Формулы расчёта
Исходя из общих потребностей здания в тепловой энергии и технических характеристик постройки, с целью определения оптимального количества теплоты за единицу времени могут использоваться разные стандартные формулы.
При отсутствии приборов учёта: Q = V × (Тх - Тy) / 1000
Обозначение | Параметр |
V | Объём теплового носителя в отопительной системе |
Тх | Показатели температурного режима нагретого теплоносителя (60-65оС) |
Тy | Исходная температура не нагретого теплового носителя |
1000 | Стандартный поправочный числовой множитель |
Схема отопления с замкнутым типом контура:
Qот = α × qо × V × (Тв - Тн.р) × (1 + Kн.р) × 0,000001
Обозначение | Параметр |
α | Корректирующий погодные характеристики числовой множитель при уличном температурном режиме, отличном от минус 30оС |
V | Показатели объёма строения в соответствии с наружными замерами |
qо | Отопительный удельный показатель при температурном режиме -30оС |
tв | Расчётные показатели внутреннего температурного режима в строении |
tн.р | Расчётный режим наружного температурного режима для проектирования отопительной системы |
Kн.р | Поправочный числовой множитель в виде соотношения теплопотерь с инфильтрацией и тепловой передачей посредством внешних конструктивных элементов |
Применение поправочного числового множителя
При выполнении расчётов тепловой нагрузки обязательно учитывается поправочный числовой множитель, при помощи которого определяется отличие расчётного температурного режима наружного воздуха для проектов отопительных систем. В таблице представлены поправочные числовые множители для различных климатических зон, расположенных на территории Российской Федерации.
-35оС | -36оС | -37оС | -38оС | -39оС | -40оС |
0,95 | 0,94 | 0,93 | 0,92 | 0,91 | 0,90 |
В других регионах России, где расчётный температурный режим наружных воздушных масс при проектировании отопительной системы находится на уровне минус 31°С или ниже, значения расчётных температур внутри обогреваемых помещений принимаются в соответствии с данными, приведёнными в действующей редакции СНиП 2.08.01-85.
На что обратить внимание при расчётах
В соответствии с действующим СНиП, на каждые 10 м2 обогреваемой площади должно приходится не менее 1 кВт тепловой мощности, но при этом в обязательном порядке учитывается так называемый региональный поправочный числовой множитель:
- зона с умеренными климатическими условиями – 1.2-1.3;
- территория южных регионов – 0.7-0.9;
- районы крайнего севера – 1.5-2.0.
Кроме прочего, немаловажное значение имеет высота потолочных конструкций и индивидуальные тепловые потери, которые напрямую зависят от типовых характеристик эксплуатируемого строения. Как правило, на каждый кубометр полезной площади затрачивается 40 ватт тепловой энергии, но при выполнении расчётов потребуется также учитывать следующие поправки:
- наличие окна – плюс 100 ватт;
- наличие двери – плюс 200 ватт;
- угловое помещение – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
- торцевая часть здания – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
- частное домовладение – поправочный числовой множитель 1.5.
Практическое значение имеют показатели потолочного и стенового сопротивления, потери тепла через конструкции ограждающего типа и функционирующую вентиляционную систему.
Вид материала | Уровень термического сопротивления |
Кирпичная кладка в три кирпича | 0,592 м2 × с/Вт |
Кирпичная кладка в два с половиной кирпича | 0,502 м2 × с/Вт |
Кирпичная кладка в два кирпича | 0,405 м2 × с/Вт |
Кирпичная кладка в один кирпич | 0,187 м2 × с/Вт |
Газосиликатные блоки толщиной 200 мм | 0,476 м2 × с/Вт |
Газосиликатные блоки толщиной 300 мм | 0,709 м2 × с/Вт |
Бревенчатые стены толщиной 250 мм | 0,550 м2 × с/Вт |
Бревенчатые стены толщиной 200 мм | 0,440 м2 × с/Вт |
Бревенчатые стены толщиной 100 мм | 0,353 м2 × с/Вт |
Деревянный неутеплённый пол | 1,85 м2 × с/Вт |
Двойная деревянная дверь | 0,21 м2 × с/Вт |
Штукатурка толщиной 30 мм | 0,035 м2 × с/Вт |
Каркасные стены толщиной 20 см с утеплением | 0,703 м2 × с/Вт |
В результате функционирования вентиляционной системы потери тепловой энергии в зданиях составляют порядка 30-40%, через кровельные перекрытия уходит примерно 10-25%, а сквозь стены – около 20-30%, что должно учитываться при проектировании и расчёте тепловой нагрузки.
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:
Расчет разных типов радиаторов
Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1л/мин примерно равен мощности в 1кВт (1000Вт).
Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя
Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.
Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя
Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.
Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:
- алюминиевые — 190Вт
- биметаллические — 185Вт
- чугунные — 145Вт.
Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.
При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.
Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:
- биметаллический радиатор — 1,8м 2
- алюминиевый — 1,9-2,0м 2
- чугунный — 1,4-1,5м 2 .
Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.
Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения
Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.
Избыточность и точный расчет
Стоит с самого начала оговорить одну тонкость расчетов: абсолютно точные значения потерь тепла через пол, потолок и стены, которые приходится компенсировать системе отопления, вычислить практически невозможно. Можно говорить лишь о той или иной степени достоверности оценок.
Причина – в том, что на теплопотери влияет слишком много факторов:
- Тепловое сопротивление капитальных стен и всех слоев отделочных материалов.
- Наличие или отсутствие мостиков холода.
- Роза ветров и расположение дома на рельефе местности.
- Работа вентиляции (которая, в свою очередь, опять-таки зависит от силы и направления ветра).
- Степень инсоляции окон и стен.
Есть и хорошие новости. Практически все современные отопительные котлы и системы распределенного отопления (теплые полы, электрические и газовые конвектора и т.д.) снабжаются термостатами, дозирующими расход тепла в зависимости от температуры в помещении.
Выносной термостат газового котла.
С практической стороны это означает, что избыточная тепловая мощность повлияет лишь на режим работы отопления: скажем, 5 КВт*ч тепла будут отданы не за один час непрерывной работы с мощностью 5 КВт, а за 50 минут работы с мощностью 6 КВт. Следующие 10 минут котел или другой нагревательный прибор проведет в режиме ожидания, не потребляя электроэнергию или энергоноситель.
Единственное исключение из общего правила связано с работой классических твердотопливных котлов и обусловлено тем, что снижение их тепловой мощности связано с серьезным падением КПД из-за неполного сгорания топлива. Проблема решается установкой в контур теплоаккумулятора и дросселированием отопительных приборов термоголовками.
Простейшая схема отопления с теплоаккумулятором.
Котел после растопки работает на полной мощности и с максимальным КПД до полного прогорания угля или дров; затем накопленное теплоаккумулятором тепло дозировано расходуется на поддержание оптимальной температуры в помещении.
Большая часть прочих нуждающихся в расчете параметров тоже допускает некоторую избыточность. Впрочем, об этом – в соответствующих разделах статьи.
Как снизить текущие затраты по теплоснабжению
Схема центрального отопления многоквартирного дома
Учитывая постоянно повышающиеся тарифы на оплату ЖКХ за теплоснабжение вопрос о снижении этих расходов становиться с каждым годом только актуальнее. Проблема уменьшения затрат заключается в специфике работы централизованной системы.
Как снизить оплату за отопление и при этом обеспечить должный уровень нагрева помещений? Прежде всего нужно усвоить, что для центрального теплоснабжения не работают обычные эффективные способы уменьшения тепловых потерь. Т.е. если было выполнено утепление фасада дома, произведена замена оконных конструкций на новые – размер оплаты останется тот же.
Единственным способом снижения расходов на отопление является установка индивидуальных счетчиков учета тепловой энергии. Однако при этом можно столкнуться со следующими проблемами:
- Большое количество тепловых стояков в квартире. В настоящее время средняя стоимость установки счетчика отопления колеблется от 18 до 25 тыс. рублей. Для того, чтобы выполнялись расчеты стоимости отопления по индивидуальному прибору – необходим их монтаж на каждый стояк;
- Сложность в получении разрешения на установку счетчика. Для этого необходимо получить технические условия и на их основе подобрать оптимальную модель прибора;
- Для того, чтобы производить своевременную оплату теплоснабжения по индивидуальному счетчику — необходимо периодически отправлять их на поверку. Для этого выполняется демонтаж и последующий монтаж устройства, прошедшего поверку. Это тоже влечет за собой дополнительные расходы.
Принцип работы общедомового счетчика
Но несмотря на эти факторы установка теплового счетчика в конечном итоге приведет к существенному снижению оплаты за услуги теплоснабжения. Если в доме схема с несколькими тепловыми стояками, проходящими через каждую квартиру – можно установить общедомовой счетчик. В этом случае снижение затрат будет не таким существенным.
При расчете оплаты за отопление по общедомовому счетчику учитывается не количество поступившей тепловой энергии, а разница между ней и в обратной трубе системы. Это наиболее приемлемый и открытый способ формирования окончательной стоимости услуги. Помимо этого выбрав оптимальную модель прибора можно дополнительно улучшить отопительную систему дома по следующим показателям:
- Возможность регулирования количества потребляемой тепловой энергии в здание в зависимости от внешних факторов – температуры на улице;
- Прозрачный способ расчета оплаты за отопление. Однако при этом происходит распределение общей суммы по всем квартирам в доме в зависимости от их площади, а не по объему тепловой энергии, пришедшей в каждое помещение.
К тому же обслуживанием и настройкой общедомового счетчика могут заниматься только представители управляющей компании. Однако жильцы вправе потребовать всю необходимую отчетность для сверки выполненных и начисленных оплат ЖКХ за теплоснабжение.
Помимо монтажа прибора учета тепла необходимо установить современный смесительный узел для регулирования степени нагрева теплоносителя, входящего в отопительную систему дома.
Обследование тепловизором
Все чаще, чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, прибегают к тепловизионным обследованиям строения.
Работы эти проводят в темное время суток. Для более точного результата нужно соблюдать разницу температур между помещением и улицей: она должна быть не менее в 15 о. Лампы дневного освещения и лампы накаливания выключаются. Желательно убрать ковры и мебель по максимуму, они сбивают прибор, давая некоторую погрешность.
Обследование проводится медленно, данные регистрируются тщательно. Схема проста.
Первый этап работ проходит внутри помещения
Прибор двигают постепенно от дверей к окнам, уделяя особое внимание углам и прочим стыкам
Второй этап – обследование тепловизором внешних стен строения. Все так же тщательно исследуются стыки, особенно соединение с кровлей.
Третий этап – обработка данных. Сначала это делает прибор, затем показания переносятся в компьютер, где соответствующие программы заканчивают обработку и выдают результат.
Если обследование проводила лицензированная организация, то она по итогу работ выдаст отчет с обязательными рекомендациями. Если работы велись лично, то полагаться нужно на свои знания и, возможно, помощь интернета.
20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.
Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.
Наперекор всем стереотипам: девушка с редким генетическим расстройством покоряет мир моды Эту девушку зовут Мелани Гайдос, и она ворвалась в мир моды стремительно, эпатируя, воодушевляя и разрушая глупые стереотипы.
Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.
11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.
Что форма носа может сказать о вашей личности? Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека
Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком
Расход теплоносителя через 1м.п. чугунных радиаторов
|
| Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.3, стр. 47 |
Определим расход теплоносителя через одну секцию чугунного радиатора кг/ч
35:10 = 3,5 кг/ч расход теплоносителя через одну секцию (G), где:
10 шт. – количество секций в 1 м.п. радиатора;
35 кг/ч – расход теплоносителя через 1м.п. радиатора.
Расход теплоносителя через 1м.п. отопительных приборов
| Расчетная площадь нагревательной поверхности секционных радиаторов Fp в зависимости от числа секций в радиаторе | |||||
| ЧислосекцийNi | Радиатор | ||||
| М-140-АО | М-140 (М-140-А) | М-140-АО-300 | М-90 | РД-90с | |
| Площадь нагревательной поверхности одной секции, экм | |||||
| 0,35 | 0,31 | 0,217 | 0,26 | 0,275 | |
| 2 | 0,84 | 0,76 | 0,59 | 0,67 | 0,70 |
| 3 | 1,18 | 1,07 | 0,80 | 0,93 | 0,97 |
| 4 | 1,52 | 1,37 | 1,01 | 1,18 | 1,25 |
| 5 | 1,84 | 1,67 | 1,22 | 1,43 | 1,50 |
| 6 | 2,16 | 1,98 | 1,43 | 1,68 | 1,73 |
| 7 | 2,54 | 2,26 | 1,64 | 1,93 | 2,01 |
| 8 | 2,82 | 2,52 | 1,85 | 2,19 | 2,28 |
| 9 | 3,15 | 2,83 | 2,06 | 2,44 | 2,56 |
| 10 | 3,49 | 3,1 | 2,27 | 2,69 | 2,80 |
| 11 | 3,82 | 3,39 | 2,47 | 2,94 | 3,05 |
| 12 | 4,12 | 3,68 | 2,68 | 3,19 | 3,30 |
| 13 | 4,45 | 3,96 | 2,89 | 3,45 | 3,57 |
| 14 | 4,77 | 4,26 | 3,10 | 3,70 | 3,86 |
| 15 | 5,08 | 4,58 | 3,31 | 3,95 | 4,06 |
| 16 | 5,42 | 4,82 | 3,52 | 4,20 | 4,32 |
| 17 | 5,73 | 5,09 | 3,73 | 4,45 | 4,54 |
| 18 | 6,05 | 5,39 | 3,94 | 4,71 | 4,80 |
| 19 | 6,37 | 5,67 | 4,15 | 4,96 | 5,07 |
| 20 | 6,70 | 5,96 | 4,36 | 5,21 | 5,33 |
| 21 | 7,01 | 6,24 | 4,57 | 5,46 | 5,59 |
| 22 | 7,34 | 6,58 | 4,78 | 5,71 | 5,85 |
| 23 | 7,65 | 6,81 | 4,99 | 5,97 | 6,11 |
| 24 | 7,99 | 7,10 | 5,20 | 6,22 | 6,37 |
| 24 | 8,31 | 7,38 | 5,41 | 6,47 | 6,57 |
| Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.13, стр. 67 |
Красным цветом выделены данные по радиаторам 1-го (7 секций), зеленым — 2-го (8 секций), синим — 3-го (9 секций) типов.
Определим расчетную формулу плотности теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности отопительных чугунных радиаторов Gотн / Fp ≤ 7 или
Gотн / Fp ≥ 7
Радиаторы М-140-АО 7 секций (4 радиатора)
Gотн / Fp = (3,5 х 7) : 17,4 : 2,54 = 0,55
Итого: 0,55 < 7
Полученное значение меньше 7, дальнейший расчет выполним по формуле из таблицы ниже.
Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.
3,5 х 7 = 24,5 кг/ч расход воды в радиаторе
qэ = 1,89/φ ·∆tср1,32 = 1,89/1,05 х ((95,0 + 70,0):2 -20)1,32 = 422,5 Ккал/(ч·экм)
0,35х7 = 2,45 экм
422,5х2,45 х4 = 4140,5 Ккал/ч
Радиаторы М-140-АО 8 секций (1 радиатор)
Gотн / Fp = (3,5 х
Итого: 0,57 < 7
Полученное значение меньше 7, дальнейший расчет выполним по формуле из таблицы ниже.
Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.
3,5 х 8 = 28 кг/ч расход воды в радиаторе
qэ = 1,89/φ ·∆tср1,32 = 1,89/1,04 х ((95,0 + 70,0):2 -20)1,32 = 426,5 Ккал/(ч·экм)
0,35х8 = 2,8 экм
426,5х2,8 х1 = 1194,2 Ккал/ч
Радиаторы М-140-АО 9 секций (1 радиатор)
Gотн / Fp = (3,5 х 9) : 17,4 : 3,15 = 0,57
Итого: 0,57 < 7
Полученное значение меньше 7, дальнейший расчет выполним по формуле из таблицы ниже.
Вычислим теплопередачу чугунных радиаторов.
3,5 х 9 = 31,5 кг/ч расход воды в радиаторе
qэ = 1,89/φ ·∆tср1,32 = 1,89/1,04 х ((95,0 + 70,0):2 -20)1,32 = 426,5 Ккал/(ч·экм)
0,35х9 = 3,15 экм
426,5х3,15 х1= 1343,5 Ккал/ч
Суммарная тепловая нагрузка по радиаторам М-140-АО
Qр.от.= 4140,5+1194,2 +1343,5 =6678,2 Ккал/ч
Расчетная формула плотности теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности отопительных приборов:
|
| Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), таблица 12.8, стр. 52 |
Посмотреть: тепловые нагрузки на отопление админ здания
Коэффициент φ, учитывающий расход воды в систему:
|
| Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства» (И.Г. Староверов, 1975 г.), стр. 48 |
Распределение приборов
Если речь идет о водяном отоплении, максимальная мощность источника тепловой энергии должна равняться сумме мощностей всех источников тепла в здании.
Распределение приборов по помещениям дома зависит от следующих обстоятельств:
- Площадь помещения, уровень потолка.
- Положение комнаты в строении. Помещения в торцевой части по углах отличаются повышенными теплопотерями.
- Расстояние до источника тепла.
- Оптимальная температура (с точки зрения жильцов). На температуру помещения, помимо прочих факторов, влияет перемещение воздушных потоков внутри жилья.
- Жилые помещения в глубине строения — 20 градусов.
- Жилые помещения в угловых и торцевых частях здания — 22 градуса.
- Кухня — 18 градусов. В кухонном помещении температура выше, так как в ней присутствуют дополнительные источники тепла (электрическая плита, холодильник и т.д.).
- Ванная комната и туалет — 25 градусов.
Если в доме обустроено воздушное отопление, объем потока тепла, поступающий в комнату, зависит от пропускной возможности воздушного рукава. Регулируется поток ручной настройкой вентиляционных решеток, а контролируется — термометром.
Дом может обогреваться распределенными источниками тепловой энергии: электро- или газовые конвекторы, теплые полы на электричестве, масляные батареи, ИК-обогреватели, кондиционеры. В этом случае нужные температуры определяются настройкой термостата. В этом случае нужно предусмотреть такую мощность оборудования, которой бы хватало при максимальном уровне тепловых потерь.
Расчет потерь тепла по площади помещений
Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.
Источники теплопотерь здания
А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.
В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.
Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.
Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:Q=S*100 Вт (150 Вт), Q — требуемое количество тепла, необходимое для обогрева всего помещения, Вт S — отапливаемая площадь помещения, м? Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м?. При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:
- В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
- При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
- Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.
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:
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.
К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.
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.
Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта
Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта
Уважаемая Ольга! Извините,что обращаюсь к Вам еще раз. Что-то у меня по Вашим формулам получается немыслимая тепловая нагрузка: Кир=0,01*(2*9,8*21,6*(1-0,83)+12,25)=0,84 Qот=1,626*25600*0,37*((22-(-6))*1,84*0,000001=0,793 Гкал/час По укрупненной формуле, приведенной выше, получается всего 0,149 Гкал/час. Не могу понять, в чем дело? Разъясните пожалуйста! Извините за беспокойство. Анатолий.
Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта
