С теплотехническими расчётами приходится сталкиваться владельцам частных домов, квартир или любых других объектов. Это основа основ проектирования зданий.

Понять суть этих расчётов в официальных бумагах, не так сложно, как кажется.

Для себя также можно научиться выполнять вычисления, чтобы решить, какой утеплитель применять, какой толщины он должен быть, какой мощности приобретать котёл и достаточно ли имеющихся радиаторов на данную площадь.

Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти, если понять, что такое тепловая мощность. Формула, определение и сферы применения – читайте в статье.

Что такое тепловой расчет?

Если говорить просто, тепловой расчёт помогает точно узнать, сколько тепла хранит и теряет здание, и сколько энергии должно вырабатывать отопление, чтобы поддерживать в жилье комфортные условия.

Оценивая теплопотери и степень теплоснабжения, учитываются следующие факторы:

  1. Какой это объект: сколько в нём этажей, наличие угловых комнат, жилой он или производственный и т. д.

  2. Сколько человек будет «обитать» в здании.
  3. Важная деталь — это площадь остекления. И размеры кровли, стен, пола, дверей, высота потолков и т. д.
  4. Какова продолжительность отопительного сезона, климатические характеристики региона.
  5. По СНиПам определяют нормы температур, которые должны быть в помещениях.
  6. Толщина стен, перекрытий, выбранные теплоизоляторы и их свойства.

Для чего нужен тепловой расчет?

теплорасчет теплообменникаКак умудрялись обходиться без тепловых расчётов строители прошлого?

Сохранившиеся купеческие дома показывают, что всё делалось просто с запасом: окна поменьше, стены — потолще. Получалось тепло, но экономически не выгодно.

Теплотехнический расчёт позволяет строить наиболее оптимально. Материалов берётся ни больше — ни меньше, а ровно столько, сколько нужно. Сокращаются габариты строения и расходы на его возведение.

Вычисление точки росы позволяет строить так, чтобы материалы не портились как можно дольше.

Для определения необходимой мощности котла также не обойтись без расчётов. Суммарная мощность его складывается из затрат энергии на обогрев комнат, нагрев горячей воды для хозяйственных нужд, и способности перекрывать теплопотери от вентиляции и кондиционирования. Прибавляется запас мощности, на время пиковых холодов.


При газификации объекта требуется согласование со службами. Рассчитывается годовой расход газа на отопление и общая мощность тепловых источников в гигакалориях.

Нужны расчёты при подборе элементов отопительной системы. Обсчитывается система труб и радиаторов – можно узнать, какова должна быть их протяжённость, площадь поверхности. Учитывается потеря мощности при поворотах трубопровода, на стыках и прохождении арматуры.

Расчет тепловой мощности: формула

Рассмотрим формулу и приведем примеры, как произвести расчет для зданий с разным коэффициентом рассеивания.

Vx(дельта)TxK= ккал/ч (тепловая мощность), где:

расчет теплопотерь

  • Первый показатель «V» – объем рассчитываемого помещения;
  • Дельта «Т» — разница температур – это та величина, которая показывает насколько градусов внутри помещения теплее, чем снаружи;
  • «К» — коэффициент рассеивания (его еще называют «коэффициент пропускания тепла»). Величина берется из таблицы. Обычно цифра колеблется от 4 до 0,6.

Примерные величины коэффициента рассеивания для упрощенного расчёта

  • Если это неутепленный металлопрофиль или доска то «К» будет = 3 – 4 единицы.
  • Одинарная кирпичная кладка и минимальное утепление – «К» = от 2 до 3-ёх.
  • Стена в два кирпича, стандартное перекрытие, окна и
  • двери – «К» = от 1 до 2.
  • Самый теплый вариант. Стеклопакеты, кирпичные стены с двойным утеплителем и т. п. – «К» = 0,6 – 0,9.

Пример расчета тепловой мощности

расчеты на бумагеВозьмем некое помещение 80 м2 с высотой потолков 2,5 м и посчитаем, какой мощности котел нам потребуется для его отопления.

Вначале высчитываем кубатуру: 80 х 2,5 = 200 м3. Дом у нас утеплен, но недостаточно – коэффициент рассеивания 1,2.

Морозы бывают до -40 °C, а в помещении хочется иметь комфортные +22 градуса, разница температур (дельта «Т») получается 62 °C.

Подставляем в формулу мощности тепловых потерь цифры и перемножаем:

200 х 62 х 1,2 = 14880 ккал/ч.

Полученные килокалории переводим в киловатты, пользуясь конвертером:

  • 1 кВт = 860 ккал;
  • 14880 ккал = 17302,3 Вт.

Округляем в большую сторону с запасом, и понимаем, что в самый сильный мороз -40 градусов нам потребуется 18 кВт энергии в час.

Можем посчитать теплопотери в Вт на каждый м2 стен и потолка. Высота потолков известна 2,5 м. Дом 80 м2 – это может быть 8 х 10 м.

Умножаем периметр дома на высоту стен:


(8 + 10) х 2 х 2,5 = 90 м2 поверхности стены + 80 м2 потолок = 170 м2 поверхности, контактирующей с холодом. Теплопотери, высчитанные нами выше, составили 18 кВт/ч, делим поверхность дома на расчетную израсходованную энергию получаем, что 1 м2 теряет примерно 0,1 кВт или 100 Вт ежечасно при температуре на улице -40 °C, а в помещении +22 °С.

Эти данные могут стать основой для расчёта требуемой толщины утеплителя на стены.

Приведем другой пример расчета, он в некоторых моментах сложнее, но более точный.

теплопотери домаФормула:

Q = S x (дельта)T / R:

  • Q– искомая величина теплопотерь дома в Вт;
  • S– площадь охлаждающих поверхностей в м2;
  • T– разница температур в градусах Цельсия;
  • R– тепловое сопротивление материала (м2 х К/Вт) (Метры квадратные умноженные на Кельвин и делёный на Ватт).

Итак, чтобы найти «Q» того же дома, что и в примере выше, подсчитаем площадь его поверхностей «S» (пол и окна считать не будем).

  • «S» в нашем случае = 170 м2, из них 80 м2 потолок и 90 м2 — стены;
  • T = 62 °С;
  • R– тепловое сопротивление.

Ищем «R» по таблице тепловых сопротивлений или по формуле. Формула для расчета по коэффициенту теплопроводности такая:


R= H/ К.Т. (Н – толщина материала в метрах, К.Т. – коэффициент теплопроводности).

В этом случае, дом у нас имеет стены в два кирпича обшитые пенопластом толщиной 10 см. Потолок засыпан опилками толщиной 30 см.

Из таблицы коэффициентов теплопроводности (измеряется Вт / (м2 х К) Ватт делёный на произведение метра квадратного на Кельвин). Находим значения для каждого материала, они будут:

  • кирпич — 0,67;
  • пенопласт – 0,037;
  • опилки – 0,065.

Подставляем данные в формулу (R= H/ К.Т.):

  • R (потолка 30 см толщиной) = 0,3 / 0,065 = 4,6 (м2 х К) / Вт;
  • R (кирпичной стены 50 см) = 0,5 / 0,67 = 0,7 (м2 х К) / Вт;
  • R (пенопласт 10 см) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (м2 х К) / Вт;
  • R (стен) = R(кирпич) + R(пенопласт) = 0,7 + 2,7 = 3,4 (м2 х К) / Вт.

Теперь можем приступить к расчету теплопотерь «Q»:

  • Q для потолка = 80 х 62 / 4,6 = 1078,2 Вт.
  • Q стен = 90 х 62 / 3,4 = 1641,1 Вт.
  • Остается сложить 1078,2 + 1641,1 и перевести в кВт, получается (если сразу округлить) 2,7 кВт энергии за 1 час.

Заключение

Приведённые формулы и примеры показываю, что при теплотехнических расчётах очень важно учитывать как можно больше факторов, влияющих на теплопотери. Сюда входит и вентиляция, и площадь окон, степень их утомлённости и т. д.

А подход, когда на 10 м2 дома берётся 1 кВт мощности котла – слишком приблизительный, чтобы всерьёз опираться на него.

microklimat.pro

Что такое система отопления?


Отопительная система – это комплекс оборудования, предназначенного для доставки тепла посредством теплоносителя от теплогенератора до жилых помещений. Сюда входят:

  • теплогенератор – в частном доме эту функцию обычно выполняет электрический или газовый котел
  • насосное оборудование, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя
  • трубопроводы и радиаторы
  • системы контроля и автоматики

Разработка, установка, наладка и пуск системы отопления – дело дорогостоящее и хлопотное. Для того чтобы эти затраты буквально не вылетели в трубу, необходим тщательный расчет всех элементов.

Тепловая мощность

Тепловая мощность – главный показатель системы отопления. Измеряется в киловаттах и показывает количество тепла, генерируемое отоплением. Как верно оценить необходимую тепловую мощность? Для идеально рассчитанной системы отопления верно равенство:

Wсист=Wтп или Wсист— Wтп=0, где:
Wсист – тепловая мощность системы отопления
Wтп — мощность теплопотерь здания


То есть система отопления в идеале должна вырабатывать ровно столько тепла, сколько здание теряет.

Для правильности расчетов надо знать площадь и высоту каждой комнаты, качество теплоизоляции и уровень теплоотдачи, которыми обладают все поверхности дома. Примечательно, что большую часть тепла здание теряет вовсе не через окна, как принято считать (конечно, при условии, что окна качественные и современной конструкции). Усредненная картина распределения тепловых потерь выглядит следующим образом:

  • стены – 35%
  • крыша – 25%
  • пол – 15%
  • окна – 10%
  • входные двери – 8%
  • вентиляция и воздухообмен – 7%

Очевидно, какую ошибку мы зачастую допускаем, усиленно утепляя окна и совершенно не заботясь об утеплении стен. Однако это отдельная тема, выходящая за рамки расчета отопительной системы.

На уровень теплопотерь также влияют используемые материалы, толщина внешней стены, высота фундамента, площадь остекленной поверхности.

На практике вместо тепловой мощности отопительной системы используют другую величину – удельную мощность котла. Эта величина показывает необходимую мощность отопительного котла на единицу площади помещения.

Важно! Если речь идет о частном доме, где котел находится в самом отапливаемом помещении, тепловую мощность системы вполне можно принимать равной мощности котла.

Существуют рассчитанные заранее значения удельной мощности котла на 10 м2 площади помещения для различных регионов России:


Регион Wуд кВт на 10 м2
Северные регионы 1,2-2
Центральные регионы (в т.ч. Москва и Подмосковье) 1,2-1,5
Южные регионы 0,7-0,9

При расчете удельной мощности считается, что утепление здания и прокладка элементов отопительной системы произведены в соответствии с требованиями СНиП. «Вилка» значений показывает различную высоту потолка в пределах 2,2-3м.

Отсюда нетрудно посчитать мощность котла. Например, рассчитаем необходимую мощность отопительного котла (Wкот) для здания, расположенного в Подмосковье и имеющего отапливаемую площадь 100 кв.м с высотой потолка 2,2м.

Wкот =100/10*1,2=12 кВт

Обратите внимание! Значения удельной мощности приводятся из расчета на 10 кв.м площади, поэтому при расчете мощности котла значение площади помещения в кв.м необходимо поделить на десять.

Рассчитываем мощность радиаторов


Для расчета радиаторов необходимо учитывать их габариты, тип и мощность. Это очень важно, так как от этого зависит, какая температура будет в помещении. Значительно облегчает расчет системы отопления частного дома тот факт, что сейчас в продажу обычно поступают наборные радиаторы, самостоятельно собираемые из секций.

Теплоотдача отдельной секции указана в прилагаемой документации. Поделите ее на сто — результатом деления станет та площадь, которую эта единица сможет обогреть. Теперь надо посчитать, какое количество секций потребуется на весь дом.

Например, единица секции с теплоотдачей 200 Ватт может обогреть 2 кв.м жилой площади. Значит, на помещение в 16 кв.м необходимо 8 секций. В случае, если расположение комнаты угловое, или в комнате присутствует балкон, то число элементов радиатора увеличивают на 2 или 3 штуки.

Важно! Нежелательно монтировать батарею, состоящую более чем из 8-10 секций — это значительно снижает эффективность радиатора. Поэтому для крупных залов, гостиных и салонов собираем радиатор в виде нескольких батарей из 8-10 секций.

Также необходимо учитывать следующие моменты:

  1. Установка радиатора в нише снижает уровень теплоотдачи приблизительно на 10%.
  2. Если планируется закрыть отопительное оборудование декоративным коробом, то потери увеличиваются до 20%.
  3. Покраска радиатора также снижает отдачу тепла. Причем с каждым новым слоем краски теплоотдача отопительных приборов еще уменьшается.

Требования, предъявляемые к установке радиаторов:


  • Радиаторные секции монтируют только под окном. Тепло, поднимающееся от батареи, станет надежной преградой для проникновения холодного уличного воздуха.
  • Середина ряда отопительной секции должна совпадать с серединой конструкции окна.
  • Устанавливайте радиаторы по уровню. Важно соблюдать строгую вертикаль. Только в этом случае отопительное оборудование будет работать максимально эффективно и без завоздушивания.
  • При установке радиаторов учитывайте высоту над полом. Во всех помещениях оборудование должно находиться на одном горизонтальном уровне.
  • Расстояние между поверхностью пола и нижним краем оборудования оставляйте более 6 см. Так будет удобнее проводить уборку. От верхнего края радиаторов до уровня низа подоконника должно быть более 5 см. Если вдруг потребуется замена отопительного оборудования, вам не придется демонтировать подоконные доски. Также такое размещение способствует хорошей циркуляции воздуха и помогает избежать «запотевания» поверхности стены за радиатором.

Выбор котла

Выбор котла зависит от общей мощности, расчет которой был рассмотрен выше. Если помимо отопления котел предполагается использовать и для подачи горячего водоснабжения, необходимо еще приплюсовать до 25 кВт к мощности. Для таких нужд, как подогрев бассейна или установка канальной вентиляционной системы с подогревом, прямо пропорционально увеличивается мощность котла.

Кроме мощности, важной характеристикой котла является вид используемого топлива. В зависимости от этой характеристики существуют следующие типы котлов:

  1. Газовые котлы. Данные приборы отличаются высокой безопасностью и хорошим КПД. Процесс управления современных моделей полностью автоматизирован. Оборудование идеально для жилья, подключенного к газовым магистралям. Прибор очень компактен и производителен. Современные модели газовых котлов оснащены циркуляционным насосом. Они работают беспрерывно, почти бесшумно, просты и надежны.
  2. Электрические котлы. Как бы ни были хороши газовые котлы, их использование требует обязательного подключения к газовой магистрали, а использование баллонного газа мгновенно сводит на нет все преимущества газовых котлов. При этом целесообразным может стать применение электронагревательных устройств.
  3. Оборудование на жидком топливе. Для работы оборудования применяют отработанное масло или дизельное топливо. Данные приборы не соответствуют экологическим нормам и для отопления жилых помещений практически не применяются
  4. Твердотопливные котлы. Это оборудование традиционно имело малую популярность, связанную с тем, что в течение дня необходимо несколько раз подбрасывать топливо. По этой причине температурный режим в доме будет колебаться в диапазоне 5 градусов. Но в последнее время все большее распространение получили котлы двойного горения, или пиролизные котлы, лишенные всех этих недостатков.

Пиролизные котлы отличаются простотой регулировки процесса горения и поддержания заданной температуры. Использование стандартизированного топлива (древесных гранул – пеллет и брикетов) делает возможным автоматизацию подачи топлива.

Трубопровод отопления

В завершение несколько слов о трубопроводе для отопления частного дома. Отсутствие большой этажности избавляет такую систему от необходимости поддержания высокого давления. Для циркуляции теплоносителя вполне достаточно сохранять рабочее давление на уровне 4-5 атмосфер для одного и 5-6 атмосфер для двух этажей. В этих условиях оптимальным выбором становится использование металлопластиковых труб, обладающих целым рядом преимуществ:

  • долгий срок службы
  • надежность
  • внутренняя поверхность трубы алюминиевая, значит, она не ржавеет, и на ней не откладывается осадок
  • удобный и легкий монтаж
  • низкая цена

Монтаж металлопластикового трубопровода не так уж сложно провести самостоятельно. Для этого вполне достаточно инструментов, имеющихся в наборе любого домашнего мастера. Из специального оборудования вам понадобятся:

  • ножницы для резки труб
  • плашка для торцовки трубы
  • паяльный аппарат

gidotopleniya.ru

Формулы и коэффициенты для теплового расчета

Номинальная тепловая мощность системы отопления для частного объекта определяется по формуле (все результаты выражаются в кВт):

  • Q = Q1 x b1 x b2 + Q2 – Q3; где:
  • Q1 – общие потери тепла в здании согласно расчетам, кВт;
  • b1 — коэффициент дополнительной тепловой энергии от радиаторов сверх того, что показал расчёт. Значения коэффициента отражены в таблице ниже:
Таблица коэффициента отдачи тепла для отопительных приборов в доме
Таблица коэффициента отдачи тепла для отопительных приборов в доме

 

  • b2 — коэффициент дополнительных тепловых потерь радиаторами, установленными у внешних стен без экранирующих кожухов. Показатели коэффициента отражены в таблице ниже:
Таблица коэффициента потерь тепла для наружного отопительного оборудования
Таблица коэффициента потерь тепла для наружного отопительного оборудования

 

  • Q2 – теплопотери в трубопроводах, уложенных в неотапливаемом пространстве;
  • Q– дополнительное тепло от осветительных приборов, бытовых приборов и техники, жильцов, и т.д. Для жилых зданий Qпринимается как 0,01 кВт/1 м2.

По какой формуле и как рассчитать потери тепла, обозначаемые как Q1? Эти параметры определяются следующим образом: Q= (Qa + Qb), где:

Qa– тепловая энергия, проходящая через ограждения и наружные стены;

Qb— потери тепла при прогреве воздуха вентиляционной системы.

Значение Qa и Qb рассчитывается для каждого отдельно взятого помещения с подключенным отоплением.

Тепловая энергия Qa определяется по формуле:

  • Q= 1 / R x A x (tb – tn) х (1 + Ʃß), где:
  • А — площадь ограждения (наружной стены) в м2;
  • R — теплопередача ограждения в м2•°С/Вт (справочная информация в СНиП II-3-79).
Точки тепловых потерь в отапливаемом здании
Точки тепловых потерь в отапливаемом здании

 

Сопротивление теплопередаче для подвального пола и цокольных стен рассчитывается по 2-х метровым участкам, проходящим параллельно наружным стенам дома. Формула подсчётов:

  • R = RC + δ / λ, где:
  • RC — сопротивление теплоотдаче, м2•°С/Вт:
    • 2,1 — для 1 тепловой зоны;
    • 4,3 — для 2 тепловой зоны;
    • 8,6 — для 3 тепловой зоны;
    • 14,2 — для 4 зоны поверхности пола;
Тепловая мощность это
Теплопотери по зонам пола

 

  • δ — толщина утеплителя в метрах, которая принимается в расчет при δ ≤ 1,2Вт/м2 0С;
  • tb — температура внутри помещения;
  • tn – температура снаружи;
  • n — коэффициент, зависящий от взаимоположения наружных поверхностей относительно воздушных потоков снаружи (справочная информация в СНиП II-3-79);
  • ß – дополнительные теплопотери:
  • для внешних вертикальных и диагональных поверхностей, установленных в направлении январского ветра со скоростью ≥ 4,5 м/с и цикличностью ≥ 15% (СНиП 2.01.01-82). Значение 0,05 для скорости ≤ 5 м/с, значение 0,10 для скорости ветра ≥ 5 м/с. Для типовых проектов домов при типовом проектировании коэффициент ß = 0,05 для всего объекта;
  • для внешних вертикальных и диагональных поверхностей высотных домов значение ß = 0,2 для 1 и 2 этажа, ß = 0,15 для 3 этажа; ß = 0,10 для 4 этажа при количестве этажей в доме ≥ 16, для 10-15 — этажных домов ß = 0,10 для 1 и 1 этажа, ß = 0,05 -для 3 этажа.
Потери тепла через пол и фундамент первого этажа дома
Потери тепла через пол и фундамент первого этажа дома

 

Потери дополнительного тепла Q3 выводятся по формуле: Qb= 0,337 x An x h x (tb — tn) x 10-3 для помещения с применением отопительного оборудования и окнами, где:

  • An — площадь поверхности пола;
  • H — высота помещения.

Помещения с вытяжкой или принудительной вентиляцией должны иметь подогрев воздуха. Проводя расчет отопления, разрешено подогревать наружные воздушные потоки, поступающие в помещения, если объем потока не превышает 2-х обменов за 60 минут.

Теплопотери Qb при нагреве наружных потоков воздуха от дверей, рассчитываются так:

  • Q= 0,7 X B х (H / 0,8P) х (tb – tn) х 10-3, где:
  • H — высота дома:
  • Р — количество жильцов;
  • В – коэффициент для тамбуров и холлов. Для 1 тамбура В = 1, для 2 тамбуров В = 0,6.

Рассчитать тепловую мощность для прогрева наружных потоков от дверей лоджий можно по формуле Q= 0,7 X B х (H / 0,8P) х (tb – tn) х 10-3, если количество жильцов Р = 0.

Тепловые потери от дверей дома
Тепловые потери от дверей дома

 

Тепловая температурная утечка от холлов, вестибюлей, коридоров с воздушной тепловой завесой, от лестничных клеток и помещений с принудительной вентиляцией не учитывает параметр Qb.

Потери тепловой энергии Qb на прогрев воздушных потоков от наружных гаражных ворот, вычисляются, принимая во внимание скорость ветра и время открывания воротных створок.

Потери тепловой энергии Q2 от трубопроводов, проложенных в помещениях без отопления, определяется следующим образом:

  • Q2 = Ʃql x 10-3, где:
  • l — длина отрезков теплоизолированных трубопроводов с разным диаметром, уложенных в неотапливаемых помещениях;
  • — нормативная линейная плотность теплого воздушного потока изолированного трубопровода.

Толщина теплоизоляции δиз вычисляется так:

δиз = 0,5 х d x (B — l) и ln B = 2 x ∏ x λ (∆tср / q – 0,1 | [∏ x (d / 0,2])), где:

d — внешний диаметр трубопровода;

λ — коэффициент теплопроводности утеплителя;

∆tср –разность температуры уличного воздуха и теплоносителя за отопительный период.

Таблица тепловой мощности
Таблица тепловой мощности

 

Проводя тепловой расчет системы отопления, необходимо принимать во внимание следующие параметры жилого здания:

  1. Функциональное назначение и геометрические размеры жилья;
  2. Архитектурные особенности в виде габаритов арок, размеров дверных и оконных проемов, площадь всех поверхностей здания;
  3. Соблюдение требований по температурному режиму, отраженному в СНиП 2.04.05-91, для каждого отдельного помещения дома;
  4. Стройматериалы и конструктивные особенности кровли, пола, стен и потолка, включая наружное и внутреннее утепление;
  5. Функциональное назначение жилых и нежилых помещений и пристроек;
  6. Специфическая информация (длительность отопительного периода, количество жильцов, и т.д.);
  7. Число точек разбора ГВС.

Проведение подобных вычислений должно учитывать все эти значения и факторы. Для более точных вычислений можно воспользоваться специальной программой – калькулятор, или онлайн-сервисами. Чтобы зарезервировать тепловую мощность для непредвиденных случаев, (например, аномально холодная зима), к результатам вычислений прибавляют 10-25% запаса.

Назначение тепловых вычислений
Назначение тепловых вычислений

 

Необходимость тепловых расчетов для всего дома и отдельных отапливаемых помещений обосновывается экономией энергоносителей и семейного бюджета. В каких случаях проводят подобные вычисления:

  1. Чтобы точно вычислить мощность котельного оборудования для наиболее эффективного обогрева всех подключенных к отоплению помещений. Приобретая котел без предварительных расчетов можно установить совершенно неподходящее по параметрам оборудование, которое не справится со своей задачей, и деньги будут потрачены впустую. Тепловые параметры всей системы отопления определяются, как результат сложения всех расходов тепловой энергии в подключенных и неподключенных к котлу отопления помещениях, если трубопровод проходит по ним. Также необходим запас мощности по расходам тепла, чтобы уменьшить износ отопительного оборудования и минимизировать появление аварийных ситуаций при высоких нагрузках в морозы;
  2. Расчеты тепловых параметров системы отопления необходимы для получения на руки технического удостоверения (ТУ), без которого не получится согласовать проект по газификации частного дома, так как в 80% случаев монтажа автономного отопления устанавливают газовый котел и соответствующее оборудование. Для остальных типов отопительных агрегатов технические условия и документация на подключение не нужны. Для газового оборудования необходимо знать годовой расход газа, и без соответствующих вычислений точную цифру получить не удастся;
  3. Получить тепловые параметры отопительной системы также нужно для покупки правильного оборудования – труб, радиаторов, фитингов, фильтров, и т.д.
Расчетные данные отопительных приборов
Расчетные данные отопительных приборов

 

Точные расчеты мощности и расхода тепла для жилых помещений

Уровень и качество утепления зависят от качества работ и архитектурных особенностей помещений ми всего дома. Бо́льшая часть тепловых потерь (до 40%) при отоплении здания происходит через поверхность наружных стен, через окна и двери (до 20%), а также через кровлю и пол (до 10%). Оставшиеся 30% тепла могут уходить из дома через вентиляционные отверстия и каналы.

Для получения уточненных результатов применяют следующие справочные коэффициенты:

  1. Q1 – используется при расчетах для помещений с окнами. Для ПВХ окон с двухкамерными стеклопакетами Q1=1, для окон с однокамерным остеклением Q=1,27, для трехкамерного окна Q=0,85;
  2. Q2 – используется при расчетах коэффициента утепления внутренних стен. Для пенобетона Q2 = 1, для бетона Q2 – 1,2, для кирпича Q2= 1,5;
  3. Q3 применяется при расчетах соотношений площадей пола и оконных проемов. Для 20% площади остекления стены коэффициент Q3 = 1, для 50% остекления Q3 принимается, как 1,5;
  4. Значение коэффициента Q4 варьируется в зависимости от минимальной уличной температуры за весь годовой отопительный период. При наружной температуре -200C Q4 = 1, далее — для каждых 50C в ту или иную сторону добавляют или отнимают 0,1;
  5. Коэффициент Q5 применяется при расчетах, учитывающих общее количество стен здания. При одной стене в расчетах Q5 = 1, при 12-х и 3-х стенах Q= 1,2, для 4-х стен Q5 = 1,33;
  6. Q6 используют, если при расчетах потерь тепла учитывается функциональное назначение помещения под той комнатой, для которой делаются вычисления. Если наверху находится жилой этаж, то коэффициент Q= 0,82, если отапливаемый или утепленный чердак, то Q6 — 0,91, для холодного чердачного помещения Q6 = 1;
  7. Параметр Q7 колеблется в зависимости от высоты потолков обследуемого помещения. При высоте потолка ≤ 2,5 м коэффициент Q= 1,0, если потолок выше 3-х м, то Q7 принимается, как 1,05.

После определения всех необходимых поправок проводят расчет тепловой мощности и тепловых потерь в отопительной системе для каждого отдельно взятого помещения по следующей формуле:

  • Qi = q х Si х Qх Qх Qх Qх Qх Qх Q7, где:
  • q =100 Вт/м²;
  • Si – площадь обследуемого помещения.

Результаты параметров будут увеличиваться при применении коэффициентов ≥ 1, и уменьшаться, если Q1- Q≤1. После расчетов конкретного значения результатов расчетов для конкретного помещения можно рассчитать общую тепловую мощность частного автономного отопления по следующей формуле:

Q = Σ х Qi, (i = 1…N), где: N – общее количество помещений в здании.

jsnip.ru

Что такое тепловая мощность?

Тепловая мощность водогрейного котла, это количество теплоты которое передаётся теплоносителю (воде) в процессе сгорания топлива в котле. Тепловая мощность измеряется в гигакаллориях(ГКал/час) или мегаваттах (МВт/час). 1 ГКал/час — это 40 кубометров воды (40 м3/час), нагретые на 25 градусов Цельсия(25С) за один час. 1 ГКал = 1.16 МВт.

Пиролизный котел 30 кВтЧто такое КПД котла?

Коэффициент полезного действия водогрейного котла(КПД), это разность между количеством теплоты которое содержится в топливе и количеством теплоты, которое передано теплоносителю(воде)

Как посчитать тепловую мощность.
Формулу для расчёта тепловой мощности в гКал/час можно представить в виде:
Q = (T1 — T2) * 40(м3/час) / 1000, где T1 – Т2 – разность температур в градусах Цельсия.

Таким образом, для того чтобы посчитать мощность, которую выдаёт котельная, необходимо расход воды умножить на разность температур (перепад между «подачей» и «обраткой» ) и разделить на 1000. У Вас получится мощность в гигакаллориях (ГКал).

Пример 1:

Температура воды на «подаче» (из котельной в тепловую сеть) – 55С

Температура воды на «обратке» (из тепловой сети в котельную) – 43С

Расход сетевой воды – 120 м3/час (по насосам)

(55 — 43) * 120 / 1000 = 1.44 ГКал. * 1.16 = 1.67 МВт

Пример 2:

Температура воды на входе в котёл – 43С

Температура на выходе из котла – 51С

Расход воды в котле – 40 м3/час

(51 — 43) * 40 / 1000 = 0.32 ГКал * 1.16 = 0.37 МВт

Как посчитать КПД котла?

Формулу для расчёта КПД котла можно представить в виде:

КПД = 100 – q2-q3-q4-q5-q6, где q2…q6 – тепловые потери котла.
Для того чтобы посчитать КПД – котла необходимо температуру уходящих газов котла (измеряется термометром на газоходе котла) разделить на 15 ( с понижением температуры уходящих газов на 12-15С, потери теплоты уменьшаются на 1%), прибавить 2 (потери с химическим недожогом в слоевой топке 0,5-3%), прибавить 3 (потери с механическим недожогом в слоевой топке 1-5%), прибавить 2 (сумма остальных потерь). Полученное значение — ориентировочная величина потерь КПД в процентах, вне зависимости от вида топлива и мощности котла.

Пример 3:

Температура уходящих газов котла – 320С

320 / 15 + 2 + 3 + 2 = 29,3% — суммарные потери КПД (q2…q6)

100 – 29,3 = 70,1% — КПД котла

Из чего складываются потери КПД котла.

Потери тепла с уходящими газами – q2 – составляют самую большую величину тепловых потерь котла. В современном котле величина потерь – q2 – находится в пределах 10 – 12%, при работе котла на номинальной нагрузке.

Потери тепла с химическим недожогом – q3 – возникает из-за неполного сгорания летучих компонентов топлива в топке котла. Причинами появления химического недожога могут быть: плохое смесеобразование, общий недостаток воздуха, низкая температура в топочном объёме котла, особенно в зоне догорания(верхняя часть топочного объёма). При достаточном коэффициенте избытка воздуха и хорошем смесеобразовании, химический недожог – зависит от теплонапряжения в топочном объёме (объём топки / мощность котла). В современном котле со слоевой топкой, при значениях теплонапряжения – qv = 0.23 — 0.45 МВт/м3, химический недожог составляет 0.5 – 2%, при увеличении qv (с 0.45 до 0.7), химический недожог резко возрастает и достигает 5%.

Потери тепла с механическим недожогом – q4 – сумма потерь теплоты с уносом, шлаком и провалом. Для слоевых топок величина потерь с уносом зависит от теплонапряжения(читай выдаваемая мощность) в топочном объёме (МВт) отнесённого к площади зеркала горения (qv / площадь решётки = qr ). С увеличением qr (т.е. с форсировкой котла), резко увеличивается доля несгоревшего топлива уносимого с продуктами сгорания (потери с уносом). Так, с увеличением qr с 0.93 до 1.63 (в 1.7 раза) величина потерь с уносом возрастает с 3 до 21% (в 7 раз). Потери теплоты со шлаком, возрастают, с увеличением зольности топлива и ростом теплонапряжения. Потери теплоты с провалом зависят от спекаемости топлива, содержания в топлива мелочи и от конструкции колосниковой решётки. При использовании охлаждаемой уголковой решётки потери теплоты с провалом не превышают 0.5%. В современном котле со слоевой топкой потери тепла с механическим недожогом – q4 — составляют 1-5%.

Потери тепла от наружного охлаждения – q5 – наблюдаются в связи с тем, что температура наружной поверхности котла всегда выше температуры окружающей среды. Котёл в лёгкой обмуровке имеет величину потерь – q5 – в пределах 0.5%

Прочие потери тепла – q6 – сумма потерь с физической теплотой шлака, на охлаждение панелей и балок, не включённых в циркуляционную систему котла – как правило, не превышают 0.5-2%

teplavdome.net


Categories: Радиаторы

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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

Adblock
detector