепла. Если рассчитать требуемую мощность, а утепление выполнить позже, то получится, что даже на минимальной мощности, в помещении будет довольно жарко, особенно же это станет ощутимо во время оттепелей и переходных периодов.
По имеющимся справочным данным можно увидеть, какое количество тепла в киловаттах теряется через ограждения при низкой наружной температуре, в каждом из помещений за единицу времени, а, следовательно, отопительная система в среднем должна компенсировать эту потерю. По полученным данным выполняется выбор теплогенератора и отопительных приборов соответствующей мощности.
Водяное отопление промышленных объектов
Водяной обогрев уместен, если вблизи есть собственная котельная либо функционирует центральное водоснабжение. Основным компонентом в данном случае будет промышленный котел отопления, который может работать на газу, электричестве или твердом топливе.
Вода будет подаваться под высоким давлением и температурой. Обычно с ее помощью нельзя качественно обогреть крупные цеха, поэтому способ называют «дежурным». Но выявляют ряд достоинств:
- воздух спокойно циркулирует по помещению;
- тепло распространяется равномерно;
- человек может активно работать в условиях с водяным отоплением, оно абсолютно безопасно.
Нагретый воздух поступает в помещение, где смешивается с окружающей средой и температура уравновешивается. Иногда требуется снизить затраты энергии. Для этого с помощью фильтров воздух очищается и вновь используется для отопления промышленных зданий.
Расчет радиаторов отопления по площади
Самый простой способ. Посчитать требуемое на обогрев количество тепла, исходя из площади помещения, в котором будут устанавливаться радиаторы. Площадь каждой комнаты вы знаете, а потребность тепла можно определить по строительным нормам СНиПа:
- для средней климатической полосы на отопление 1м 2 жилого помещения требуется 60-100Вт;
- для областей выше 60 о требуется 150-200Вт.
Исходя из этих норм, можно посчитать, сколько тепла потребует ваша комната. Если квартира/дом находятся в средней климатической полосе, для отопления площади 16м 2. потребуется 1600Вт тепла (16*100=1600). Так как нормы средние, а погода постоянством не балует, считаем, что требуется 100Вт. Хотя, если вы проживаете на юге средней климатической полосы и зимы у вас мягкие, считайте по 60Вт.
Расчет радиаторов отопления можно сделать по нормам СНиП
Запас по мощности в отоплении нужен, но не очень большой: с увеличением количества требуемой мощности возрастает количество радиаторов. А чем больше радиаторов, тем больше теплоносителя в системе. Если для тех, кто подключен к центральному отоплению это некритично, то для тех у кого стоит или планируется индивидуальное отопление, большой объем системы означает большие (лишние) затраты на обогрев теплоносителя и большую инерционность системы (менее точно поддерживается заданная температура). И возникает закономерный вопрос: «Зачем платить больше?»
Рассчитав потребность помещения в тепле, можем узнать, сколько потребуется секций. Каждый из отопительных приборов выделять может определенное количество тепла, которое указывается в паспорте. Берут найденную потребность в тепле и делят на мощность радиатора. Результат — необходимое количество секций, для восполнения потерь.
Посчитаем количество радиаторов для того же помещения. Мы определили, что требуется выделить 1600Вт. Пусть мощность одной секции 170Вт. Получается 1600/170=9,411шт. Округлять можно в большую или меньшую сторону на ваше усмотрение. В меньшую можно округлить, например, в кухне — там хватает дополнительных источников тепла, а в большую — лучше в комнате с балконом, большим окном или в угловой комнате.
Система проста, но недостатки очевидны: высота потолков может быть разной, материал стен, окна, утепление и еще целый ряд факторов не учитывается. Так что расчет количества секций радиаторов отопления по СНиП — ориентировочный. Для точного результата нужно внести корректировки.
Расчет системы отопления частного дома, зачем и почему?
Какие параметры нуждаются в расчете при проектировании автономной системы отопления? Как выполняется расчет системы отопления частного дома в каждом конкретном случае? В статье мы предоставим в распоряжение читателя все необходимые формулы, справочные данные и сопроводим расчеты примерами.
Нам предстоит узнать, насколько это сложно – рассчитать параметры автономного отопления.
Что считаем
Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?
Что именно нам предстоит считать?
- Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла.
- Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и, соответственно, мощность отопительного прибора в нем.
Заметьте: нам предстоит затронуть и методы определения тепловой мощности для разных отопительных приборов.
- Объем расширительного бака.
- Параметры циркуляционного насоса.
В этом порядке и двинемся дальше.
Расчет радиаторов отопления частного дома
Расчет отопительных приборов в частном доме производится отдельно для каждого отапливаемого помещения. Радиаторы или другие устройства обычно устанавливают в зонах наибольших тепловых потерь – на внутренней поверхности наружных стен – под окнами, рядом с дверями, перед застекленными проемами и так далее.
Расчет тепловой мощности для каждого помещения производится также по площади или по объему с применением соответствующих удельных значений теплоты, требуемых для отопления. Полученное значение делят на количество отопительных приборов, планируемых к установке в помещении. Мощность каждого устройства определяется в зависимости от его конструкции – конвекторы и монолитные радиаторы имеют неизменную производительность, секционные батареи состоят из отдельных секций – мощность радиатора здесь зависит от размера и количества элементов.
Если говорить о неразборных устройствах – здесь выбрать оборудование несложно – полученную тепловую мощность делят на число приборов, изделия выбирают по единичной мощности из номенклатуры производителя. У секционных радиаторов (эти устройства наиболее распространены) важны характеристики секций – общее количество тепла делят на удельную теплоотдачу секции (по паспорту), число секций распределяют в состав батарей (в зависимости от их количества в помещении). Во всех случаях специалисты рекомендуют принимать общее значение мощности отопительного прибора (любой конструкции) на 5 – 10% больше расчетной – эта надбавка нивелирует погрешности расчета.
Тепловая мощность
Грубо оценить потребность дома в тепле можно двумя способами:
- По площади.
- По объему.
Расчет по площади
Эта методика предельно проста и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Таким образом, дом общей площадью 100 м2 можно обогреть 10-киловаттным котлом.
Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как любая упрощенная схема расчетов, она дает весьма приблизительный результат.
Быстро, просто и… неточно.
- Котел прогревает весь объем воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А этот параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
- Окна и двери теряют гораздо больше тепла на единицу площади, чем стены. Хотя бы потому, что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
- Климатическая зона тоже очень сильно влияет на потери тепла через ограждающие конструкции. Увеличение дельты температур между помещением и улицей вдвое потянет за собой двукратное увеличение затрат на отопление.
Расчет по объему с региональными коэффициентами
Именно в силу перечисленных причин лучше использовать ненамного более сложную, но дающую куда более точный результат схему расчетов.
- За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
- На каждое окно в наружной стене к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь – 200.
- Полученный результат умножается на региональный коэффициент:
Крым, Ялта, декабрь. Расходы на отопление здесь невелики.
Давайте в качестве примера возьмем тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.
Однако в этот раз мы оговорим ряд дополнительных условий:
- Высота его потолков – 3,5 метра.
- Дом имеет 10 окон и 2 двери в наружных стенах.
- Он расположен в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, абсолютный минимум – 67,6 С).
Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.
- Внутренний объем отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
- Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
- Окна и двери усугубляют ситуацию: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
- Наконец, освежающий климат Верхоянска заставит нас увеличить и без того большую тепловую мощность отопления еще вдвое: 22400*2=44800 ватт.
Зима в Верхоянске.
Как несложно заметить, разница с результатом, полученным по первой методике – больше четырехкратной.
Расчет мощности котла
Котел является главным элементом любой системы автономного водяного отопления. Мощность агрегата складывается из следующих величин:
- Количество тепла, затрачиваемое на отопление;
- Тепловая мощность системы ГВС;
- Запас мощности котлоагрегата;
- Дополнительные величины – тепловая производительность водяных теплых полов, калориферов приточной вентиляции, теплообменника бассейна и так далее.
Базовая величина – мощность отопления – рассчитывается по 3-м методикам – тепловым расчетом, по площади или объему отапливаемых помещений. Тепловой расчет является самым точным – здесь учитывается практически весь спектр факторов, влияющих на тепловые потери – теплопроводность материалов строительных конструкций, климатическая зона, расположение относительно сторон света и еще целый набор показателей. Формулы расчета довольно сложны – правильные вычисления не каждому под силу – хотя при желании методики всегда можно найти в сети.
Для самостоятельного расчета обычно используются более простые укрупненные методики – по величине отапливаемой площади или по объему помещений. Оба способа применяются для помещений со средним качеством тепловой изоляции, методика расчета по площади – при высоте потолка до 2,7 метра, расчет по объему – при высоте помещений более 2,7 метра.
Расчет по площади базируется на удельной величине теплоты, необходимой на обогрев 1 м2 помещения – среднее ее значение составляет 100 Вт. То есть вычисляется общая площадь помещений и умножается на 100 – получается общая мощность отопления в ваттах.
Расчет по объему производится с другой удельной величиной – она составляет 35 – 40 Вт/м3, вычисляется общий объем помещений (произведение площади на высоту) и умножается на указанное количество тепла.
Вторым слагаемым в тепловой мощности котла является производительность по ГВС – обычно она закладывается из расчета 25 – 30% от общей мощности котлоагрегата. При наличии определенной модели бойлера косвенного нагрева мощность устройства указана в его паспорте. Это значение можно заложить в мощность котла в полной мере – тогда нагрев запаса воды будет происходить относительно быстро, при внесении в мощность котла меньшего значения время нагрева увеличится – причем котел будет работать на максимальной нагрузке.
Важной составляющей производительности котла является запас мощности – обычно он принимается из расчета 10 – 15% от номинальной мощности устройства. Запас этот необходим для сохранности котлоагрегата – режим работы на средней нагрузке позволяет эксплуатировать оборудование более долгий срок, чем при работе на максимальной производительности.
Указанные составляющие – отопление, ГВС и запас мощности – являются основными слагаемыми общей мощности котла системы автономного отопления. Кроме того, в мощность котла могут закладываться дополнительные величины:
- Тепловая мощность водяных тепловых полов, используемых в качестве дополнительного отопления – из расчета 50 – 60 Вт/м2 площади контуров;
- Производительность дополнительных нагревательных устройств – калориферов и теплообменников (по паспортным данным).
Отопительные приборы
Как рассчитать отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие этой мощности отопительные приборы?
Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной комнаты полностью идентична приведенной выше.
К примеру, для комнаты площадью 12 м2с двумя окнами в описанном нами доме расчет будет иметь такой вид:
- Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
- Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
- Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
- Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле вдвое. 2720*2=5440 ватт.
Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать количество и тип отопительных конвекторов?
- Производители всегда указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.
Таблица мощности для конвекторов VarmannMiniKon.
- Для секционных радиаторов необходимую информацию обычно можно найти на сайтах дилеров и производителей. Там же нередко можно обнаружить калькулятор для пересчета киловатт в секции.
- Наконец, если вы используете секционные радиаторы неизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей можно ориентироваться на следующие усредненные значения:
В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя чаще всего используются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена очень приятным образом сочетается с пристойным внешним видом и высокой теплоотдачей.
В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).
Разместить в одной комнате столько секций – нетривиальная задача.
Как всегда, есть пара тонкостей.
- При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему поможет простая инструкция: подключайте радиаторы по схеме “снизу вниз”.
- Производители указывают тепловую мощность для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70 градусов (например, 90/20С). При ее снижении тепловой поток будет падать.
Особый случай
Нередко в качестве отопительных приборов в частных домах используются самодельные стальные регистры.
Обратите внимание: они привлекают не только низкой себестоимостью, но и исключительной прочностью на разрыв, что очень кстати при подключении дома к теплотрассе. В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным внешним видом и невысокой теплоотдачей на единицу объема отопительного прибора.
Прямо скажем – не верх эстетики.
Тем не менее: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?
Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:
- Q – тепловой поток;
- Pi – число “пи”, принимаемое равным 3,1415;
- Dн – наружный диаметр трубы в метрах;
- L – ее длина (тоже в метрах);
- k – коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
- Dt – дельта температур, разница между теплоносителем и воздухом в комнате.
В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, кроме первой, умножается на 0,9, поскольку они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.
В многосекционном регистре нижняя секция отдает больше всего тепла.
Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в комнате 18 С.
- Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
- Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
- Суммарная тепловая мощность отопительного прибора – 900+(810*3)=3330 ватт.
Определение нагрузок систем обогрева
Важно знать, какое количество теплоты могут отдать приборы в системе теплового обеспечения дома. Расчет тепловой нагрузки на отопление здания позволяет не допустить перерасход финансов на установку лишних элементов системы. С другой стороны, подает нужное количество килокалорий в помещении. Суммарный показатель тепловой мощности системы складывается из параметров нагрузок:
- конструкции теплового обогрева;
- систем принудительной вентиляции и ГВС;
- элементов обогрева пола в доме;
- различных технологических нужд.
При расчетах для правильного определения важно учитывать буквально все дополнительные параметры:
- тип обогреваемого здания (жилое, нежилое);
- предусмотрено или нет в них ГВС, кондиционирование, пр.
- количество и назначение специальных помещений (баня, сауна, оранжерея, пр.)
- особенности архитектуры с наличием или отсутствием подвальных помещений;
- конструкция кровли;
- этажность постройки;
- размеры дверных, балконных и оконных проемов, пр.
- нормативные показатели температурного режима для конкретного типа помещения;
- эксплуатационные характеристики стройматериалов, их теплопроводность.
Количество проживающих или постоянно находящихся в доме людей тоже влияет на расчет отопления. Методика учитывает предполагаемую выделяемую в процессе жизнедеятельности влажность и температуру.
Таким образом, в стандартном варианте определение тепловой мощности состоит из:
- нахождения расчетного максимального потока тепловой энергии, излучаемой радиаторами;
- удельного расхода тепла за единицу времени;
- определения общего потребления тепловой мощности в отопительный период.
Дополнительные расчеты
Вычислить возникающее сопротивление при прохождении по трубам, батареям нагретого до высокой температуры теплоносителя поможет гидравлический расчет системы отопления. Для естественного и принудительного передвижения теплоносителя существует различные методы расчета. На сегодня насосное отопление считается наиболее эффективным. Оно зависит от характеристик насоса, прогоняющего воду по системе:
- давления напора жидкости в системе (Па);
- продуктивности (л/мин).
Расчет циркуляционного насоса для системы отопления дает две важные характеристики: напор и производительность, по которым подбирается нагнетательное оборудование. Вычисления показывают, с напором какой силы нужен насос, чтобы преодолеть сопротивление движущегося теплоносителя.
Расчет диаметра труб для отопления частного дома производится по схеме, после определения способа их разводки, обвязки котла и подсоединения к радиаторам отопления. Для двухлинейного исполнения нужно знать расстояния от батарей до котлоагрегата. Измеренный результат (м) удваивается (прямая и обратная линия). При выборе сечения труб для среднего по размеру здания ориентируются на показатели от 20 до 32 (мм). Здесь учитывается, что с увеличением рабочего сечения трубы, возрастает и себестоимость всей системы отопления.
Корректировки вычислений
- Расчет отопления по площади помещения корректируется по средней мощности работы радиаторов. Как правило, в паспорте на приборы дается характеристика по максимальной температуре носителя – до 90°С и 70°С на обратке. На практике же рабочие параметры 55° и 45°С соответственно. Поэтому расчеты уточняются.
- Пред тем, как рассчитать мощность теплового потока в батареях, определяются с режимом их работы. При невысокой температуре воды секций понадобится раза в 2 больше.
- Решая, как рассчитать отопление в частном доме, учитывайте, что при диагональном подключении радиаторов с подаваемым сверху теплоносителем потери тепла минимальные. При боковом подводе – максимальные (порядка 22%).
Внимание! Если вы не знаете, как рассчитать отопление в коттедже или частном доме, положитесь на наших специалистов. всегда предлагает лучший вариант решения проблемы, как в финансовом, так и в качественном аспекте.
Расширительный бак
И в этом случае есть две методики расчета – простая и точная.
Простая схема
Простой расчет прост донельзя: объем расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.
Откуда взять значение объема теплоносителя?
Вот пара простейших решений:
- Заполните контур водой, стравите воздух, а потом слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
- Кроме того, грубо объем сбалансированной системы можно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, в случае котла мощностью 45 КВт в системе будет примерно 45*15=675 литров теплоносителя.
Стало быть, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в большую сторону до стандартного значения).
Стандартные объемы расширительных бачков.
Точная схема
Более точно можно своими руками рассчитать объем расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:
- V – искомое значение в литрах.
- Vt – полный объем теплоносителя.
- E – коэффициент расширения теплоносителя.
- D – коэффициент эффективности расширительного бака.
Очевидно, последние два параметра нуждаются в комментариях.
Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей можно взять по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):
Нагрев, С | Расширение, % |
30 | 0,75 |
40 | 1,18 |
50 | 1,68 |
60 | 2,25 |
70 | 2,89 |
80 | 3,58 |
90 | 4,34 |
100 | 5,16 |
А вот коэффициенты для теплоносителей с большим содержанием гликоля.
Коэффициент эффективности бачка можно рассчитать по формуле D = (Pv – Ps) / (Pv + 1), в которой:
- Pv – максимальное давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).
Подсказка: обычно оно берется равным 2,5 кгс/см2.
- Ps- статическое давление контура (оно же – давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между уровнем расположения бака и верхней точкой контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.
Давайте в качестве примера подсчитаем требования к бачку для следующих условий:
- Перепад высоты между баком и верхней точкой контура равен 5 метрам.
- Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
- Максимальный нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).
- Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.
Вместо расчета коэффициент можно взять из таблицы.
- Объем теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
- Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, или 0,0358.
- Таким образом, минимальный объем бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.
Тип котла и его роль в расчете обогрева
Качественный расчет системы отопления коттеджа нельзя себе представить без подбора типа отопительного котла. Определяться с этим вопросом следует на основе того, какой источник теплоты является наиболее доступным в регионе. В частности, это могут быть уголь, дизель, газ или электричество.
Выбирать следует лишь тот вариант, который будет максимально доступным, как финансово, так и местом расположения.
- Электрические котлы. Не слишком распространенные агрегаты в нашей стране, так как стоимость электроэнергии довольно высока. К тому же, для нормальной работы электрокотла необходимо обязательно обустроить надежную и безотказную электрическую систему;
Электрический котел отопления для системы теплоснабжения загородного дома
- Твердотопливные генераторы теплоты. На отечественном рынке распространены устройства с ручной и автоматической погрузкой топлива. Естественно, последний тип техники стоит несколько дороже, но в то же время намного практичнее и удобнее в эксплуатации;
- Котлы на газе. Отличаются наиболее высоким КПД, да еще и безопасностью в эксплуатации. Рекомендуется выбирать именно такой вариант оборудования, если коттедж подключен к газовой магистрали. Особенностями данных агрегатов является их производительность и компактные размеры.
Также, нельзя не отметить, что стоимость газа с каждым годом возрастает, а потому вся экономичность подобных котлов может сойти на нет. Но, следует сказать, что если рядом с домом размещен газопровод, то лучше подключить подобный котел.
- Жидкотопливные котлы. Работают на солярке или отработанном масле, отличаются повышенной производительностью, доступностью топлива и практичностью. Такие котлы можно без проблем установить в любом загородном доме, но важно помнить, что для подобного оборудования требуется дополнительный монтаж бака для топлива.
Жидкотопливный источник теплоты
Совет. При наличии спорных моментов при расчете, обратитесь за помощью к профессионалам. Этим вы сэкономите свое время и будете полностью уверены в правильности расчетов, к тому же эта услуга недорогая.
Читайте также о сфере применения стальных труб для отопления.
Расчет характеристик для обогрева загородного коттеджа
После того как тип источника теплоты выбран, можно приступать к подбору его мощности и общих характеристик отопления. Следует отметить, что расчет мощности отопления коттеджа производится по достаточно простой формуле или методике. Для предварительного расчета достаточно просто умножить площадь помещения на удельную климатическую мощность, а полученный результат разделить на 10.
Грамотный расчет – залог комфорта в коттедже
Это самая простая формула, благодаря которой можно обеспечить довольно точный подсчет при минимальном количестве параметров.
- Площадь помещения. Некоторым может показаться, что параметр этот самый простой для вычисления, но это совсем не так. В большинстве случаев выбирается площадь всех жилых помещений, где подразумевается обеспечение обогрева. Это самая большая ошибка – отапливаться будут все без исключения помещения в доме (в том числе коридоры).
Производить тепловой расчет мощности обогревательной системы нужно с учетом всей площади дома целиком. Таким образом, запаса мощности котла и всех элементов системы сполна хватит для обеспечения оптимальной температуры во всем доме;
- Удельная климатическая мощность. Расчет своими руками системы отопления дома невозможен без такого параметра – он выбирается на основе региона, где построен коттедж. Так, например, для центральных регионов нашей страны коэффициент будет 1,2-1,5 кВт, для южных – 0,7-0,9 кВт, а для северных возрастет до 1,5-2 кВт.
На практике расчет мощности используемого котла для регионов центральной России при площади дома в 120 м2 будет производиться следующим образом:
Nk=120*1,2/10=14,4 (15) кВт
Совет. Лучше выбирать более мощные котлы, чтобы они были с небольшим запасом по мощности, в таком случае качественный и эффективный обогрев дома будет обеспечен даже в самых суровых природных условиях.
Количество секций радиаторов: как грамотно выполнить расчет
Количество секций батареи: грамотный подбор
Расчет системы для обогрева проводится с обязательным подбором количества секций радиаторов. Здесь также может быть использована довольно простая формула – площадь помещения, которое подразумевается отапливать, необходимо умножить на 100 и разделить на мощность секции батареи.
- Площадь комнаты. Как правило, все радиаторы рассчитаны на обогрев только одной комнаты, а потому общая площадь дома не нужна. Единственное исключение – если рядом с помещением, которое отапливается, находится какая-нибудь комната, не оборудованная системой обогрева;
- Цифра 100, которая фигурирует в формуле расчета количества секций радиаторов для системы отопления, берется не «с потолка». Согласно требованиям СНиП, на один квадратный метр жилого помещения используется порядка 100 Вт мощности. Этого вполне достаточно для поддержания комфортной температуры;
- Что касается мощности секции радиаторов отопления, то она индивидуальна и зависит, в первую очередь, от материала батарей. Если точно определить параметр невозможно, то для расчетов можно взять 180-200 Вт – это соответствует среднестатистической мощности секции современных радиаторов.
Тепловые потери, которые могут повлиять на мощность и эффективность системы отопления
Получив все данные, можно начать расчет батарей отопления. Если взять за основу размер комнаты в 20 м2, а мощности секций в 180 Вт, то количество элементов радиаторов отопления можно вычислить следующим образом:
n=20*100|180=11
Совет. Как и в случае с мощностью котла, количество секций батарей нужно брать «с запасом», это позволит вам не беспокоиться о сильных морозах.
Нельзя не отметить, что для помещений, расположенных в торце или на углу здания, полученный результат следует обязательно умножить на 1,2. Таким образом, удастся достичь самых оптимальных значений, определить достаточное количество секций радиаторов для обогрева загородного коттеджа.
Материалы для батарей отопления: разнообразие предложений
Цена, а также рабочие и конструктивные особенности любой современной системы отопления, во многом зависят от того, из какого материала изготовлены радиаторы отопления. Трубчатые стальные батареи нужно отбросить сразу же – хоть они и дешевые, но в то же время их мощность совсем невысока и колеблется в пределах 85 Вт.
Батареи обогрева, выполненные из чугуна, могут похвастаться более высокой надежностью, красивым внешним видом (можно увидеть на фото и видео различных дизайнерских изделий). Но в то же время мощность их не намного выше стальных – всего 110 Вт. В то же время, даже таких показателей будет достаточно, если при расчете были получены меньшие значения.
Калькуляция мощности отопления коттеджа: окончательные расчеты
Циркуляционный насос
Как подобрать оптимальные параметры циркуляционного насоса для системы отопления?
Для нас важны два параметра: создаваемый насосом напор и его производительность.
На фото – насос в отопительном контуре.
С напором все не просто, а очень просто: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.
Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.
Простейший способ подобрать производительность – умножить объем теплоносителя в системе на 3: контур должен оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).
Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:
- G – производительность в кубометрах в час.
- Q – мощность котла или участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
- 1,163 – коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
- Dt – дельта температур между подачей и обраткой контура.
Подсказка: для автономной системы стандартные параметры – 70/50 С.
При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна составлять 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.
Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.
Расчет трубопроводов, фитингов, арматуры, дополнительных устройств
Кроме основных элементов автономной закрытой системы отопления частного дома производится расчет остальных составляющих комплекса. Количество трубопроводов определяется по разработанной схеме – но этот подсчет считается не самым точным. Специалисты рекомендуют наносить разметку разводки трубопроводов – расчет по фактической схеме намного точнее. Здесь же определяется количество фитингов – уголков, соединительных муфт, можно рассчитать число необходимых креплений. Количество резьбовых фитингов определяется обычно по схеме – в точках установки арматуры, по схемам обвязки отдельных устройств и отопительных приборов.
Количество запорно-регулирующих устройств также определяют по схеме – в зависимости от способов подключения и обвязки оборудования. Для проведения ремонта и профилактики на каждое отдельное устройство в системе рекомендуется устанавливать арматуру – краны, вентили или клапана.
Зачастую в системах отопления с твердотопливными или электрическими котлами устанавливаются специальные устройства – теплоаккумуляторы. Эти емкостные устройства позволяют сократить потребление энергоносителя, частично могут выполнять функцию гидравлического разделителя. Объем теплового аккумулятора принимается из расчета 35 – 50 литров на 1 кВт тепловой мощности котла. Расчет классических гидравлических разделителей имеет свой алгоритм и во многом зависит от рабочих параметров конкретной системы – найти методики определения размеров устройства можно в отдельных публикациях всемирной сети.
Вертикальная отопительная система
При разработке предварительной план-схемы вертикальной отопительной системы для нумерации стояков следует использовать арабские цифры. При этом начало нумерации следует проводить от квартиры, которая на схеме изображена в верхнем левом углу, и постепенно перемещаться по часовой стрелке. Предварительный план со строгим соблюдением масштабности позволяет определить продолжительность отдельного участка отопительной системы с точностью до 0,1 м.
Вертикальная отопительная система
При планировании отопительной системы дома особое внимание программа для расчета системы отопления должна уделить определению тепловой нагрузки участков. Для этого следует вычислить плотность теплового потока, который отдается теплоносителем. При этом изначально выясняется уровень распределения тепловой нагрузки для всех отопительных элементов, присутствующих в сети, а уже после этого определяют и тепловую нагрузку отдельных участков системы.
При отображении тепловой нагрузки участка (Qi-j) на плане ее показывают над выносной линией. А под этой чертой обозначена продолжительность данного отрезка системы.
Однотрубная отопительная система
Пример расчета системы отопления, выполняемый при планировании однотрубной системы, является несколько более простым по сравнению с системой двухтрубной. Прежде всего, он содержит меньше особенностей, которые проявляются при определении необходимой для качественного отопления площади поверхности нагревательного элемента. Кроме того, в такой системе возникает сравнительно меньше сложностей при определении продолжительности и диаметра участков замыкающих.
Первым этапом расчетов для однотрубной отопительной системы является определение наиболее подходящего диаметра стояков.
При этом важным фактором является уровень давления в трубе. С другой стороны, расчеты можно производить и несколько по-иному – изначально определить диаметры трубы, используемой для основного контура, и только после этого – для замыкающих сегментов системы. При этом важно отобразить результаты исследований на графике – ведь в его помощью в дальнейшем будет производиться расчет коэффициента затекания.
Следует помнить, что количество воды, циркулирующей в системе, может изменяться под количеством многочисленных факторов. По этому, не следует относиться к количеству воды в системе, как к постоянной величине.
Расчет отопительной системы
При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.
Тем, кто никогда прежде не сталкивался с подобным, не рекомендуется производить объем системы отопления расчет самостоятельно. Гораздо лучше – обратится к специалистам, которые выполнят данную работу максимально качественно и быстро.
Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:
- тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы;
- тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы;
- наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода.
- выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение.
- создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки.
- спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур. При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя.
Принципиальная схема отопления
Двухтрубная отопительная система
Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.
Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.
Расчет отопления частного дома
Двухтрубная отопительная система
Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.
Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок. При этом важно учитывать, что номер должен состоять из двух значений – начала и конца участка.
TepliusГидравлический расчет однотрубной и двухтрубной системы отопления с формулами, таблицами и примерами
На лекциях нам говорили, что оптимальная скорость движения воды в трубопроводе 0,8-1,5 м/с. На некоторых сайтах встречаю подобное (конкретно про максимальную в полтора метра в секунду).
НО в методичке сказано принимать потери на метр погонный и скорости — по приложению в методичке. Там скорости ну совсем другие, максимальная, что есть в табличке — как раз 0,8 м/с.
И в учебнике встретил пример расчета, где скорости не превышают 0,3-0,4 м/с.
Дак в чем же суть? Как вообще принимать (и как в реальности, на практике)?
Скрин таблички из методички прилагаю.
За ответы всем заранее спасибо!
Ты чего хочешь-то? «Военную тайну» (как на самом деле надо делать) узнать, или курсовик сдать? Если только курсовик — то по методичке, которую преподаватель и написал и ничего иного не знает и знать не хочет. И если сделаешь как надо, еще и не примет.
0.036*G^0.53 — для стояков отопления
0.034*G^0.49 — для ммагистралей ветки, пока нагрузка не уменьшится до 1/3
0.022*G^0.49 — для концевых участков ветки с нагрузкой в 1/3 от всей ветки
В курсовике то я посчитал как по методичке. Но хотел узнать, как по делу обстановка.
Тоесть получается в учебнике (Староверов, М. Стройиздат) тоже не верно (скорости от 0,08 до 0,3-0,4). Но возможно там только пример расчета.
Offtop: Тоесть вы тоже подтверждайте, что по сути старые (относительно) СНиПы вполне ничем не уступают новым, а где то даже лучше. (нам об этом многие преподаватели говорят. По ПСП вообще декан говорит, что их новый СНиП во многом противоречит и законам и самому себе).
Но в принципе все пояснили.
а расчет на уменьшение диаметров по ходу потока вроде экономит материалы. но увеличивает трудозатраты на монтаж. если труд дешевый-возможно имеет смысл. если труд дорогой — никакого смысла нет. И если на большои длине (теплотрасса) изменение диаметра выгодно -в пределах дома возня с этими диаметрами не имеет смысла.
и еще есть понятие гидравлическои устойчивости системы отопления — и здесь выигрывают схемы ShaggyDoc
Каждый стояк (верхняя разводка) отключаем вентилем от магистрали. Дак вот встречал, что сразу после вентиля ставят краны двойной регулировки. Целесообразно?
И чем отключать сами радиаторы от подводок: вентилями, или ставить кран двойной регулировки, или и то и то? (тоесть если бы этот кран мог полностью перекрывать трупровод — то вентиль тогда вообще не нужен?)
И с какой целью изолируют участки трубопровода? (обозначение — спиралью)
Система отопления двухтрубная.
Мне конкретно по подающему трубопроводу узнать, вопрос выше.
У нас есть коэффициент местного сопротивления на вход потока с поворотом. Конкретно применяем на вход через жалюзийную решетку в вертикальный канал. И коэффициент этот равен 2,5 — что есть не мало.
Тоесть как бы так придумать, чтобы избавиться от этого. Один из выходов — если решетка будет «в потолке», и тогда входа с поворотом не будет (хотя небольшой все же будет, так как воздух будет стягиваться по потолку, двигаясь горизонтально, и двигаться к этой решетке, поворачивать на вертикальное направление, но по логике это должно быть меньше, чем 2,5).
В многоквартирном дме решетку в потолке не сделаешь, соседи. а в одноквартирном — потолок не красивый с решеткой будет, да и мусор может попасть. тоесть проблему так не решить.
часто сверлю, потом затыкаю
Возьмите тепловую мощность и начальную с конечной температуры. По этим данным Вы совершенно достоверно посчитаете
скорость. Она, скорее всего, будет максимум 0.2 мС. БОльшие скорости — нужен насос.
От чего зависят расходы в отопительный сезон? ↑
Точный теплотехнический расчет учитывает весь спектр потерь тепла в здании, происходящий через строительные конструкции, стенки трубопровода, через проемы, размер и количество которых продиктованы архитектурой строения, и пр. Это индивидуальные характеристики, приводить которые к общему знаменателю бессмысленно. Однако предварительный расчет для типового загородного строения сделать нужно, так как на базе примерных, но близких к реалиям значений проще будет определиться с выбором приоритетной отопительной системы.
В качестве расчетного эталона возьмем загородный коттедж со стандартной высотой потолков в помещениях, не выше обычных 2,2 метров. Площадь примем за 200 квадратов. Учтем, что в средней полосе не принято строить загородное жилье с огромными окнами, стеклянными стенами и светопроводящей крышей для устроенной в мансарде оранжереи.
Составляющие расчета расходов ↑
Владельцев дома, оборудованного отопительной сетью, ожидают следующие затраты:
- сооружение инженерной системы, включающее приобретение и установку котла, приборов, прокладку магистралей, монтаж контролирующих, регулирующих и запорных устройств;
- оплата обслуживания;
- приобретение топлива, необходимого для полноценного обогрева строения.
Стоимость прокладки трубопровода зависит от длины отопительного контура, цена обслуживания от типа генератора тепловой энергии и сложности коммуникаций. Основной составляющей, как непосредственно системы отопления, так и предстоящих расходов, является котел, перерабатывающий определенный тип топлива.
Расходы на организацию системы отопления зависят от длины и сложности контура
Мощность основного отопительного оборудования – котла ↑
Для коттеджа с принятыми за расчетный эталон характеристиками потребуется генератор тепла, мощностью 20 кВт, так как считается, что в наших широтах на обогрев 10 м² потребуется 1 кВт вырабатываемой котлом в час тепловой энергии.
20 кВт × 24 часа × 30 (усредненное количество дней) = 14400 кВт
Столько будет поставлять тепла в месяц котел, если работать ему придется на полную мощность. Но в преобладающем большинстве случаев генератор тепла работает «в пол силы». Значит, 14400 кВт можно разделить на два, получим 7200 кВт.
Отопительный сезон с легкими отступлениями длиться примерно 7 календарных месяцев ежегодно.
7200 × 7 (количество месяцев) = 50400 кВт/час
Полученная расчетная величина поможет выяснить размер эксплуатационных расходов, необходимых для работы котла, благодаря чему можно определить наиболее экономную схему отопления.
Циркуляционный насос
Для нас важны два параметра: создаваемый насосом напор и его производительность.
На фото — насос в отопительном контуре.
С напором все не просто, а очень просто: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.
Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.
Простейший способ подобрать производительность — умножить объем теплоносителя в системе на 3: контур должен оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).
Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:
- G — производительность в кубометрах в час.
- Q — мощность котла или участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
- 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
- Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.
Подсказка: для автономной системы стандартные параметры — 70/50 С.
При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна составлять 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.
Иногда производительность указывается в литрах в минуту. Пересчитать несложно.
Определение потерь давления в трубах
Сопротивление потерь давления в контуре, по которому циркулирует теплоноситель, определяется как их суммарное значение для всех отдельных составляющих. К последним относят:
- потери в первичном контуре, обозначаемые как ∆Plk;
- местные издержки теплоносителя (∆Plм);
- падение давления в особых зонах, называемых “генераторами тепла” под обозначением ∆Pтг;
- потери внутри встроенной теплообменной системы ∆Pто.
После суммирования этих величин получается искомый показатель, характеризующий полное гидравлическое сопротивление системы ∆Pсо.
Помимо этого обобщенного метода существуют другие способы, позволяющие определить потери напора в трубах из полипропилена. Один из них основан на сравнении двух показателей, привязанных к началу и концу трубопровода. В этом случае вычислить потерю давления можно простым вычитанием начального и конечного его значений, определяемых по двум манометрам.
Еще один вариант вычисления искомого показателя основан на применении более сложной формулы, учитывающей все факторы, которые влияют на характеристики теплового потока. Приводимое ниже соотношение в первую очередь учитывает потерю напора жидкости из-за большой длины трубопровода.
- h – потери напора жидкости, в исследуемом случае измеряемые в метрах.
- λ – коэффициент гидравлического сопротивления (или трения), определяемый по другим расчетным методикам.
- L – общая длина обслуживаемого трубопровода, которая измеряется в погонных метрах.
- D –внутренний типоразмер трубы, определяющий объем потока теплоносителя.
- V – скорость тока жидкости, измеряемая в стандартных единицах (метр за секунду).
- Символ g – это ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек2.
Потери давления происходят из-за трения жидкости о внутреннюю поверхность труб
Большой интерес представляют потери, вызванные высоким коэффициентом гидравлического трения. Он зависит от шероховатости внутренних поверхностей труб. Используемые в этом случае соотношения справедливы лишь для трубных заготовок стандартной круглой формы. Окончательная формула для их нахождения выглядит так:
- V – скорость перемещения водных масс, измеряемая в метрах/секунду.
- D – внутренний диаметр, определяющий свободное пространство для перемещения теплоносителя.
- Стоящий в знаменателе коэффициент указывает на кинематическую вязкость жидкости.
Последний показатель относится к постоянным величинам и находится по специальным таблицам, в больших количествах опубликованным в Интернете.
Комплексный расчет тепловой нагрузки
Помимо теоретического решения вопросов, касающихся тепловых нагрузок, при проектировании выполняется ряд практических мероприятий. В состав комплексных теплотехнических обследований входит термографирование всех конструкций здания, включая перекрытия, стены, двери, окна. Благодаря данной работе удается определить и зафиксировать различные факторы, оказывающие влияния на потери тепла дома или промышленной постройки.
Благодаря теплотехническим обследованиям получают самые достоверные данные, касающиеся тепловых нагрузок и потерь тепла для конкретного здания в течение определенного временного периода. Практические мероприятия позволяют наглядно продемонстрировать то, что теоретические расчеты не могут показать – проблемные места будущего сооружения.
Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что расчеты тепловых нагрузок на ГВС, отопление и вентиляцию, аналогично гидравлическому расчету системы отопления, очень важны и их непременно следует выполнить до начала обустройства системы теплоснабжения в собственном доме или на объекте другого назначения. Когда подход к работе выполнен грамотно, безотказное функционирование отопительной конструкции будет обеспечено, причем без лишних затрат.
Видео пример расчета тепловой нагрузки на систему отопления здания:
Расширительный бак
И в этом случае есть две методики расчета — простая и точная.
Простая схема
Простой расчет прост донельзя: объем расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.
Откуда взять значение объема теплоносителя?
Вот пара простейших решений:
- Заполните контур водой, стравите воздух, а потом слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
- Кроме того, грубо объем сбалансированной системы можно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, в случае котла мощностью 45 КВт в системе будет примерно 45*15=675 литров теплоносителя.
Стало быть, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в большую сторону до стандартного значения).
Стандартные объемы расширительных бачков.
Точная схема
Более точно можно своими руками рассчитать объем расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:
- V — искомое значение в литрах.
- Vt — полный объем теплоносителя.
- E — коэффициент расширения теплоносителя.
- D — коэффициент эффективности расширительного бака.
Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей можно взять по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):
А вот коэффициенты для теплоносителей с большим содержанием гликоля.
Коэффициент эффективности бачка можно рассчитать по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:
Pv — максимальное давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).
Подсказка: обычно оно берется равным 2,5 кгс/см2.
Ps- статическое давление контура (оно же — давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между уровнем расположения бака и верхней точкой контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.
Давайте в качестве примера подсчитаем требования к бачку для следующих условий:
- Перепад высоты между баком и верхней точкой контура равен 5 метрам.
- Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
- Максимальный нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).
- Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.
Вместо расчета коэффициент можно взять из таблицы.
- Объем теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
- Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, или 0,0358.
- Таким образом, минимальный объем бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.
Понятие гидравлического расчета
Определяющим фактором технологического развития систем отопления стала обычная экономия на энергоноситель. Стремление сэкономить заставляет тщательней подходить к проектированию, выбору материалов, способов монтажа и эксплуатации отопления для жилища.
Поэтому, если вы решили создать уникальную и в первую очередь экономную систему отопления для своей квартиры или дома, тогда рекомендуем ознакомится с правила расчета и проектирования.
Перед тем как дать определение гидравлического расчёта системы, нужно ясно и четко понимать, что индивидуальная система отопления квартиры и дома расположена условно на порядок выше относительно центральной системы отопления большого здания.
Персональная отопительная система базируется на принципиально ином подходе к понятиям тепла и энергоресурса.
Суть гидравлического расчета заключается в том, что расход теплоносителя не задаются заранее с существенным приближением к реальным параметрам, а определяются путем увязки диаметров трубопровода с параметрами давления во всех кольцах системы
Достаточно провести тривиальное сравнение этих систем по следующим параметрам.
- Центральная отопительная система (котельня-дом-квартира) основывается на стандартных типах энергоносителя – уголь, газ. В автономной системе можно использовать практический любое вещество, которое имеет высокую удельную теплоту сгорания, или же комбинацию из нескольких жидких, твёрдых, гранулированных материалов.
- ЦОС построена на обычных элементах: металлические трубы, “топорные” батареи, запорная арматура. Индивидуальная же система отопления позволяет комбинировать самые разные элементы: многосекционные радиаторы с хорошей теплоотдачей, высокотехнологичные термостаты, разные виды труб (ПВХ и медные), краны, заглушки, фитинги и конечно собственные более экономичные котлы, циркуляционные насосы.
- Если зайти в квартиру типичного панельного дома, построенного лет 20-40 назад, видим что система отопления сводиться к наличию 7-секционной батареи под окном в каждой комнате квартиры плюс вертикальную трубу через весь дом (стояк), с помощью которой можно “общаться” с соседями сверху/снизу. То ли дело автономная система отопления (АСО) – позволяет строить систему любой сложности с учётом индивидуальных пожеланий жильцов квартиры.
- В отличи от ЦОС, отдельная система отопления учитывает достаточно внушительный список параметров, которые влияют на передачу, расход энергии и утери теплоты. Температурный режим окружающей среды, требуемый диапазон температуры в помещениях, площадь и объём помещения, количество окон и дверей, назначение помещений и т.д.
Таким образом, гидравлический расчет системы отопления (ГРСО) – это условный набор вычисляемых характеристик отопительной системы, который предоставляет исчерпывающую информацию о таких параметрах, как диаметр труб, количество радиаторов и клапанов.
Данный тип радиаторов устанавливался в большинстве панельных домов на постсоветском пространстве. Экономия на материалах и отсутствие конструкторской идеи “на лицо”
ГРСО позволяет правильно выбрать водно-кольцевой насос (отопительного котла) для транспортировки горячей воды к конечным элементам системы отопления (радиаторам) и, в конечном результате, иметь максимально уравновешенную систему, что напрямую влияет на финансовые вложения в части отопления жилища.
Еще один тип отопительного радиатора для ЦОС. Это более универсальное изделие, которое может иметь любое количество рёбер. Так можно увеличить или уменьшить площадь теплообмена
Выбор схемы обогрева
Для того чтобы застройщик мог выбрать лучшую отопительную систему (СО), необходимо разобраться:
- что должна обеспечивать двухтрубная система отопления одноэтажного дома;
- какие затраты готов понести заказчик.
Нужно найти наиболее экономически выгодную схему обогрева, которая отвечает требованиям владельца дома. С требованиями, обычно, все просто, СО должна быть:
- надежна и аварийно устойчива;
- эстетична;
- проста в обслуживании и эксплуатации;
- ремонтопригодна;
обеспечивать комфортную температуру по всему зданию;
Стоимость СО напрямую зависит от стоимости материалов и оборудования, сложности монтажных работ. Чтобы каждый владелец частного дома смог выбрать вариант обогрева исходя из запросов и толщины кошелька, рассмотрим несколько схем, наиболее привлекательных по экономическим и качественным характеристикам.
Остатки обоев
Что делать если нужен очень точный расчет
К сожалению, далеко не каждая квартира может считаться стандартной. Еще в большей степени это относится к частным жилым домам. Возникает вопрос: как рассчитать количество радиаторов отопления с учетом индивидуальных условий их эксплуатации? Для это понадобится учесть множество различных факторов.
Особенность этого метода состоит в том, что при вычислении необходимого количества тепла используется ряд коэффициентов, учитывающих особенности конкретного помещения, способные повлиять на его способность сохранять или отдавать тепловую энергию. Формула для расчетов выглядит так:
КТ = 100Вт/кв.м. * П * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7. где
КТ — количество тепла, необходимого для конкретного помещения; П — площадь комнаты, кв.м.; К1 — коэффициент, учитывающий остекление оконных проемов:
- для окон с обычным двойным остеклением — 1,27;
- для окон с двойным стеклопакетом — 1,0;
- для окон с тройным стеклопакетом — 0,85.
К2 — коэффициент теплоизоляции стен:
- низкая степень теплоизоляции — 1,27;
- хорошая теплоизоляция (кладка в два кирпича или слой утеплителя) — 1,0;
- высокая степень теплоизоляции — 0,85.
К3 — соотношение площади окон и пола в помещении:
К4 — коэффициент, позволяющий учесть среднюю температуру воздуха в самую холодную неделю года:
- для -35 градусов — 1,5;
- для -25 градусов — 1,3;
- для -20 градусов — 1,1;
- для -15 градусов — 0,9;
- для -10 градусов — 0,7.
К5 — корректирует потребность в тепле с учетом количества наружных стен:
К6 — учет типа помещения, которое расположено выше:
- холодный чердак — 1,0;
- отапливаемый чердак — 0,9;
- отапливаемое жилое помещение — 0,8
К7 — коэффициент, учитывающий высоту потолков:
Такой расчет количества радиаторов отопления включает практически все нюансы и базируется на довольно точном определении потребности помещения в тепловой энергии.
Остается полученный результат разделить на значение теплоотдачи одной секции радиатора и полученный результат округлить до целого числа.
Некоторые производители предлагают более простой способ получить ответ. На их сайтах можно найти удобный калькулятор, специально предназначенный для того, чтобы сделать данные вычисления. Чтобы воспользоваться программой, нужно ввести необходимые значения в соответствующие поля, после чего будет выдан точный результат. Или же можно воспользоваться специальным софтом.
Когда получали квартиру не задумывались о том, какие у нас радиаторы и подходят ли они к нашему дому. Но со временем потребовалась замена и тут уже стали подходить с научной точки зрения. Так как мощности старых радиаторов явно не хватало. После всех вычислений пришли к выводу, что 12 достаточно. Но нужно еще учесть вот какой момент — если ТЕЦ плохо выполняет свою работу и батареи чуть теплые, то тут уже никакое количество вас не спасет.
Последняя формула для более точного расчета понравилась, но не понятен коэффициент К2. Как определить степень теплоизоляции стен? Например, стена толщиной 375мм из пеноблока «ГРАС», это низкая или средняя степень? А если добавить снаружи стены 100мм плотного строительного пенопласта, это будет высокая, или все еще средняя?
Ок, последняя формула добротная вроде бы, окна учитываются, но а если в помещении еще и дверь есть наружная? А если это гараж в котором 3 окна 800*600 + дверь 205*85 + гаражные секционные ворота толщиной 45мм размерами 3000*2400?
Если делать для себя — я бы увеличил кол-во секций и поставил бы регулятор. И вуаля — мы уже значительно в меньшей степени зависим от прихотей ТЭЦ.
Точные расчеты тепловой нагрузки
Значение теплопроводности и сопротивление теплопередачи для строительных материалов
Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.
Что же такое сопротивление теплопередачи (R)? Это величина, обратная теплопроводности (λ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:
Расчет по стенам и окнам
Сопротивление теплопередачи стен жилых зданий
Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.
В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:
- Площадь стен – 280 м². В нее включены окна – 40 м²;
- Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56). Толщина наружных стен – 0,36 м. Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи – R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт;
- Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм. Для него λ=0,036. Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт;
- Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
- Сопротивление теплопередачи окон – 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).
Фактически тепловые потери через стены составят:
(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С
Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:
124*(22+15)= 4,96 кВт/час
Расчет по вентиляции
Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:
(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час
Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:
Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:
(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт
Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.
Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.
Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec. В видеоматериале показа пример работы с ней.
Пример расчета тепловых нагрузок объекта коммерческого назначения
Это помещение на первом этаже 4-х этажного здания. Месторасположение — г. Москва.
Исходные данные по объекту
Адрес объекта | г. Москва |
Этажность здания | 4 этажа |
Этаж на котором расположены обследуемые помещения | первый |
Площадь обследуемых помещений | 112,9 кв.м. |
Высота этажа | 3,0 м |
Система отопления | Однотрубная |
Температурный график | 95-70 град. С |
Расчетный температурный график для этажа на котором находится помещение | 75-70 град. С |
Тип розлива | Верхний |
Расчетная температура внутреннего воздуха | + 20 град С |
Отопительные радиаторы, тип, количество | Радиаторы чугунные М-140-АО – 6 шт. Радиатор биметаллический Global (Глобал) – 1 шт. |
Диаметр труб системы отопления | Ду-25 мм |
Длина подающего трубопровода системы отопления | L = 28,0 м. |
ГВС | отсутствует |
Вентиляция | отсутствует |
Тепловая нагрузка по договору (час/год) | 0,02/47,67 Гкал |
Расчетная теплопередача установленных радиаторов отопления, с учетом всех потерь, составила 0,007457 Гкал/час.
Максимальный расход теплоэнергии на отопление помещения составил 0,001501 Гкал/час.
Итоговый максимальный расход — 0,008958 Гкал/час или 23 Гкал/год.
В итоге рассчитываем годовую экономию на отопление данного помещения: 47,67-23=24,67 Гкал/год. Таким образом можно сократить расходы на теплоэнергию почти вдвое. А если учесть, что текущая средняя стоимость Гкал в Москве составляет 1,7 тыс. рублей, то годовая экономию в денежном эквиваленте составит 42 тыс. рублей.
Порядок расчета теплоотдачи радиатора отопления
В основе выбора отопительных устройств для установки в доме или квартире лежит максимально точный расчет теплоотдачи радиаторов отопления. Каждому потребителю с одной стороны хочется сэкономить на обогреве жилья и поэтому нет желания приобретать лишние батареи, но если их будет недостаточно, комфортной температуры достичь не удастся.
Способов, как рассчитать теплоотдачу радиатора, существует несколько.
Вариант первый. Это самый простой способ, как рассчитать батареи отопления. в его основе – количество наружных стен и окон в них.
Порядок вычислений следующий:
- когда в комнате всего одна стена и окно, тогда на каждые 10 «квадратов» площади требуется 1 кВт тепловой мощности приборов отопления (детальнее: «Как рассчитать мощность радиатора отопления — делаем расчет мощности правильно «);
- если имеется 2 наружные стены, тогда минимальная мощность батарей должна составлять 1,3 кВт на 10 м².
Вариант второй. Он более сложен, но позволяет иметь более точные данные о необходимой мощности приборов.
В данном случае расчет теплоотдачи радиатора (батарей) отопления производится по формуле:
S x h x41, где S — площадь помещения, для которого выполняются вычисления; H — высота комнаты; 41 – минимальная мощность на один кубометр объема помещения.
Полученный итог будет требуемой теплоотдачей для радиаторов отопления. Далее эту цифру делят на номинальную тепловую мощность, которую имеет одна секция данной модели батареи. Узнать эту цифру можно в инструкции, прилагаемой производителем к своему изделию. Результатом расчета батарей отопления станет необходимое количество секций, чтобы теплоснабжение конкретного помещения было эффективным. Если полученное число дробное, тогда его округляют в большую сторону. Лучше небольшой избыток тепла, чем его недостаток.
Другие способы определения количества тепла
Добавим, что также существуют и другие способы, при помощи которых можно рассчитать объем тепла, которое поступает в систему отопления. В данном случае формула не только несколько отличается от приведенных ниже, но и имеет несколько вариаций.
Что же касается значений переменных, то они здесь те же, что и в предыдущем пункте данной статьи. На основании всего этого можно сделать уверенный вывод, что рассчитать тепло на отопление вполне можно своим силами. Однако при этом не стоит забывать о консультации со специализированными организациями, которые ответственны за обеспечение жилья теплом, так как их методы и принципы произведения расчетов могут отличаться, причем существенно, а процедура может состоять из другого комплекса мер.
Если же вы намереваетесь обустроить систему «теплого пола», то подготовьтесь к тому, что процесс расчета будет более сложным, поскольку здесь учитываются не только особенности контура отопления, но и характеристик электрической сети, которая, собственно, и будет подогревать пол. Более того, организации, которые занимаются установкой подобного рода оборудования, также будут другими.
Обратите внимание! Люди нередко сталкиваются с проблемой, когда калории следует переводить в киловатты, что объясняется использованием во многих специализированных пособиях единицы измерения, которая в международной системе называется «Си». >
В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850
Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий
В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850. Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий.
Дабы избежать возможных ошибок, не стоит забывать и о том, что практически все современные тепловые счетчики работают с некоторой погрешностью, пусть и в пределах допустимого. Такую погрешность также можно рассчитать собственноручно, для чего необходимо использовать следующую формулу:
Традиционно, теперь выясняем, что же обозначает каждое из этих переменных значений.
1. V1 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи.
2. V2 – аналогичный показатель, но уже в трубопроводе «обратки».
3. 100 – это число, посредством которого значение переводится в проценты.
4. Наконец, Е – это погрешность учетного устройства.
Согласно эксплуатационным требованиям и нормам, предельно допустимая погрешность не должна превышать 2 процентов, хотя в большинстве счетчиков она составляет где-то 1 процент.
В итоге отметим, что правильно произведенный расчет Гкал на отопление позволяет значительно сэкономить средства, затрачиваемые на обогрев помещения. На первый взгляд, процедура эта достаточно сложна, но – и вы в этом убедились лично – при наличии хорошей инструкции ничего трудного в ней нет.
На этом все. Также советуем посмотреть приведенный ниже тематический видеоматериал. Удачи в работе и, по традиции, теплых вам зим!
Подведение итогов
Выше уже говорилось, что гидравлический расчёт системы отопления — это сложная задача, требующая профессиональных знаний. Если предстоит спроектировать сильно разветвлённую систему отопления (большой дом), то расчёт вручную отнимает много сил и времени. Для упрощения данной задачи разработаны специальные компьютерные программы.
С помощью этих программ можно сделать гидравлический расчёт, определить регулировочные характеристики запорно-регулировочной арматуры и автоматически составить заказную спецификацию. В зависимости от типа программ, расчёт осуществляется в среде AutoCAD или в собственном графическом редакторе.
Добавим, что сейчас при проектировании промышленных и гражданских объектов наметилась тенденция к использованию BIM технологий (building information modeling). В этом случае все проектировщики работают в едином информационном пространстве. Для этого создаётся «облачная» модель здания. Благодаря этому любые нестыковки выявляются ещё на стадии проектировании, и своевременно вносятся необходимые изменения в проект. Это позволяет точно спланировать все строительные работы, избежать затягивания сроков сдачи объекта и тем самым сократить смету.
Источник https://mr-build.ru/newsanteh/teplovaa-mosnost-sistemy-otoplenia.html
Источник https://teplores.ru/seti-i-kommunikacii/raschet-sistemy-otopleniya-chastnogo-doma.html
Источник https://eco-kotly.ru/teplovoj-rascet-sistemy-otoplenia-opredelaem-nagruzku-na-sistemu-i-rashod-tepla-akva-remont/