Расчет системы отопления: как рассчитать систему отопления, учет тепловых потерь, расчет гидравлики и количества радиаторов
Расчет системы отопления
Владельцу отопительной сети бывает трудно найти вразумительный ответ, как сделать расчет домашнего отопления. Это происходит одновременно из-за большой сложности самого расчета, как такового, и вследствие предельной простоты получения искомых результатов, о чем обычно специалисты не любят распространяться, считая, что и так все понятно.
По большому счету сам процесс расчета нас интересовать не должен. Нам важно как-то получить правильный ответ на имеющиеся вопросы о мощностях, диаметрах, количествах… Какое оборудование применить? Ошибки здесь быть не должно, иначе произойдет двойная или тройная переплата. Как же правильно рассчитать систему отопления частного дома?
Почему большая сложность
Расчет системы отопления с допустимыми погрешностями под силу разве что лицензированной организации. Ряд параметров в бытовых условиях просто не определимы.
- Сколько энергии теряется из-за обдува ветром? — а когда подрастет дерево рядом?
- Сколько солнце загоняет энергии в окна? — а сколько будет, если окна не помыть полгода?
- Сколько тепла уходит с вентиляцией? — а после образования щели под дверью из-за отсутствия замены уплотнителя?
- Какая реальная влажность пенопласта на чердаке? — а зачем она нужна, после того как его подъедят мыши….
Во всех вопросах показана существующая динамика изменения теплопотерь с течением времени у любого дома. Зачем же тогда точность на сегодня? Но даже на текущий момент, нельзя в бытовых условиях высчитать точно параметры системы отопления исходя из теплопотерь.
Гидравлический расчет тоже сложный.
Как определить теплопотери
Известна некая формула, согласно которой теплопотери напрямую зависят от отапливаемой площади. При высоте потолка до 2,6 метра в самый холодный месяц в «нормальном» доме теряем 1 кВт с 10 м кв. Мощность отопления должна это перекрыть.
Реальные теплопотери частных домов чаще находятся в пределах от 0,5 кВт/10 м кв. до 2,0 кВт/10 м кв. Этот показатель характеризует энергосберегающие качества дома в первую очередь. И меньше зависит от климата, хоть его влияние остается значительным.
Какие удельные теплопотери будут у дома, кВт/10 м кв.?
- 0,5 – энергосберегающий дом
- 0,8 – утепленный
- 1,0 – утепленный «более-менее»
- 1,3 – слабая теплоизоляция
- 1,5 – без утепления
- 2,0 – холодные тонкие материалы, имеются сквозняки.
Общие теплопотери для дома можно узнать умножив приведенное значение на отапливаемую площадь, м. Но это все нас интересует для определения мощности теплогенератора.
Расчет мощности котла
Недопустимо принимать мощность котла исходя из теплопотерь больше чем 100 Вт/м кв. Это значит отапливать (засорять) природу. Теплосберегающий дом (50 вт/м кв.) делается, как правило, по проекту, в котором расчет системы отопопления произведен. Для других домов принимается 1кВт/10 м кв., и не больше.
Если дом не соответствует названию «утепленный», особенно для умеренного и холодного климата, значит он должен быть приведен в такое состояние, после чего уже подбирается отопление по тому же расчету – 100 Вт на метр квадратный.
Расчет мощности котла выполняется по следующей формуле – теплопетери умножить на 1,2,
где 1,2 – резерв мощности, обычно используемый для нагрева бытовой воды.
Для дома 100 м кв. – 12 кВт или чуть больше.
Расчеты показывают, что для не автоматизированного котла резерв может быть и 2,0, тогда топить нужно аккуратно (без закипания), но можно быстрее разогревать дом при наличии и мощного циркуляционного насоса. А если в схеме имеется теплоаккумулятор то и 3,0 – допустимые реалии по теплогенерации. Но не окажутся ли они неподъемными по цене? Об окупаемости оборудования речь уже не идет, только об удобстве пользования…
Послушаем эксперта, он расскажет, как лучше подобрать котел на твердом топливе для дома, и какую мощность принять…
При выборе твердотопливного котла
- Стоит рассматривать только твердотопливные котлы классической конструкции, как надежные, простые и дешевые и лишенные недостатков бочкообразных устройств под названием «длительного горения» …В обычном твердотопливном котле верхняя загрузочная камера всегда даст немного дыма в помещение. Более предпочтительны котлы с фронтальной камерой загрузки, особенно, если они установлены в жилом доме.
- Чугунные котлы требуют защиту от холодной обратки, боятся залпового вброса холодной воды, например, при включении электричества. Качественную схему нужно предусмотреть заранее.
- Защита от холодной обратки также желательна для любого вида котла, чтобы не образовывался агрессивный конденсат на теплообменнике, при его температуре ниже 60 град.
- Твердотопливный котел желательно брать повышенной мощности, например, двухратной мощности от требуемой. Тогда не нужно будет постоянно стоять у маломощного котла и подбрасывать дрова, чтобы он развил нужную мощность. Процесс при не интенсивном горении будет на порядок комфортнее…
- Желательно приобретать котел с подачей вторичного воздуха, для дожига СО при неинтенсивном горении. Повышаем КПД и комфортность топки.
Распределение мощности по дому
Генерируемая котлом мощность должна равномерно разойтись по всему дому, не оставить холодных зон. Равномерный прогрев здания будет обеспечен, если мощность установленных радиаторов в каждой комнате будет компенсировать ее теплопотери.
Суммарная мощность всех радиаторов должна быть немного большей чем у котла. В дальнейшем мы будем исходить из следующих расчетов.
Во внутренних комнатах радиаторы не устанавливаются, возможен лишь теплый пол.
Чем длиннее наружные стены комнаты и чем больше в них площадь остекления, тем больше она теряет тепловой энергии. В комнате с одним окном к обычной формуле расчета теплопотерь по площади применяется поправочный коэффициент (приблизительно) 1,2.
С двумя окнами – 1,4, угловая с двумя окнами – 1,6, угловая с двумя окнами и длинными наружными стенами – 1,7, например.
Вычисление мощности и выбор параметров устанавливаемых радиаторов
Производители радиаторов указывают паспортную тепловую мощность своих изделий. Но мелко-неизвестные при этом завышают данные как хотят (чем мощнее – лучше купят), а крупные указывают значения для температуры теплоносителя 90 град и др., которые редко бывают в реальной отопительной сети.
Поэтому принято считать, что в среднем секция радиаторов (500 мм между патрубками вне зависимости от дизайна, материала) будет реально, без перегрева котла, отдавать тепловую мощность около 150 Вт.
Тогда обычный 10 секционный радиатор из магазина – принимается как 1,5 кВт. Угловая комната с двумя окнами площадью 20 м кв. должна терять энергии 3 кВт (2кВт умножить на коэффициент 1,5). Следовательно, под каждым окном в данной комнате нужно разместить
минимум по 10 секций радиатора – по 1,5 кВт.
Для полноценной системы отопления желательно не учитывать мощность теплого пола – радиаторы должны справиться сами. Но чаще удешевляют радиаторную сеть в 2 – 4 раза, — только лишь для доп. подогрева и создания тепловых завес. Как совмещать радиаторы с теплым полом
В чем особенность гидравлического расчета
Если котел уже подобран исходя из площади, то почему бы не подобрать подобным методом насос и трубы, тем более, что шаг градации их параметров намного больше, чем мощности у котлов. Грубый подбор в магазине ближайшего большего параметра не требует точнейших расчетов, если сеть типична и компактна и применяются стандартизированное оборудование – циркуляционные насосы, радиаторы и трубы для отопления.
Так для дома площадью 100 м кв. предстоит выбрать насос 25/40, и трубы 16 мм (внутренний диаметр) для группы радиаторов до 5 шт. и 12 мм для подключения 1 — 2 шт. радиаторов. Как бы мы не старались усовершенствовать свой гидравлический расчет, ничего другого выбрать не придется…
Для дома площадью 200 м кв. – соответственно насос 25/60 и трубы от котла 20 мм (внутренний д.) и далее по разветвлениям как указано выше….
Для совершенно не типичных большой протяженности сетей (котельная находится на большом расстоянии от дома) действительно лучше рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, исходя из обеспечения доставки необходимого количества теплоносителем по мощности и подобрать особенный насос и трубы согласно расчета…
Подбор параметров насоса для отопления дома
Конкретнее о выборе насоса для котла в доме на основе тепловых гидравлических расчетов. Для обычных 3-х скоростных циркуляционных насосов, выбираются следующие их типоразмеры:
- для площади до 120 м кв. – 25-40,
- от 120 до 160 – 25-50,
- от 160 до 240 – 25-60,
- до 300 – 25-80.
Но для насосов под электронным управлением Grundfos рекомендует чуть увеличивать типоразмер, так как эти изделия умеют вращаться слишком медленно поэтому не будут излишними на малых площадях. Для линейки Grundfos Alpha рекомендованы производителем следующие параметры выбора насоса.
Вычисление параметров труб
Существуют таблицы по подбору диаметра труб, в зависимости от подключенной тепловой мощности. В таблице приведены количество тепловой энергии в ваттах, (под ним количество теплоносителя кг/мин), при условии:
Понятно, что через металлопластиковую трубу диаметром 12 мм (наружный 16 мм) при рекомендуемой скорости в 0,5 м/сек пройдет примерно 4,5 кВт. Т.е. мы можем подключить этим диаметром до 3 радиаторов, во всяком случае отводы на один радиатор будем делать только этим диаметром.
Далее трубой 16 мм (20 мм наружный), при той же скорости можем подключить радиаторы до 7,2 кВт – до 5 радиаторов без проблем…
20 мм (25 мм наружный) – почти 13 кВт – магистраль от котла для небольшого дома – или этаж до 150 м кв.
Следующий диаметр 26 мм (32 металлопластик наружный) – более 20 кВт применяется уже редко в главных магистралях. Устанавливают меньший диаметр, так как это участки трубопровода обычно короткие, скорость можно увеличивать, вплоть до возникновения шума в котельной, игнорируя небольшое повышение общего гидравлического сопротивления системы, как не значительное…
Выбор полипропиленовых труб
Полипропиленовые трубы для отопления более толстостенные. И стандартизация по ним идет по наружному диаметру. Минимальный наружный диаметр 20 мм. При этом внутренний у трубы PN25 (армированная стекловолокном, для отопления, макс. +90 град) будет приблизительно 13,2 мм.
В основном применяются диаметры наружные 20 и 25 мм, что грубо приравнивается по передаваемой мощности к металлопластику 16 и 20 мм (наружный) соответственно.
Полипропилен 32 м и 40 мм применяются реже на магистралях больших домов или в особых каких-то проектах (самотечное отопление, например).
- Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб РN25 — 20, 25, 32, 40 мм.
- Соответствующий внутренний диаметр — 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм
Таким образом на основании теплотехнического и гидравлического расчетов мы выбрали диаметры трубопроводов, в данном случае из полипропилена. Ранее мы рассчитали мощность котла для конкретного дома, мощность каждого радиатора в каждой комнате, и подобрали необходимые характеристики насоса твердотопливного котла для всего этого хозяйства, — т.е. создали полный расчет системы отопления дома.
Расчет системы отопления частного дома: формулы и примеры
Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. Согласитесь, что к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево. Но вы никогда не занимались подобными вычислениями и не знаете как правильно их выполнять?
Мы поможем вам – в нашей статье подробно рассмотрим, как делается расчет системы отопления частного дома для эффективного восполнения потерь тепла в зимние месяцы.
Приведем конкретные примеры, дополнив материал статьи наглядными фото и полезными видеосоветами, а также актуальными таблицами с показателями и коэффициентами, необходимыми для вычислений.
Содержание статьи:
Теплопотери частного дома
Здание теряет тепло из-за разности температур воздуха внутри и вне дома. Теплопотери тем выше, чем более значительна площадь ограждающих конструкций здания (окон, кровли, стен, фундамента).
Также связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. К примеру, теплопотери тонких стен больше, чем толстых.
Галерея изображений
Фото из
Система отопления частного дома с двумя агрегатами
Вариант отопления в бревенчатом доме
Поступление воздуха и утечки тепла через окна и двери
Система вентиляции с поставкой свежего воздуха
Схема устройства ГВС и отопления
Подбор котла по типу топлива
Варианты прокладки контуров отопления
Открытый вариант отопления
Эффективный для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций.
Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).
Атмосфера внутри жилой постройки косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, проемы окон и дверей, крыша и фундамент зимой передают тепло из дома наружу, поставляя взамен холод. На них приходится 70-90% от общих теплопотерь коттеджа.
Стены, крыша, окна и двери – все пропускает тепло зимой наружу. Тепловизор наглядно покажет утечки тепла
Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию.
При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.
Существенно снизить утечки тепла, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы сможет грамотно устроенная система теплоизоляции
Выполнить расчёт автономного контура отопления загородного дома без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций невозможно. Точнее, не получится , достаточную для обогрева коттеджа в самые лютые заморозки.
Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций.
Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.
Для грамотного расчета системы отопления потребуется распространенных строительных материалов.
Таблица значений коэффициента теплопроводности различных строительных материалов, наиболее часто применяемых при возведен
Расчет потерь тепла через стены
На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции.
Исходные данные:
- квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м;
- в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м2;
- материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический;
- толщина стены – 2 кирпича.
Далее проведем вычисление группы показателей, из которых и складывается общее значение потерь тепла через стены.
Показатель сопротивления теплопередачи
Чтобы выяснить показатель сопротивления теплопередачи для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности.
Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.
Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности указанных в таблице теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве
Наша условная стена выстроена из керамического полнотелого кирпича, коэффициент теплопроводности которого – 0,56 Вт/м·оС. Ее толщина с учетом кладки на ЦПР – 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получаем сопротивление теплопередаче стены:
0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м2×оС
Результат деления округляем до двух знаков после запятой, в более точных данных по сопротивлению теплопередачи потребности нет.
Площадь внешних стен
Поскольку примером выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется умножением ширины на высоту одной стены, затем на число внешних стен:
12 · 7 · 4 = 336 м2
Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м2) фасадной стены, нужно ли их учитывать?
Действительно, как же корректно рассчитать без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен
Если необходимо обсчитать теплопотери здания крупной площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, учет коэффициентов теплопередачи оконных рам и входных дверей при расчете будет правильным.
Однако для малоэтажных построек ИЖС, возводимых из традиционных материалов, дверными и оконными проемами допустимо пренебречь. Т.е. не отнимать их площадь из общей площади фасадных стен.
Общие теплопотери стен
Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус.
Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:
1 : 0,91 = 1,09 Вт/м2·оС
Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах.
К примеру, если в помещениях коттеджа температура +20 оС, а на улице -17 оС, разница температур составит 20+17=37 оС. В такой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома будут:
0,91 · 336 · 37 = 11313 Вт,
Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи квадратного метра стены; 336 – площадь фасадных стен; 37 – разница температур комнатной и уличной атмосферы.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления пола/стен, для устройства сухой стяжки пола и выравнивания стен
Пересчитаем полученную величину теплопотерь в киловатт-часы, они удобнее для восприятия и последующих расчетов мощности отопительной системы.
Теплопотери стен в киловатт-часах
Вначале выясним, столько тепловой энергии уйдет через стены за один час при разнице температур в 37 оС.
Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструкционными характеристиками, условно выбранными для демонстрационно-показательных вычислений:
11313 · 1 : 1000 = 11,313 кВт·ч,
Где: 11313 – величина теплопотерь, полученная ранее; 1 – час; 1000 – количество ватт в киловатте.
Коэффициент теплопроводности стройматериалов, применяемых для утепления стен и перекрытий
Для вычисления потерь тепла за сутки полученное значение теплопотерь за час умножаем на 24 часа:
11,313 · 24 = 271,512 кВт·ч
Для наглядности выясним потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:
7 · 30 · 271,512 = 57017,52 кВт·ч,
Где: 7 – число месяцев в отопительном сезоне; 30 – количество дней в месяце; 271,512 – суточные теплопотери стен.
Итак, расчетные теплопотери дома с выбранными выше характеристиками ограждающих конструкций составят 57017,52 кВт·ч за семь месяцев отопительного сезона.
Учет влияния вентиляции частного дома
Расчет вентиляционных потерь тепла в отопительный сезон в качестве примера проведем для условного коттеджа квадратной формы, со стеной 12-ти метровой ширины и 7-ми метровой высоты.
Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:
12 · 12 · 7 = 1008 м3
При температуре воздуха +20 оС (норма в сезон отопления) его плотность равна 1,2047 кг/м3, а удельная теплоемкость 1,005 кДж/(кг·оС).
Вычислим массу атмосферы в доме:
1008 · 1,2047 = 1214,34 кг,
Где: 1008 – объем домашней атмосферы; 1,2047 – плотность воздуха при t +20 оС .
Таблица со значением коэффициента теплопроводности материалов, которые могут потребоваться при проведении точных расчетов
Предположим пятикратную смену воздушного объема в помещениях дома. Отметим, что точная свежего воздуха зависит от числа жильцов коттеджа.
При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27 оС (20 оС домашняя, -7 оС внешняя атмосфера) за сутки на обогрев приточного холодного воздуха понадобиться тепловой энергии:
5 · 27 · 1214,34 · 1,005 = 164755,58 кДж,
Где: 5 – число смен воздуха в помещениях; 27 – разница температур комнатной и уличной атмосферы; 1214,34 – плотность воздуха при t +20 оС; 1,005 – удельная теплоемкость воздуха.
Переведем килоджоули в киловатт-часы, поделив значение на количество килоджоулей в одном киловатт-часе (3600):
164755,58 : 3600 = 45,76 кВт·ч
Выяснив затраты тепловой энергии на обогрев воздуха в доме при пятикратной его замене через приточную вентиляцию, можно рассчитать «воздушные» теплопотери за семимесячный отопительный сезон:
7 · 30 · 45,76 = 9609,6 кВт·ч,
Где: 7 – число «отапливаемых» месяцев; 30 – среднее число дней в месяце; 45,76 – суточные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха.
Вентиляционные (инфильтрационные) энергозатраты неизбежны, поскольку обновление воздуха в помещениях коттеджа жизненно необходимо.
Потребности нагрева сменяемой воздушной атмосферы в доме требуется вычислять, суммировать с теплопотерями через ограждающие конструкции и учитывать при выборе отопительного котла. Есть еще один вид тепловых энергозатрат, последний – канализационные теплопотери.
Затраты энергии на подготовку ГВС
Если в теплые месяцы из крана в коттедж поступает холодная вода, то в отопительный сезон она – ледяная, с температурой не выше +5 оС. Купание, мытье посуды и стирка невозможны без нагрева воды.
Набираемая в бачок унитаза вода контактирует через стенки с домашней атмосферой, забирая немного тепла. Что происходит с водой, нагретой путем сжигания не бесплатного топлива и потраченной на бытовые нужды? Ее сливают в канализацию.
Двухконтурный котел с бойлером косвенного нагрева, используемый как для нагрева теплоносителя, так и для поставки горячей воды в сооруженный для нее контур
Рассмотрим на примере. Семья из трех человек, предположим, расходует 17 м3 воды ежемесячно. 1000 кг/м3 – плотность воды, а 4,183 кДж/кг·оС – ее удельная теплоемкость.
Средняя температура нагрева воды, предназначенной для бытовых нужд, пусть будет +40 оС. Соответственно, разница средней температуры между поступающей в дом холодной водой (+5 оС) и нагретой в бойлере (+30 оС) получается 25 оС.
Для расчета канализационных теплопотерь считаем:
17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 кДж,
Где: 17 – месячный объем расхода воды; 1000 – плотность воды; 25 – разница температур холодной и нагретой воды; 4,183 – удельная теплоемкость воды;
Для пересчета килоджоулей в более понятные киловатт-часы:
1777775 : 3600 = 493,82 кВт·ч
Таким образом, за семимесячный период отопительного сезона в канализацию уходит тепловая энергия в объеме:
493,82 · 7 = 3456,74 кВт·ч
Расход тепловой энергии на нагрев воды для гигиенических нужд невелик, в сравнении с теплопотерями через стены и вентиляцию. Но это ведь тоже энергозатраты, нагружающие отопительный котел или бойлер и вызывающие расход топлива.
Расчет мощности отопительного котла
Котел в составе системы отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для согревания воды на гигиенические нужды.
Вычислив суточные потери тепла и расход теплой воды «на канализацию», можно точно определить необходимую мощность котла для коттеджа определенной площади и характеристик ограждающих конструкций.
Одноконтурный котел производит только нагрев теплоносителя для отопительной системы
Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений.
Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:
271,512 + 45,76 = 317,272 кВт·ч,
Где: 271,512 – суточные потери тепла внешними стенами; 45,76 – суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха.
Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:
317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт
Однако такой котел окажется под постоянно высокой нагрузкой, снижающей его срок службы. И в особенно морозные дни расчетной мощности котла будет недостаточно, поскольку при высоком перепаде температур между комнатной и уличной атмосферами резко возрастут теплопотери здания.
Поэтому по усредненному расчету затрат тепловой энергии не стоит – он с сильными морозами может и не справиться.
Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:
13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт
Для вычисления требуемой мощности второго контура котла, греющего воду для мытья посуды, купания и т.п., нужно разделить месячное потребление тепла «канализационных» теплопотерь на число дней в месяце и на 24 часа:
493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт
По итогам расчетов оптимальная мощность котла для коттеджа-примера равна 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для нагревательного контура.
Выбор радиаторов отопления
Традиционно рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай.
На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».
Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления
Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м.
По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:
3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2
Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.
Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных).
Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:
3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м2
Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30о (в доме +18 оС, снаружи -12 оС), причем сразу в киловатт-часах:
0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 кВт,
Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу»; 21 – площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – число ватт в киловатте.
Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки – над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров
Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% – получаем 0,74 кВт·ч.
Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения».
Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем , что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.
Выводы и полезное видео по теме
Куда уходит тепло из дома – ответы предоставляет наглядный видеоролик:
В видеоролике рассмотрен порядок расчета теплопотерь дома через ограждающие конструкции. Зная потери тепла, получится точно рассчитать мощности отопительной системы:
Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:
Выработка тепла ежегодно дорожает – растут цены на топливо. А тепла постоянно не хватает. Относиться безразлично к энергозатратам коттеджа нельзя – это совершенно невыгодно.
С одной стороны каждый новый сезон отопления обходится домовладельцу дороже и дороже. С другой стороны утепление стен, фундамента и кровли загородного стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уйдет из здания, тем дешевле будет его отапливать.
Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача отопительной системы в зимние месяцы. Выбор мощности отопительного котла зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента.
Вы самостоятельно рассчитывали систему отопления для своего дома? Или заметили несоответствие вычислений, приведенных в статье? Поделитесь своим практическим опытом или объемом теоретических знаний, оставив комментарий в блоке под этой статьей.
Расчет системы отопления — давление, емкость, сопротивление, кпд, программа для расчета
Расчет системы отопления
Рассмотрим подробный расчет системы отопления частного дома. В нем представлена информация обо всех источниках тепла – как основных, так и вспомогательных, описаны все особенности монтажа.
Нередко еще на начальном этапе строительства частного дома возникает вопрос, касающийся системы отопления. Ведь правильно подобранное оборудование и выполненный монтаж позволят вам на протяжении многих лет наслаждаться теплом и уютом в собственном доме, получая высокий кпд системы отопления. Однако для создания такой качественной системы необходимо провести тщательный предварительный расчет системы отопления.
На сегодняшний день большинство владельцев частных домов, планируя отопительную систему, останавливают свой выбор на водяном отоплении. Рассмотрим, как же правильно производится расчет для нее.
Современные отопительные элементы
Крайне редко можно сегодня увидеть дом, в котором отопление выполняется исключительно воздушными источниками. К ним можно отнести электрические отопительные приборы: тепловентиляторы, радиаторы, УФО, тепловые пушки, электрические камины, печи. Рациональнее всего использовать их в качестве вспомогательных элементов при стабильно работающей основной отопительной системе. Причина их «второстепенности» — достаточно высокая себестоимость электроэнергии.
Основные элементы системы отопления
При планировании отопительной системы любого типа важно знать, что есть общепринятые рекомендации, касающиеся удельной мощности используемого нагревательного котла. В частности, для северных регионов страны она составляет примерно 1,5 – 2,0 кВт, в центральных — 1,2 – 1,5 кВт, в южных — 0,7 – 0,9 кВт.
При этом перед тем, как рассчитать систему отопления, для вычисления оптимальной мощности котла следует воспользоваться формулой:
W кот. = S*W / 10.
Расчет системы отопления зданий, а именно – мощности котла – важный этап при планировании создания отопительной системы. При этом важно обратить особенное внимание на следующие параметры:
- суммарная площадь всех помещений, которые будут подключены к отопительной системе – S;
- рекомендованная удельная мощность котла (параметр, зависящий от региона).
Для того чтобы максимально упростить расчет системы отопления онлайн, в некоторых случаях в качестве рекомендованной мощности котла можно брать 1.
Допустим, что необходимо рассчитать емкость системы отопления и мощность котла для дома, в котором суммарная площадь помещений, которые необходимо отапливать S = 100 м2. При этом возьмем рекомендованную удельную мощность для центральных регионов страны и подставим данные в формулу. Получим:
Рекомендуем к прочтению:
W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.
Что следует учитывать при планировании отопления
Подбирая наиболее подходящий тип отопительной системы, непременно следует учитывать площадь дома. Это важно, поскольку, например, однотрубная система с естественной циркуляцией прекрасно себя показывает только в домах, площадь которых не превышает 100 м2. А вот в доме, площадь которого значительно больше, она функционировать не сможет по причине довольно большой инертности.
Система отопления частного дома
Таким образом, предварительный расчет давления в системе отопления и планирование отопительной системы необходимы для того чтобы найти и спроектировать систему, использование которой в доме будет наиболее эффективным. На стадии предварительного планирования необходимо постараться учесть все особенности архитектуры строения. В частности, если здание достаточно большое и, соответственно, – площадь помещений, которые подлежат отапливанию, тоже большая, наиболее целесообразным является внедрение отопительной системы с насосом, который будет осуществлять циркуляцию теплоносителя.
При выборе места для установки циркуляционного насоса важно помнить одну особенность – при постоянном контакте с горячим теплоносителем отдельные элементы насоса значительно быстрее выходят из строя.
То есть, для более длительной работы оборудования такого типа его следует устанавливать на контур обрата, по которому уже остывший теплоноситель возвращается для повторного нагрева к котлу.
Система отопления с циркуляционным насосом
При этом есть определенные параметры, которым должен соответствовать циркуляционный насос:
- продолжительный срок эксплуатации;
- низкий уровень энергопотребления;
- высокая мощность;
- надежность;
- простота эксплуатации;
- бесшумность и отсутствие вибрации во время работы.
Расчет отопительной системы
При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.
Тем, кто никогда прежде не сталкивался с подобным, не рекомендуется производить объем системы отопления расчет самостоятельно. Гораздо лучше – обратится к специалистам, которые выполнят данную работу максимально качественно и быстро.
Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:
- тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы;
- тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы;
- наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода.
- выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение.
- создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки.
- спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур. При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя.
Принципиальная схема отопления
Двухтрубная отопительная система
Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.
Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.
Рекомендуем к прочтению:
Двухтрубная отопительная система
Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.
Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок. При этом важно учитывать, что номер должен состоять из двух значений – начала и конца участка.
Вертикальная отопительная система
При разработке предварительной план-схемы вертикальной отопительной системы для нумерации стояков следует использовать арабские цифры. При этом начало нумерации следует проводить от квартиры, которая на схеме изображена в верхнем левом углу, и постепенно перемещаться по часовой стрелке. Предварительный план со строгим соблюдением масштабности позволяет определить продолжительность отдельного участка отопительной системы с точностью до 0,1 м.
Вертикальная отопительная система
При планировании отопительной системы дома особое внимание программа для расчета системы отопления должна уделить определению тепловой нагрузки участков. Для этого следует вычислить плотность теплового потока, который отдается теплоносителем. При этом изначально выясняется уровень распределения тепловой нагрузки для всех отопительных элементов, присутствующих в сети, а уже после этого определяют и тепловую нагрузку отдельных участков системы.
При отображении тепловой нагрузки участка (Qi-j) на плане ее показывают над выносной линией. А под этой чертой обозначена продолжительность данного отрезка системы.
Однотрубная отопительная система
Пример расчета системы отопления, выполняемый при планировании однотрубной системы, является несколько более простым по сравнению с системой двухтрубной. Прежде всего, он содержит меньше особенностей, которые проявляются при определении необходимой для качественного отопления площади поверхности нагревательного элемента. Кроме того, в такой системе возникает сравнительно меньше сложностей при определении продолжительности и диаметра участков замыкающих.
Первым этапом расчетов для однотрубной отопительной системы является определение наиболее подходящего диаметра стояков.
При этом важным фактором является уровень давления в трубе. С другой стороны, расчеты можно производить и несколько по-иному – изначально определить диаметры трубы, используемой для основного контура, и только после этого – для замыкающих сегментов системы. При этом важно отобразить результаты исследований на графике – ведь в его помощью в дальнейшем будет производиться расчет коэффициента затекания.
Следует помнить, что количество воды, циркулирующей в системе, может изменяться под количеством многочисленных факторов. По этому, не следует относиться к количеству воды в системе, как к постоянной величине.
Расчет системы отопления частного дома, схема, таблицы
Отопление частного дома
Система водяного отопления все больше в последнее время пользуется популярностью как основной способ для обогрева частного дома. Водяное отопление может быть дополнено и такими устройствами, как обогреватели, работающие на электричестве. Некоторые устройства и отопительные системы появились на отечественном рынке совсем недавно, но уже сумели завоевать популярность. К таким можно отнести обогреватели инфракрасного типа, масляные радиаторы, систему теплого пола и другие. Для обогрева локального типа нередко применяется такое устройство, как камин.
Однако в последнее время камины выполняют больше декоративную функцию, чем обогревательную. От того, насколько правильно был осуществлен проект и расчет отопления частного дома, а также установлена система водяного отопления, зависит ее долговечность и эффективность во время эксплуатации. Во время работы такой отопительной системы необходимо придерживаться определенных правил для того чтобы она работала как можно более эффективно и качественно.
Отопительная система частного дома – это не только такие компоненты, как котел или радиаторы. Отопительная система водяного типа включает и такие элементы:
- Насосы;
- Средства автоматики;
- Трубопровод;
- Теплоноситель;
- Устройства для регулировки.
Чтобы произвести расчет отопления частного дома, нужно руководствоваться такими параметрами, как мощность отопительного котла. Для каждой из комнат дома необходимо рассчитать также мощность радиаторов отопления.
Схема системы отопления
Выбор котла
Котел может быть нескольких типов:
- Электрический котел;
- Котел, работающий на жидком топливе;
- Газовый котел;
- Твердотопливный котел;
- Комбинированный котел.
Выбор котла, который будет использовать схема отопления жилого дома, должен зависеть от того, какой тип топлива является наиболее доступным и недорогим.
Кроме затрат на топливо, потребуется не реже, чем раз в год проводить профилактический осмотр котла. Лучше всего для этих целей вызывать специалиста. Также потребуется выполнять профилактическую очистку фильтров. Наиболее простыми в эксплуатации считаются котлы, которые работают на газе. Также они довольно дешевые в обслуживании и ремонте. Газовый котел подойдет только в тех домах, которые имеют доступ к газовой магистрали.
Газ – это такой тип топлива, который не требует индивидуальной транспортировки или места для хранения. Помимо этого преимущества, многие газовые котлы современного типа могут похвастаться довольно высоким показателем КПД.
Котлы данного класса выделяются высокой степенью безопасности. Современные котлы устроены таким образом, что для них не требуется выделять специальное помещение для котельной. Современные котлы характеризуются красивым внешним видом и способны удачно вписаться в интерьер любой кухни.
Газовый котел на кухне
На сегодняшний день особой популярностью пользуются полуавтоматические котлы, работающие на топливе твердого типа. Правда, есть у таких котлов один недостаток, который заключается в том, что один раз в день необходимо загружать топливо. Многие производители выпускают такие котлы, которые являются полностью автоматизированными. В таких котлах загрузка твердого топлива происходит в автономном режиме.
Сделать расчет системы отопления частного дома можно и в случае с котлом, работающем на электричестве.
Однако такие котлы немного более проблематичные. Помимо основной проблемы, которая заключается в том, что сейчас электричество довольно дорогое, они еще могут перезагружать сеть. В небольших поселках на один дом выделяется в среднем до 3 кВт в час, а для котла этого мало, причем нужно учитывать, что сеть будет загружена не только работой котла.
Электрический котел
Для организации отопительной системы частного дома можно установить и жидкотопливный тип котла. Недостатком таких котлов является то, что они могут вызывать нарекания с точки зрения экологии и безопасности.
Рекомендуем к прочтению:
Расчет мощности котла
Перед тем, как рассчитать отопление в доме, делать это необходимо с расчета мощности котла. От мощности котла, в первую очередь, будет зависеть эффективность всей отопительной системы. Главное в этом вопросе – не переусердствовать, так как слишком мощный котел будет потреблять больше топлива, чем необходимо. А если котел будет слишком слабый, то не получится обогреть дом должным образом, а это негативно повлияет на комфорт в доме. Поэтому расчет системы отопления загородного дома – это важно. Подобрать котел необходимой мощности можно, если параллельно высчитать удельные теплопотери здания за весь отопительный период. Расчет отопления дома – удельных теплопотерь можно следующим методом:
qдом=Qгод/Fh
Qгод – это расход теплоэнергии за весь период отопления;
Fh – площадь дома, которая отапливается;
Таблица выбора мощности котла в зависимости от отапливаемой площади
Для того чтобы осуществить расчет отопления загородного дома – расход энергии, которая уйдет отопления частного дома, нужно воспользоваться следующей формулой и таким средством, как калькулятор:
Qгод=βh*[Qk-(Qвн б+Qs)*ν
βh – это коэффициент учета дополнительно потребления тепла, отопительной системой.
Qвн б – тепловые поступления бытового характера, которые характерны для всего отопительного периода.
Qk – это значение общих домовых теплопотерь.
Qs – это поступления тепла в виде солнечной радиации, которые попадают в дом через окна.
Перед тем, как рассчитать отопление частного дома, стоит учесть, что для различных типов помещений характерны разные температурные режимы и показатели влажности воздуха. Они представлены в следующей таблице:
Рекомендуем к прочтению:
Далее представлена таблица, в которой показаны коэффициенты затенения прореза светового типа и относительного количества солнечной радиации, которая поступает через окна.
Если планируется установить водяное отопление, то площадь дома будет во многом определяющим фактором. Если дом имеет общую площадь не более чем 100 кв. метров, то подойдет и отопительная система с циркуляцией естественного типа. Если дом имеет площадь большего размера, то в обязательном порядке необходима система отопления с циркуляцией принудительного характера. Расчет системы отопления дома должен производиться точно и правильно.
Насос для циркуляции должен устанавливаться в обратку. Такой насос должен быть не только надежным и долговечным, но также экономным в плане потребления энергии и не производить неприятный шум. Нередко современные котлы уже оснащены циркуляционным насосом.
Трубопроводы отопительной системы
Для монтажа схема отопление дома может использовать такие типы трубопроводов:
- Трубопроводы из полиэтилена, полипропилена или металлопластика;
- Трубопроводы из меди;
- Трубопроводы из стали.
Полиэтиленовые трубы | Полипропиленовые трубы |
Медные трубы | Стальные трубы |
Все из этих трубопроводов обладают как своими преимуществами, так и недостатками. Полимерные трубы более простые в монтаже и надежно защищены от воздействия коррозии. Медные трубы более устойчивые к высоким температурам и способны выдержать высокое давление. Стальные трубы выделяются таким недостатком, как потребность в проведении некоторых сварочных процессов. Программа расчета отопления частного дома должна учитывать абсолютно все детали, включая и это.
Выбор котлов для отопления частного дома
Отопительные приборы, которые использует схема системы отопления дома, могут быть следующих видов:
- Ребристые или конвективные;
- Радиационно-конвективные;
- Радиационные. Радиационные отопительные приборы редко используются для организации отопительной системы в частном доме.
Современные котлы обладают характеристиками, которые приведены в следующей таблице:
Когда осуществляется расчет отопления в деревянном доме, данная таблица может вам в некоторой степени помочь. При монтаже отопительных приборов нужно соблюдать некоторые требования:
- Расстояние от отопительного прибора до пола должно составлять не меньше, чем 60 мм. Благодаря такому расстоянию домашнее отопление схема позволит провести уборку в труднодоступном месте.
- Расстояние от прибора отопления до подоконника должно быть минимум в 50 мм, чтобы радиатор в случае чего можно было без проблем снять.
- Ребра приборов отопления должны быть расположены в вертикальном положении.
- Желательно отопительные приборы монтировать под окнами или возле окон.
- Центр прибора отопления должен совпадать с центром окна.
Если в одной комнате находится несколько отопительных приборов, то они должны быть расположены на одном и том же уровне.
курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.
«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии
курсов.
Russell Bailey, P.E.
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.
, чтобы познакомить меня с новыми источниками
информации.»
Стивен Дедак, P.E.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были
.очень быстро отвечает на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова . Спасибо. «
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.
проеду по вашей роте
имя другим на работе «
Roy Pfleiderer, P.E.
Нью-Йорк
«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с
с деталями Канзас
Городская авария Хаятт.»
Майкл Морган, P.E.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
.информативно и полезно
на моей работе »
Вильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы
— лучшее, что я нашел ».
Russell Smith, P.E.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр
материал «
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле
человек узнает больше
от отказов »
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.
способ обучения »
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя
студент, оставивший отзыв на курс
материалов до оплаты и
получает викторину «
Арвин Свангер, P.E.
Вирджиния
«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и
получил огромное удовольствие ».
Мехди Рахими, П.Е.
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.
в режиме онлайн
курса.»
Уильям Валериоти, P.E.
Техас
«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о
.обсуждаемых тем »
Майкл Райан, P.E.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую
всем инженерам.
Джеймс Шурелл, П.Е.
Огайо
«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и
не на основании каких-то неясных раздел
законов, которые не применяются
— «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор
.организация.
Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,
а онлайн-формат был очень
доступный и простой
использовать. Большое спасибо ».
Патрисия Адамс, P.E.
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»
Joseph Frissora, P.E.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время
обзор текстового материала. Я
также оценил просмотр
фактических случаев предоставлено.
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Очень полезен документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «.
испытание потребовало исследований в
документ но ответы были
в наличии »
Гарольд Катлер, П.Э.
Массачусетс
«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за то, что у вас есть широкий выбор.
в транспортной инженерии, что мне нужно
для выполнения требований
Сертификат ВОМ.»
Джозеф Гилрой, P.E.
Иллинойс
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».
Ричард Роудс, P.E.
Мэриленд
«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
курса со скидкой.»
Кристина Николас, П.Е.
Нью-Йорк
«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще
курса. Процесс прост, и
намного эффективнее, чем
вынуждены путешествовать «.
Деннис Мейер, P.E.
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional
Инженеры получат блоки PDH
в любое время.Очень удобно ».
Пол Абелла, P.E.
Аризона
«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало
время исследовать где на
получить мои кредиты от.
Кристен Фаррелл, P.E.
Висконсин
«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями
и графики; определенно делает это
проще поглотить все
теории.
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по
.мой собственный темп во время моего утро
метро
на работу.»
Клиффорд Гринблатт, П.Е.
Мэриленд
«Просто найти интересное место
.Уравнения охлаждения и нагрева
Явное тепло
Явное тепло в процессе нагрева или охлаждения воздуха (нагрев или холодопроизводительность) можно рассчитать в единицах СИ как
h s = c p ρ q dt (1)
, где
h с = явная теплота (кВт)
c p = удельная теплоемкость воздуха (1.006 кДж / кг o C)
ρ = плотность воздуха (1,202 кг / м 3 )
q = объемный расход воздуха (м 3 / с)
dt = разница температур ( o C)
Или в британских единицах как
h s = 1.08 q dt (1b)
где
h s s = явное тепло (БТЕ / час)
q = объемный расход воздуха (куб. Фут в минуту)
dt = разница температур ( o F)
Пример — Нагревательный воздух, явное тепло
Метрические единицы
Воздушный поток 1 м 3 / с нагревается от 0 до 20 o C .Используя (1) , добавляемое к воздуху явное тепло можно рассчитать как
ч с = (1,006 кДж / кг o C) (1,202 кг / м 3 ) ( 1 м 3 / с ) ((20 o C) — (0 o C))
= 24,2 (кВт)
Имперские единицы
Воздушный расход 1 куб. фут / мин нагревается от 32 до 52 o F .Используя (1b) , добавляемое к воздуху явное тепло можно рассчитать как
ч с = 1,08 (1 куб. Фут / мин) ((52 o F) — (32 o F))
= 21,6 (БТЕ / ч)
Таблица явной тепловой нагрузки и необходимого объема воздуха
Явная тепловая нагрузка и необходимый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температуры между добавляемым воздухом и воздухом в помещении:
Скрытое тепло
Скрытое тепло, обусловленное влажностью воздуха, можно рассчитать в единицах СИ как:
h l = ρ h we q dw кг (2)
где
ч л = скрытая теплота (кВт)
ρ = плотность воздуха (1.202 кг / м 3 )
q = объемный расход воздуха (м 3 / с)
ч we = скрытая теплота испарения воды ( 2454 кДж / кг — в воздухе при атмосферном давлении). давление и 20 o C)
dw кг = разница в соотношении влажности (кг воды / кг сухого воздуха)
Скрытая теплота испарения воды может быть рассчитана как
h we = 2494 — 2,2 т (2a)
, где
t = температура испарения ( o C)
Или для британских единиц измерения:
h l = 0.68 q dw gr (2b)
или
h l = 4840 q dw фунтов (2c)
где
= скрытая теплота (БТЕ / час)q = объемный расход воздуха (куб. Фут в минуту)
dw г = разница в соотношении влажности (зерновая вода / фунт сухого воздуха)
dw фунтов = разница соотношений влажности (фунт воды / фунт сухого воздуха)
Пример — охлаждающий воздух, скрытая теплота
Метрические единицы
Расход воздуха 1 м 3 / с охлаждается с 30 до 10 o C .Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
По диаграмме Мольера мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 0,0187 кг воды / кг сухого воздуха, и содержание воды в холодном воздухе как 0,0075 кг воды / кг сухого воздуха .
Используя (2) , скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как
ч л = (1.202 кг / м 3 ) ( 2454 кДж / кг ) ( 1 м 3 / с ) (( 0,0187 кг воды / кг сухого воздуха ) — ( 0,0075 кг воды / кг сухой воздух ))
= 34,3 (кВт)
Имперские единицы
Воздушный поток 1 куб. фут / мин охлаждается с 52 до 32 o F . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
По психрометрической диаграмме мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 45 гран воды / фунт сухого воздуха , и содержание воды в холодном воздухе как 27 гранов воды / фунт сухого воздуха .
Используя (2b) , можно рассчитать скрытое тепло, отводимое из воздуха, как
ч л = 0,68 (1 куб. Фут / мин) (( 45 гран воды / фунт сухого воздуха ) — ( 27 зерен воды / фунт сухого воздуха ))
= 12.2 (БТЕ / час)
Таблица скрытой тепловой нагрузки и необходимого объема воздуха
Скрытая тепловая нагрузка — увлажнение и осушение — и необходимый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температуры между входящим воздухом и воздухом в помещении указаны в таблице диаграмма ниже:
Общее тепло — скрытое и явное тепло
Общее тепло, обусловленное как температурой, так и влажностью, может быть выражено в единицах СИ как:
ч т = ρ q dh (3)
, где
ч т = общее количество тепла (кВт)
q = объемный расход воздуха (м 3 / с)
ρ = плотность воздуха (1.202 кг / м 3 )
dh = разница энтальпий (кДж / кг)
Или — в британских единицах:
h t = 4,5 q dh (3b)
где
ч т = общее количество тепла (БТЕ / ч)
q = объемный расход воздуха (куб. фут в минуту)
дч = разность энтальпий (БТЕ / фунт сухого воздуха)
Общее количество тепла можно также выразить как:
ч т = ч с + ч л
= 1.08 q dt + 0,68 q dw gr (4)
Пример — охлаждающий или нагревающий воздух, общее количество тепла
Метрические единицы
Воздушный поток 1 м 3 / с охлаждается от 30 до 10 o C . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
По диаграмме Молье мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 77 кДж / кг сухого воздуха, и энтальпию в холодном воздухе как 28 кДж / кг сухого воздуха .
Используя (3) , общее явное и скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как
ч т = (1,202 кг / м 3 ) ( 1 м 3 / с ) (( 77 кДж / кг сухого воздуха ) — (28 кДж / кг сухого воздуха ))
= 58,9 (кВт)
Имперские единицы
Расход воздуха 1 куб. фут / мин охлаждается с 52 до 32 o F .Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.
На основе психрометрической диаграммы мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 19 БТЕ / фунт сухого воздуха , и энтальпию в холодном воздухе равную 13,5 БТЕ / фунт сухого воздуха .
Используя (3b) , общее явное и скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как
h t = 4.5 (1 куб. Фут / мин) (( 19 БТЕ / фунт сухого воздуха ) — ( 13,5 БТЕ / фунт сухого воздуха ))
= 24,8 (БТЕ / ч)
SHR — Коэффициент явного тепла
Коэффициент явного тепла можно выразить как
SHR = h s / час t (6)
, где
SHRКоэффициент явного тепла
ч с = явное тепло
ч т = общее тепло (явное и скрытое)
РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЯ И РАСЧЕТ МОНТАЖА
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И РАСЧЕТЫ ПРИ МОНТАЖЕ
ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕР И ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ
РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЯ:
Инжиниринг:
С помощью этого метода лист расчета потерь тепла, лист радиатора и подробного расчета, лист расчета значений потерь и лист расчета труб заполняются отдельно для каждой среды во время расчета потерь тепла.
В листе расчета теплопотерь расчеты производятся с учетом направления объема, для которого производится расчет теплопотерь, толщины стены-перекрытия и площадей наружных стен-полов-окон. Лист радиатора и подробный расчет используется при выборе радиаторов и размещении на архитектурном проекте после расчета объемных тепловых потерь. В таблице значений потерь (удельного сопротивления) указаны потери, которые затрудняют прохождение воды в трубах, S-образных частях, скобах, разделениях и т. Д., и вызвать потерю давления. В таблице расчета труб каждая часть трубы в системе пронумерована, и лист заполняется такими параметрами, как количество тепла, проходящего через каждую часть, длину, скорость и коэффициент трения.
Примерный метод:
Объемы, подлежащие обогреву, имеют приблизительные расчетные значения 3 м, исходя из среднегодовых температур.
Для 3 o C:
Изоляция защищенная Ккал / чм 3 | Утепленный свободный Ккал / чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал / чм 3 | Без утепления бесплатно Ккал / чм 3 | |
Пентхаус | 19 | 28 | 30 | 40 |
Мезонин | 17 | 25 | 26 | 35 |
Подвал | 19 | 28 | 30 | 40 |
Для -3 o C:
Изоляция защищенная Ккал / чм 3 | Утепленный свободный Ккал / чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал / чм 3 | Без утепления бесплатно Ккал / чм 3 | |
Пентхаус | 22 | 30 | 40 | 50 |
Мезонин | 20 | 28 | 32 | 40 |
Подвал | 22 | 30 | 35 | 45 |
Для -6 o C:
Изоляция защищенная Ккал / чм 3 | Утепленный свободный Ккал / чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал / чм 3 | Без утепления бесплатно Ккал / чм 3 | |
Пентхаус | 25 | 33 | 45 | 55 |
Мезонин | 22 | 30 | 35 | 43 |
Подвал | 25 | 33 | 40 | 50 |
Для -12 o C:
Изоляция защищенная Ккал / чм 3 | Утепленный свободный Ккал / чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал / чм 3 | Без утепления бесплатно Ккал / чм 3 | |
Пентхаус | 28 | 38 | 50 | 60 |
Мезонин | 24 | 34 | 38 | 46 |
Подвал | 28 | 38 | 44 | 54 |
Для -21 o C:
Изоляция защищенная Ккал / чм 3 | Утепленный свободный Ккал / чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал / чм 3 | Без утепления бесплатно Ккал / чм 3 | |
Пентхаус | 35 | 45 | 60 | 70 |
Мезонин | 30 | 40 | 44 | 55 |
Подвал | 35 | 45 | 53 | 63 |
Приблизительные потери тепла желаемого объема можно рассчитать с помощью этих таблиц.Котел выбирается исходя из рассчитанного значения теплопотерь.
Например, приблизительная теплопотеря неизолированного защищенного помещения площадью 20 м² с высотой крыши 3 метра, расположенного в мезонине, составляет:
20x3x32 = 1920 ккал / ч.
Таким же образом, примерные потери тепла для дома площадью 150 м²:
150x3x32 = 14400 ккал / ч.
Отопительный прибор подбирается по найденному значению теплопотерь. Например. обычный комбинированный котел, конденсационный комбинированный котел и центральное отопление должны выполняться индивидуально, а центральный котел — центральным системным отоплением.
РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ГОРЕЛКИ:
В случае использования котла продувочной системы; Расчет горелки, соответствующей мощности котла, производится по формуле:
Q к
B Br =
Н и . וּ Br
B Br : Производительность горелки (кг / ч)
Q k : Производительность котла (ккал / ч)
וּ Br : КПД горелки (проверено по каталогу)
H u : Низкая теплотворная способность топлива (ккал / ч)
H u значения:
Дизель: 10200 ккал /
кгМазут номер 4: 10100 ккал / кг
СУГ: 11800 ккал /
кгПриродный газ: 8250 ккал / м 3
Зонгулдакский карьер: 7000 ккал /
кгКокс: 6000 ккал / кг
Бурый уголь: 2000 — 5500 ккал /
кгОриентировочные значения וּ Br :
Бурый уголь: 0.65
Кокс и каменный уголь: 0,72
Мазут: 0,82
Природный газ: 0,92
РАСЧЕТ РАЗМЕРА ТРУБЫ:
В то время как размер трубы рассчитывается, скорость воды при наименьшем значении в ответвлениях должна увеличиваться по мере увеличения размера трубы и достигать максимальной скорости на входе в котел. Однако скорость воды не должна быть выше 0,2-0,3 м / сек в системах водяного отопления 90 o C / 70 o C, 1 м / сек.в трубах до 2 дюймов и 1,5 м / сек. в трубах большего размера. Позже рассчитываются прямые трубы и локальные потери давления, и для системы выбирается насос.
ВЫБОР КЛАПАНОВ РАДИАТОРА:
Вы должны решить, использовать ли радиаторные клапаны с внутренней регулировкой расхода или термостатические радиаторные клапаны (TRV). В случае TRV вы предотвратите нагрев объемов сверх заданной температуры и обеспечите экономию топлива (каждый последующий нагрев на 1 ° C означает дополнительный расход топлива на 5%), а также получите более легкие комфортные условия и сделаете их постоянными.
Термостатический радиаторный клапан
ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ РАДИАТОРА:
Панельные или чугунные радиаторы выбираются из соответствующих каталогов в соответствии с величиной потерь тепла, рассчитанной для объема. Чугунные радиаторы имеют ряд секций, а панельные радиаторы — длину радиатора. Для размещения выбирается место с наибольшими потерями тепла (например, днище окон). Однако вы должны обратить внимание на тот факт, что эти значения рассчитаны для радиаторов с открытым окружением.В случае, если часть радиаторов должна оставаться в закрытом положении (кладка мрамора на радиатор, установка радиатора в нишу или сетку и т. Д.), К расчетным значениям вносятся дополнения. В этом случае тепловые характеристики радиатора могут упасть до 80%. Радиаторы необходимо ставить как можно больше на пол. Для идеального размещения достаточно места от стены 4 см и дорожного просвета 6 см.
В чугунных чугунных радиаторах с более чем 20 секциями и панельных радиаторах длиной более 1,5 м возвратный патрубок должен быть взят с другого конца (поперечного соединения) радиатора.
Важное примечание: На практике ни одна система не работает при температуре 90 o C / 70 o C. Поскольку они работают при температуре 75 o C / 65 o C, вы должны спросить у производителей таблицу теплотворной способности радиаторов. по системе 75 o C / 65 o C.
ВЫБОР ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА
Расход циркуляционного насоса определяется количеством воды, циркулирующей в установке. Циркуляция воды в установке зависит от общей потребности установки в тепле и температуры воды в прямом обратном трубопроводе.
Q к
Q p =
C.p. (t г -t d )
Q p : Расход насоса (м 3 / ч)
Q k : Потребление тепла (ккал / ч)
C: Удельная теплоемкость воды (1 ккал / кг o C)
p: Плотность воды (приблизительно 970 кг / м 3 для систем 90 o C / 70 o C)
t g : Температура поступающей воды
t d : Температура обратной воды
Однако это выражение не используется в типах нагревателей, поскольку тепловая мощность определяется по расходу.В этом случае учитываются рекомендации производителя нагревателя по расходу насоса.
Давление циркуляционного насоса: давление циркуляционного насоса должно быть больше коэффициента трения колонны, которая имеет самые высокие потери на трение и называется критическим контуром.
H p > ∑R.L + ∑Z мм SS
R.L: Прямые потери в трубе:
Z: Местные потери
Найденное значение давления увеличивается, если в расчетах учитываются потери котельной.Если потери котельной не учитываются, к расчетному значению прибавляется 300-800 ммSS.
Циркуляционный насос желательно, чтобы он работал посередине расхода по абсциссе (горизонтальная ось) и характеристической кривой давления по ординате (вертикальная ось). Есть запчасть на случай выхода из строя.
Насосы обычно подключаются к обратной линии. Если установка имеет большую емкость, центробежный насос, который используется вместо циркуляционного насоса подключен к выходной линии.Таким образом, в системе не остается критических точек для образования воздуха.
РАСЧЕТ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА:
Закрытый расширительный бак:
Его главная особенность заключается в том, что он блокирует проникновение кислорода из воздуха в воду системы и предотвращает коррозию. Более того, в отличие от открытых расширительных баков, вода не испаряется и вызывает потери воды и тепла. Они изготавливаются цилиндрической, сферической, плоско-круглой и плоско-прямоугольной форм и размещаются в котельных.Таким образом устраняются проблемы размещения и замораживания. В системе обязательно должны быть предохранительный клапан и манометр.
Закрытые расширительные баки подходят только для котлов с автоматическим регулированием горения (жидкого и газового топлива). Его нельзя использовать в угольных котлах с ручной загрузкой, так как это может вызвать большие колебания температуры.
Имеются 6, 12 и 18 литровые модели для комнатных обогревателей в зависимости от тепловой мощности.
В практических расчетах за объем закрытого расширительного бака принимается 6% объема воды в системе.
Для того чтобы на практике найти объем воды в установке, можно использовать следующий метод:
Панельные радиаторы ПККП высотой 600 мм используются в основном на рынке. На 1 метр такого радиатора уходит почти 6 литров воды. Предположим, в квартире, отапливаемой центральным котлом, используется 100 метровый радиатор 600 ПККП. В этом случае общий объем воды в радиаторах составляет:
100х6 = 600 л.
Теперь предположим, что этот объем воды составляет 1000 литров, если мы добавим приблизительное количество воды в установку и бойлер, глядя на значение по каталогу.
В этом случае объем расширительного бака, необходимый для системы, составляет:
1.000х0.06 = 60 литров.
Открытый расширительный бак:
Они используются в твердотопливных системах, так как отсутствует возможность контроля пламени. Температура воды не превышает 100 o C, так как давление в системе не превышает 1 бар. В систему необходимо добавить новую воду, так как вода при контакте с атмосферой испаряется. Кислород в недавно добавленной воде вызывает коррозию.Важным моментом является то, что прямые и обратные трубопроводы безопасности не отсечной клапан. Предохранительные трубы — это прямые и обратные предохранительные трубы, которые передают количество отопительной воды, увеличившееся в объеме из-за разницы температур, в частности повышения температуры в теплогенераторе, то есть котле и установке, к расширительному депо. Передняя труба должна подключаться сверху, а обратная предохранительная труба должна подключаться снизу. В этом случае вода будет течь из передней предохранительной трубы в расширительное депо, если давление водяного насоса больше требуемого значения.Поскольку такой поток нежелателен, либо к системе должен быть подключен насос с меньшим давлением, либо поток воды в расширительное депо должен быть предотвращен путем регулировки байпасного клапана в насосной станции.
Нормальный уровень воды в установке — это когда вода составляет 90 o C и расширительный бак заполнен. Уровень воды считывается в mSS (счетчик водяного столба) с ареометра, прикрепленного к котлу или коллектору.
Трубка сообщения, которая подсоединяется к расширительному депо от минимального уровня воды, проложена до котельной и прикреплена клапаном (1/2 дюйма) на ее конце, помогает проверить, достаточно ли воды в установке.
Передний и возвратный предохранительные трубы не могут быть меньше 1 дюйма. Расширительные баки входят в объем TS 713.
Расчет объема открытого расширительного бака производится так же, как и при расчете объема закрытого расширительного бака.
.HeatCAD — Программа для расчета тепловых потерь
HeatCAD 2020 г. это программа на основе чертежей для быстрого и точного расчета жилого тепловые и охлаждающие нагрузки. Professional Edition поддерживает ASHRAE и CSA для жилых помещений. расчет теплопотерь. MJ8 Edition соответствует требованиям ACCA и reg — одобрено Руководство J & reg (8-е издание) расчеты для отопления и охлаждения жилых помещений грузы (подробнее о Руководстве Дж…). HeatCAD предоставляет расширенные возможности проектирования, включая интегрированный расчет нагрузки, автоматический обнаружение неотапливаемых поверхностей и 3D CAD-изображения. Попробуйте сейчас бесплатно в течение 30 дней. | |
HeatCAD доступен в двух разных версиях, чтобы наилучшим образом удовлетворить ваши потребности.Для список функциональных возможностей и новых возможностей в каждой редакции см. в PDF-файле «Сравнение функций». Видео Демо предоставляет краткое введение и учебные уроки обеспечивают более глубокий взгляд.
Профессиональный Издание |
|
MJ8 Edition |
|
Чертеж плана этажаСоздание чертежей плана этажа происходит очень быстро, используя заранее определенные комнаты, двери, окна. и другие объекты.Размер комнат можно изменять, перетаскивая стены или углы, и они легко стыковаться для создания сложных планов этажей. Формы комнаты могут быть быстро редактируется для создания очень сложных форм, вы также можете использовать инструменты рисования для создания более сложных форм. HeatCAD также позволяет импортировать существующие AutoCAD *, PDF ** или отсканированные чертежи для использования в качестве шаблона. |
Расчет тепловых потерьHeatCAD автоматически рассчитывает теплопотери для каждой комнаты при составлении плана этажа.И вы можете выбрать наиболее подходящий для вашего проекта метод расчета жилья. — ASHRAE, CSA или Manual J. HeatCAD автоматически определяет комнаты выше или ниже и даже поддерживает расчеты холодных перегородок между комнатами. |
Расчет охлаждающей нагрузкиВерсия MJ8 обеспечивает расчет как тепловой, так и охлаждающей нагрузки. для жилых помещений.Полная поддержка Manual J 8th Edition, включая блокировку нагрузки, нагрузки по комнатам, инфильтрационные и вентиляционные нагрузки, подробные данные о воздействии анализ разнообразия и оценки ОВЛХ помещений. |
ACCA & reg — Утвержденное руководство J & regHeatCAD MJ8 одобрен ACCA для использования в жилых помещениях с Руководством J (8-е издание) расчет тепловой и охлаждающей нагрузки.Это упрощает прием ваших заявок местными властями, требующими программных расчетов, одобренных ACCA. Нажмите здесь, чтобы узнать больше подробности. |
3D-виды CADHeatCAD создает 3D-виды вашего здания, которые вы рисуете в 2D.Новые 3D-виды являются мощным помощником для обеспечения точных расчетов тепловой нагрузки, а также очень эффективен для передачи вашей дизайнерской работы. Проверка размещения и размеров окон, дверей и стен становится намного быстрее и точнее с 3D видами. |
Системные требования
Операционная система: | Microsoft Windows 10, 8 или 7 (SP1), с Internet Explorer 9 или выше, а также с Microsoft и reg .NET Framework 4.7 |
Процессор: | Рекомендуется 1,5 ГГц или выше |
ОЗУ: | Минимум 2 ГБ, рекомендуется 8 ГБ или более |
Дисковое пространство: | 60 МБ (Microsoft & reg .NET Framework может потребоваться до 4,5 ГБ) |
Видео: | SVGA или выше (рекомендуется разрешение 1920×1080 или выше) |
Мышь: | Внешняя мышь с колесом прокрутки (не рекомендуется использовать встроенные коврики для мыши) |