Ре­ше­ние.

Если ключ К за­мкнут, то ре­зи­стор Суммарная тепловая мощность за­ко­ро­чен (к нему па­рал­лель­но под­со­единён про­вод с ну­ле­вым со­про­тив­ле­ни­ем). При этом ток через него не течёт, на­пря­же­ние на нём равно нулю. Если ключ К разо­мкнут, то через ре­зи­стор Суммарная тепловая мощность течёт ток, а зна­чит, на нём, со­глас­но за­ко­ну Ома для участ­ка цепи Суммарная тепловая мощность па­да­ет не­ну­ле­вое на­пря­же­ние. Таким об­ра­зом, на­пря­же­ние на ре­зи­сто­ре


Суммарная тепловая мощность при раз­мы­ка­нии ключа уве­ли­чи­ва­ет­ся.

Сила тока в цепи свя­за­на с ЭДС и со­про­тив­ле­ни­ем на­груз­ки со­от­но­ше­ни­ем: Суммарная тепловая мощность При раз­мы­ка­нии ключа со­про­тив­ле­ние на­груз­ки уве­ли­чи­ва­ет­ся (было Суммарная тепловая мощность а стало Суммарная тепловая мощность). Сле­до­ва­тель­но, сила тока через ре­зи­стор Суммарная тепловая мощность умень­ша­ет­ся.

Оста­ет­ся разо­брать­ся с сум­мар­ной теп­ло­вой мощ­но­стью. Она за­ви­сит от пол­но­го со­про­тив­ле­ния на­груз­ки:

 

Суммарная тепловая мощность

 

Так как со­про­тив­ле­ние на­груз­ки уве­ли­чи­ва­ет­ся, вы­де­ля­ю­ща­я­ся мощ­ность умень­ша­ет­ся.

 

Ответ: 212.

Источник: phys-ege.sdamgia.ru




1.&#160&#160Расчет количества теплоты, необходимого для разогрева продукта.
Формула: Q = m &#183 c &#183 &#916t&#176
где Q – количество теплоты [Вт &#183 час]
m – масса продукта [кг]
c – теплоемкость продукта [Вт &#183 час / (кг &#183 &#176С)]
&#916t&#176 – разность температур, &#916t&#176 = t&#176конечная – t&#176начальная [&#176С]
2.&#160&#160Вычисление суммарной мощности нагревателей.
Формула: P = Q / T
где P – суммарная мощность нагревателей [Вт]
T – требуемое время разогрева [час]
3.&#160&#160Определение необходимого количества нагревателей.
Формула: N = P / Pнагр
где N – необходимое количество нагревателей [шт.]
P – суммарная мощность нагревателей [Вт]
Pнагр – мощность отдельного нагревателя [Вт]
Примечания:
&#8212 для удобства расчетов можно задавать массу продукта в тоннах [т], тогда количество теплоты будет измеряться в киловатт-часах [кВт&#183час], а мощность (суммарная и отдельного нагревателя) в киловаттах [кВт]
&#8212 теплоемкость битума, мазута и т.п. 0,5 [Вт &#183 час / (кг &#183 &#176С)], плотность 1000 [кг/м3]
&#8212 теплоемкость воды 1 [Вт &#183 час / (кг &#183 &#176С)]
&#8212 для более точного расчета можно учитывать степень заполнения емкости продуктом, то есть реальное количество продукта.
&#8212 необходимо учитывать геометрические размеры емкости с целью определения возможного количества нагревателей, размещаемых внутри емкости.
Пример расчета:

Исходные данные:

емкость объемом V = 50 м3, заполняется на 90%, продукт – битум
начальная температура 20 &#176С, конечная температура 120 &#176С
желательное время разогрева 15 часов

Расчет:

Масса продукта m = V &#183 0,9 &#183 &#961 = 50 [м3] &#183 0,9 &#183 1000 [кг/м3] = 45000 [кг] = 45 [т]
Разность температур &#916t&#176 = 120 [&#176С] – 20 [&#176С] = 100 [&#176С]
Количество теплоты Q = 45 [т] &#183 0,5 [кВт &#183 час / (т &#183 &#176С)] &#183 100 [&#176С] = 2250 [кВт &#183 час]
Суммарная мощность P = 2250 [кВт &#183 час] / 15 [час] = 150 [кВт]
Стандартная 50 м3 емкость имеет примерно следующие размеры: диаметр 2,6 м; длина 10 м.
По длине 10 метров возможно разместить 4 тройки нагревателей УСКН-2-10 (длиной 2 м; мощностью 10 кВт) – итого 12 шт. суммарной мощностью 120 кВт.
Так как размещаемая мощность меньше расчетной, то в этом случае увеличиться время разогрева:
T = Q / P = 2250 [кВт &#183 час] / 120 [кВт] = 18,75 [час]

Источник: hotkom.ru

86 комментариев на «О тепловой энергии простым языком!»


  1. Тамара 10 Ноя 2013 06:57
  2. Александр Воробьев 10 Ноя 2013 11:43
  3. Олег 25 Дек 2013 17:26
  4. Вячеслав 14 Янв 2014 15:42
  5. михаил 25 Сен 2014 22:44
  6. михаил 26 Сен 2014 07:38
  7. Александр Воробьев 27 Сен 2014 12:52
  8. Алексей 30 Апр 2015 13:15
  9. Михаил 05 мая 2015 19:34
  10. Шухрат 23 Июл 2015 11:25
  11. Александр Воробьев 23 Июл 2015 15:42
  12. Олег 24 Сен 2015 16:53
  13. Александр 06 Окт 2015 20:23
  14. Александр Воробьев 06 Окт 2015 21:09
  15. Сергей 13 Окт 2015 15:44

  16. Алексей 23 Окт 2015 15:48
  17. Александр Воробьев 24 Окт 2015 13:03
  18. Алексей 26 Окт 2015 13:57
  19. Александр Воробьев 26 Окт 2015 19:25
  20. Борис Кузнецов 17 Янв 2016 18:03
  21. Александр Воробьев 17 Янв 2016 18:29
  22. Александр 18 Янв 2016 02:29
  23. Vladimir 27 Фев 2016 15:50
  24. Татьяна 19 Апр 2016 14:47
  25. Александр Воробьев 23 Апр 2016 12:57
  26. Чолпон 10 Июн 2016 15:01
  27. Александр Воробьев 11 Июн 2016 12:03
  28. Костенко Игорь 11 Июл 2016 19:24
  29. Кирилл 22 Дек 2016 13:57
  30. Александр Воробьев 22 Дек 2016 18:02
  31. Кирилл 23 Дек 2016 02:02
  32. Андрей 08 Янв 2017 04:30

  33. Александр Воробьев 08 Янв 2017 11:05
  34. Dm 01 Мар 2017 00:42
  35. Сергей 12 Июл 2017 23:29
  36. Александр Воробьев 13 Июл 2017 18:02
  37. Сергей 17 Июл 2017 01:30
  38. Александр Воробьев 17 Июл 2017 20:41
  39. SM74 22 Авг 2017 22:28
  40. Александр Воробьев 23 Авг 2017 10:28
  41. Александр 13 Сен 2017 01:44
  42. Александр Воробьев 13 Сен 2017 19:41
  43. Александр 18 Окт 2017 15:51
  44. Александр Воробьев 18 Окт 2017 19:31
  45. Хамид 14 Ноя 2017 20:07
  46. Александр Воробьев 14 Ноя 2017 20:54
  47. Андрей 30 Ноя 2017 01:01
  48. Александр Воробьев 30 Ноя 2017 17:51
  49. Анатолий 30 мая 2018 13:25
  50. Александр Воробьев 30 мая 2018 13:43

  51. Евгений 16 Июн 2018 16:33
  52. Евгений 16 Июн 2018 16:40
  53. Евгений 16 Июн 2018 17:04
  54. Евгений 16 Июн 2018 17:05
  55. Александр Воробьев 16 Июн 2018 18:33
  56. Евгений 16 Июн 2018 20:26
  57. Александр Воробьев 17 Июн 2018 00:47
  58. Евгений 19 Июн 2018 14:16
  59. Сергей 22 Июн 2018 19:31
  60. Александр Воробьев 23 Июн 2018 13:18
  61. Анатолий 02 Авг 2018 21:29
  62. Артем 09 Окт 2018 01:43
  63. Александр Воробьев 09 Окт 2018 08:01
  64. Иосиф 10 Окт 2018 00:19
  65. Александр Воробьев 10 Окт 2018 11:22
  66. Андрей 31 Дек 2018 09:35
  67. Александр Воробьев 31 Дек 2018 16:42
  68. Константин 13 Янв 2019 13:14

  69. Александр Воробьев 13 Янв 2019 13:33
  70. Константин 13 Янв 2019 20:34
  71. Александр Воробьев 14 Янв 2019 10:26
  72. Константин 14 Янв 2019 12:15
  73. Игорь 24 Сен 2019 23:42
  74. Александр Воробьев 25 Сен 2019 18:27
  75. Александр 30 Окт 2019 16:41
  76. Александр Воробьев 30 Окт 2019 19:46
  77. Александр 04 Ноя 2019 12:33
  78. Александр Воробьев 04 Ноя 2019 13:08
  79. Александр 05 Ноя 2019 13:05
  80. Александр Воробьев 05 Ноя 2019 14:13
  81. Александр 05 Ноя 2019 16:32
  82. Александр Воробьев 05 Ноя 2019 19:11
  83. Александр 17 Фев 2020 14:45
  84. Александр Воробьев 17 Фев 2020 22:33
  85. Александр 18 Фев 2020 00:17
  86. Андрей Токарчук 26 Фев 2020 00:13

Ваш отзыв



Источник: al-vo.ru

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. 

тепловая мощность системы отопления здания

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. 

расчет необходимой мощности отопления

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.  

расчет тепловой мощности системы отопления

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:

Источник: teplospec.com

Как и зачем производить расчет мощности теплогенератора

Тепловая мощность котла – это количество тепла, которое теплогенератор способен передать теплоносителю за счет сжигания топлива или превращения электрической энергии в тепловую (электрокотлы).

Потери тепла здания происходят через наружные поверхности — ограждающие конструкции. Чтобы поддерживать постоянную температуру внутри помещения, нужно полностью компенсировать тепловые потери. Они зависят от нескольких факторов:

  • температуры внешнего и внутреннего воздуха;
  • площади поверхности ограждающих конструкций (стен, крыши, полов по грунту), их материала, степени теплоизоляции;
  • наличие окон и дверей в здании, их площади, конструкции;
  • вентиляции помещений, которая может быть как естественной, так и принудительной с рекуперацией (повторным использованием) тепла удаляемого воздуха.

На заметку.
Котел с недостаточной мощностью не сможет нагреть воздух в помещении до установленного значения. Работа котла с избыточной мощностью вызовет перерасход топлива и менее плавную работу системы отопления. Результат – трата денег и уменьшение эксплуатационного срока теплогенератора.

Как произвести быстрый расчет мощности котла для типового здания

Как мы уже выяснили, главный параметр в подборе мощности котла – это тепловые потери здания. Подробный расчет мощности котла отопления не является сложным, но требует времени для вычислений и поиска информации. Поэтому был разработан упрощенный вариант для ориентировочного подсчета.

Для упрощения вычислений был введен показатель удельной мощности котла с привязкой к климатическим особенностям местности. Для России приняты следующие величины:

  • южные области: 0,7-0,9 кВт;
  • северные области: 1,5-2,0 кВт;
  • центральная часть: 1,2-1,5 кВт.

Эти цифры указывают на необходимое количество тепловой энергии для обогрева 10 м2 площади помещения с высотой потолков 2.5 м. Рассмотрим конкретный пример: нужно отопить частный дом общей площадью 150 м2, расположенный в Московской области.

Мощность котла = 150 (площадь дома) * 1,3/10 (удельная мощность для центральной зоны) = 19,5 кВт.
Важно!
Подобный метод подсчета не учитывает индивидуальных условий (количество окон, дополнительная тепловая изоляция, вентиляция и пр.), поэтому подходит только для ориентировочной оценки. В расчет также не включены затраты энергии на подогрев горячей хозяйственной воды, бассейнов и т.д.

Как произвести детальный расчет мощности отопительного котла

Для точного определения мощности котла, особенно если здание строилось по индивидуальному проекту, где высота потолков более 2.5 м, установлена система вентиляции и много оконных проемов, следует провести подробный расчет тепловых потерь. Он включает в себя: потери тепла через стены, окна, пол, потолки и вентиляцию.

Как рассчитать потери тепла через стены

Основная формула для вычислений:

Qст.= kст.* Sст.(tвн. – tнар.)

Обозначение букв:

  • Qст. – тепловые потери стены.
  • kст – коэффициент теплопередачи стены (зависит от материала и изоляции стены и рассчитывается по отдельной формуле).
  • Sст. – площадь стены (рассчитывают по формуле: высота стены, умноженная на длину).
  • tвн. – температура воздуха внутри помещения (принимается 200С.).
  • tнар. – самая низкая температура наружного воздуха (это значение индивидуально для каждой области, указывается в справочнике).

Определение коэффициента теплопередачи стены:

1

 

Буквенные обозначения:

2

Как рассчитать потери тепла через окна

Формула расчета для окон схожа с предыдущей: Qокон.= kокон.* Sст.(tвн. – tнар.). Значение букв осталось прежним, необходимо только заменить слово «стена» «окном».

Расчет коэффициента теплопередачи окна производится по формуле:

расчет отопления

На заметку.

Расчет тепловых потерь производится только для стен, потолков и полов, соприкасающихся с наружным воздухом. Внутренние перегородки не влияют на потери тепла.

Как рассчитать потери тепла через пол и потолок

Расчеты для пола и потолка проводятся так же, как и для стен:

Q= k* S*(tвн. – tнар.).

Такой расчет подойдет для пола, установленного над грунтом (на лагах или над неотапливаемым подвалом). Если пол соприкасается с грунтом, то коэффициент теплопередачи рассчитывается по другой формуле:

Буквенные обозначения:

  1. Rc – разделение пола по зонам, каждая из которых имеет свое значение: первая зона = 2.1, вторая зона = 4.3, третья зона = 8.6.
  1. d – толщинаутепляющего слоя.
  2. λ – коэффициент теплопроводности утеплителя.

Как посчитать потери тепла, связанные с вентиляцией помещения

Этот расчет проводится только в комнатах с вентиляцией. Производится он по формуле:

Q=0.28-Lп*p*C*(tр – tи)*k

Буквенные обозначения:

  1. Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного холодного воздуха.
  2. Lп – расход воздуха, удаляемого из помещения (принимается 3 м3/час на каждый м2 площади).
  3. р – плотность воздуха = 1.1.
  4. С – удельная теплоемкость воздуха = 1.
  5. tр – внутренняя температура воздуха.
  6. tи – температура приточного воздуха из системы вентиляции.
  7. k – коэффициент учета встречного теплового потока = 1.

На заметку: Обложившись справочниками и потратив время, можно произвести точный расчёт теплопотерь здания самостоятельно. Но сделать грамотный проект системы отопления в целом неспециалисту очень сложно, если вообще возможно. Правильное решение — поручить проектирование профессиональному теплотехнику, который определит теплопотери и адекватно подберёт теплогенератор по мощности.

Подбор мощности котла по результатам расчетов

Определив тепловые потери стен, окон, потолков и пола, все значения необходимо суммировать, и в результате получится общая величина теплопотерь здания, измеряемая в киловаттах (кВт.). Эта же единица используется для измерения тепловой мощности теплогенераторов. Мощность котла подбирается с запасом в 10-15% от общей мощности теплопотерь здания. При наличии бассейна, гидромассажной ванны большого объёма, подогрева вентилируемого воздуха приточно-вытяжной системы от отопления тепловые потребности этого оборудования суммируются с цифрой, полученной расчётом теплопотерь.

Расчет мощности и количества секций радиаторов

Посчитать мощность и количество секций радиатора для отдельного помещения можно следующим образом:

  1. Вычисляется объем комнаты: длина*ширина*высота.
  2. Тепловые потери комнаты мы уже вычисляли, поэтому можно воспользоваться теми же данными. Если помещение не имеет наружных перегородок, то принимается среднее значение 41 Вт. для каждого м3 объема комнаты. Делаем расчет: объем комнаты умножаем на 41 Вт и получим необходимое количество тепла для обогрева. Для примера: объем комнаты 50 м3*41Вт=2050 Вт.
  3. Каждая секция алюминиевого радиатора передает воздуху 150 Вт. Чтобы передать 2050 Вт, понадобится: 2050/150=13,7 секций. Число округляется до 14.

Подобный расчет поможет подобрать теплогенератор по площади жилища, с учетом всех особенностей здания. Но в процессе вычислений легко допустить ошибку. Безоглядно доверять онлайн-калькуляторам для расчета мощности котла отопления тоже не стоит. Чтобы не пришлось платить дважды, лучше обратиться за помощью к профильным специалистам.

Источник: vteple.info


Categories: Радиаторы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.