ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЧАСОВЫХ НАГРУЗОК ОТОПЛЕНИЯ, ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ (методика МДК 4-05.2004)

Расчет тепловых нагрузок на отопление, методика и формула расчета

Тепловые нагрузки систем теплоснабжения

• нагрузку на конструкцию теплоснабжения;
• нагрузку на систему обогрева пола, если она планируется к установке в доме;
• нагрузку на систему естественной и/или принудительной вентиляции;
• нагрузку на систему горячего водоснабжения;
• нагрузку, связанную с различными технологическими нуждами.

Расчет нагрузок тепла

• степень теплопотерь наружных ограждений;
• мощность, необходимая для подогрева теплоносителя;
• количество тепловой энергии, требуемое для нагрева воздуха для принудительной приточной вентиляции;
• тепло, которое нужно для подогрева воды в бане или бассейне;
• возможное дальнейшее расширение обогревательной системы. Это может быть создание отопления в мансарде, на чердаке, в подвале или в различных пристройках и строениях.

Методы вычисления тепловых нагрузок

• вычисление теплопотерь с использованием укрупненных показателей;
• определение теплоотдачи установленного в здании отопительно-вентиляционного оборудования;
• вычисление значений с учетом различных элементов ограждающих конструкций, а также добавочных потерь, связанных с нагревом воздуха.

Виды тепловых нагрузок для расчетов

1. Сезонные нагрузки
   , имеющие следующие особенности:

– наличие отличий в величине расхода тепловой энергии в соответствии с климатическими особенностями региона местонахождения дома;

– изменение нагрузки на отопительную систему в зависимости от времени суток. Поскольку наружные ограждения имеют теплостойкость, данный параметр считается незначительным;

– расходы тепла вентиляционной системы в зависимости от времени суток.

• Постоянные тепловые нагрузки
  . В большинстве объектов системы теплоснабжения и горячего водоснабжения они используются на протяжении года. Например, в теплое время года расходы тепловой энергии в сравнении с зимним периодом снижаются где-то на 30-35%.
• Сухое тепло
  . Представляет собой тепловое излучение и конвекционный теплообмен за счет иных подобных устройств. Определяют данный параметр при помощи температуры сухого термометра. Он зависит от многих факторов, среди которых окна и двери, системы вентиляции, различное оборудование, воздухообмен, происходящий за счет наличия щелей в стенах и перекрытиях. Также учитывают количество людей, присутствующих в помещении.
• Скрытое тепло
  . Образуется в результате процесса испарения и конденсации. Температура определяется при помощи влажного термометра. В любом по назначению помещении на уровень влажности влияют:

– наличие технологического или другого оборудования;

– потоки воздушных масс, проникающих сквозь щели и трещины, имеющиеся в ограждающих конструкциях здания.

Почему ЖКХ при расчетах за отопление завышают количество потраченной энергии

Проводя собственные расчеты, стоит обратить внимание, что ЖКХ слегка завышают нормативы потребления тепловой энергии. Мнение, что они на этом пытаются дополнительно подзаработать, ошибочно. Ведь в стоимость 1 Гкал уже включено и обслуживание, и зарплаты, и налоги, и дополнительная прибыль. Такая «надбавка» связана с тем, что при транспорте горячей жидкости по трубопроводу в холодное время года она имеет тенденцию остывать, то есть происходят неизбежные теплопотери.

В цифрах это выглядит следующим образом. Согласно нормативам, температура воды в трубах для обогрева должна минимум составлять +55 °C. А если учесть, что минимальная t воды в энергосистемах равна +5 °C, то нагреть ее надо на 50 градусов. Получается, что на каждый кубометр используется 0,05 Гкал. Однако, чтобы компенсировать теплопотери, этот коэффициент завышают до 0,059 Гкал.

Тепловая нагрузка

Один из главных факторов, воздействующих на ее значение — степень утепления дома. СНиП 23-02-2003, регламентирующий тепловую защиту зданий, нормирует данный фактор, выводя рекомендованные значения теплового сопротивления ограждающих конструкций для каждого региона страны.

Мы приведем два метода исполнения подсчетов: для зданий, соответствующих СНиП 23-02-2003, и для домов с ненормированным тепловым сопротивлением.

Нормированное тепловое сопротивление

Инструкция по расчету тепловой мощности в этом случае выглядит так:

• За базовое значение берутся 60 ватт на 1 м3 полного (включая стенки) объема дома.
• Для каждого из окон к этому значению дополнительно добавляется 100 ватт тепла. Для каждой ведущей на улицу двери — 200 ватт.

Давайте как пример выполним расчет для дома размерами 12*12*6 метров с двенадцатью окнами и двумя дверьми на улицу, расположенного в Севастополе (средняя температура января — +3С).

1. Отапливаемый количество образовывает 12*12*6=864 кубометра.
2. Базовая тепловая мощность образовывает 864*60=51840 ватт.
3. двери и Окна пара увеличат ее: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
4. Только мягкий климат, обусловленный близостью моря, вынудит нас применять региональный коэффициент, равный 0,7. 53440*0,7=37408 Вт. Именно на это значение и возможно ориентироваться.

Ненормированное тепловое сопротивление

Что делать, в случае если уровень качества утепления дома заметно лучше либо хуже рекомендованного? В этом случае для оценки тепловой нагрузки возможно применять формулу вида Q=V*Dt*K/860.

В ней:

• Q — заветная тепловая мощность в киловаттах.
• V — отапливаемый количество в кубометрах.
• Dt — отличие температур между домом и улицей. В большинстве случаев берется дельта между рекомендованным СНиП значением для внутренних помещений (+18 — +22С) и средним минимумом уличной температуры в наиболее холодный месяц за последние пара лет.

Давайте повторим вычисления для нашего дома в Севастополе, уточнив, что его стенки являются кладкой толщиной 40 см из ракушечника (пористой осадочной породы) без внешней отделки, а остекление выполнено однокамерными стеклопакетами.

1. Коэффициент утепления примем равным 1,2.
2. Количество дома мы вычислили ранее; он равен 864 м3.
3. Внутреннюю температуру примем равной рекомендованным СНиП для регионов с нижним пиком температур выше -31С — +18 градусам. Сведения о среднем минимуме любезно посоветует широко узнаваемая интернет-энциклопедия: он равен -0,4С.
4. Расчет, так, будет иметь вид Q = 864 * (18 — -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 КВт.

Как легко подметить, подсчет дал итог, отличающийся от взятого по первому методу в полтора раза. Обстоятельство, в первую очередь в том, что средний минимум, использованный нами, заметно отличается от полного минимума (около -25С). Повышение дельты температур в полтора раза ровно во столько же раз увеличит оценочную потребность здания в тепле.

Гигакалории

В расчетах количества тепловой энергии, приобретаемой зданием либо помещением, наровне с киловатт-часами употребляется еще одна величина — гигакалория. Она соответствует количеству тепла, нужному для нагрева 1000 тысячь киллограм воды на 1 градус при давлении в 1 атмосферу.

Как пересчитать киловатты тепловой мощности в гигакалории потребляемого тепла? Все легко: одна гигакалория равна 1162,2 КВт*ч. Так, при пиковой мощности источника тепла в 54 КВт большая часовая нагрузка на отопление составит 54/1162,2=0,046 Гкал*час.

Помещение

Как подсчитать потребность в тепле для отдельной помещения? Тут употребляются те же схемы расчетов, что для дома в целом, с единственной поправкой. В случае если к помещению примыкает отапливаемое помещение без собственных отопительных устройств, оно включается в расчет.

Так, в случае если к помещению размером 4*5*3 метра примыкает коридор размером 1,2*4*3 метра, тепловая мощность отопительного прибора рассчитывается для объема в 4*5*3+1,2*4*3=60+14,4=74,4 м3.

Что делать если нужен очень точный расчет

К сожалению, далеко не каждая квартира может считаться стандартной. Еще в большей степени это относится к частным жилым домам. Возникает вопрос: как рассчитать количество радиаторов отопления с учетом индивидуальных условий их эксплуатации? Для это понадобится учесть множество различных факторов.

Особенность этого метода состоит в том, что при вычислении необходимого количества тепла используется ряд коэффициентов, учитывающих особенности конкретного помещения, способные повлиять на его способность сохранять или отдавать тепловую энергию. Формула для расчетов выглядит так:

КТ = 100Вт/кв.м. * П * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7. где

КТ — количество тепла, необходимого для конкретного помещения; П — площадь комнаты, кв.м.; К1 — коэффициент, учитывающий остекление оконных проемов:

• для окон с обычным двойным остеклением — 1,27;
• для окон с двойным стеклопакетом — 1,0;
• для окон с тройным стеклопакетом — 0,85.

К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

• низкая степень теплоизоляции — 1,27;
• хорошая теплоизоляция (кладка в два кирпича или слой утеплителя) — 1,0;
• высокая степень теплоизоляции — 0,85.

К3 — соотношение площади окон и пола в помещении:

К4 — коэффициент, позволяющий учесть среднюю температуру воздуха в самую холодную неделю года:

• для -35 градусов — 1,5;
• для -25 градусов — 1,3;
• для -20 градусов — 1,1;
• для -15 градусов — 0,9;
• для -10 градусов — 0,7.

К5 — корректирует потребность в тепле с учетом количества наружных стен:

К6 — учет типа помещения, которое расположено выше:

• холодный чердак — 1,0;
• отапливаемый чердак — 0,9;
• отапливаемое жилое помещение — 0,8

К7 — коэффициент, учитывающий высоту потолков:

Такой расчет количества радиаторов отопления включает практически все нюансы и базируется на довольно точном определении потребности помещения в тепловой энергии.

Остается полученный результат разделить на значение теплоотдачи одной секции радиатора и полученный результат округлить до целого числа.

Некоторые производители предлагают более простой способ получить ответ. На их сайтах можно найти удобный калькулятор, специально предназначенный для того, чтобы сделать данные вычисления. Чтобы воспользоваться программой, нужно ввести необходимые значения в соответствующие поля, после чего будет выдан точный результат. Или же можно воспользоваться специальным софтом.

Когда получали квартиру не задумывались о том, какие у нас радиаторы и подходят ли они к нашему дому. Но со временем потребовалась замена и тут уже стали подходить с научной точки зрения. Так как мощности старых радиаторов явно не хватало. После всех вычислений пришли к выводу, что 12 достаточно. Но нужно еще учесть вот какой момент — если ТЕЦ плохо выполняет свою работу и батареи чуть теплые, то тут уже никакое количество вас не спасет.

Последняя формула для более точного расчета понравилась, но не понятен коэффициент К2. Как определить степень теплоизоляции стен? Например, стена толщиной 375мм из пеноблока «ГРАС», это низкая или средняя степень? А если добавить снаружи стены 100мм плотного строительного пенопласта, это будет высокая, или все еще средняя?

Ок, последняя формула добротная вроде бы, окна учитываются, но а если в помещении еще и дверь есть наружная? А если это гараж в котором 3 окна 800*600 + дверь 205*85 + гаражные секционные ворота толщиной 45мм размерами 3000*2400?

Если делать для себя — я бы увеличил кол-во секций и поставил бы регулятор. И вуаля — мы уже значительно в меньшей степени зависим от прихотей ТЭЦ.

Способы определения нагрузки

Сначала поясним значение термина. Тепловая нагрузка – это общее количество теплоты, расходуемое системой отопления на обогрев помещений до нормативной температуры в наиболее холодный период. Величина исчисляется единицами энергии – киловаттами, килокалориями (реже – килоджоулями) и обозначается в формулах латинской буквой Q.

Зная нагрузку на отопление частного дома в целом и потребность каждого помещения в частности, нетрудно подобрать котел, обогреватели и батареи водяной системы по мощности. Как можно рассчитать данный параметр:

1. Если высота потолков не достигает 3 м, производится укрупненный расчет по площади отапливаемых комнат.
2. При высоте перекрытий 3 м и более расход тепла считается по объему помещений.
3. Определение теплопотерь через внешние ограждения и затрат на подогрев вентиляционного воздуха согласно СНиП.

Две первые расчетные методики основаны на применении удельной тепловой характеристики по отношению к обогреваемой площади либо объему здания. Алгоритм простой, используется повсеместно, но дает весьма приближенные результаты и не учитывает степень утепления коттеджа.

Считать расход тепловой энергии по СНиП, как делают инженеры–проектировщики, гораздо сложнее. Придется собрать множество справочных данных и потрудиться над вычислениями, зато конечные цифры отразят реальную картину с точностью 95%. Мы постараемся упростить методику и сделать расчет нагрузки на отопление максимально доступным для понимания.

Характеристики объекта для расчета

Для дома с большими стеклопакетами нужно более интенсивное отопление
Тепловая нагрузка на отопление и потеря тепла дома – не одно и то же. Техническое здание нет надобности отапливать так же интенсивно, как жилые помещения. Прежде чем приступать к расчетам, устанавливают следующее:

• Назначение объекта – жилой дом, квартира, школа, спортивный зал, магазин. Требования по обогреву разные.
• Особенности архитектуры – это размеры оконных и балконных проемов, устройство крыши, наличие чердаков и подвалов, этажность здания и прочее.
• Нормы температурного режима – для жилых комнат и офиса они разные.
• Назначение помещения – параметр важен для производственных сооружений, так как для каждого цеха или даже участка требуется разный температурный режим.
• Конструкция внешних ограждений – наружных стен и крыши.
• Уровень техобслуживания – наличие горячего водоснабжения уменьшает теплопотери, интенсивно работающая вентиляция повышает.
• Число людей, постоянно пребывающих в доме – например, воздействует на показатели температуры и влажности.
• Количество точек забора теплоносителя – чем их больше, тем значительнее теплопотери.
• Другие особенности – например, наличие бассейна, сауны, оранжереи или число часов, когда в здании находятся люди.

Регуляторы тепловых нагрузок

Программируемый контроллер, диапазон температур — 5-50 C

Современные отопительные агрегаты и приборы обеспечиваются комплектом разных регуляторов, с помощью которых можно изменять тепловые нагрузки, чтобы тем самым избежать провалов и скачков тепловой энергии в системе. Практика показала, что с помощью регуляторов можно не только снизить нагрузки, но и привести систему отопления к рациональному использованию топлива. А это уже чисто экономическая сторона вопроса. Особенно это относится к промышленным объектам, где за перерасход топлива приходится выплачивать достаточно большие штрафы.

Если же вы не уверены в правильности своих расчетов, то воспользуйтесь услугами специалистов.

Давайте рассмотрим еще пару формул, которые касаются разных систем. К примеру, системы вентиляции и горячего водоснабжения. Здесь вам потребуются две формулы:

Qв.=qв.V(tн.-tв.) — это касается вентиляции. Здесь: tн. и tв — температура воздуха снаружи и внутри qв. — удельный показатель V — внешний объем здания

Qгвс.=0,042rв(tг.-tх.)Пgср — для горячего водоснабжения, где

tг.-tх — температура горячей и холодной воды r — плотность воды в — отношение максимальной нагрузки к средней, которая определяется ГОСТами П — количество потребителей Gср — средний показатель расхода горячей воды

Энергетическое обследование проектируемых режимов работы системы теплоснабжения

При проектировании система теплоснабжения ЗАО «Термотрон-завод» была рассчитана на максимальные нагрузки.

Система проектировалась на 28 потребителей тепла. Особенность системы теплоснабжения в том, что часть потребителей тепла от выхода котельной до главного корпуса завода. Далее потребитель тепла — главный корпус завода, и затем остальная часть потребителей располагается за главным корпусом завода. То есть главный корпус завода является внутренним теплопотребителем и транзитом подачи тепла для последней группы потребителей тепловой нагрузки.

Котельная проектировалась на паровые котлы ДКВР 20-13 в количестве 3 штук, работающие на природном газе, и водогрейные котлы ПТВМ-50 в количестве 2 штук.

Одним из важнейших этапов проектирования тепловых сетей являлось определение расчетных тепловых нагрузок.

Расчетный расход тепла на отопление каждого помещения можно определить двумя способами:

— из уравнения теплового баланса помещения;

— по удельной отопительной характеристике здания.

Проектные значения тепловых нагрузок производился по укрупненным показателям, исходя из объема зданий по фактуре .

Расчетный расход тепла на отопление i-го производственного помещения , кВт, определяется по формуле:

, (1)

где: — коэффициент учета района строительства предприятия:

(2)

где — удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м3.К);

— объем здания, м3;

— расчетная температура воздуха в рабочей зоне, ;

— расчетная температура наружного воздуха для расчета отопительной нагрузки, для города Брянска составляет -24.

Определение расчетного расхода тепла на отопление для помещений предприятия производилось по удельной отопительной нагрузке (табл. 1).

Таблица 1Расходы тепла на отопление для всех помещений предприятия

ИТОГО ПО ЗАВОДУ:

Расчетный расход тепла на отопление ЗАО «Термотрон-завод» составляет:

Суммарные тепловыделения для всего предприятия составляют:

Расчетные теплопотери для завода определяются, как сумма расчетного расхода тепла на отопление всего предприятия и суммарных тепловыделений, и составляют:

Расчет тепловой нагрузки

Необходимость соблюдения всех стандартов безопасности и надежности крайне важна при проектировке объектов, однако не менее важным является и расчет тепловой нагрузки здания.

Зачем нужен расчет тепловой нагрузки при проектировании здания

Данная операция позволит узнать, сколько топлива необходимо отопительной системе для работы, грамотно определиться с источником тепла и рассчитать теплопотери по всей системе. Сразу стоит отметить, что расчет тепловой нагрузки на отопление позволяет узнать, какую теплоту дают все отопительные приборы. Вся эта информация разрешает сэкономить большие суммы в сравнении с отопительными системами, расчет которых выполнен неграмотно.

Прежде всего, стоит определиться с тем, какие объекты отопления должны подвергаться расчету. К таким объектам относятся:

• Система общего отопления;
• Напольный обогрев (при его наличии);
• Вентиляционные приборы;
• Система нагрева воды;
• Прочие объекты, требующие подключения к отопительной системе, например, бассейны.

Помимо этого, на расчет тепловой нагрузки могут повлиять и самые мелкие предметы и объекты, на которых возможна потеря тепла.

Порядок проведения расчета

Нужно отметить, что все производимые расчеты необходимо выполнять в соответствии с ГОСТом и строительными нормами. Для всех систем имеется общий список параметров, которые обязательно нужно рассчитать. Такими параметрами являются:

1. Потери тепла на наружных ограждениях. Данный параметр позволяет подобрать оптимальную температуру для каждого помещения;
2. Количество мощности, которая пойдет на систему горячего водоснабжения;
3. Если нужна установка дополнительной вентиляционной системы, то расчет необходимого для нагрева циркулирующего в ней воздуха тепла также обязателен;
4. При наличии бассейна или бани производится расчет количества тепла, требуемого для обогрева этих объектов;
5. В случае, если в дальнейшем планируется расширение отопительной системы, то расчет тепловой нагрузки здания также должен быть проведен.

Крайне важным также является знание того, как распределяются потоки тепла по помещению для каждого обогревательного объекта

Важность данных знаний заключается в том, что позволяет максимально точно подобрать необходимые для отопительной системы элементы

Ключевые моменты каждого из типа тепловой нагрузки

Строители разделяют несколько видов нагрузок. Каждый вид имеет свои особенности, которые необходимо разобрать.

Прежде всего, выделяют сезонную нагрузку. Ее особенностью является то, что на протяжении года температурные режимы вне помещения изменяются, а тепловые расходы рассчитываются в зависимости от климатических условий места, где расположено здание.

На втором месте стоит расчет тепловой нагрузки на отопление в течение года. Так как большинству отечественных построек свойственна именно данная нагрузка, то изменения на протяжении года не критичны, однако в летнее время нагрузка становится меньшей примерно на 30 процентов.

Существуют еще два параметра, которые также должны быть учтены при расчете – скрытое и сухое тепло. Первый параметр характеризует потери тепла при конденсации и прочих испарениях. Расчет на сухое тепло проводится с учетом количества окон, дверей, параметров вентиляционной системы и возможных потерь на щелях стен.

Преимущества обращения к профессионалам при расчете тепловых нагрузок

Безусловно, провести расчет тепловой нагрузки возможно и самостоятельно, однако это большой риск, так как велика вероятность допустить ошибку. Множество различных параметров, необходимость учета потерь на всех возможных объектах отопления и общая сложность всех расчетов способна отпугнуть неопытного человека. Именно в таких случаях необходима помощь опытного специалиста. Наша компания способна произвести максимально точный расчет и в кратчайшие сроки подобрать самое оптимальное оборудование, при этом стоимость и качество приятно порадуют.

Обращайтесь за консультацией по указанным на сайте телефонам или онлайн.

Факторы, влияющие на ТН

• Фундамент – утепленный вариант удерживает тепло в доме, неутепленный пропускает до 20%.
• Стена – у пористого бетона или деревобетона пропускная способность намного ниже, чем у кирпичной стены. Красный глиняный кирпич лучше удерживает тепло, чем силикатный. Важна и толщина перегородки: у стены из кирпича толщиной в 65 см и пенобетона толщиной в 25 см одинаковый уровень теплопотерь.
• Утепление – теплоизоляция существенно меняет картину. Внешнее утепление пенополиуретаном – лист толщиной в 25 мм – равно по эффективности второй кирпичной стене толщиной в 65 см. Отделка пробкой внутри – лист в 70 мм – заменяет 25 см пенобетона. Специалисты не зря утверждают, что эффективное отопление начинается с правильного утепления.
• Крыша – скатная конструкция и утепленный чердак снижают потери. Плоская крыша из железобетонных плит пропускает до 15% тепла.
• Площадь остекления – показатель теплопроводности у стекла очень велик. Какими бы герметичными ни были рамы, сквозь стекло тепло уходит. Чем больше окон и чем больше их площадь, тем выше тепловая нагрузка на здание.
• Вентиляция – уровень теплопотерь зависит от производительности устройства и частоты использования. Система рекуперации позволяет несколько уменьшить потери.
• Разница между температурой на улице и внутри дома – чем она больше, тем выше нагрузка.
• Распределение тепла внутри здания – влияет на показатели для каждой комнаты. Помещения внутри здания остывают меньше: при расчетах комфортной температурой здесь считают величину в +20 С. Торцевые комнаты остывают быстрее – нормальной температурой здесь будет +22 С. На кухне достаточно нагревать воздух до +18 С, так как здесь много других источников тепла: плита, духовка, холодильник.

При расчетах тепловой нагрузки многоквартирного дома учитывают материал, толщину и утепление перегородок и перекрытий.

Особенности расчета тепловой нагрузки

Параметры воздуха, а точнее, его температура берутся из ГОСТов и СНиПов. Здесь же подбираются коэффициенты теплопередачи. Кстати, паспортные данные всех видов оборудования (котлы, радиаторы отопления и прочее) берутся в расчет обязательно.

Что обычно включают в традиционный расчет нагрузки тепла?

• Во-первых, максимальный поток тепловой энергии, исходящей от приборов отопления (радиаторов).
• Во-вторых, максимальный расход тепла за 1 час эксплуатации отопительной системы.
• В-третьих, общие тепловые затраты за определенный период времени. Обычно подсчитывают сезонный период.

Если все эти расчеты соизмерить и сопоставить с площадью теплоотдачи системы в целом, то получится достаточно точный показатель эффективности обогрева дома. Но придется учитывать и небольшие отклонения. К примеру, снижение потребления тепла в ночное время. Для промышленных объектов также придется учитывать выходные и праздничные дни.

Зависимость степени теплоотдачи от способа подключения

На теплоотдачу отопительных радиаторов влияет не только материал изготовления и температура теплоносителя, циркулирующего по трубам, но и выбранный вариант подсоединения прибора к системе:

1. Подключение прямое односторонне
   . Является наиболее выгодным относительно показателя тепловой мощности. По этой причине расчет теплоотдачи радиатора отопления выполняют именно при прямом подключении.
2. Диагональное подключение
   . Его применяют, если к системе планируется подсоединить радиатор, в котором количество секций превысит 12. Такой способ позволяет максимально понизить теплопотери.
3. Нижнее подключение
   . Его используют в том случае, когда батарею присоединяют к стяжке пола, в которой скрыта отопительная система. Как показывает расчет теплоотдачи радиатора, при таком подключении потери тепловой энергии не превышают 10%.
4. Однотрубное подключение
   . Наименее выгодный способ с точки зрения тепловой мощности. Потери теплоотдачи при однотрубном подключении чаще всего достигают 25 — 45%.

Последовательность расчета систем отопления

Этапность расчетов систем отопления и отопительного оборудования вне зависимости от обогреваемой площади и количества контуров является следующей:

1. Производится с учетом их теплоизоляционных свойств для определения количества потерь тепла в зимний период.
2. Определяется объем и количество тепла необходимого для его нагрева по помещениям.
3. Результатом теплотехнического расчета является тепловой баланс дома или требуемая мощность системы отопления.
4. По итогам составления теплового баланса по каждому помещению выполняется подбор типоразмеров приборов отопления, определяется вид радиаторов приемлемый для данного случая. Затем должна быть произведена расстановка приборов в помещениях в зонах максимальных теплопотерь.
5. Согласно выбранной схеме системы отопления (гравитационная или насосная, однотрубная или двухтрубная, стояковая, лучевая или коллекторная) на строительные планы наносится разводка трубопроводов и определение мест расположения подключения к радиаторам.
6. В процессе гидравлического расчета определяются диаметры каждого участка системы отопления, расход теплоносителя и потеря давления по длине трубопроводов на трение.
7. По итогам гидравлического расчета производится подбор циркуляционных насосов.
8. В зависимости от принципиальной схемы системы отопления и основных технических данных системы и максимального рабочего давления происходит выбор объема расширительного бака, служащего для компенсации температурных расширений теплоносителя.
9. Выполняется подбор вида, количества и мощности котлов отопления, а также составляется принципиальная схема котельной с размещением основного оборудования и сопутствующих систем.

Отопительные приборы

Секционные радиаторы

В общем случае информацию о тепловом потоке на одну секцию всегда можно найти на сайте производителя.

Если он неизвестен, можно ориентироваться на следующие приблизительные значения:

• Чугунная секция – 160 Вт.
• Биметаллическая секция – 180 Вт.
• Алюминиевая секция – 200 Вт.

Алюминиевый радиатор лидирует благодаря высокой теплопроводности и развитому оребрению.

Как всегда, есть ряд тонкостей. При боковом подключении радиатора с 10 и более секциями разброс температур между ближними к подводке и концевыми секциями будет весьма значительным.

Впрочем: эффект сведется на нет, если подводки подключить диагонально или снизу вниз.

Кроме того, обычно производители отопительных приборов указывают мощность для вполне конкретной дельты температур между радиатором и воздухом, равной 70 градусам. Зависимость теплового потока от Dt линейна: если батарея на 35 градусов горячее воздуха, тепловая мощность батареи будет ровно вдвое меньше заявленной.

Скажем, при температуре воздуха в комнате, равной +20С, и температуре теплоносителя в +55С мощность алюминиевой секции стандартного размера будет равна 200/(70/35)=100 ваттам. Для того, чтобы обеспечить мощность в 2 КВт, понадобится 2000/100=20 секций.

Регистры

Особняком в списке отопительных приборов стоят самодельные регистры.

На фото – отопительный регистр.

Производители по понятным причинам не могут указать их тепловую мощность; однако ее несложно вычислить своими руками.

• Для первой секции регистра (горизонтальной трубы известных размеров) мощность равна произведению ее наружного диаметра и длины в метрах, дельты температур между теплоносителем и воздухом в градусах и постоянного коэффициента 36,5356.
• Для последующих секций, находящихся в восходящем потоке теплого воздуха, используется дополнительный коэффициент 0,9.

Давайте разберем очередной пример – вычислим значение теплового потока для четырехрядного регистра с диаметром секции 159 мм, длиной 4 метра и температурой в 60 градусов в комнате с внутренней температурой +20С.

1. Дельта температур в нашем случае равна 60-20=40С.
2. Переводим диаметр трубы в метры. 159 мм = 0,159 м.
3. Вычисляем тепловую мощность первой секции. Q = 0,159*4*40*36,5356 = 929,46 ватт.
4. Для каждой последующей секции мощность будет равна 929,46*0,9=836,5 Вт.
5. Суммарная мощность составит 929,46 + (836,5*3)=3500 (с округлением) ватт.

Как посчитать теплопотери по укрупненным показателям

Чтобы быстро определить теплопотери помещения можно сделать примерный расчет. При этой работе опираться приходится на знания особенностей конструкции помещения:

• Если у вас комната с одной наружной стеной и одним окном. то 1 кВт мощности радиатора способен будет прогреть 10 кв.м.

• Если же комната имеет две наружные стены и одно окно. то на 10 кв.м. понадобится уже 1.2 кВт.

• И если в помещении две наружные стены с двумя окнами. то на 10 кв.м. — 1.3 кВт энергии.

Конечно, при таких условных вычислениях возникают погрешности, поэтому всё же для расчёта отопления отдельного помещения электрической, водяной или воздушной системой необходимо делать точный полный теплотехнический расчет.

На сегодняшний день в загородных домах. как правило, роль генератора тепла выполняет котёл, поэтому расчёт отопления для загородного дома сводится к определению мощности котла.

Если принять поступление тепла за 100 %, то потери тепла составят следующие показатели, применимые и для расчета отопления теплиц.

Потери тепла:

• за счет воздухообмена, включая инфильтрацию — 15%;

• через наружные стены помещения — 35%;

• через оконные проёмы — 10%;

• через крышу здания- 25%;

• через пол — 15%.

Подобный вид расчета для отопления загородного дома. как правило, базируется на общепринятой формуле:

где

с — теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м3•°С);

tпр — температура приточного воздуха, °С;

tв — температура в помещении, °С.

Температуру воздуха, подаваемого в помещение определяют по формуле:

tпр=tн+Δt +0,001p

где

tн — температура на улице, °С;

Δt — изменение температуры в воздухонагревателе, °С;

р — полное давление воздуха после вентилятора, Па.

В зависимости от вида радиаторов и площади помещения можно провести такой расчет для отопления загородного дома:

• рассчитать площадь помещения;

• принять за минимум — 100 ватт для обогрева 1 м.кв. а при больших теплопотерях в комнате добавить 10-20 ватт на каждый квадратный метр;

• узнать необходимое количество секций радиатора. Для этого разделим сумму ватт для одного помещения на мощность одной секции батарей (для чугунных — 130 ватт, для алюминиевых 150-200 ватт (при высоте секции 0,6 м)) и получим необходимое количество секций;

• вычислив мощность батарей для всех помещений и сложив их — мы получим необходимую мощность котла в ваттах (1 кВт=1000 Вт);

Если расчёт отопления загородного дома выполнен неправильно и мощности котла будет недостаточно, то он не сможет равномерно обогревать дом.

Отопление следует проектировать для обеспечения в помещениях расчётной температуры воздуха, учитывая: тепловой поток, регулярно поступающий от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, людей и других источников; при этом, тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать, не менее, чем 10 Вт на 1 кв. м пола.

Потери теплоты через внутренние ограждающие конструкции помещений допускается не учитывать, если разность температур в этих помещениях равна 3°С и менее.

Далее в статье приведены удобные таблицы, позволяющие легко и быстро рассчитать теплопотери проектируемого или уже готового дома, и выбрать необходимое оборудование для отопления помещений.

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышеизложенное справедливо для двухтрубной системы отопления. когда на вход каждого из радиаторов поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Однотрубная система считается намного сложнее: там на каждый последующий отопительный прибор вода поступает все более холодная. И если хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а потом пропорционально падению тепловой мощности добавлять секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.

В однотрубной системе вода на каждый радиатор поступает все более холодная

Поясним на примере. На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество батарей определили для двухтрубной разводки. Теперь нужно внести корректировку. Для первого отопительного прибора все остается по-прежнему. На второй поступает уже теплоноситель с меньшей температурой. Определяем % падения мощности и на соответствующее значение увеличиваем количество секций. На картинке получается так: 15кВт-3кВт=12кВт. Находим процентное соотношение: падение температуры составляет 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт. Вот тут и пригодится вам знание помещения: если это спальня или детская, округлите в большую сторону, если гостиная или другое подобное помещение, округляете в меньшую

Принимаете во внимание и расположение относительно сторон света: в северных округляете в большую, в южных — в меньшую

В однотрубных системах нужно в расположенных дальше по ветке радиаторах добавлять секции

Этот метод явно не идеален: ведь получится, что последняя в ветке батарея должна будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на ее вход подается теплоноситель с удельной теплоемкостью равной ее мощности, а снять все 100% на практике нереально. Потому обычно при определении мощности котла для однотрубных систем берут некоторый запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было отрегулировать теплоотдачу, и таким образом компенсировать падение температуры теплоносителя. Из всего этого следует одно: количество или/и размеры радиаторов в однотрубной системе нужно увеличивать, и по мере удаления от начала ветки ставить все больше секций.

Приблизительный расчет количества секций радиаторов отопления дело несложное и быстрое. А вот уточнение в зависимости от всех особенностей помещений, размеров, типа подключения и расположения требует внимания и времени. Зато вы точно сможете определиться с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой.

Тепловая нагрузка от нагрева воды для ГВС

Для определения этой нагрузки можно воспользоваться той же простой формулой, только теперь надо посчитать тепловую энергию, расходуемую на подогрев воды. Ее теплоемкость известна и составляет 4.187 кДж/кг °С или 1.16 Вт/кг °С. Учитывая, что семье из 4 человек на все потребности достаточно 100 л воды на 1 сутки, нагретой до 55 °С, подставляем эти цифры в формулу и получаем:

QГВС = 1.16 Вт/кг °С х 100 кг х (55 – 10) °С = 5220 Вт или 5.2 кВт теплоты в сутки.

Единица мощности оборудования всегда отнесена к 1 часу, а полученные 5.2 кВт – к суткам. Но делить эту цифру на 24 нельзя, ведь горячую воду мы хотим получать как можно скорее, а для этого котел должен располагать запасом мощности. То есть, эту нагрузку надо прибавить к остальным как есть.

Похожие записи

• Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче
• Подключение и расчет буферной емкости к твердотопливному котлу
• Тепловая мощность
• Экономичное отопление частного дома и квартиры
• Ленинградская система отопления частного дома
• Схемы подключения биметаллических радиаторов
• Тепловой насос “воздух-воздух” и его цены
• Как сделать паровое отопление
• При какой температуре теплоносителя отключают и включают систему отопления в многоквартирном доме по госту
• Как правильно рассчитать мощность газового котла
• Расчет материалов для каркасного дома
• Расчет отопления помещения
• Воздушное отопление своими руками: все про воздушные системы отопления
• Запас горячей воды, который всегда под рукой: как работает электрический водонагреватель для отопления?
• Онлайн расчет пропускной возможности круглой и прямоугольной профильной трубы
• Как сделать геотермальное отопление дома
• Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей
• Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты
• Что делать, если низ батареи холодный, а верх горячий?
• Теплоаккумуляторы для автономных систем отопления
• Тонкости проведения опрессовки системы отопления
• Петля тихельмана
• Расчет сопротивления резистора для светодиодов: онлайн-калькулятор
• Газовый обогреватель своими руками: варианты лучших самоделок
• Гост 25136-82 соединение трубопроводов. методы испытаний на герметичность

С этим читают

• Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче
• Подключение и расчет буферной емкости к твердотопливному котлу
• Тепловая мощность
• Экономичное отопление частного дома и квартиры
• Ленинградская система отопления частного дома
• Схемы подключения биметаллических радиаторов
• Тепловой насос “воздух-воздух” и его цены
• Как сделать паровое отопление
• При какой температуре теплоносителя отключают и включают систему отопления в многоквартирном доме по госту
• Как правильно рассчитать мощность газового котла

Простые вычисления по площади

Вычислить величину батарей отопления для определенного помещения можно, ориентируясь на его площадь. Это самый простой способ – использовать сантехнические нормы, которые предписывают, что тепловой мощности 100 Вт в час нужно для обогрева 1 кв.м. Надо помнить, что этот метод используется для помещений, у которых потолки стандартной высоты (2,5-2,7 метра), а результат получается несколько завышенным. К тому же он не учитывает таких особенностей, как:

• число окон и тип стеклопакетов на них;
• количество в комнате наружных стен;
• толщина стен здания и из какого материала они состоят;
• тип и толщина использованного утеплителя;
• диапазон температур в данной климатической зоне.

Тепло, которое для обогрева комнаты должны давать радиаторы: площадь следует умножить на тепловую мощность (100 Вт). К примеру, для комнаты в 18 кв.м требуется такая мощность батареи отопления:

18 кв.м х 100 Вт = 1800 Вт

То есть, в час для обогрева 18-ти квадратных метров необходимо 1,8 кВт мощности. Этот результат надо поделить на количество тепла, которое в час выделяет секция отопительного радиатора. Если данные в его паспорте указывают, что это составляет 170 Вт, то следующий этап вычислений выглядит так:

1800 Вт / 170 Вт = 10,59

Это число надо округлить до целого (обычно округляется в большую сторону) – получится 11. То есть, чтобы в комнате температура в отопительный сезон была оптимальной, необходимо установить радиатор отопления с 11-ю секциями.

Такой метод подходит только для вычисления величины батареи в помещениях с центральным отоплением, где температура теплоносителя не выше 70 градусов Цельсия.

Есть и более простой способ, который можно применять для обычных условий квартир панельных домов. В этом приблизительном расчете учитывается, что для обогрева 1,8 кв.м площади нужна одна секция. Другими словами, площадь помещения надо разделить на 1,8. Например, при площади 25 кв.м необходимо 14 частей:

25 кв.м / 1,8 кв.м = 13,89

Но такой метод расчета неприемлем для радиатора пониженной или повышенной мощности (когда средняя отдача одной секции варьируется в пределах от 120 до 200 Вт).

Расчет норм по теплоснабжению в квартире

В квартире, обслуживаемой коммунальным предприятием, расчет тепловой нагрузки может быть проведен исключительно при передаче дома с целью отслеживания показателей СНИП в принимаемом на баланс помещении. В другом случае это выполняет хозяин жилой площади, чтобы высчитать собственные потери тепла когда на улице холодно и убрать минусы утепления – задействовать теплоизолирующую штукатурку, поклеить теплоизолятор, устанавливать на потолках пенофол и установить окна из металлопластика профилем с пятью камерами.

Расчет тепловых утечек для коммунальной службы с целью открытия спора, в основном, не даёт результата. Проблема в том, что есть нормы потерь тепла. Если например дом открыт, то требования выполнены. При этом приборы теплоснабжения соответствуют требованиями СНИП. Замена батарей и отбор большего количества тепла запрещен, так как отопительные приборы установлены по утвержденным строительным нормам.

Методика расчета норм по теплоснабжению в личном доме

Приватизированные дома отаплюются независимыми системами, что при этом расчет нагрузки выполняется для выполнения требований СНИП, и корректировки мощности отопления ведется все вместе с работами по уменьшению потерь тепла.

Расчеты можно создать ручным способом, применяя несложную формулу или калькулятор на ресурсе. Программа способствует высчитать требуемую мощность системы обогрева и теплопотери, свойственные для зимы. Расчеты выполняются для конкретного теплового пояса.