Пример расчета отопления: Расчет отопления по площади помещения

Гидравлический расчет однотрубной и двухтрубной системы отопления с формулами, таблицами и примерами

В этой статье:

Экономичность теплового комфорта в доме обеспечивают расчет гидравлики, её качественный монтаж и правильная эксплуатация. Главные компоненты отопительной системы — источник тепла (котёл), тепловая магистраль (трубы) и приборы теплоотдачи (радиаторы). Для эффективного теплоснабжения необходимо сохранить первоначальные параметры системы при любых нагрузках независимо от времени года.

Перед началом гидравлических расчётов выполняют:

• Сбор и обработку информации по объекту с целью:
  • определения количества требуемого тепла;
  • выбора схемы отопления.
• Тепловой расчёт системы отопления с обоснованием:
  • объёмов тепловой энергии;
  • нагрузок;
  • теплопотерь.

Если водяное отопление признаётся оптимальным вариантом, выполняется гидравлический расчёт.

Для расчёта гидравлики с помощью программ требуется знакомство с теорией и законами сопротивления. Если приведенные ниже формулы покажутся вам сложными для понимания, можно выбрать параметры, которые мы предлагаем в каждой из программ.

Расчёты проводились в программе Excel. Готовый результат можно посмотреть в конце инструкции.

Что такое гидравлический расчёт

Это третий этап в процессе создания тепловой сети. Он представляет собой систему вычислений, позволяющих определить:

• диаметр и пропускную способность труб;
• местные потери давления на участках;
• требования гидравлической увязки;
• общесистемные потери давления;
• оптимальный расход воды.

Согласно полученным данным осуществляют подбор насосов.

Для сезонного жилья, при отсутствии в нём электричества, подойдёт система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (ссылка на обзор).

Основная цель гидравлического расчёта — обеспечить совпадение расчётных расходов по элементам цепи с фактическими (эксплуатационными) расходами. Количество теплоносителя, поступающего в радиаторы, должно создать тепловой баланс внутри дома с учётом наружных температур и тех, что заданы пользователем для каждого помещения согласно его функциональному назначению (подвал +5, спальня +18 и т.д.).

Комплексные задачи — минимизация расходов:

1. капитальных – монтаж труб оптимального диаметра и качества;
2. эксплуатационных:
   • зависимость энергозатрат от гидравлического сопротивления системы;
   • стабильность и надёжность;
   • бесшумность.

Как рассчитать отопление в частном доме

Как рассчитать отопление в частном доме

Теперь о том, что имеется в виду, когда говорится о расчёте отопления? Примеров обустройства таких систем – великое множество. Причём различия могут крыться как в использовании того или иного источника энергии (электричества или топлива) для преобразования в тепловую, так и в технологии подачи этого выработанного тепла в помещения. Но есть и абсолютно одинаковая, объединяющая сторона вопроса.

Речь идет о ключевых показателях — какое же количество этой тепловой энергии необходимо для каждого из помещений дома, чтобы гарантированно поддерживать в нем комфортные условия. И, соответственно, какое общее количество тепла необходимо выработать для всего жилья в целом.

То есть, несколько перефразируя внесенное в заголовок «как рассчитать отопление в частном доме», далее мы будем рассматривать вопрос «как определить тепловую мощность для каждой из комнат и в целом за весь дом».

В публикации будет предложена три метода. Первый – самый нехитрый, но и, понятно, наименее точный. Второй – самый точный, но одновременно с этим – наиболее сложный для неподготовленного человека. И, наконец, третий – в котором сочетаются достоинства и нивелируются недостатки двух первых. Он в достаточной мере точный, учитывающий специфику расположения дома и помещений в нем, и одновременно – вполне понятный даже новичку. Тем более что мы сопроводим этот метод еще и удобным онлайн-калькулятором.

Содержание статьи

Простейший способ расчета

Этот способ расчёта в интернете рекомендуют чаще других. Проще, надо полагать, действительно не придумать.

Исходят из того, что для полноценного отопления жилья с высотой потолков в пределах 2,5÷3,0 метра и достаточно качественной термоизоляцией всех основных конструкций, необходимо затратить 100 ватт тепловой энергии на каждый один квадратный метр площади помещения.

100 Вт на 1 м² — многие считают именно так, хотя получающийся результат порой очень далек от истинного

В качестве «производной» от подобного подхода можно рассматривать «норму» и исходя от объёма помещения.

— Так, в частном доме с качественным утеплением и современными окнами со стеклопакетами можно считать их соотношения 34 Вт тепловой энергии на каждый кубометр объёма.

— В панельном доме городской массовой застройки тепла потребуется больше – 41 ватт на кубометр.

Просто и быстро! Считаем по площади (или объему) необходимое количество тепла для каждого помещения. А затем суммирование всех результатов даст нам общую тепловую мощность, которая требуется для отопления дома. К ней можно добавить порядка 20 или 25% эксплуатационного запаса – и ответ готов!

Действительно, несложно. Но насколько это точно?

Даже человеку, весьма далекому от строительства и теплотехники, может показаться подозрительной уж слишком высокая «универсальность» подобного метода. Согласитесь, одно дело проводить расчет отопительной системы для дома, скажем, в Ханты-Мансийске, и другое – для такого же по площади, но на Кубани. Ни слова не говорится о количестве и качестве окон,  а ведь это – одна из основных «магистралей» утечки тепла из помещений. Не принимаются в расчет состояние системы утепления, тип перекрытий, то, с чем соседствует помещение по горизонтали и вертикали. И многое другое …

В результате таких расчетов вполне могут получиться две крайности:

1. Одна очень неприятная, когда система отопления попросту не справляется со своими обязанностями.
2. Другая – это избыточная мощность приобретённого и установленного оборудования, которая практически всегда остается невостребованной. А это – лишние затраты на более дорогие модели мощных котлов, на большее количество радиаторов. Да и не особо полезно для техники, когда она постоянно работает с очень большой «недогрузкой».

Выполненные с чрезмерно большими погрешностями расчеты могут привести с неэффективности создаваемой системы отопления

Одним словом, назвать такой подход рациональным – сложно. И рачительный хозяин все же предпочтет более точные вычисления.

Ознакомьтесь с дровяными печами длительного горения для отопления дома, а также с их техническим обслуживанием и эксплуатацией, в специальной статье на нашем портале.

Точный расчет теплопотерь дома

Какова основная задача системы отопления? Будет правильным сформулировать так – восполнение неизбежных потерь тепла из жилых помещений, вызванных разницей температур внутри и снаружи, на улице. Даже интуитивно понятно, что чем выше такая разница, тем потери значительнее. То есть, чем суровее климат, тем больше может потребоваться приток тепла для компенсации потерянного.

Значит, если получить возможность подсчитать объемы этих потерь, то можно с высокой степенью точности определить ту необходимую тепловую мощность системы отопления, которой будет достаточно для создания комфортных условий проживания. Так оно и есть! Именно по такому принципу и строится профессиональный расчет систем.

Основные пути теплопотерь в частном доме.

Тепловые потери вполне поддаются вычислению, так как довольно доступно описываются физическими формулами. И разница температур, безусловно, это далеко не единственная величина, предопределяющая объемы утечки тепла. Огромное значение имеют теплопроводность материалов ограждающих конструкций здания, их толщина, площадь поверхностей, через которую происходит теплообмен, объемы воздуха, пропускаемые через помещения с вентиляционными потоками, и другие факторы.

Если предоставляете такая возможность – полезно будет исследовать свой дом на утечки тепла тепловизором.

Различные участки здания характеризуются своими масштабами тепловых потерь. Основной их поток приходится на стены, окна, на холодные чердаки или недостаточно утеплённые крыши, перекрытия, полы. Очень много тепла покидает помещения через каналы вытяжной вентиляции. Дотошные исследователи нередко включают в расчеты и сантехнические теплопотери.

Давайте посмотрим, как можно при желании самостоятельно определить, какое же количество теряющегося тепла необходимо компенсировать за счет системы отопления.

Как рассчитывают теплопотери через ограждающие конструкции?

Прежде всего, давайте возьмём за аксиому то, что количество тепловой мощности, необходимое для компенсации теплопотерь, рассчитывается для каждого помещения отдельно, строго с учетом его специфики. И лишь потом можно будет просуммировать все показатели, чтобы общее значение за всю систему отопления.

Любой из материалов, из числа используемых в строительстве, способен становиться проводником тепла. Просто степень этой теплопроводности может очень сильно отличаться. Поэтому-то через одни материалы тепло буквально улетает (например, металл), а другие вполне могут служить термоизоляцией (минеральная вата, пенополиуретан и др).

Толщины материалов, необходимые для создания равного значения термического сопротивления – наглядно видна разница в коэффициентах теплопроводности.

Это качество материала характеризуется его коэффициентом теплопроводности. Обычно эта величина обозначается греческой буквой

λ, а единицей измерения служит Вт / (м×К).

К – это Кельвин, то есть по сути — градус по шкале Кельвина, что для многих наших строителей является весьма непривычным. Поэтому очень часто можно встретить справочные таблицы, в который Кельвины заменены на градусы Цельсия – так понятнее (Вт / (м×℃)).

Коэффициент теплопроводности – это табличная величина, отражающая физические свойства материала. Значение указывается в справочных таблицах, которых немало опубликовано в интернете. Очень часто этот коэффициент указывается и в паспортных характеристиках приобретаемых строительных материалов.

(В приложении к этой статье есть таблица, в которой указаны коэффициенты теплопроводности для большинства из применяемых в индивидуальном строительстве материалов. Ее можно скопировать, например, в формате электронной таблицы Excel, и затем использовать в различных строительных расчетах).

А вот теплопроводные характеристики создаваемой конструкции уже описываются другой величиной – сопротивлением теплопередаче Rt (его еще частот называют термическим сопротивлением).

Между коэффициентом теплопроводности и сопротивлением теплопередаче имеется следующая взаимосвязь:

Rt = δ / λ, 

δ — это толщина слоя материала, выраженная в метрах.

Соответственно, единицей измерения является следующая величина — м²×℃/Вт

При строительстве очень часто конструкция включает в себя несколько слоев различных материалов. Это может быть обусловлено и технологией строительства, но чаще делается в интересах отделки и, что, пожалуй, главное – утепления. Суммарное сопротивление теплопередаче такой конструкции, состоящей из n-слоев, можно выразить следующим образом:

Rt общ = δ1 / λ1 + δ2 / λ2 + … + δn / λn

Формула, правда, несколько неточна, так как в ней должны фигурировать еще значения сопротивления тонких пристенных слоев воздуха снаружи и внутри. И хотя они довольно незначительны, и каких-то серьёзных изменений в общую картину не вносят, лучше не забыть и о них.

Rt общ = 1 / αв + δ1 / λ1 + δ2 / λ2 + … + δn / λn + 1 / αн

Схема показывает, из чего слагается общее сопротивление теплопередаче многослойной строительной ограждающей конструкции

Как видите, добавились еще две величины.

— αв – коэффициент тепловосприятия у внутренних поверхностей. Для ровных, не имеющих ребристости внутренних поверхностей стен, полов и потолков его можно взять равным 8,7 Вт/(м×℃)

— αн – коэффициент теплоотдачи а наружной поверхности стены. Здесь он в больше мере зависит от скорости воздуха (ветра).

Для обычных инженерных расчетов, когда принято среднюю скорость ветра считать равной 5 м/с, этот коэффициент примет значение 23 Вт/(м×℃).

Более точные значения можно взять из следующей таблицы. Например, рассчитывается сопротивление стены, выходящей внешней стороной в неотапливаемое помещение, но воздух в котором практически неподвижен.

Скорость воздуха (ветра) м/с	1	2	3	4	5	6	8	10
Значение αн, Вт/(м×℃)	3.3	11,0	15.2	19.1	22.9	26.4	33.3	39.8

Как видите, при желании и наличии информации о строении конструкций, можно определить ее сопротивление теплопередаче. Только вот зачем нам это надо?

А именно для того, чтобы рассчитать теплопотери. Дело в том, что термическое сопротивление как раз и показывает, какое количество тепла будет передано через эту конструкцию на площади 1 квадратный метр и при разнице температур в 1 градус.

Это можно выразить следующей формулой

Rt = Δt / q

Δt — разница температур с разных сторон ограждающей конструкции (например, в помещении и на улице).

q — количество тепла, которое уйдет в течение часа через ограждающую конструкцию на площади 1 м².

То есть удельные теплопотери с участка конструкции будут равны

q = Δt / Rt

А если умножить на общую площадь рассчитываемой конструкции, то можно определить и суммарные потери тепла через нее:

Qк = Sк × Δt / Rt

где

Qк — теплопотери через определённую строительную конструкцию;

Sк — площадь этой конструкции в квадратных метрах

Так, разбив рассматриваемое помещение на участки, можно довольно точно определить для каждого из них его теплопотери. Например, берутся в расчет внешние стены. Внутренние брать нет смысла, если в комнатах поддерживается одинаковая температура.

Для расчета обычно берут температуру воздуха на улице, свойственную самой холодной декаде зимы. Например, для региона самыми сильными (но при этом – нормальными!) морозами считаются – 35 ℃. А для комфортного проживания в доме в нем стараются поддерживать температуру не ниже +20 ℃. Значит, разница температур при расчетах должна закладываться в 55 градусов! Тем самым задаётся довольно неплохой эксплуатационный запас, так как такие морозы обычно стоят не слишком долго, и в остальное время система отопления будет трудиться в «щадящем» режиме.

Как быть с окнами? Иногда их наличие просто игнорируют, то есть включают в общую площадь стен. Это все же кажется не совсем правильным. Тем более что и площадь остекления бывает порой весьма значительна, и показатели термического сопротивления разных окон тоже могут весьма сильно отличаться.

Предлагается воспользоваться вот такой табличкой, в которой уже рассчитаны значения сопротивления теплопередаче для разных типов окон. То есть останется только закончить расчет, указав в формуле площадь окна и разницу температур.

Тип окна	Rt (м ² × ℃ /Вт)
Обычное деревянное окно с двойными рамами	0.37
Однокамерный стеклопакет (толщина стекла 4 мм)
4-16-4	0.32
4-Ar16-4	0.34
4-16-4i	0.53
4-Ar16-4i	0.59
Двухкамерный стеклопакет
4-6-4-6-4	0.42
4-Ar6-4-Ar6-4	0.44
4-6-4-6-4i	0.53
4-Ar6-4-Ar6-4i	0.60
4-8-4-8-4	0.45
4-Ar8-4-Ar8-4	0.47
4-8-4-8-4i	0.55
4-Ar8-4-Ar8-4i	0.67
4-10-4-10-4	0.47
4-Ar10-4-Ar10-4	0.49
4-10-4-10-4i	0.58
4-Ar10-4-Ar10-4i	0.65
4-12-4-12-4	0.49
4-Ar12-4-Ar12-4	0.52
4-12-4-12-4i	0.61
4-Ar12-4-Ar12-4i	0.68
4-16-4-16-4	0.52
4-Ar16-4-Ar16-4	0.55
4-16-4-16-4i	0.65
4-Ar16-4-Ar16-4i	0.72

В таблице указано несколько типов стеклопакетов. Они описываются «формулами», в которых указывается толщина стекла (по умолчанию 4 мм) и расстояние между ними, то есть, по сути, толщина одной камеры. Если толщина стекла показана, как 4i — то это стекло со специальным покрытием, придающим окну дополнительные энергосберегающие качества. Если ширина камеры показана с буквенным символом Аr, то это означает ее заполнение аргоном или иным инертным газом, что также дает существенный выигрыш в сохранении тепла.

Грамотный выбор оконных систем с энергосберегающими стеклопакетами позволяет достичь немалой экономии в затратах на отопление.

При проведении расчетов следует помнить еще некоторые тонкости. Например, не принимаются во внимание те слои, которые со стороны улицы отделены от конструкции вентилируемым зазором. В частности, это касается вентилируемых фасадов. Да и практически всех типов кровельных покрытий, за исключением плоских крыш. Ведь по технологии между слоем утепления и кровельным покрытием в обязательном порядке должен оставаться зазор для вентиляции этого пространства.

Кстати, проведение таких расчетов теплопотерь помогают еще и правильно оценить, насколько эффективна созданная система термоизоляции дома. Дело в том, что суммарное сопротивление теплопередаче той или иной строительной конструкции должно быть не меньше нормированного значения, установленного для данного региона с учетом его климатических особенностей.

Причем эти нормы – различаются для стен, для перекрытий и покрытий.

Подобные справочные данные наверняка можно найти в любой местной строительной организации – к каким показателям термического сопротивления они стремятся при проектировании и возведении зданий.

А можно и воспользоваться предлагаемой картой-схемой – на ней наглядно показаны нужные значения. Главное только – не спутать их цветовую маркировку, расшифровка которой указана в сносках.

Карта-схема территории России с проставленными нормированными значениями сопротивления теплопередаче для разных строительных конструкций

Например, расчет проводится для внешней стены дома, выстроенного в Пензенской области. Находим по карте, что для создания в доме комфортных условий суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции должно достигать 3,15 м²×℃/Вт. Но на деле после проведения вычислений получилось, что оно составляет всего 2,77. Этого явно недостаточно, то есть образовавшийся «дефицит» в 3,15 – 2,43 = 0,72 м²×℃/Вт желательно покрыть, несколько увеличив слой утеплителя.

Это тоже несложно вычислить:

hy = ΔRt × λy

hy — искомая толщина утеплительного слоя, которая доведет суммарное термическое сопротивление конструкции до нормативного значения;

ΔRt — разница между нормированным и реальным значением термического сопротивления;

λy — коэффициент теплопроводности выбранного утеплительного материала.

Например, в нашем примере утепление велось минеральной ватой с коэффициентом теплопроводности в 0.043 Вт/м×℃. Выясняется, что оно оказалось недостаточным. Подсчитываем, на сколько потребуется увеличить слой термоизоляции, чтобы выйти на норму.

hy = 0,72× 0,043 = 0,03096 м

То есть дополнительный слой минеральной ваты, толщиной в 30 мм, решит вопрос с полноценностью утепления стены.

По такому пути подсчета теплопотерь через ограждающие конструкции проходило очень много людей. Неудивительно, что в интернете можно отыскать немало таблиц, в котором указаны уже готовые удельные величины для популярных в частном строительстве конструкций. То есть проектировщики делятся своими наработками, и это может очень существенно упростить задачу для начинающего.

Например, вот такая таблица, в которой приведены рассчитанные значения термического сопротивления. Останется только внести в формулу разницу температур и площадь конструкции:

Материал и толщина стены или иной конструкции	Сопротивление теплопередаче  Rt (м ² × ℃/Вт)
Кирпичная стена
толщиной в 3 кирпича (790 мм)	0.592
толщиной в 2.5 кирпича (670 мм)	0.502
толщиной в 2 кирпича (540 мм)	0.405
толщиной в 1 кирпича (250 мм)	0.187
Сруб из бревна Ø 250 мм	0.550
Ø 200 мм	0.440
Сруб из бруса
толщиной 200 мм	0.806
толщиной 100 мм	0.353
Каркасная стена (доска + минвата + доска) 200 мм	0.703
Стена из пенобетона   200 мм	0.476
300 мм	0.709
Штукатурка по кирпичу, бетону, пенобетону (20-30 мм)	0.035
Потолочное (чердачное) перекрытие	1.43
Деревянные полы	1.85
Двойные деревянные двери	0.21

Или даже вот такие, в которых сразу приводятся и удельные теплопотери в ваттах, который остается только умножить на площадь.

Характеристика	Наружная	Удельные теплопотери, Вт/м²
ограждения	температура,	1 этаж		2 этаж
	°С	Угловая	Неугловая	Угловая	Неугловая
		комната	комната	комната	комната
Стена в 2.5 кирпича (670 мм)	-24	76	75	70	66
с внутренней штукатуркой	-26	83	81	75	71
	-28	87	83	78	75
	-30	89	85	80	76
Стена в 2 кирпича (54 см)	-24	91	90	82	79
с внутренней штукатуркой	-26	97	96	87	87
	-28	102	101	91	89
	-30	104	102	94	91
Рубленая стена (25 см)	-24	61	60	55	52
с внутренней обшивкой	-26	65	63	58	56
	-28	67	66	61	58
	-30	70	67	62	60
Рубленая стена (20 см)	-24	76	76	69	66
с внутренней обшивкой	-26	83	81	75	72
	-28	87	84	78	75
	-30	89	87	80	77
Стена из бруса (18 см)	-24	76	76	69	66
с внутренней обшивкой	-26	83	81	75	72
	-28	87	84	78	75
	-30	89	87	80	77
Стена из бруса (10 см)	-24	87	85	78	76
с внутренней обшивкой	-26	94	91	83	82
	-28	98	96	87	85
	-30	101	98	89	87
Каркасная стена (20 см)	-24	62	60	55	54
с керамзитовым заполнением	-26	65	63	58	56
	-28	68	66	61	59
	-30	71	69	63	62
Стена из пенобетона (20 см)	-24	92	89	87	80
с внутренней штукатуркой	-26	97	94	87	84
	-28	101	98	90	88
	-30	105	102	94	91

Безусловно, всех «комбинаций» строительных материалов, да еще и дополненных термоизоляцией, предусмотреть невозможно. Значит – кропотливо, не торопясь, оценивая конструкцию каждой перегородки и каждого перекрытия в комнате, ведут подсчет суммарных теплопотерь.

Но это пока что – только через ограждающие конструкции дома. А ведь немалая доля потерь тепла приходится еще и на вентиляцию!

Как рассчитываются объемы теплопотерь через вентиляцию?

Надо сразу сказать, что здесь в плане расчетов – значительно проще.

Без вентиляции жизнь в доме невозможна. То есть постоянно в жилые помещения должен обеспечиваться приток свежего воздуха. А через вентиляционные каналы на кухне, в ванной, в санузле, в некоторых других технических помещениях – вытягиваться на улицу.

Разнообразие схем организации вентиляции в доме – очень велико. А  ее отсутствие или недостаточность – совершенно недопустимы!

Такой обмен воздуха тоже должен подчиняться определенным законам. Он, в зависимости от обстоятельств, от особенностей каждого помещения, рассчитывается или с позиций кратности, исходя из объема комнаты, или в абсолютных показателях, например, кубометров в час на каждого длительно пребывающего в комнате человека.

Эти требования перечислены в предлагаемой вниманию читателя таблице. Она содержит нормативы из различных документов, которые, на первый взгляд, иногда начинают противоречить друг другу. Ничего подобного – они никак не отменяют один другого. Просто подсчёт норм вентиляции обычно проводится со всех возможных позиций, а затем для дальнейших вычислений берется максимальное из полученных значение.

Кроме того, наверное, понятно, что приток должен быть равен вытяжке. То есть если приток получается выше, приходится «за уши подтягивать» вверх и вытяжку. Если вдруг выходит наоборот, то есть вытяжка получается объемнее – ничего не поделаешь, придется увеличивать и приток.

Таблица нормативов воздухообмена при вентиляции жилого дома.

Тип помещения	Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час)
	ПРИТОК	ВЫТЯЖКА
Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»
Жилые помещения с постоянным пребыванием людей	Не менее однократного обмена объема в течение часа	—
Кухня	—	60 м³/час
Ванная, туалет	—	25 м³/час
Остальные помещения		Не менее 0,2 объема в течение часа
Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания:
При общей жилой площади более 20 м² на человека	30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час
При общей жилой площади менее 20 м² на человека	3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения
Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»
Спальная, детская, гостиная	Однократный обмен объема в час
Кабинет, библиотека	0,5 от объема в час
Бельевая, кладовка, гардеробная		0,2 от объема в час
Домашний спортзал, биллиардная		80 м³/час
Кухня с электрической плитой		60 м³/час
Помещения с газовым оборудованием	Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту
Помещение с твёрдотопливным котлом или печью	Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь
Домашняя прачечная, сушилка, гладильная		90 м³/час
Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел		25 м³/час
Домашняя сауна		10 м³/час на каждого человека

Как видно, объемы получаются немалыми. Даже однократный обмен в течение часа (а это минимум!) заставляет оперировать многими десятками и даже сотнями кубометров!

Понятно, что с приходом зимы уходящий в вытяжные каналы воздух невольно будет «уводить» с собой немало тепла. Увы, это неизбежные издержки. С ними, правда стараются бороться, сводить их к минимуму, например, монтажом рекуператоров. Это такие установки, где «перекрещиваются» входящий и уходящий потоки воздуха, и при этом уходящий делится своим теплом со свежим, поступающим в комнаты.

Рекуперация тепла – один из способов свести к минимуму тепловые потери при вентиляции помещений.

Используют и системы геотермального подогрева воздуха. Но все равно пока что вентиляционные теплопотери рассматриваются в качестве одних из наиболее значительных.

А вот рассчитать их на деле – довольно просто. Если известен требуемый воздухообмен, то его необходимо сначала привести к весовому эквиваленту. Ну а затем – просчитать, сколько тепловой энергии потребуется, чтобы нагреть такую массу воздуха до определенной температуры.

Например, по таблице определено, что в течение часа будет достаточно однократного воздухообмена. Значит, объем притока во все жилые помещения должен соотвествовать их реальному геометрическому объему.

Допустим, имеется три комнаты: 6,3×4,0 м, 4,7×3,4 м и 2,8×3,3 м. Высота потолков везде одинаковая и составляет 2,8 м

Общая площадь жилых помещений – 50,42 м². Значит, общий объем, и он же – однократный обмен воздуха – 141,18 м³.

Плотность воздуха при средней температуре в 20 градусов – 1,2041 кг/м³.  В течение часа должно смениться почти 170 килограмм воздуха.

Удельная теплоёмкость воздуха – примерно 1005 Дж/(кг×℃). Это, если перевести в ватты, в которых мы уже начали расчет – 0,279 Втч/(кг×℃). Это столько нужно тепловой энергии, чтобы нагреть один килограмм воздуха на 1 градус.

Понятно, что при самых сильных морозах вентиляцию все же стараются как-то «придушить», свести к минимуму приток очень холодного воздуха. Но даже если рассматривать для, например, вполне скромных минус 10℃, то уже получаются внушительные величины.

Считаем:

Qвнт = 170 кг × 30 ℃ × 0,279 Втч/(кг×℃) = 1422 Вт или 1,42 кВт.

Кому-то может показаться, что и не сильно много. Но это – только на вентиляцию, и, извините, при самом лёгком морозце в доме (или квартире) ну очень скромной площади. Да и полтора почти киловатта в час – это не так уж и мало: в сутки набежит 34, в месяц — 1039, а за условные семь месяцев отопительного сезона потери могут составить 7270 киловатт!

А площадь частных домов может быть и значительно больше, и потолки выше, и помещения некоторые потребуют не однократного обмена, а двух-трех и более. Так что не зря вентиляцию ставят на одно из лидирующих мест в этом вопросе.

Расчет канализационных теплопотерь

Это расчет проводят нечасто, так как на деле такие теплопотери в наименьшей степени влияют на общий объем подлежащего компенсации утраченного тепла.

Сначала давайте разберемся, в чем они выражаются.

Зимой вода поступает из источника в дом очень холодной. Так, она может иметь температуру всего в 4 ÷ 6 ℃, что делает ее применение крайне некомфортной. Для бытового применения ее необходимо греть. И эта задача тоже чаще всего ложится на систему отопления.

Кроме того, даже просто контактируя с воздухом в помещениях (через поверхности труб, через стенки сливного бачка унитаза, при открытом кране и т.п.) холодная вода непроизвольно отбирает у него часть тепла.

Вся подогретая вода рано или поздно сливается в канализацию, унося с собой и отобранное тепло.

Бездомные кошки и собаки не зря зимой собираются на люках – с канализацией из жилых домов уходит немало тепла.

Давайте посмотрим в среднем, какой уровень теплопотерь это даст.

Допустим, семья из трех человек в течение месяца выходит на средний расход воды в 15 кубометров (данные взяты условно, так как вполне могут варьироваться и в большую, и в меньшую сторону). Остановимся на том, что  зимой температура воды из источника равна 6 ℃.

Часть воды будет нагреваться до высоких температур в бойлере, двухконтурном котле или проточном водонагревателе. Другая часть используется вообще без нагрева или идёт на подмес. Здесь довольно сложно правильно разделить эти объемы, поэтому давайте условно согласимся с тем, что вся вода нагревается тем или иным способом до +25 градусов.

Считаем, сколько энергии необходимо затратить на нагрев этого количества. Теплоёмкость воды 4183 Дж/(кг×℃) или 1,1619 Втч/(кг×℃) Плотность принимаем «классическую», то есть 1000 кг/м³.

Qкн = 15000 кг × 19 ℃ × 1,1619 Втч/(кг×℃) = 331 141 Вт — но это в течение месяца.

В сутки в среднем получается 10857 Вт, а в час, соответственно, 452 Вт, то есть 0,452 кВт.

Даже в сравнении с вентиляцией – слишком большими потерями не выглядит. Поэтому таким подсчетом чаще всего пренебрегают.

*  *  *  *  *  *  *

Понятно, что потери с вентиляцией и канализацией суммируются с потерями через строительные конструкции, взятыми уже в масштабе всего дома, то есть по всем отапливаемым помещениям. Общее значение может дать представление о той мощности, которую необходимо потратить на восполнение этих потерь. То есть – как раз о мощности системы отопления. Обычно к полученным показателям добавляют еще порядка 10% — на непредвиденные, аномальные похолодания.

Может проводиться и отдельный дополнительный расчет, если, скажем, именно на котельное оборудование возлагается задача подогрева воды для бытовых нужд. Но обычно достаточно для этого увеличить расчетную мощность котла примерно на 25%.

Согласитесь, что для непрофессионала все же подобный способ расчётов выглядит довольно громоздким и сложным.

У специалистов-проектировщиков в распоряжении, конечно, имеются современные программы , в которые уже внесены практически все табличные величины. В них учтены и многие другие важные нюансы, о которых начинающий часто даже не догадывается. Например, тепло могут «оттягивать» некоторые массивные детали конструкции, как, скажем, фундамент, контактирующий с мёрзлым грунтом. Вместе с тем, некоторые «дышащие» стены (натуральный брус или бревно) обладают своеобразной возможностью «возврата тепла», что даёт немалую экономию. Подобные обстоятельства еще больше усложняют расчеты.

Поэтому-то и рекомендуют очень широко метод с максимальным упрощением, о котором говорилось выше, то есть с соотношением 100 Вт на 1 м² площади. А о недостатках этого подхода мы уже говорили.

Видео: Как рассчитывается мощность системы отопления?

А в последнем разделе этой публикации автор возьмет на себя смелость предложить довольно простой для понимания, и вместе с тем – учитывающий множество факторов алгоритм расчета тепловой мощности, необходимой для обогрева конкретного помещения.

Удобный алгоритм самостоятельного расчета тепловой мощности для обогрева помещений

В этом алгоритме собраны все лучшие стороны обоих перечисленных способов. То есть и присутствует некая «дотошность» в учете влияния на теплопотери разносторонних факторов, и нет избыточного «фанатизма» с идеально точным вычислением. Все это, можно сказать, взаимно компенсируется, и в итоге получается результат с очень неплохой степенью достоверности. То есть такой, которому можно вполне доверять при выборе котельного оборудования.

Методика вычислений сохраняется – индивидуально просчитывается каждое отапливаемое помещение в доме. Полученные результаты лучше всего сохранять, составив для этого некую табличку. Это, во-первых, позволит правильно распределить по комнатам приборы теплообмена – радиаторы или конвекторы с требуемой тепловой отдачей. А во-вторых – анализ получившихся результатов нередко помогает вычислить «слабое звено», для которого желательно предусмотреть дополнительные энергосберегающие меры.

Расстановка радиаторов на схеме планируемой системы отопления проводится на основании расчётов теплопотерь для каждого отдельного помещения

Сумма полученных результатов даст общее количество тепловой энергии, необходимое для создания и поддержания в доме комфортных условий жизни. При выборе котла к этому суммарному значению добавляют обычно еще порядка 10÷20%. Ну а если котел используется еще и для нагрева воды (по двухконтурной схеме или через бойлер косвенного нагрева), то или проводится дополнительный расчет, или прибавляется еще около 25% мощности.

Удобство предлагаемого метода в том, что он реализован в форме онлайн-калькулятора. Обрабатывая указываемые пользователем данные, программа вносит на каждый фактор, влияющий на объёмы теплопотерь, свои коррективы. И в итоге пользователь сразу получает готовый результат за помещение.

Что предстоит и в какой последовательности указать?

• Начнём с климатических особенностей. Они будут охарактеризованы минимальной температурой воздуха на улице в самую холодную неделю зимы. Важно – этот показатель должен быть нормальным для вашего региона!
• Далее, следуют два поля под одной рубрикой «Геометрия помещения». Необходимо указать точно площадь и выбрать из предлагаемых диапазонов высоту потолка.
• Переходим к другим особенностям рассматриваемого помещения.

— Указывается количество внешних стен. Понятно, что чем их больше, тем выше теплопотери. А во внутренних помещениях, не имеющих внешних стен, эти потери и вовсе минимальны.

— Бывает важно, в какую сторону света смотрит внешняя стена. Так, если она южная, то есть в течение дня получает «заряд солнечных лучей», и даже в хорошо морозный день теплопотери будут несколько меньше. И, наоборот, стена, никогда не видевшая солнца, всегда будет холоднее. Пользователю необходимо выбрать из двух предлагаемых вариантов. Если он не знает положение сторон света, или не хочет учитывать этот фактор, можно оставить по умолчанию, но тогда расчет пойдёт, как для наиболее неблагоприятных условий.

— В некоторых местностях в зимнее время очень выражено преобладание направлений ветра. Естественно, наветренная сторона будет выстуживаться значительно быстрее, и это требует внесения поправки. Если информация о «розе ветров» есть – выбираем из предложенных вариантов. Нет – оставляем по умолчанию, и будут рассматриваться наименее благоприятные условия.

— Степень утепления стен. Полноценной можно назвать лишь ту, которая предполагает полный комплекс термоизоляционных работ с выходом на нормированные показатели термического сопротивления. Как это проводится, и как оценивается – уже рассказывалось выше в этой статье. Ну а вообще неутепленной стена в жилом доме быть не должна, так как при этом бесполезно создавать систему отопления.

— Тепловые потери через перекрытия (покрытия) учитываются следующими двумя пунктами. В этих полях необходимо указать, выбрав из предлагаемых вариантов, какое «соседство» имеет рассматриваемое помещение по вертикали, то есть – что располагается снизу и сверху.

• Следующая группа полей посвящена окнам, имеющимся в помещении. Все запрашиваемые данные — просты и понятны, а программа сама внесет коррективы и на тип окон, и на их размеры. В частности, отношением площади остекления к площади комнаты генерируется специальный поправочный коэффициент.
• Наконец, свою «лепту» в общее количество тепловых потерь вносят и регулярно используемые в течения дня двери, выходящие на улицу, на холодный балкон или в другое неотапливаемое помещение. Понятно, что каждое открытие такой двери сопровождается притоком немалого объёма холодного воздуха, и это требует дополнительной тепловой энергии для компенсации. А таких дверей иногда бывает и больше одной…

Результат показывается в киловаттах. Его заносят в таблицу и переходят к следующему помещению. И так далее, пока не будет просчитан весь дом.

Калькулятор расчёта тепловой мощности отопления по помещениям

Перейти к расчётам

Как видите, все довольно просто и быстро, особенно если положить перед собой план дома и заранее «вооружиться» информацией об особенностях каждой комнаты.

Полученные значения впоследствии суммируются. Вентиляционные и иные потери отдельно просчитывать не требуется. При необходимости – добавляются упомянутые выше резервы мощности. И уже по окончательному результату подбирается котел. Ну а результаты по каждой из комнат, как уже говорилось, помогут правильно подобрать и разместить радиаторы или другие приборы (системы) теплообмена.

*  *  *  *  *  *  *

Приложение: Таблица со значениями плотности и коэффициента теплопроводности строительных материалов.

Материал	Плотность, кг/м ³	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м × ℃)
ABS (АБС пластик)	1030÷1060	0.13÷0.22
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках	1000÷1800	0.29÷0.7
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло)	1100÷1200	0.21
Алюминий (ГОСТ 22233-83)	2600	221
Асбестоцемент	1500÷1900	1.76
Асбестоцементный лист	1600	0.4
Асфальт	1100÷2110	0.7
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)	2100	1.05
Асфальт в полах	—	0.8
Аэрогель (Aspen aerogels)	110÷200	0.014÷0.021
Базальт	2600÷3000	3.5
Береза	510÷770	0.15
Бетон легкий с природной пемзой	500÷1200	0.15÷0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня	2400	1.51
Бетон на вулканическом шлаке	800÷1600	0.2÷0.52
Бетон на доменных гранулированных шлаках	1200÷1800	0.35÷0.58
Бетон на зольном гравии	1000÷1400	0.24÷0.47
Бетон на каменном щебне	2200÷2500	0.9÷1.5
Бетон на котельном шлаке	1400	0.56
Бетон на песке	1800÷2500	0.7
Бетон на топливных шлаках	1000÷1800	0.3÷0.7
Бетон силикатный плотный	1800	0.81
Бетон сплошной	—	1.75
Бетон термоизоляционный	500	0.18
Битумоперлит	300÷400	0.09÷0.12
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)	1000÷1400	0.17÷0.27
Блок газобетонный	400÷800	0.15÷0.3
Блок керамический поризованный	—	0.2
Бронза	7500÷9300	22÷105
Бумага	700÷1150	0.14
Бут	1800÷2000	0.73÷0.98
Вата минеральная легкая	50	0.045
Вата минеральная тяжелая	100÷150	0.055
Вата стеклянная	155÷200	0.03
Вата хлопковая	30÷100	0.042÷0.049
Вата хлопчатобумажная	50÷80	0.042
Вата шлаковая	200	0.05
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67	100÷200	0.064÷0.076
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка	100÷200	0.064÷0.074
Вермикулитобетон	300÷800	0.08÷0.21
Войлок шерстяной	150÷330	0.045÷0.052
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат	300÷1000	0.08÷0.21
Газо- и пенозолобетон	800÷1200	0.17÷0.29
Гипс формованный сухой	1100÷1800	0.43
Гипсокартон	500÷900	0.12÷0.2
Гипсоперлитовый раствор	—	0.14
Гипсошлак	1000÷1300	0.26÷0.36
Глина	1600÷2900	0.7÷0.9
Глина огнеупорная	1800	1.04
Глиногипс	800÷1800	0.25÷0.65
Глинозем	3100÷3900	2.33
Гравий (наполнитель)	1850	0.4÷0.93
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка	200÷800	0.1÷0.18
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка	400÷800	0.11÷0.16
Гранит (облицовка)	2600÷3000	3.5
Грунт 10% воды	—	1.75
Грунт 20% воды	1700	2.1
Грунт песчаный	—	1.16
Грунт сухой	1500	0.4
Грунт утрамбованный	—	1.05
Гудрон	950÷1030	0.3
Доломит плотный сухой	2800	1.7
Дуб вдоль волокон	700	0.23
Дуб поперек волокон	700	0.1
Дюралюминий	2700÷2800	120÷170
Железо	7870	70÷80
Железобетон	2500	1.7
Железобетон набивной	2400	1.55
Зола древесная	780	0.15
Золото	19320	318
Известняк (облицовка)	1400÷2000	0.5÷0.93
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем	300÷400	0.067÷0.11
Изделия пенобетонные	400÷500	0.19÷0.22
Иней	—	0.47
Камни многопустотные из легкого бетона	500÷1200	0.29÷0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152	500÷2000	0.32÷0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины	500÷2000	0.29÷0.99
Камень строительный	2200	1.4
Карболит черный	1100	0.23
Картон асбестовый изолирующий	720÷900	0.11÷0.21
Картон гофрированный	700	0.06÷0.07
Картон облицовочный	1000	0.18
Картон парафинированный	—	0.075
Картон плотный	600÷900	0.1÷0.23
Картон пробковый	145	0.042
Картон строительный многослойный	650	0.13
Картон термоизоляционный	500	0.04÷0.06
Каучук вспененный	82	0.033
Каучук вулканизированный твердый серый	—	0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый	920	0.184
Каучук натуральный	910	0.18
Каучук твердый	—	0.16
Кедр красный	500÷570	0.095
Керамзит	800÷1000	0.16÷0.2
Керамзитовый горох	900÷1500	0.17÷0.32
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией	800÷1200	0.23÷0.41
Керамзитобетон легкий	500÷1200	0.18÷0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон	500÷1800	0.14÷0.66
Керамзитобетон на перлитовом песке	800÷1000	0.22÷0.28
Керамика	1700÷2300	1.5
Керамика теплая	—	0.12
Кирпич доменный (огнеупорный)	1000÷2000	0.5÷0.8
Кирпич диатомовый	500	0.8
Кирпич изоляционный	—	0.14
Кирпич карборундовый	1000÷1300	11÷18
Кирпич красный плотный	1700÷2100	0.67
Кирпич красный пористый	1500	0.44
Кирпич клинкерный	1800÷2000	0.8÷1.6
Кирпич кремнеземный	—	0.15
Кирпич облицовочный	1800	0.93
Кирпич пустотелый	—	0.44
Кирпич силикатный	1000÷2200	0.5÷1.3
Кирпич силикатный с тех. пустотами	—	0.7
Кирпич силикатный щелевой	—	0.4
Кирпич сплошной	—	0.67
Кирпич строительный	800÷1500	0.23÷0.3
Кирпич шлаковый	1100÷1400	0.58
Кладка бутовая из камней средней плотности	2000	1.35
Кладка газосиликатная	630÷820	0.26÷0.34
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит	540	0.24
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе	1600	0.47
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе	1800	0.56
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе	1700	0.52
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1000÷1400	0.35÷0.47
Кладка из малоразмерного кирпича	1730	0.8
Кладка из пустотелых стеновых блоков	1220÷1460	0.5÷0.65
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1500	0.64
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1400	0.52
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе	1800	0.7
Кладка из ячеистого кирпича	1300	0.5
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе	1500	0.52
Кладка «Поротон»	800	0.31
Клен	620÷750	0.19
Кожа	800÷1000	0.14÷0.16
Кремний	2000÷2330	148
Кремнийорганический полимер КМ-9	1160	0.2
Латунь	8100÷8850	70÷120
Лед -60°С	924	2.91
Лед -20°С	920	2.44
Лед 0°С	917	2.21
Линолеум поливинилхлоридный многослойный	1600÷1800	0.33÷0.38
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове	1400÷1800	0.23÷0.35
Липа, (15% влажности)	320÷650	0.15
Лиственница	670	0.13
Листы асбестоцементные плоские	1600÷1800	0.23÷0.35
Листы вермикулитовые	—	0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266	800	0.15
Листы пробковые легкие	220	0.035
Листы пробковые тяжелые	260	0.05
Маты, холсты базальтовые	25÷80	0.03÷0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)	150	0.061
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем	50÷125	0.048÷0.056
(ГОС

как рассчитать систему в частном доме, что такое Гкал и как он считается, как правильно рассчитывается

Создание отопительной системы в своем доме – дело очень важное. Было бы очень неразумно приобрести котел с оборудованием, не учитывая все особенности своего жилища. Здесь возможно встретиться либо с тем, что его мощность будет недостаточна – оборудованию придется трудиться «на полную», не делая перерывов в работе, а ожидаемый результат так и не будет достигнут, либо же можно приобрести слишком дорогостоящее устройство, поэтому не удастся использовать все его ресурсы.

При выборе котла нужно помнить, что он повлияет на многие нюансы, возможно, даже на расположение комнат.

По типу ресурсов, которые потребляют котлоагрегаты, их подразделяют по типам:

• электрический;
• твердотопливный;
• на жидком топливе;
• газовый.

Электроэнергия недешева, по этой причине электрокотлы не очень популярны. Как все знают, в сельской местности часто бывают аварии, ведущие к длительным паузам в ее подаче. Это крайне негативно сказывается на состоянии жилья и хозпостроек, поскольку в зимний период времени в России любой перерыв в отоплении может привести к самым печальным последствиям.

Твердотопливный агрегат может использовать самое разное топливо.

Его можно топить:

• углём;
• дровами;
• обломками деревянных поддонов;
• брикетами из отходов древесины.

У каждого вида топлива различная способность теплоотдачи, но такое неудобство с лихвой окупается их доступностью.

Котлы на жидком топливе «питаются» либо дизтопливом, либо отработанным машинным маслом. Высокопроизводительны, но не распространены в частном секторе по причине высоких цен на дизтопливо и отсутствия специализированных площадей для его хранения. Преимуществом такого типа является перспективное подключение к газоснабжению. Оно производится простой заменой горелки.

Газовый котел – самый востребованный тип в наши дни из-за относительной дешевизны топлива, малых размеров и простоты эксплуатации.

Недостаточно купить нужное оборудование – нужно верно рассчитать его мощность и распределить отопительные приборы. Разумеется, идеальным вариантом решения проблемы было бы проведение подобных вычислений специалистами, но такой вариант достаточно дорог. Поэтому можно попробовать сделать это своими руками.

Особенности

Расчеты количества калорий тепловой энергии при соответствии нормативу на единицу площади являются очень важными, так как впоследствии от этого будет зависеть комфорт нахождения в жилых помещениях.

Попытаемся разобраться, каким образом рассчитывают количество калорий, производимых системой отопления:

1. На первом этапе рассчитывают теплопотери на здание – это нужно, чтобы определить мощность котлов отопления и каждого радиатора. Рассчитывают их на каждое помещение, имеющее наружную стену.
2. Затем следует выбор температурного режима. Обычно его рассчитывают, используя значения 75-65-20 в соответствии с EN442. Большинство отопительного оборудования, произведенного за пределами РФ, настроено именно на него.
3. Подбирая мощности отопительных приборов, учитывают полученные внутренние теплопотери.
4. Расчеты гидравлики производят для известных данных по трубам и циркуляционным насосам.
5. При выборе котла происходит расчет объема отопительной системы, поскольку вместительность сетей отопления напрямую влияет на объемы расширительных баков.

От чего зависит?

Строения имеют свойство терять температуру по причине разницы внутренней и наружной температуры воздушных масс. Теплопотеря увеличивается по мере увеличения площадей окон, крыш, фундаментов. Еще она связана с тем, из какого материала изготовлены окна, двери и какого они размера.

Главная цель мероприятий по расчетам применения котлоагрегатов – правильно выбрать нагревательный прибор, который будет способен к возмещению теплопотерь при пониженных температурах либо экстремальных морозах.

При одинаковой толщине деревянной и кирпичной стены они имеют разную интенсивность теплопроводности – теплопотеря конструкции из дерева меньше, соответственно, будет меньше и потребление от источников тепла. Внутренняя температура жилья всегда зависит от состояния воздушной среды. Так, стена, оконный проем, дверь, кровля зимой выпускают накопившееся тепло и наоборот, позволяют охлажденным массам воздуха попадать внутрь. Постоянная нагрузка котлоагрегата при потерях калорий в холодное время года легко регистрируются с помощью тепловизора. Как правило, она идет сквозь системы вентиляции и канализации. Когда рассчитывают теплопотери построек, учет таких данных, как правило, не производится. Хотя включать теплопотери через вентиляционные и канализационные систем в картину общих тепловых расчетов здания – верный выход из ситуации.

Значительное снижение теплопотерь, происходящих с помощью стройконструкций, дверных/оконных проёмов, возможно при помощи грамотно устроенной теплоизоляционной системы. Выполнение расчётов автономного отопительного контура загородного дома, не учитывая теплопотери стен, оконных проемов, дверей, кровли, фундамента, нельзя. Вернее, невозможно будет выполнить мощностные расчеты отопительного котлоагрегата, соответствующие тому, чтобы обогреть коттедж при самых неожиданных и значительных понижениях температуры внешнего воздуха.

Справедливо утверждение о том, что чем более здание энергоэффективно, тем меньше средств при приобретении газа (бензина/ДТ и тому подобного) будет тратиться. При верных установках контуров с котлом также будет необходимы коэффициенты теплопроводности (далее – λ, ) стройматериалов.

Как рассчитать?

Для примера возьмем стандартное здание: «коробка» квадратной формы с фасадами 12 м и 7 м по высоте; 16 стенных проёмов по 2,5 м2; фасад кирпичный с толщиной стен в два кирпича.

Для выяснения показателя сопротивления теплопередаче существует формула – для фасада необходимо делить толщину стен на λ. Чтобы рассчитать показатели точно, будет необходимо знать λ материала, применявшегося при постройке. Если кирпичные стены имеют λ, равное 0,56Вт/м/градусов Цельсия при толщине 0,51 м, то получается, что теплопередача будет равняться 0,51/0,56 = 0,91Вт/м2×градус Цельсия. Результаты необходимо округлить.

Необходимо указать, что проемы окон и дверей занимают 40 м2 от площади стен. При необходимости расчётов теплопотерь строений либо энергоэффективных домов такой коэффициент для ограждающих конструкций будет верным. Для застройки с этажностью не выше двух, которую возвели из стандартных материалов, можно не рассчитывать теплопотери на двери и окна, то есть не вычитать их метраж из общего метража фасадов.

Чтобы выяснить теплопотери 1 кв. м. стены, если разница температуры внутри и снаружи равна 1 градусу Цельсия, необходимо разделить 1 на рассчитанное выше сопротивление теплопередач стен – 1: 0,91 = 1,09Вт/м2·0С. Теперь, получив теплопотерю 1 м2, определяют теплопотери, измерив конкретную температуру снаружи. Например, при 20 градусов выше нуля внутри, а снаружи 17 градусах ниже нуля, получается температурная разница (20+17=37 градусов). При этих условиях общая теплопотеря такого коттеджа будет: 0,91·336·37= 11313 Вт.

λ теплоизоляционных материалов внешних стен для обустройства и монтажа стяжек пола и при разравнивании рассчитывается посредством переведения теплопотерь в кВт/ч, их проще воспринимать.

Теплопотерю можно рассчитать подобным образом: 11313 λ (теплопотери, которые были получены в результате расчетов, приведенных выше) · 1ч: 1000 Вт = 11,313 кВт/ч.

Чтобы вычислить теплопотери за 24 часа, полученные значения теплопотери за 1 ч нужно умножить на 24: 11,313·24 = 271,512 кВт/ч. Можно привести пример теплопотери на 7 месяцев (это приблизительная длительность отопительного сезона в наших широтах): 7·30 дней · 271,512 (рассчитанная теплопотеря за сутки) = 57017,52 кВт/ч.

Расчет теплопотерь вентиляции в сезоне, когда здание отапливается можно произвести, также рассчитав условное здание квадратной формы со стеной высотой 7 метров и 12 метров шириной. Если не учитывать объёмы предметов, находящихся внутри и перегородок, производят расчет объема внутреннего воздуха в таком коттедже: 12·12·7 = 1008 м3. Таким образом, взяв температуру в +20градусов за среднюю в условиях отопления, его плотность (р) будет 1,2047 кг/м3, а удельную теплоемкость определяют в 1,005 кДж/ (кг·градус Цельсия). Соответственно, внутренняя масса воздуха будет равна: 1008·1,2047=1214,34 кг. Можно предположить, что смена внутреннего воздушного объема будет происходить 5 раз. Надо отметить зависимость количества смен объёма воздуха от потребности в притоке от количества людей, проживающих в коттедже.

Сейчас, когда выяснено количество тепла, потраченное для обогрева внутреннего воздушного объема при пятиразовом обмене с помощью системы притока, возможно узнать теплопотерю 7-месячного отопления «на воздух»: 7 месяцев · 30 дней · 45,76 = 9609,6 кВт/ч.

К сожалению, в наших широтах тратить тепло на обогрев вентиляции (так называемые «инфильтрационные затраты») необходимо для полноценного существования. Приходится выполнять расчеты для нагревания приточного воздуха, добавлять их к теплопотерям и это необходимо помнить, когда будет происходить выбор отопительной системы с котлоагрегатом.

Теплоэнергия может уходить и на обогрев канализации и горячее водоснабжение. В летнее время года вода обычно нагревается самостоятельно; в зимний же период она бывает не более +5 градусов. Купаться, принимать душ, мыть посуду или стирать с помощью только холодной воды нельзя. Даже та вода, которая находится в унитазном бачке, отдает тепло при контакте стенок с воздухом и забирает какое-то количество положительной температуры. Вода, которая нагревается при помощи газа, также тратится при удовлетворении бытовых нужд, поскольку она сливается в канализационные трубы.

Пример: при расчетах на семью из 3 персон расходуется 17 м3 воды каждый месяц. Р воды = 1000 кг/куб3, 4,183 кДж/кг·градус Цельсия – является ее удельной теплоемкостью. Если взять среднюю температуру горячей воды для удовлетворения бытовых нужд как +40 градусов Цельсия, то разницей температур между входящим объемом не нагретой (+5 градусов) и подогретой (+30 градусов) будет 25 градусов Цельсия.

Чтобы рассчитать канализационные теплопотери, нужно: 17·1000 (ее плотность) · 25 · 4,183 = 1777775 кДж. При переведении килоджоулей в кВт/ч: 1777775: 3600 = 493,82 кВт/ч. Соответственно, за семь месяцев в канализационные трубы утекает 493,82·7= 3456,74 кВт тепла.

Надо отметить относительно малую величину расхода тепла для разогрева воды для соблюдения гигиены в сравнении с потерей калорий в наружных стенах и с вентиляционными потерями. Так или иначе, эти энергопотери также являются энергозатратами, нагружающими отопительные сети и вызывающими увеличенные траты на газ.

Котлоагрегатом пользуются при возмещениях теплопотерь сооружений. Если используется отопительная система с двумя контурами либо котлоагрегат оснащен бойлером косвенного нагрева, использующимся при нагревании воды, предназначенной для умывания и принятия душа, то рассчитав теплопотерю за 24 часа и расходы горячей воды «в сброс», возможно определение необходимой мощности котлов для площадей с известным метражом.

В связи с конструкцией, котлом с одним контуром производится исключительно поднятие температуры теплоносителя в системе отопления. Чтобы определить его отопительную мощность, нужен расчет затрат теплоэнергии фасадами объекта и нагрева заменяемого внутреннего объема воздуха дома.

Необходимые теплопотери в кВт/ч за каждые 24 часа обсчитываются по следующему примеру: 271,512 + 45,76 (потери тепла на нагревание приходящих воздушных масс в сутки) = 317,272 кВт/ч. Отсюда потребуется котёл 317,272: 24=13,22 кВт. При соблюдении всех условий такой тип котлоагрегата будет в активном действии, что обязательно снизит время его эксплуатации. Считается, что при понижении температуры ниже минимума (что бывает достаточно часто), его расчетная мощность окажется недостаточной, так как произойдут большие перепады температур между внешней и внутренней поверхность. стен и потери тепла объекта станут резко возрастать. Из-за этого отопительное устройство, которое выбиралось с учетом усредненных расчетов теплоэнергозатрат, наверняка не справится с сильно пониженными температурами снаружи. Здесь рациональной идеей может быть увеличение мощности котлоагрегата на одну пятую: 13,22·0,2+13,22=15,86 кВт.

Чтобы вычислить мощность второго контура, который греет воду для бытовых нужд, делят теплопотребление в месяц при «канализационных» теплопотерях на 30 дней и на сутки (24 ч): 493,82: 30: 24=0,68 кВт. Отсюда получают мощность котлоагрегата, примерно равную 15,86 кВт в контуре, использующимся для отопительной системы, и 0,68 кВт в нагревательном контуре.

Советы

При произведении расчетов качественного и эффективного обогрева, обеспечивающего постоянным теплом любые частные дома либо торговые центры, не стоит стараться экономить средства при приобретении радиаторов.

Лучшим вариантом станет приобретение анодированных либо даже вакуумных батарей. Любой такой прибор отлично защищен от появления ржавчины, соответственно, будет эксплуатироваться как минимум двадцать- тридцать лет. Согласно инструкции, такое оборудование снабжено теплопередающей способностью как минимум 220 Вт. Надо сказать, что вакуумный отопительный радиатор является последним словом в совершенствовании отопительных систем как самый экономичный по сравнению со всеми типами современных радиаторов. Он универсален при выборе мест установки и может монтироваться и в жилых помещениях, и в торговых залах.

Укрупненным качеством и экономичностью отличаются те радиаторы, которые изготовлены из цветных металлов. На сегодняшний день в торговых сетях представлено большое разнообразие отопительного оборудования, изготовленного из алюминия и меди и их сплавов с самыми различными показателями мощностей и габаритов. Чтобы создать какой-то определенный дизайн, изготавливают вертикально направленные радиаторы, хорошо вписывающиеся в ограниченный объем пространства, предназначенный для них.

Расчет мощности отопления для частных домов не представляет собой никаких затруднений и проводится с учетом поступлений Гкал (гигакалорий) и расходования тепла. Для всех примеров, указанных выше, не требуется большого количества параметров, что позволяет произвести быстрое и точное вычисление.

По рекомендациям специалистов, радиатор отопления оптимально размещать под подоконником, чтобы исключить попадание большей части охлажденного воздуха в комнату.

О том, как рассчитать систему отопления, смотрите в следующем видео.

как сделать расчет необходимой мощности для помещения, фото и видео примеры

Содержание:

1. Необходимость расчета тепловой мощности системы отопления
2. Варианты приблизительных расчетов
3. Точное вычисление тепловой мощности
4. Пример выполнения расчета

Прежде, чем приступить к монтажу автономной системы отопления в собственном доме или квартире, владельцу недвижимости необходимо иметь проект. Создание его специалистами подразумевает, в том числе, что будет выполнен расчет тепловой мощности для помещения, имеющего определенную площадь и объем. На фото можно увидеть, как может выглядеть отопительная система частного домовладения.   

Необходимость расчета тепловой мощности системы отопления

Потребность в вычислении тепловой энергии, необходимой для обогрева комнат и подсобных помещений, связана с тем, что нужно определить основные характеристики системы в зависимости от индивидуальных особенностей проектируемого объекта, включая: 

• назначение здания и его тип;
• конфигурацию каждого помещения;
• количество жильцов;
• географическое положение и регион, в котором находится населенный пункт;
• прочие параметры. 

Расчет необходимой мощности отопления является важным моментом, его результат используют для вычисления параметров отопительного оборудования, которое планируют установить:

1. Подбор котла в зависимости от его мощности. Эффективность функционирования отопительной конструкции определяется правильностью выбора нагревательного агрегата. Котел должен иметь такую производительность, чтобы обеспечить обогрев всех помещений в соответствии с потребностями людей, проживающих в доме или квартире, даже в наиболее холодные зимние дни. Одновременно при наличии у прибора избыточной мощности часть вырабатываемой энергии не будет востребована, а значит, некоторая сумма денег потратится напрасно. 
2. Необходимость согласовывать подключение к магистральному газопроводу. Для присоединения к газовой сети потребуется ТУ. Для этого подают заявку в соответствующую службу с указанием предполагаемого расхода газа на год и оценкой тепловой мощности в сумме для всех потребителей. 
3. Выполнение расчетов периферийного оборудования. Расчет тепловых нагрузок на отопление необходим для определения длины трубопровода и сечения труб, производительности циркуляционного насоса, типа батарей и т.д. 

Варианты приблизительных расчетов

Выполнить точный расчет тепловой мощности системы отопления довольно сложно, его могут сделать только профессионалы, имеющие соответствующую квалификацию и специальные знания. По этой причине данные вычисления обычно поручают специалистам.

В тоже время существуют и более простые способы, позволяющие приблизительно оценить величину требуемой тепловой энергии и их можно сделать самостоятельно:

1. Нередко применяют расчет мощности отопления по площади (детальнее: «Расчет отопления по площади — определяем мощность отопительных приборов»). Считается, что жилые дома возводятся по проектам, разработанным с учетом климата в определенном регионе, и что в проектных решениях заложено использование материалов, которые обеспечивают требуемый тепловой баланс. Поэтому при расчете принято умножать величину удельной мощности на площадь помещений. Например, для Московского региона данный параметр находится в пределе от 100 до 150 ватт на один «квадрат». 
2. Более точный результат будет получен, если учитывать объем помещения и температуру. Алгоритм вычисления включает высоту потолка, уровень комфорта в отапливаемом помещении и особенности дома.

   Используемая формула выглядит следующим образом: Q = VхΔTхK/860, где:
   

   
   V – объем помещения;
   ΔT – разница между температурой внутри дома и снаружи на улице;
   К – коэффициент теплопотерь. 
   
   Поправочный коэффициент позволяет учесть конструктивные особенности объекта недвижимости. Например, когда определяется тепловая мощность системы отопления здания, для строений с обычной кровлей из двойной кирпичной кладки К находится в диапазоне 1,0–1,9. 
3. Метод укрупненных показателей. Во многом похож на предыдущий вариант, но его применяют для вычисления тепловой нагрузки для систем отопления многоквартирных зданий или других больших объектов. 

Все три вышеперечисленные способы, позволяющие сделать расчет необходимой теплоотдачи, дают приблизительный результат, который может отличаться от реальных данных или в меньшую, или в большую сторону. Понятно, что монтаж маломощной отопительной системы не обеспечит требуемую степень обогрева. 

В свою очередь, избыток мощности у отопительного оборудования приведет к быстрому износу приборов, перерасходу топлива, электроэнергии, а соответственно и денежных средств. Подобные расчеты обычно применяют в несложных случаях, например, при выборе котла. 

Точное вычисление тепловой мощности

Степень теплоизоляции и ее эффективность зависят от того, насколько качественно она сделана и от конструктивных особенностей зданий. Основная часть теплопотерь приходится на наружные стены (примерно 40%), затем следуют оконные конструкции (около 20%), а крыша и пол – это 10%. Остальное тепло покидает дом через вентиляцию и двери. 

Поэтому расчет тепловой мощности системы отопления должен учитывать данные нюансы.

Для этого используют поправочные коэффициенты: 
 

• К1 зависит от типа окон. Двухкамерным стеклопакетам соответствует 1, обычному остеклению – 1,27, трехкамерному окну – 0,85;
• К2 показывает степень теплоизоляции стен. Находится в пределе от 1 (пенобетон) до 1,5 для бетонных блоков и кладки в 1,5 кирпича; 
• К3 отражает соотношение между площадью окон и пола. Чем больше оконных рам, тем сильнее потери тепла. При 20% остекления коэффициент равен 1, а при 50% он увеличивается до 1,5; 
• К4 зависит от минимальной температуры снаружи здания на протяжении отопительного сезона. За единицу принимают температуру -20 °C, а затем на каждые 5 градусов прибавляют или вычитают 0,1; 
• К5 учитывает количество наружных стен. Коэффициент для одной стены равен 1, если их две или три, тогда он составляет 1,2, когда четыре – 1,33;
• К6 отражает тип помещения, которое находится над определенной комнатой. При наличии сверху жилого этажа величина поправки – 0,82, теплого чердака – 0,91, холодного чердака — 1,0;
• К7 – зависит от высоты потолков. Для высоты 2,5 метра это 1,0, а для 3-х метров — 1,05.

Когда все поправочные коэффициенты известны, делают расчет мощности системы отопления для каждого помещения, используя формулу:
 

• Qi=qхSiхK1хK2хK3хK4хK5хK6хK7, где q =100 Вт/м², а Si – площадь комнаты. 

Расчетная величина увеличивается, если коэффициент больше 1 или уменьшает, если он меньше единицы. Узнав данный параметр для каждого помещения, узнают величину мощности всей отопительной системы согласно формуле: Q=Σ Qi, i = 1…N, где N – это общее количество помещений в здании (прочитайте также: «Тепловой расчет помещения и здания целиком, формула тепловых потерь»). 

Как правило, для обеспечения запаса тепловой энергии на всевозможные непредвиденные случаи результат увеличивают на 15–20%. Это могут быть сильнейшие морозы, разбитое окно, поврежденная теплоизоляция и т.д. 

Пример выполнения расчета

Допустим, необходимо знать, какая должна быть тепловая мощность системы отопления для дома из бруса площадью 150 м² с теплым чердаком, тремя внешними стенами и двойными стеклопакетами на окнах. При этом высота стен 2,5 метра, а площадь остекления составляет 25%. Минимальная температура на улице в самую морозную пятидневку находится на отметке -28 °C.  

Поправочные коэффициенты в данном случае будут равны:

• К1 (двухкамерный стеклопакет) = 1,0;
• К2 (стены из бруса) = 1,25;
• К3 (площадь остекления) = 1,1;
• К4 (при -25 °C -1,1, а при 30°C) = 1,16;
• К5 (три наружные стены) = 1,22;
• К6 (сверху теплый чердак) = 0,91;
• К7 (высота помещения) = 1,0. 

В результате полная тепловая нагрузка будет равна: 

Q=100 Вт/ м²х135 м²х1,0х1,25х1,1х1,16х1,22х0,91х1,0 = 23,9 кВт.

В итоге мощность отопительной системы составит: W=Qх1,2 = 28,7 кВт.

В том случае, когда бы использовался упрощенный метод вычислений, основанный на расчете мощности отопления согласно площади, то результат был бы совсем иной: 

100–150 Вт х150м² = 15–22,5 кВт

Отопительная система функционировала бы без запаса по мощности — на пределе. Приведенный пример является подтверждением важности применения точных способов, позволяющих определять тепловые нагрузки на отопление.

Пример расчета тепловой мощности системы отопления на видео:

правила и примеры расчёта 🚩 Ремонт дачи

Основными элементами любой обогревательной сети частного дома являются котел, радиаторы и циркуляционный насос. Расчеты мощности именно такого оборудования и необходимо производить прежде всего при проектировании отопительной системы. Также при обустройстве коммуникаций этого типа следует определиться с толщиной прокладываемых магистралей.

Профессиональные инженеры составляют чертежи отопительных систем загородных домов с учетом множества самых разных факторов. При выполнении расчетов специалисты принимают во внимание, к примеру, такие показатели, как теплопроводность материала стен дома, площадь окон и дверей, особенности конструкции вентиляционной системы и пр.

Самостоятельные расчеты выполняют чаще всего все же по упрощенной схеме. Использование такого метода, к сожалению, не исключает разного рода ошибок в проектировании. Погрешности при применении такой схемы расчетов критичными обычно не бывают. Но все же использовать такой способ проектирования можно только при обустройстве систем отопления не слишком больших по площади домов.

Для обогрева загородных жилых домов могут использоваться нагревательные агрегаты:

• газовые;
• дровяные;
• электрические.

Вне зависимости от разновидности котла, расчеты мощности при использовании упрощенной схемы производится одним и тем же способом. В первую очередь нагревательное оборудование для системы отопления выбирают, конечно же, с учетом общей площади дома. Также в обязательном порядке учитывают климатические особенности той местности, в которой построено здание.

Выполняют расчеты мощности котла по такой формуле:

M — искомая мощность котла, П — отапливаемая площадь дома, МУД — удельная мощность котла.

Последний параметр определяется в зависимости от региона расположения дома. Удельная мощность котлов составляет:

• для теплых регионов — 0.7-0.9 кВт;
• для средней полосы — 1.0-1.2 кВт;
• для Москвы и Подмосковья — 1.2-1.5 кВт;
• для северных районов — 1.5-2 кВт.

Полученную при использовании такой формулы цифру в последующем желательно увеличить еще на 20%. Это позволит обеспечить качественный обогрев здания в случае, к примеру, кричного понижения температуры воздуха на улице или же при замедлении подачи топлива в нагревательный агрегат.

Для примера сделаем вычисления необходимого теплового потенциала нагревательного оборудования отопительной сети дома площадью в 50 м², построенного в Рязанской области.

Исходные данные в этом случае будут выглядеть так:

Производим собственно сам подсчет:

Далее добавляем поправочные 20% и получаем:

То есть для дома в 50 м², возведенного в средней полосе РФ, понадобиться котел мощностью примерно в 7 кВт.

В большинстве случаев в частных загородных зданиях сегодня монтируются отопительные системы принудительного типа. Теплоноситель в таких сетях движется по магистралям в результате работы циркуляционного насоса, установленного в большинстве случаев на обратке.

Производится расчет такого оборудования с учетом:

• верхней точки системы;
• сопротивления теплосети;
• площади дома.

Сопротивление сети при выполнении самостоятельных расчетов определяют обычно в зависимости от типа используемых радиаторов. Так, к примеру, этот показатель будет составлять:

• для чугунных батарей — 1 м;
• для биметаллических — 2 м;
• для алюминиевых — 1.2 м.

Верхней точкой системы называют обычно высоту расположения радиаторов на последнем этаже здания.

Допустим, наш дом в 50 м² метров имеет высоту в два этажа. Радиаторы на последнем этаже в этом случае будут располагаться на высоте примерно в 2.5 м. Исходя из этого, можно вычислить необходимый напор насоса. Если батареи в доме установлены биметаллические, этот показатель будет составлять:

По стандарту, на 10 м² помещения необходимо порядка 1 кВт мощности батареи. Согласно этому, определяем потребляемую электроэнергию:

Переводим киловатты в килокалории:

Теперь нужно вычислить собственно производительность насоса. Для этого необходимо, помимо всего прочего, знать рекомендованную разницу температур теплоносителя на входе и на выходе. В большинстве случаев при применении упрощенной схемы расчетов отопительных систем этот показатель принимают равным 20.

В этом случае искомая производительность насоса при напоре в 4.5 м будет составлять:

Этот параметр для каждого помещения придется рассчитывать отдельно. Для определения нужного количества батарей в конкретной комнате следует знать:

• мощность секции радиатора;
• площадь самого помещения.

Мощность секций батарей зависит от их габаритов и использованного для изготовления материала. Этот параметр производители указывают в технических паспортах радиаторов.

При выполнении расчетов сначала определяют общую требуемую мощность для эффективного отопления комнаты. При этом во внимание принимают то, что для обогрева 1 м² помещения необходимо порядка 100 Вт мощности радиатора.

Далее полученную цифру делят на показатель мощности одной секции. Таким образом определяют требуемое количество секций. По описанной выше схеме расчет радиаторов системы отопления выполняют для комнат:

• с высотой потолков ниже 3 м;
• количеством окон не более одного;
• без контактирующих с улицей стен;
• с хорошей теплоизоляцией.

В противном случае дополнительно используют поправочный коэффициент 1.1. Это позволяет сделать отопление помещения максимально эффективным.

Допустим, нужно узнать требуемое количество биметаллических радиаторов для комнаты в 20 м² с потолками высотой в 2.5 м, одним окном, не имеющей наружных ограждающих конструкций. Сначала узнаем общую требуемую мощность:

Теперь вычисляем нужное количество биметаллических секций, с учетом того, что мощность одной из них (стандартной на 500 мм) обычно составляет 200 Вт:

То есть в данном случае для эффективного обогрева помещения необходимо 10 биметаллических секций. Следовательно, в комнате придется установить, к примеру, два радиатора по пять секций или же один— на 10 секций.

Если в помещении предусмотрено больше одного окна, а его потолки имеют высоту, превосходящую 3 м, применяем поправочный коэффициент 1.1:

• 2000*1.1=2200 — для второго окна;
• 2200*1.1=2420 — поправка на потолок.

Далее по описанной выше схеме рассчитываем число секций:

То есть в данном случае в комнате на 20 м2, скорее всего, придется установить два радиатора по 6 секций.

Этот параметр также определяется с учетом того, что для эффективного обогрева 10 м² помещения необходима 1 кВт энергии. То есть для дома в 50 м² этот показатель будет составлять 5 кВт и с поправкой в 20% — 6 кВт или 6000 Вт.

Собственно сам диаметр труб вычисляется по специальным таблицам. Для двухтрубной системы отопления такая таблица будет выглядеть так:

В нашем примере, для того чтобы определить сечение труб, нужно найти в таблице в общем поле вычисленный нами показатель в 6000 Вт и посмотреть на указанное в правом столбце значение. Мощность теплового потока в данном случае будет находиться между цифрами 5748 и 7185. Следовательно, в доме необходимо будет протянуть магистрали сечением 15 мм.

Разъяснения нового порядка расчета стоимости отопления

С начала 2019 года установлен новый порядок расчета стоимости отопления. Новые формулы, введенные в Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утв. ПП РФ от 06.05.2011 №354 (далее – Правила 354), Постановлением Правительства РФ от 28.12.2018 № 1708, предусматривают четыре варианта расчета для случая централизованного отопления вместо ранее действующих трех случаев, а также используют дополнительные величины (S^ои, S^инд). Порядок расчета явно стал более сложным, но как ни странно, многие исполнители коммунальной услуги по отоплению не считают необходимым изучать новые формулы. Часть исполнителей заявляет, что у них в МКД нет никаких помещений, оснащенных «индивидуальными источниками тепловой энергии», часть указывает, что ни у кого в квартирах не установлены индивидуальные приборы учета, а кто-то игнорирует новые формулы по причине того, что квитанции делают различного рода Расчетно-кассовые центры. Попробуем разобраться, требуется ли всем перечисленным категориям исполнителей знание новых формул?

 

Установка ИПУ отопления

С 01.01.2019 вступило в силу постановление Правительства РФ от 28.12.2018 № 1708, которым внесены поправки Правила 354 в части расчета стоимости отопления. В частности, новая редакция предусматривает, что в случае, если многоквартирный дом (далее – МКД) оборудован общедомовым прибором учета (далее – ОПУ) тепла, и хотя бы одно помещение в этом МКД будет оборудовано индивидуальным прибором учета (далее – ИПУ) отопления, то показания такого ИПУ теперь должны учитываться в расчетах, независимо от того, имеются ли ИПУ отопления в других помещениях такого дома или нет.

При этом согласно подпунктам «т», «у» пункта 31 Правил 354 исполнитель коммунальной услуги обязан «не создавать препятствий потребителю в реализации его права на установку индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета» и «осуществлять по заявлению потребителя ввод в эксплуатацию установленного индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета… не позднее месяца, следующего за датой его установки, а также приступить к осуществлению расчетов размера платы за коммунальные услуги исходя из показаний введенного в эксплуатацию прибора учета, начиная с 1-го числа месяца, следующего за месяцем ввода прибора учета в эксплуатацию».

В то же время в соответствии с подпунктами «з», «и» пункта 33 Правил 354 потребитель имеет право «принимать решение об установке индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета… и обращаться за выполнением действий по установке такого прибора учета к лицам, осуществляющим соответствующий вид деятельности» и «требовать от исполнителя совершения действий по вводу в эксплуатацию установленного индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета…, а также требовать осуществления расчетов размера платы за коммунальные услуги исходя из показаний введенного в эксплуатацию прибора учета, начиная с 1-го числа месяца, следующего за месяцем ввода прибора учета в эксплуатацию».

Таким образом, собственник любого помещения в МКД в любой момент может оборудовать свое помещение ИПУ отопления, после чего исполнитель обязан будет учитывать показания этого прибора в своих расчетах.

Разумеется, отказ исполнителя учитывать показания таких ИПУ вследствие того, что «такой расчет не предусмотрен программным обеспечением исполнителя», «новый порядок расчета стоимости отопления не изучен исполнителем», «исполнитель не осведомлен об изменении порядка расчета» и по иным нелепым причинам, будет неправомерным.

 

Переустройство системы отопления

Согласно новым поправкам, при расчете стоимости отопления должна учитываться «общая площадь жилых и нежилых помещений, в которых технической документацией на многоквартирный дом не предусмотрено наличие приборов отопления, или жилых и нежилых помещений, переустройство которых, предусматривающее установку индивидуальных источников тепловой энергии, осуществлено в соответствии с требованиями к переустройству, установленными действующим на момент проведения такого переустройства законодательством Российской Федерации». Для указанных помещений величина V_i, которую условно можно определить как «объем теплоэнергии, потребляемой из централизованной системы отопления на отопление непосредственно в i-том помещении», приравнивается нулю.

То есть, величина V_i в формулах расчета равна нулю для помещений, в которых изначально не предусмотрено наличие приборов отопления, либо в которых осуществлено переустройство в части установки индивидуальных источников тепловой энергии.

В соответствии с частью 1 статьи 25 ЖК РФ «Переустройство помещения в многоквартирном доме представляет собой установку, замену или перенос инженерных сетей, санитарно-технического, электрического или другого оборудования».

Важно отметить, что в соответствии с частью 1 статьи 26 ЖК РФ «Переустройство и (или) перепланировка помещения в многоквартирном доме проводятся с соблюдением требований законодательства по согласованию с органом местного самоуправления (далее — орган, осуществляющий согласование) на основании принятого им решения».

То есть, при проведении переустройства собственник помещения не обязан получать согласия исполнителя услуг.

Следовательно, в любой момент исполнителю коммунальной услуги по отоплению от любого собственника любого из помещений дома может быть преподнесен «сюрприз» в виде уведомления о том, что в каком-либо из помещений дома проведено переустройство, и расчет стоимости отопления как для этого помещения, так и для всех остальных помещений в МКД уже надо вести в ином порядке.

 

«А мы работаем с Расчетным центром»

Исполнитель коммунальной услуги может привлекать какую-либо организацию или индивидуального предпринимателя для начисления платы за коммунальные услуги и подготовки доставки платежных документов потребителям (подп. «е» пункта 32 Правил 354). Часть 15 статьи 155 ЖК РФ позволяет лицам, в пользу которых вносится плата за жилое помещение и коммунальные услуги, взимать такую плату при участии платежных агентов, осуществляющих деятельность по приему платежей физических лиц.

То есть, действующее жилищное законодательство действительно позволяет взимать платежи с потребителей услуг при участии различных Расчетных центров и иных платежных агентов.

Однако, важно понимать, что ответственность перед потребителями за правильность расчетов продолжают нести исполнители услуг (УО/ТСЖ/РСО).

В том числе, например, именно исполнитель услуг обязан «производить непосредственно при обращении потребителя проверку правильности исчисления предъявленного потребителю к уплате размера платы за коммунальные услуги, задолженности или переплаты потребителя за коммунальные услуги, правильности начисления потребителю неустоек (штрафов, пеней) и немедленно по результатам проверки выдавать потребителю документы, содержащие правильно начисленные платежи. Выдаваемые потребителю документы по его просьбе должны быть заверены подписью руководителя и печатью исполнителя (при наличии)» (подпункт «д» пункта 31 Правил 354).

И предлагать потребителю обращаться за проверкой правильности начислений в Расчетный центр или в иную нанятую исполнителем подрядную организацию, исполнитель услуги права не имеет.

Кроме того, именно исполнитель услуги (а вовсе не его платежный агент!) при нарушении порядка расчета платы за коммунальные услуги обязан оплатить штраф в пользу потребителя (ч.6 ст.157 ЖК РФ, п.155.2 Правил 354).

И в случае если потребитель начнет обжаловать порядок расчета стоимости отопления, то аргумент «А мы работаем с Расчетным центром», конечно же, не будет приниматься во внимание, и при обнаружении нарушений порядка расчета виновным лицом будет признан именно исполнитель услуги.

 

Выводы

К сожалению, многие исполнители услуг действуют по принципу «пока меня не коснулось, мне это неинтересно», оправдывая таким аргументом свое нежелание изучать действующее законодательство, разбираться в изменениях, анализировать формулы расчета стоимости услуг. Однако, как показывает практика, это приводит лишь к неготовности таких исполнителей решать проблемы, в возможность возникновения которых эти исполнители без каких-либо причин попросту не верили.

Именно исполнитель несет ответственность за правильность расчета стоимости услуги, и от этой ответственности исполнителя не избавляет ни наличие платежных агентов, ни отсутствие надлежащ

Уравнения охлаждения и нагрева

Явное тепло

Явное тепло в процессе нагрева или охлаждения воздуха (мощность нагрева или охлаждения) можно рассчитать в единицах СИ как

ч _с = c _p ρ q dt (1)

, где

ч _с = явное тепло (кВт)

c _p = удельная теплоемкость воздуха (1.006 кДж / кг ^o C)

ρ = плотность воздуха (1,202 кг / м ³ )

q = объемный расход воздуха (м ³ / с)

dt = разница температур ( ^o C)

Или в британских единицах как

h _s = 1.08 q dt (1b)

где

h _{s s} = явное тепло (БТЕ / час)

q = объемный расход воздуха (куб. Фут / мин, кубические футы в минуту)

dt = разница температур ( ^o F)

Пример — Нагревательный воздух, явное тепло

Метрические единицы

Воздушный поток 1 м ³ / с нагревается от 0 до 20 ^o C .Используя (1) , добавляемое к воздуху явное тепло можно рассчитать как

ч _с = (1,006 кДж / кг ^o C) (1,202 кг / м ³ ) ( 1 м ³ / с ) ((20 ^o C) — (0 ^o C))

= 24,2 (кВт)

Имперские единицы

Воздушный расход 1 куб.фут / мин нагревается от 32 до 52 ^o F .Используя (1b) , добавляемое к воздуху явное тепло можно рассчитать как

ч _с = 1,08 (1 куб. Фут / мин) ((52 ^o F) — (32 ^o F))

= 21,6 (БТЕ / ч)

Таблица явной тепловой нагрузки и необходимого объема воздуха

Явная тепловая нагрузка и требуемый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температуры между добавляемым воздухом и воздухом в помещении:

Скрытое тепло

Скрытое тепло, обусловленное влажностью воздуха, может быть рассчитано в единицах СИ как:

h _l = ρ h _we q dw _kg (2)

где

ч _л = скрытая теплота (кВт)

ρ = плотность воздуха (1.202 кг / м ³ )

q = объемный расход воздуха (м ³ / с)

ч _we = вода испарения со скрытой теплотой ( 2454 кДж / кг — в воздухе при атмосферном давлении) давление и 20 ^o C)

dw _кг = разница в соотношении влажности (кг воды / кг сухого воздуха)

Скрытая теплота испарения воды может быть рассчитана как

h _we = 2494 — 2,2 т (2a)

, где

t = температура испарения ( ^o C)

Или для британских единиц измерения:

h _l = 0.68 q dw _gr (2b)

или

h _l = 4840 q dw _фунтов (2c)

где _{= скрытая теплота (БТЕ / час)}

q = объемный расход воздуха (куб. Фут в минуту)

dw _гр = разница в соотношении влажности (зерна воды / фунт сухого воздуха)

dw _фунтов = разница соотношений влажности (фунт воды / фунт сухого воздуха)

Пример — охлаждающий воздух, скрытое тепло

Метрические единицы

Расход воздуха 1 м ³ / с охлаждается с 30 до 10 ^o C .Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По диаграмме Мольера мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 0,0187 кг воды / кг сухого воздуха, и содержание воды в холодном воздухе как 0,0075 кг воды / кг сухого воздуха .

Используя (2) , скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

ч _л = (1.202 кг / м ³ ) ( 2454 кДж / кг ) ( 1 м ³ / с ) (( 0,0187 кг воды / кг сухого воздуха ) — ( 0,0075 кг воды / кг сухой воздух ))

= 34,3 (кВт)

Имперские единицы

Воздушный поток 1 куб. фут / мин охлаждается с 52 до 32 ^o F . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По психрометрической диаграмме мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 45 гран воды / фунт сухого воздуха , и содержание воды в холодном воздухе как 27 гранов воды / фунт сухого воздуха .

Используя (2b) , скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

ч _л = 0,68 (1 куб. Фут / мин) (( 45 зерен воды / фунт сухого воздуха ) — ( 27 зерен воды / фунт сухого воздуха ))

= 12.2 (БТЕ / ч)

Таблица скрытой тепловой нагрузки и требуемого объема воздуха

Скрытая тепловая нагрузка — увлажнение и осушение — и необходимый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температуры между входящим воздухом и воздухом в помещении указаны в таблице диаграмма ниже:

Общее тепло — скрытое и явное тепло

Общее тепло, обусловленное как температурой, так и влажностью, может быть выражено в единицах СИ как:

h _t = ρ q dh (3)

, где

ч _т = общее количество тепла (кВт)

q = объемный расход воздуха (м ³ / с)

ρ = плотность воздуха (1.202 кг / м ³ )

dh = разница энтальпий (кДж / кг)

Или — в британских единицах:

h _t = 4,5 q dh (3b)

где

ч _т = общее тепло (БТЕ / ч)

q = объемный расход воздуха (куб. фут в минуту)

дч = разность энтальпий (БТЕ / фунт сухого воздуха)

Общее количество тепла можно также выразить как:

ч _т = ч _с + ч _л

= 1.08 q dt + 0,68 q dw _gr (4)

Пример — охлаждающий или нагревающий воздух, общее количество тепла

Метрические единицы

Поток воздуха 1 м ³ / с охлаждается от 30 до 10 ^o C . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По диаграмме Молье мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 77 кДж / кг сухого воздуха, и энтальпию в холодном воздухе как 28 кДж / кг сухого воздуха .

Используя (3) , общее явное и скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

ч _т = (1,202 кг / м ³ ) ( 1 м ³ / с ) (( 77 кДж / кг сухого воздуха ) — (28 кДж / кг сухого воздуха ))

= 58,9 (кВт)

Имперские единицы

Расход воздуха из 1 куб. футов в минуту охлаждается с 52 до 32 ^o F .Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По психрометрической диаграмме мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 19 БТЕ / фунт сухого воздуха , и энтальпию в холодном воздухе равную 13,5 БТЕ / фунт сухого воздуха .

Используя (3b) , общее явное и скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

h _t = 4.5 (1 куб. Фут / мин) (( 19 БТЕ / фунт сухого воздуха ) — ( 13,5 БТЕ / фунт сухого воздуха ))

= 24,8 (БТЕ / ч)

SHR — Коэффициент явного тепла

Коэффициент явного тепла можно выразить как

SHR = h _с / час _t (6)

, где

SHR

Коэффициент явного тепла

ч _с = явное тепло

ч _т = общее тепло (явное и скрытое)

Как рассчитать потребность в кВт для типовых применений нагревателя

Расчет отопления резервуара

При выборе нагревателя для обогрева резервуара вы должны сначала определить, требует ли приложение поддержания температуры или ее нужно поднять.Ниже приведены расчеты для каждого приложения. Вы также можете посетить наш веб-сайт и воспользоваться нашим онлайн-калькулятором; найдите ссылку на бесплатный калькулятор в верхней части страницы.

Поддерживаемая температура

Чтобы рассчитать мощность, необходимую для поддержания температуры резервуара, вам необходимо определить площадь поверхности резервуара, температуру процесса, которую необходимо поддерживать, минимальную температуру окружающей среды и коэффициент сопротивления изоляции.

Площадь:

Цистерна круглая —

А (фут²) = (2 x p x r x в) + (2 x p x r²)

р = 3.14

r = радиус (фут)

h = высота (фут)

Бак прямоугольный —

A (фут²) = 2 x [(длина x ширина) + (длина x высота) + высота x ширина)]

l = длина (фут)

w = ширина (фут)

h = высота (фут)

После определения площади резервуаров поддерживаемая мощность KW может быть рассчитана следующим образом:

кВт = (A x (1 / R) x ΔT (° F) x SF) / 3412

A = площадь поверхности

R = R-значение изоляции

• Используйте 0.5 как значение R неизолированного стального резервуара
• Типичные примеры см. В таблице ниже
• R-значение = толщина (дюймы) / k-фактор

ΔT = разница между заданной температурой процесса и самой низкой температурой окружающей среды

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт

Таблица 1

Тип изоляции	R-Value / дюйм толщины
Стекловолокно	Р-3
Минеральное волокно	Р-3.7
Силикат кальция	Р-2
Пенополиуретан с открытыми ячейками	Р-3,6
Пенополиуретан с закрытыми ячейками	R-6
Пена для распыления полиизоцианурата	R-6

Пример:

Резервуар для высоковязкой сырой нефти диаметром 42 ‘и 40’ с изоляцией из R-6 должен поддерживаться при температуре 75 ° F при минимальной температуре окружающей среды 10 ° F.

A = (2 x 3,14 x 21 x 40) + (2 x 3,14 x 21²)

A = 8044,68 фут²

кВт = (8044,68 x 1/6 x 65 x 1,2) / 3412

кВт = 30,65

Повышение температуры

Расчет кВт для повышения температуры материала в баке (нагрев) начинается с той же информации, которая требуется в приложении для обслуживания. Кроме того, нам потребуется вес нагреваемого материала, удельная теплоемкость материала и время, необходимое для нагрева материала от начальной до конечной температуры.Расчет кВт для повышения температуры выглядит следующим образом:

кВт всего = кВт выработка + техническое обслуживание

кВт

кВтПогрев = [(M x Cp x ΔT x SF) / 3412] / т

M = вес материала в фунтах

Cp = удельная теплоемкость, см. Примеры в таблице

ΔT = разница между заданной (конечной) температурой процесса и начальной температурой

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт

t = время в часах

KWmaintain = (A x (1 / R) x ΔT (° F) x SF) / 3412

A = площадь поверхности

R = R-значение изоляции

• Используйте 0.5 как значение R неизолированного стального резервуара

ΔT = разница между заданной температурой процесса и самой низкой температурой окружающей среды

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт

Пример:

Резервуар 4 ‘x 6’ x 12 ‘с 1800 галлонами воды необходимо нагреть с 60 ° F до 95 ° F за 3 часа. Резервуар имеет изоляцию R-4, а минимальная температура окружающей среды составляет 0 ° F.

Для начала нам нужно преобразовать галлоны воды в фунты:

фунтов = G x D1

G =

галлонов

D1 = фунты на галлон из таблицы ниже

фунта = 1800 x 8.34

фунтов = 15 012

Если объем резервуара указан в кубических футах (фут3), формула будет выглядеть так:

фунтов = C x D2

C = кубические футы материала

D2 = фунты на фут³ из таблицы ниже

Таблица 2

Материал	Д 1 фунтов / галлон	Д 2 фунт / фут³	Удельная теплоемкость
вода	8.34	62,4	1
# 1 мазут	6,8	50,5	0,47
№ 2 мазут	7,2	53,9	0,44
№ 3,4 мазут	7,5	55,7	0,425
# 5,6 мазут	7,9	58,9	0,41
Бункер С	8,15	61	0.5
Масло по SAE 10-50	7,4	55,4	0,43
этиленгликоль	9,4	70	0,55
50% этиленгликоль / вода	8,8	65,8	0,76
воздух	–	0,073	0,24
азот	–	0,073	0,25

кВт Подогрев = [(15 012 x 1 x 35 x 1.2) / 3412] / 3

КВт = 61,6

плюс

KWmaintain = (288 x 1/4 x 95 x 1,2) / 3412

KWmaintain = 2,4

кВт всего = 64

Расчет для нагрева воздуха в воздуховоде

Когда объем воздуха в стандартных кубических футах в минуту (SCFM) и требуемое повышение температуры в ° F (ΔT) известны, требуемая мощность обогревателя в киловаттах (кВт) может быть определена по следующей формуле:

кВт = (SCFM x ΔT) / 3193

Обратите внимание, что CFM дан при стандартных условиях (SCFM): 80 ° F и нормальном атмосферном давлении 15 psi.CFM при более высоком давлении (P) и температуре воздуха на входе (T) можно рассчитать следующим образом:

SCFM = ACFM x (P / 15) x [540 / (T + 460)]

Пример:

Сушильная печь, работающая при избыточном давлении 25 фунтов на кв. Дюйм (10 фунтов на кв. Дюйм), рециркулирует 3000 кубических футов воздуха в минуту через нагреватель, который повышает его температуру с 350 до 400 ° F.

Чтобы выбрать подходящий обогреватель:

Шаг 1: Преобразуйте 3000 куб. Футов в минуту при 25 фунтах на кв. Дюйм и 350 ° F в куб. Фут в минуту при стандартных условиях, используя приведенную выше формулу:

3000 x (25/15) x [540 / (350 ° F + 460)] = 3333 SCFM

Шаг 2: Рассчитайте требуемую кВт:

[3333 SCFM x (400 ° F-350 ° F)] / 3193 = 52 кВт

Расчеты для систем циркуляционного нагревателя

При расчете мощности, необходимой для нагрева материала, протекающего через циркуляционный нагреватель, можно применить приведенное ниже уравнение KW.Это уравнение основано на критерии отсутствия испарения в нагревателе. Уравнение KW включает 20% -ный коэффициент безопасности, учитывающий тепловые потери оболочки и трубопроводов, изменение напряжения и допустимую мощность элементов.

кВт = (M x ΔT x x Cp x S.F.) / 3412

Где:

кВт = мощность в киловаттах

M = расход в фунтах / час

ΔT = повышение температуры в ° F (разница между минимальной температурой на входе и максимальной температурой на выходе.)

Cp = удельная теплоемкость в БТЕ / фунт ° F

С.Ф. = коэффициент безопасности, 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт / ч

Пример нагрева воды:

У нас 8 галлонов в минуту воды с температурой на входе 65 ° F и температурой на выходе 95 ° F. Сначала преобразуйте скорость потока в фунты / час.

8 галлонов	х	1 фут³	х	60 мин	=	64,17 фут3 / ч
мин.		7.48 галлонов		1 час

Переведите в фунты / час, получите плотность и удельную теплоемкость из таблицы 2 выше.

64,17 фут3 / час x 62,4 фунта / фут3 = 4004 фунта / час

Теперь рассчитайте кВт:

кВт	=	4004 фунта / час x (95-65) ° F x 1 БТЕ / фунт ° F x 1,2
		3412
кВт	=	42

Пример газового отопления:

Воздух течет при давлении 187 кубических футов в минуту и ​​5 фунтах на квадратный дюйм.Его необходимо нагреть от температуры на входе 90 ° F до температуры на выходе 250 ° F. Сначала преобразуйте расход в SCFM, используя формулу, приведенную ранее.

187 x (20/15) x [540 / (90 ° F + 460)] = 243,7 SCFM

Перевести в фунты / ч, снова обращаясь к таблице 2 для плотности и удельной теплоемкости.

243,7 SFCM	х	60 мин	х	0,073 фунта	=	1067,4 фунта / час
		1 час		фут³

Теперь рассчитайте кВт:

кВт	=	1067.4 фунта / час x (250-90) ° F x 0,24 БТЕ / фунт ° F x 1,2
		3412
кВт	=	14,4

Если вам понравился этот пост, оставьте комментарий или подпишитесь на канал RSS , чтобы в будущем статьи доставлялись вашему читателю каналов.

% PDF-1.7 % 2553 0 объект > endobj xref 2553 87 0000000016 00000 н. 0000003771 00000 н. 0000004094 00000 н. 0000004148 00000 п. 0000004278 00000 н. 0000004623 00000 н. 0000005297 00000 н. 0000005336 00000 н. 0000005451 00000 п. 0000005722 00000 н. 0000006384 00000 п. 0000007047 00000 н. 0000007606 00000 н. 0000007863 00000 н. 0000008471 00000 п. 0000009024 00000 н. 0000009275 00000 н. 0000009876 00000 н. 0000010239 00000 п. 0000055144 00000 п. 0000081857 00000 п. 0000111042 00000 н. 0000113693 00000 н. 0000123521 00000 н. 0000123779 00000 н. 0000124128 00000 н. 0000189671 00000 н. 0000189746 00000 н. 0000189834 00000 н. 0000189992 00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 00001

00000 н. 0000191706 00000 н. 0000191861 00000 н. 0000191917 00000 н. 0000192025 00000 н. 0000192149 00000 н. 0000192287 00000 н. 0000192343 00000 п. 0000192455 00000 н. 0000192511 00000 н. 0000192633 00000 н. 0000192689 00000 н. 0000192799 00000 н. 0000192855 00000 н. 0000192971 00000 н. 0000193027 00000 н. 0000193145 00000 н. 0000193201 00000 н. 0000193257 00000 н. 0000193449 00000 н. 0000193505 00000 н. 0000193631 00000 н. 0000193687 00000 н. 0000193797 00000 н. 0000193853 00000 н. 0000193997 00000 н. 0000194053 00000 н. 0000194175 00000 н. 0000194231 00000 п. 0000194287 00000 н. 0000194343 00000 н. 0000194487 00000 н. 0000194543 00000 н.

Пример расчета теплопотерь из помещения

Простой пример, примененный к двухквартирному дому

Предпосылки для расчета теплопотерь от собственности описаны на отдельной странице этого сайта. Прежде чем рассматривать этот пример, Взгляните на страницу о размерах, чтобы понять основные принципы.

Для этого примера, помимо размеров, указанных на чертежах выше, также необходимо знать:

1. Высота всех номеров составляет 8 футов.
2. Все внешние стены представляют собой полость размером 11 дюймов без изоляции.
3. Партийная стена из полнотелого кирпича 9 дюймов.
4. Внутренние стены полностью оштукатурены, кирпич 4,5 дюйма, штукатурка.
5. Пол подвесной брус.
6. Все остекление UVPC с двойным остеклением.
7. Наружная расчетная температура до 30 ° F.
8. Температура в прилегающем участке неизвестна, поэтому предположим, что разница температур составляет 5 ° F.
9. Расчетные температуры для комнаты — смотрите на этой странице.
10. Большие окна имеют размер 10 х 4 фута, меньшие окна — 4 х 4 фута.
11. Крыша облицована войлоком с утеплителем 100 мм.
12. План не в масштабе !!

В этом примере мы подробно рассмотрим одноместный номер (холл).

1. Рассмотрим по очереди 4 стены и вычислим площадь каждого типа ткани:
   • Передняя стенка:
     1. Общая стена 14 футов x 8 футов = 112 квадратных футов
     2. Окно 10 футов x 4 фута = 40 квадратных футов
     3. So полая стена — 112-40 = 72 кв. Фута
   • Стена для вечеринок:
     1. Общая площадь стен 15 футов x 8 футов = 120 квадратных футов
   • Стена в столовую:
     1. На этой стене нет разницы температур, поэтому нет потока тепловой энергии, поэтому нет необходимости рассчитывать площадь.
   • Стена в зал:
     1. Общая стена 15 футов x 8 футов = 120 квадратных футов
     2. Дверь рассматривается как стенная
   • Площадь потолка и пола:
     1. 15 футов x 14 футов = 210 квадратных футов:
2. Используя приведенные выше цифры, значения U (см. Эту страницу) и температура разность по каждой стене / потолку / полу можно рассчитать теплопотери (площадь x значение U x разница температур).
   

   площадь (футы)

   Значение U

   темп. d

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследование
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Уравнения и расчеты кожухотрубного теплообменника

В этой статье мы подробно рассмотрим уравнения, необходимые для расчета и проектирования размеров кожухотрубного теплообменника.

Кожухотрубные теплообменники широко используются и очень популярны в перерабатывающей промышленности благодаря своей универсальности. Различные типы кожухотрубных теплообменников можно легко конфигурировать, изменяя расположение кожухотрубок.

ИНДЕКС

1. Методика расчета кожухотрубного теплообменника
2. Уравнения теплообменника
3. Расчеты для конструкции кожухотрубного теплообменника

Методика расчета кожухотрубного теплообменника

Проектирование кожухотрубного теплообменника — это повторяющийся процесс, который проходит через следующие этапы.

1. Определите технологические требования для нового теплообменника
2. Выберите подходящий тип кожухотрубного теплообменника
3. Определите параметры конструкции, такие как — количество проходов трубы, размер трубы, внутренний диаметр корпуса и т. Д.
4. Расчеты и моделирование теплообменника для получения выходных данных — температура горячей / холодной жидкости на выходе, скорость теплопередачи, падение давления на сторонах кожуха / трубы и т. Д.
5. Проверка выхода на соответствие требованиям процесса
   • Если результат соответствует требованиям процесса, а стоимость находится в рамках бюджета, завершите разработку процесса и подготовьте спецификацию теплообменника
   • Если проект не соответствует требованиям к процессу или превышает бюджет, вернитесь к шагу 3, измените параметры проекта и повторите этот процесс еще раз.

Есть несколько уравнений, которые очень важны для расчетов, которые нам необходимо выполнить в процессе проектирования теплообменника.

Уравнения кожухотрубного теплообменника

Вот список всех важных уравнений кожухотрубного теплообменника.

Общее уравнение теплопередачи

Общая теплопередача в любом теплообменнике определяется следующим уравнением —

Уравнение-1

, где Q = общий коэффициент теплопередачи
U = общий коэффициент теплопередачи
A _Общий = Общая площадь поверхности теплопередачи
LMTD = средняя логарифмическая разница температур

Уравнение LMTD

Средняя логарифмическая разница температур — это среднее количественное определение разницы температур между стенками кожуха и трубы.Он рассчитывается по следующему уравнению.

Уравнение-2

Где,
ΔT ₁ → разница температур между горячей и холодной жидкостью на одном конце теплообменника
ΔT ₂ → разница температур между горячей и холодной средой на другом конце теплообменника.

LMTD с поправочным коэффициентом

Однако LMTD действительно только для теплообменников с одним проходом кожуха и одним проходом трубы.При множественном количестве кожухотрубных проходов картина течения в теплообменнике не является ни чисто прямоточной, ни чисто противоточной. Следовательно, чтобы учесть геометрическую неоднородность, логарифмическую среднюю разность температур (LMTD) необходимо умножить на поправочный коэффициент для средней разницы температур (MTD) (F _T ) , чтобы получить скорректированную разность средней температуры (Corrected MTD).

Уравнение-3

Этот калькулятор поправочного коэффициента поможет вам быстро рассчитать поправочный коэффициент LMTD для кожухотрубного теплообменника с несколькими боковыми проходами кожуха или трубы.

Количество трубок в зависимости от необходимой площади теплообмена

Количество трубок, необходимое для кожухотрубного теплообменника (N _T ), можно рассчитать с помощью следующего уравнения, исходя из требований к общей площади теплопередачи.

Уравнение-4

Где мы получаем A _Общий (общая требуемая площадь теплопередачи) из уравнения скорости теплопередачи (Уравнение-1).
OD — наружный диаметр трубы выбранного размера
L — общая длина трубы

Это уравнение довольно простое, основанное на геометрии выбранного кожухотрубного теплообменника.

Скорость жидкости со стороны трубы

Скорость на стороне трубы важна для оценки числа Рейнольдса на стороне трубы, а затем для получения коэффициента теплопередачи для жидкости на стороне трубы. Мы можем использовать следующее уравнение для боковой скорости трубы.

Уравнение-5

Где, m = массовый расход на стороне трубы
N _P = Количество проходов трубы
N _T = Количество трубок
ρ = Плотность жидкости на стороне трубы
ID = Внутренний диаметр трубы

Далее, число Рейнольдса для жидкости со стороны трубы рассчитывается как

Уравнение-6

Здесь μ — вязкость жидкости со стороны трубы

Уравнение общего коэффициента теплопередачи

Когда у нас есть ручка для площади теплопередачи (A _Общий ) и разницы температур (LMTD), единственное, что остается неизвестным в уравнении теплопередачи (Уравнение-1), — это общий коэффициент теплопередачи (U).Мы можем использовать следующее уравнение, чтобы получить общий коэффициент теплопередачи для кожухотрубного теплообменника.

Уравнение-7

Где, h _o = Коэффициент теплопередачи на стороне кожуха
h _i = Коэффициент теплопередачи на стороне трубы
R _do = Фактор загрязнения на стороне кожуха
R _di = Фактор загрязнения на стороне трубы
OD и ID соответственно внешний и внутренний диаметры для выбранного размера трубы
Ao и Ai — значения площади внешней и внутренней поверхности для трубок
k _w — значение сопротивления для стенки трубы

Обратите внимание, этот общий коэффициент теплопередачи рассчитывается на основе площади внешней поверхности трубы (Ao).Поэтому его необходимо умножить на значение Ao для использования в общем уравнении теплопередачи.

Расчет кожухотрубного теплообменника

Мы уже видели, что проектирование кожухотрубного теплообменника — это итеративный процесс. Часто инженеры предпочитают использовать программное обеспечение для проектирования теплообменников для создания модели теплообменника. Затем вы можете использовать эту модель для моделирования производительности теплообменника и проверки того, соответствует ли он вашим технологическим требованиям.

Однако, если вы решите вручную выполнить расчет размеров теплообменника, вот несколько калькуляторов и руководств, которые могут вам помочь.

Вычислители теплообменников

Обратите внимание, что все следующие калькуляторы являются демонстрационными. Чтобы получить доступ к реально работающим калькуляторам, вам нужно будет создать логин на EnggCyclopedia.

1. Вот калькулятор размеров кожухотрубного теплообменника, который поможет вам рассчитать требуемую площадь теплообмена на основе значений температуры на входе / выходе на сторонах кожуха и трубы. Этот калькулятор предназначен для расчета расхода в трубах на основе фиксированного расхода в межтрубном пространстве .Другие необходимые входные данные: расход, плотность, вязкость, значения удельной теплоемкости жидкостей на сторонах кожуха и трубы.
2. Этот другой калькулятор для расхода на стороне кожуха поможет вам рассчитать требуемую площадь поверхности, а также расход на стороне кожуха , если у вас есть фиксированные условия на стороне трубы . Другие необходимые входные данные: расход, плотность, вязкость, значения удельной теплоемкости жидкостей на сторонах кожуха и трубы.
3. Этот быстрый калькулятор LMTD помогает быстро получить значение LMTD для обменника.
4. Тогда есть еще один калькулятор поправочного коэффициента LMTD.
5. Помимо этого, вам также необходимо будет рассчитать падение давления на сторонах кожуха и трубы для вашего технологического паспорта. Этот калькулятор предназначен для расчета падения давления на стороне кожуха.
6. Вы можете использовать этот калькулятор для определения падения давления со стороны трубы.

Помимо этих калькуляторов, вы всегда можете использовать программное обеспечение для проектирования теплообменников, чтобы построить модель вашего теплообменника, а затем смоделировать его работу.

Учебные пособия по расчету кожухотрубных теплообменников

Вот несколько пошаговых руководств по использованию этих калькуляторов для расчетов кожухотрубных теплообменников. В этих обучающих материалах мы будем использовать уравнения кожухотрубного теплообменника, рассмотренные выше.

1. Расчет общего коэффициента теплопередачи
2. Расчет толщины изоляции стенки печи
3. Учебное пособие по расчету LMTD
4. Расчет LMTD, когда формула не работает
5. Учебное пособие — Расчет падения давления на корпусе теплообменника
6. Учебное пособие — Расчет падения давления на трубной стороне теплообменника

Рекомендуемые шаги

Вот несколько рекомендуемых шагов по использованию расчетных уравнений теплообменника —

1. Зафиксируйте значения температуры на входе / выходе
2. Рассчитать LMTD
3. Выбрать кожухотрубный теплообменник (ТЕМА) трубка
4. Определитесь с геометрией кожуха и трубы
5. Расчет площади теплопередачи на основе выбранной геометрии (A _Общий )
6. Получите общий коэффициент теплопередачи (U), используя подходящую эмпирическую корреляцию для данной жидкости — например, уравнение Зидера-Тейта
7. Рассчитайте общую скорость теплопередачи (Q), используя уравнение-1
8. Проверка Q совпадает с потерями / получением тепла из-за изменения температуры на горячей и холодной стороне.Это основной энергетический баланс жидкостей на стороне кожуха / трубы.
9. Проверьте падение давления на сторонах кожуха и трубы. Соответствует ли это допустимому падению давления в соответствии с требованиями процесса?
10. Если проект соответствует требованиям процесса, проверьте ориентировочные материальные затраты. Они в рамках бюджета?
11. Если проверка конструкции или бюджета не удалась, вернитесь к шагу 4 и повторяйте процесс до получения удовлетворительной конструкции кожухотрубного теплообменника.

Советы и указатели для расчета теплообменников

• Боковые перегородки кожуха используются для обеспечения поперечного потока и улучшения теплопередачи между двумя жидкостями.Расстояние между боковыми перегородками кожуха имеет важное влияние на степень теплопередачи. Вы можете использовать эти рекомендации для выбора оптимального расстояния между перегородками корпуса. Обычно рекомендуется учитывать расстояние между перегородками от 0,3 до 0,6 внутреннего диаметра оболочки в соответствии со стандартами TEMA.