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:

— на подаче +80 град, на обратке +60 град, воздух +20 град.

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/м^2×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 30^о (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 30^о 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.

Формула расчета отопления для радиаторов

Сколько энергии нужно для обогрева всего дома и отдельных помещений в нем? От этих параметров будет зависеть мощность вашей системы отопления. Ошибки в расчетах быть не должно — иначе придется либо мерзнуть зимой, либо переплачивать за ненужное тепло.

На фото:

Для чего нужен тепловой расчет?

Для определения мощности источника тепла. Рассчитать отопление — значит определить мощность отопительной системы, т.е. понять, какие тепловые затарты потребуются на обогрев вашего дома. Применительно к водяным системам отопления этот параметр означает эффективную мощность водогрейного устройства (котла), к электрическим — суммарную тепловую мощность конвекторов, к воздушному отоплению — мощность воздухонагревателя. В конечном итоге, от мощности нагревательного устройства будет зависеть и денежный расчет за отопление.

Исходные данные

Общая формула расчета отопления: знать площадь комнат и высоту потолков. Считается, что для обогрева 10 кв. м площади хорошо утепленного дома с высотой потолков 250-270 см нужен 1 кВт энергии. Таким образом, для дома площадью 200 кв. м понадобится мощность 20 кВт. Но это лишь максимально упрощенная формула, дающая приблизительное представление о количестве необходимого тепла.

Помещения без радиаторов также включают в расчет. Воздух в таких помещениях (коридоры, подсобки) все равно будет прогреваться «пассивно», за счет отопления в комнатах с радиаторами.

Поправки к общей формуле

Климатические особенности. Их рекомендуют учитывать, если вы хотите сделать не приблизительный, а более точный расчет отопления. Например, в Подмосковье для отопления 10 кв. м площади требуется в среднем 1,2-1,5 кВт, в северных районах — 1,5-2 кВт, в южных — 0,7-0,8 кВт.

Что еще влияет на расчет тепловой мощности?

Различные факторы, которые нельзя игнорировать. Это, например, наличие чердака и подвала, количество окон (они увеличивают теплопотери), тип окон (у пластиковых стеклопакетов теплопотери минимальные), нестандартная высота потолка, количество наружных стен в помещении (чем их больше, тем больше нужно энергии на прогрев), материал, из которого сделан дом и т.п. Каждый такой фактор добавляет к общей формуле расчета корректирующий коэффициент.

Примеры различных коэффициентов:

• Коэффициент потери тепла через окна: 1,27 (обычное окно), 1,0 (окно с двойным стеклопакетом), 0,85 (окно с тройным стеклопакетом)
• Теплоизоляция стен: плохая теплоизоляция 1,27, хорошая теплоизоляция 0,85.
• Соотношение площади окон и площади пола: 30% — 1, 40% — 1,1, 50% — 1,2.
• Количество наружных стен: 1,1 (одна стена), 1,2 (две стены), 1,3 (три стены), 1,4 (четыре стены).
• Верхнее помещение: холодный чердак — 1, теплый чердак — 0,9, отапливаемая мансарда — 0,8.
• Высота потолков: 3 метра — 1,05; 3,5 метра — 1,1; 4 метра — 1,15; 4,5 метра — 1,2.

Что делать с полученным результатом?

Добавить еще 20%. Или, что то же самое, умножить полученный результат на 1,2. Это нужно, чтобы у обогревательного устройства был запас и оно не работало на пределе своих возможностей.

На фото: радиатор Logatrend K-Profil от компании Buderus.

Как посчитать количество радиаторов обогрева?

Узнать количество энергии, необходимое для обогрева данной комнаты. Для этого пользуетесь формулой, которую мы разбирали выше. Затем делите результат на рабочую мощность одной секции выбранного вами радиатора (этот параметр указан в техпаспорте). Он зависит от материала, из которого сделан радиатор и температуры системы. В результате получаете количество секций радиатора, необходимых для обогрева данной комнаты.

Доверять ли собственным силам?

Лучше обратиться в специальную фирму. Наиболее точный расчет необходимой тепловой мощности для вашего дома сделают профессионалы. Можно воспользоваться онлайн калькуляторами, которые есть на сайтах многих компаний. Чем больше параметров запрашивает у вас калькулятор, тем точнее будет его расчет.

---

В статье использованы изображения: kermi.com, buderus.ru

---

Упрощенный расчет системы отопления дома

 

Вступление

Упрощенный расчет системы отопления достаточно точно позволяет произвести предварительный расчет мощности котла отопления и мощности радиаторов для каждой комнаты дома.

Поэтапный упрощенный расчет системы отопления

Начнем расчет с подсчета секций радиаторов.

Расчет радиаторов отопления

Пусть в доме 4 комнаты по 20 кв. метров.

Расчет радиаторов одной комнаты

• Площадь комнаты 20 кв. метров.
• Мощность одной секции купленного радиатора – 170 Вт. ( могут быть от 150 до 220 Вт). На 1 кв. метр площади нужно 100 Вт радиатора.
• Делим 170 Вт на 100Вт и получаем коэффициент 1,7.
• Далее делим 20кв. метров на коэффициент 1,7 получаем 11,8 секций радиаторов. Что на практике означает 12 секций радиаторов, нашей мощности (170 Вт). Добавляем 20% в запас, получаем 14 секций радиатора на комнату 20 кв. метров.

Примечание: обычно запас добавляется на угловую комнату.

Мощность котла

• Мощность котла считаем по нормативной мощности отопления на 1 куб. метр помещения.
• Площадь комнаты 20 кв. метров умножаем на высоту потолка H=2,60 м. Получаем объем комнаты, 52 куб. метра.
• Для моего региона(европейской части СНГ) на 1 куб. метр помещения нужно 40 Вт энергии отопления.
• Умножаем 52 куб метра на 40 Вт, получаем 2080 Вт. Добавляем 20% в запас, выходит 2500 Вт энергии отопления на комнату. Значит на комнату, нужен радиатор 2500 Вт.

Как видим это значение равно предварительному расчету радиатора по секциям.

Выбор труб отопления

По мощности радиатора подбираем трубы отопления по таблице:

Труба	Минимальная мощность радиаторов, кВт	Максимальная мощность радиаторов, кВт
Металлопластиковая труба 16 мм	2,8	4,5
Металлопластиковая труба 20 мм	5	8
Металлопластиковая труба 26 мм	8	13
Металлопластиковая труба 32 мм	13	21
Полипропиленовая труба 20 мм	4	7
Полипропиленовая труба 25 мм	6	11
Полипропиленовая труба 32 мм	10	18
Полипропиленовая труба 40 мм	16	28

Как видим, для рассчитанной системы отопления нужна полипропиленовая труба 25 мм.

В нашем доме, условно, 4 комнаты по 20 кв. метров. Значит суммарная мощность радиаторов 2500 Вт×4=10 кВт. По суммарной мощности можно было бы, подобрать котел отопления мощностью 10 кВт. Но для пиковых нагрузок увеличиваем мощность на 20%, получаем, что нужен котел отопления 12 кВт. Такие котлы есть в продаже.

Это весь упрощенный расчет системы отопления.

©Obotoplenii.ru

Другие стать раздела: Схемы отопления

 

 

Гидравлический расчет системы отопления

Сейчас более востребована автономная отопительная система. Даже жильцы многоквартирных зданий отказываются от центрального отопления в пользу индивидуальной системы обогрева своего жилья. Причины выбора такого обогрева две: доступность и экономичность.

Все понимают, что изначально нужно затратить денежные средства на покупку всех элементов отопления и установить их, но все это быстро окупится. Так как обслуживание такой системы намного дешевле ежемесячных платежей за услуги центрального отопления.

Конечно, достигнуть этих целей можно лишь при верном выборе и правильном монтаже всех элементов. Поэтому очень важен гидравлический расчет системы отопления. Еxcel и другие компьютерные программы помогут облегчить расчет.

Какие бывают способы подключения приборов для отопления

Нужно разобраться, какие способы подключения отопительных приборов бывают. Их существует всего два:

• Однотрубный;
• Двухтрубный.

При однотрубной системе устройства подключаются последовательно, таким образом, вода проходит все приборы, и лишь затем возвращается к нагревающему агрегату. А в двухтрубной системе отопления еще дополнительно присутствует обратная труба.

Что нужно выполнить до гидравлического расчета отопительной системы

Самым трудоемким и сложным инженерным этапом системы отопления является расчет гидравлики. Именно по этой причине заранее необходимо выполнить некоторые вычисления. Для начала определите баланс помещений, которые будут обогреваться. Выберите тип устройств и прорисуйте их расстановку в плане здания.

Предполагается, что выбор котла и других элементов уже сделан до гидравлического расчета системы отопления. Еxcel и другие программы помогут выполнить чертеж системы обогрева дома.

Обязательно нужно установить основное кольцо для циркуляции теплообменника. Для гидравлического расчета однотрубной системы отопления это будет замкнутый контур, который включает в себя ряд труб, направленных к стоякам.

А трубы, которые направлены к самому отдаленному обогревательному устройству, делают систему обогрева двухтрубной.

 

Пример гидравлического расчета системы отопления

Для начала гидравлического расчета однотрубной системы отопления образовываются два кольца отопительной системы, которое больше — называется первым. Разбивают все кольца на участки, нумеровать нужно от начала общего трубопровода. Для того чтобы не нарушалась циркуляция, необходимо делать вычисления для подачи и обратки параллельно. Сначала рассчитаем расход теплоносителя, для этого необходимы следующие данные:

• Нагрузка определенного участка отопительной системы;
• При какой температуре подается теплоноситель;
• При какой температуре движется обратно теплоноситель;
• Теплоемкость воды постоянная величина и равна 4,2 кДж/кг*градусов Цельсия.

Если предположить, что нагрузка на определенный участок равна 1000 Ватт, тогда можно при помощи специальных таблиц выбрать нужный диаметр труб для обогрева помещения. Обязательно обратите внимание: диаметр начинающей трубы самый большой, а чем дальше он уходит, тем меньше он становится. Двигаться теплоноситель должен со скоростью от 0,2 до 1,5 м/сек.

Если движение будет меньше, тогда система завоздушится, если больше будет шуметь трубопровод. Оптимальной считается скорость 0,5-0,7 м/сек.

В любой системе отопления есть потери напора, это происходит при трении в трубе, радиаторе и арматуре. Для расчета этой величины, необходимо следующие показатели просуммировать:

• Скорость теплоносителя;
• Плотность воды;
• Длину трубы на определенном участке системы;
• Потерю напора в трубе;
• Суммарная величина сопротивления теплоносителя.

Для того чтобы получить общую сумму сопротивления необходимо сложить показатели сопротивления на всех участках трубопровода.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

В инструкции сказано, что при двухтрубной отопительной системе необходимо брать кольцо в расчет показателей более нагруженного стояка трубопровода. А при однотрубной схеме – самого загруженного стояка. При гидравлическом расчете двухтрубной системы отопления жилища, когда движение жидкости тупиковое, берут в учет кольцо нижнего радиатора самого нагруженного и удаленного стояка. Если вы выбрали горизонтальную схему отопительной системы, тогда берите за основу кольцо самой загруженной ветки первого этажа здания.

Этот этап очень ответственен и важен, потому что если перепутать выбранные кольца для определенной системы обогрева дома, возможно, потом придется менять весь трубопровод и прибор для отопления.

Теперь главные нюансы гидравлического расчета отопления вы знаете, поэтому можно начинать вычислять.

 

Расчёт системы отопления — vodotopim.com

В данном разделе приведён расчёт системы отопления на конкретном примере. Познакомившись с материалами раздела, вы освоите методику расчёта отопления, и обнаружите, что и эта задача вам по силам, даже если вы не имеете высшего технического образования.

Для чего нужен расчёт системы отопления?

расчёт отопления частного дома на конкретном примере поможет вам рассчитать все необходимые параметры для системы отопления вашего дома: тепловые потери каждого помещения и всего дома, мощность радиаторов, мощность отопительного котла, мощность циркуляционного насоса.

Все расчёты выполняются в специальной программе Valtec, которую можно будет бесплатно скачать по ссылке в одной из статей этого раздела.

Как рассчитать мощность отопления (исходные данные для расчёта)

С чего начать расчёт мощности отопления? Данная статья поможет ответить на этот вопрос. Не смотря на то, что расчётами мощности отопления вы отродясь не занимались, делать вам придётся хорошо знакомые вещи. И понадобятся вам не какие-то сложные приспособления и вычислительные устройства, а всего-навсего линейка, листок бумаги, карандаш и калькулятор.

Читать полностью >>

Программа для расчёта системы отопления

Здесь вы сможете скачать бесплатно программу для расчёта систем отопления, познакомитесь с главным меню программы, а также с теми инструментами программы, которые нужны для расчёта системы водяного отопления дома. Если вы способны включить компьютер и вбить запрос в строку поиска браузера, то и работа с программой для расчёта системы отопления не вызовет у вас большого труда.

Читать полностью >>

Расчёт тепловой энергии на отопление

Расчёт тепловой энергии на отопление — это расчёт тепловых потерь, которые происходят через стены, потолки, полы, оконные и дверные проёмы помещений дома. Данные расчёты нужны будут впоследствии для выбора мощности радиаторов отопления.

Читать полностью >>

Расчёт тепловых потерь дома (видео)

В предыдущей статье рассматривался расчёт тепловых потерь дома, но больше теоретически. Понимая, что непросто объяснять на пальцах то, что лучше показать, я записал несколько видеоуроков по расчёту системы отопления реального дома.

Здесь вы найдёте первые три этапа расчётов, которые нужно выполнить, чтобы потом правильно подобрать мощность отопительного котла и радиаторов отопления.

Читать полностью >>

Что такое инфильтрация и когда её надо учитывать?

В видео про расчёт тепловых потерь я обещал, что расскажу про инфильтрацию потом. Вот это «потом» и наступило, сдерживаю своё обещание…

В этой статье вы прочитаете не только о том, что такое инфильтрация, а и том, когда её учитывать нужно обязательно, а когда — нет.

Читать полностью >>

Подведение итогов теплового расчёта

В этой статье проанализируем результат всех движений по расчёту тепла на отопление, которые были проделаны в предыдущих статьях и видео. Здесь мы выберем систему отопления и решим, как уменьшить тепловые потери, если они получились слишком большими.

Читать полностью >>

Расчёт мощности радиаторов отопления

Мощность радиаторов определяется по тем расчётам, которые были проведены на предыдущем шаге, где вы рассчитали тепловые потери своего дома. Говоря просто, мощность радиаторов должна быть больше, чем тепловые потери, — чтобы тепла в доме осталось больше, чем ушло через стены и прочие конструкции на «отопление воробьям». Ну, а подробности читайте в статье.

Читать полностью >>

Подбор панельных радиаторов

До сих пор мы то и дело говорили о радиаторах секционных, бессовестно упустив факт наличия в мире радиаторов панельных. А ведь если человек запланировал установить в систему отопления дома именно панельные радиаторы, то ему тоже нужно знать, как рассчитать мощность таких радиаторов. Кстати, на панельных радиаторах есть ещё и маркировка…

Читать полностью >>

Подбор насоса для отопления без расчётов

В следующих статьях и видео выполняется расчёт мощности циркуляционного насоса в программе Valtec. А можно ли обойтись без таких расчётов? И как тогда подобрать насос для системы отопления? Об этом читайте в статье.

Читать полностью >>

Гидравлический расчёт отопления: сбор данных

Это завершающий этап в расчётах системы отопления. Здесь предстоит определиться с мощностью отопительного котла и циркуляционного насоса (если ваша система отопления с принудительной циркуляцией).

Первым делом мы соберём все данные, которые потом понадобятся при расчётах…

Читать полностью >>

Гидравлический расчёт системы отопления (видео)

Здесь вы не найдёте ничего, кроме голой практики: в видеоуроке я покажу на примере реального дома, как рассчитать гидравлические сопротивления системы отопления.

Эту работу нужно сделать для правильного подбора мощности циркуляционного насоса. Понятно, что если ваша система отопления с естественой циркуляцией теплоносителя, то циркуляционный насос выбирать не придётся; тогда этот материал можно пропустить. Остальным же…

Читать полностью >>

Как рассчитать объем расширительного бака для отопления?

Расширительный бак устроен довольно просто, в эксплуатации надёжен и устанавливаться может как угодно и где угодно… Тем не менее, и он имеет два очень важных параметра, не учтя которые можно здорово навредить своей системе отопления. В этой статье подробно об одном из этих параметров.

Читать полностью >>

Давление в расширительном баке отопления, — как рассчитать?

Втрой важный параметр, который нужно учитывать для расширительных баков, — это начальное давление в баке. Ответ на «почему?» вы найдёте в этой короткой статье, в которой я постарался обойтись без длинных расчётов.

Читать полностью >>

Проекты систем отопления: примеры

Возможно, в разделе про расчёты эта статья лишняя. И, возможно, изучив раздел по проектированию отопления дома, вы в этой информации уже не нуждаетесь… Однако не спешите её пропускать: может, всё же в ней есть что-то, что вы упустили раньше? Да и повторение — мать учения…

Читать полностью >>

расчёт системы отопления

Расчет системы отопления частного дома

Чтобы отопительная система в частном доме была экономичной, работала эффективно и обеспечивала комфортные условия проживания, необходимо приобрести качественное оборудование, позаботиться о правильном проведении монтажных работ и грамотной эксплуатации. Однако первым шагом будет расчет системы отопления. Он включает несколько этапов.

Расчет тепловой мощности

При монтаже отопления важно правильно рассчитать рабочие параметры системы, в противном случае в доме будет холодно и придется использовать дополнительные источники обогрева.

Чтобы узнать, котел какой мощности нужно купить для частного дома, следует вычислить его площадь. Обратите внимание, что при расчете нужно учитывать даже те помещения, в которых не будут установлены радиаторы отопления, — коридоры, ванные комнаты, прихожие и т.д., поскольку пассивно они все же будут прогреваться.

Площадь дома нужно умножить на количество энергии, необходимое для прогревания 1 м² помещения. Этот показатель будет отличаться в зависимости от региона. В центральных регионах России он составляет 100 Вт/м². Т.е. для дома площадью 100 м² понадобится котел мощностью как минимум 10 000 Вт. Теперь прибавляем запас 20 % и получаем цифру 12 000 Вт.

Полученное значение может изменяться в большую или меньшую сторону в зависимости от различных факторов. К примеру, можно купить менее мощный котел, если дом строился с хорошим утеплением и стены и крыша имеют низкий коэффициент теплопроводности. Также при расчете системы нужно учитывать наличие дополнительных источников отопления: теплых полов, конвекторов, инфракрасных излучателей и т.д.

Существуют общепринятые стандарты для удельной мощности котла в зависимости от региона проживания:

• 0,15-0,2 кВт для северных районов;
• 0,12-0,15 кВт для центральных районов;
• 0,07-0,09 кВт для южных районов.

Расчет гидравлики

Если подсчитать мощность котла достаточно легко самостоятельно, то вот дальнейший расчет — задача, которую лучше доверить профессионалам. Необходимо будет выбрать конфигурацию системы, тип трубопровода и запорной арматуры, определить расположение приборов отопления в доме, составить чертеж дома с указанием тепловых нагрузок. При расчете гидравлической системы важно учесть:

• потери давления теплоносителя;
• диаметр трубопровода на отдельных участках;
• гидравлическую увязку всех точек системы.

Еще один момент — бесшумность работы. Выполняя расчет, нужно учесть, что при значительной турбулизации потока, возникающей из-за повышенной скорости движения теплоносителя, будет возникать шум. Чтобы избежать этого, нужно правильно подобрать насосы и теплообменники, регулировочные клапаны, арматуру и сами трубы.

Проектирование дымохода и вентиляции

При расчете дымохода надо определиться со следующими параметрами:

• материал выполнения;
• высота;
• диаметр;
• сечение.

Обычно подходящие параметры указываются в технической документации к котлу.

Что касается вентиляции, то она должна обеспечивать хорошую тягу: если она будет недостаточной, то производительность котла упадет, если избыточной — будет сложнее регулировать процесс сгорания топлива.

Также для котла может потребоваться подобрать расширительный бак, циркуляционный насос и другое дополнительное оборудование.

Расчет системы отопления профессионалами: гарантия теплого дома

Компания «Аквастрим» предлагает воспользоваться услугами специалистов с опытом проектирования систем отопления и водоснабжения более семи лет. Мы поможем вам сэкономить много времени и сил на выборе котла, трубопровода, дымохода, запорной арматуры и т.д. Огромный опыт выполнения проектов разной сложности позволит нам решить любую задачу.

Заказать консультацию специалиста БЕСПЛАТНО

Сколько тепла вам нужно? | Калькулятор отопления

Обогрев вашего помещения имеет решающее значение для безопасности ваших сотрудников и гостей, а в определенных обстоятельствах — для эффективности вашего проекта. Когда приходит время определить, какая система отопления лучше всего подходит для вас, в вашем списке предстоит еще много дел.

Вы должны начать со сбора инструментов, необходимых для вашего помещения, чтобы максимально повысить его эффективность. Это означает уменьшение сквозняков, использование вентиляторов и знакомство с вашим термостатом для контроля температуры в комнате.Узнайте больше о том, как эффективно обогреть строительную площадку.

Затем вам нужно будет выбрать правильную единицу измерения для вашего помещения. Узнайте больше о разнице между обогревателями прямого и косвенного нагрева. После того, как вы решите, использовать ли устройство непрямого, прямого или электрического тока, вам нужно ответить на большой вопрос — сколько тепла вам нужно?

Это сложный вопрос, но не о чем беспокоиться! Воспользуйтесь нашим калькулятором, чтобы подобрать для себя подходящую систему отопления. Просто оцените кубические футы отапливаемого помещения, выберите желаемое повышение температуры и выберите уровень изоляции.Калькулятор сгенерирует количество БТЕ в час, необходимое для обогрева помещения.

Подсчитайте, сколько тепла нужно для обогрева вашего помещения

Пример:

Если у вас есть здание площадью 3500 квадратных футов с 10-футовыми потолками (35000 кубических футов), и вы хотите, чтобы температура поднялась на 30 градусов, и в вашем здании есть все двери, окна и крыша, но нет изоляции, тогда вы потребуется 84000 БТЕ / час, чтобы нагреть эту область до желаемой температуры.

Теперь, когда вы знаете, сколько тепла вам нужно, взгляните на предлагаемые нами портативные обогреватели. Если у вас возникла проблема с вашей системой отопления, вы можете использовать нашу серию видео по поиску и устранению неисправностей, чтобы решить эту проблему.

В некоторых случаях вам может потребоваться несколько устройств для обогрева помещения. Лучше всего связаться с нами напрямую, чтобы запросить дополнительную информацию.

Не забудьте арендовать временные обогреватели на время обслуживания ОВК

Как вы планируете обеспечить контроль температуры во время обслуживания HVAC? Большинство зданий требуют обслуживания HVAC два раза в год.Если вы не планируете обслуживание, ваша система может выйти из строя. Рассмотрите возможность аренды электрических обогревателей на время технического обслуживания, чтобы ваше пространство оставалось теплым, пока ваш агрегат обслуживается.

Для получения дополнительных тепловых ресурсов, ознакомьтесь с нашими услугами по аренде временного обогревателя для конкретной отрасли:

Журнал

HeatSpring — Определение размеров системы отопления и охлаждения — 101

Старые системы кондиционирования помещений (старше 10 лет) часто ненадежны и намного менее эффективны, чем современные системы.Когда приходит время для новой замены, выбор одного из подходящих размеров (мощность нагрева и / или охлаждения) имеет решающее значение для достижения максимальной эффективности, комфорта и минимальных затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию в течение всего срока службы новой системы. Некоторые национальные исследования показали, что более половины всех подрядчиков HVAC неправильно рассчитывают размеры систем отопления и охлаждения.

Самая распространенная ошибка при калибровке — это завышение размера. Это не только делает новую систему более дорогой в установке, но и заставляет ее работать неэффективно, чаще выходить из строя и обходиться дороже в эксплуатации.Негабаритное отопительное оборудование также часто создает в доме некомфортные и большие перепады температур. Негабаритные кондиционеры (и тепловые насосы) не работают достаточно долго, чтобы осушить воздух, что приводит к ощущению «липкости» и нездоровому росту плесени во многих домах с кондиционированием воздуха.

В этом посте я расскажу о

1. Неверные методы определения размеров
2. Почему большинство старых систем имеют слишком большой размер
3. Руководство J и D: правильный способ определения размера системы
4. A Особый случай: определение размеров систем парового отопления
5. шагов, которые должен предпринять хороший подрядчик для определения размера системы

Прочтите ниже полный текст сообщения, если у вас есть какие-либо подробные технические вопросы, не стесняйтесь оставлять комментарии или задавать их в нашем сообществе технической поддержки геотермальных источников.

Неверные методы определения размеров

Задача установщика / подрядчика заключается в правильном расчете размеров здания. Однако многие установщики проверяют только «паспортную табличку» (этикетку на устройстве, на котором, помимо прочего, указано количество британских тепловых единиц в час) существующей системы и продают вам такую ​​же или, что еще хуже, более крупную. Это неправильный метод определения размера, который не отвечает вашим интересам! Другие методы включают простые «эмпирические правила», основанные на размере вашего дома или с использованием диаграммы, учитывающей множество факторов.Хотя эти методы могут дать первую оценку, их не следует использовать для определения размера вашей системы.

Почему большинство старых систем имеют слишком большой размер

До эпохи плотно построенных домов нередко устанавливали печи и кондиционеры, мощность которых в два-четыре раза превышала необходимую. Поскольку многие люди добавили в свои дома новые окна, герметизацию, герметизацию и изоляцию, следование паспортной табличке может привести к негабаритной системе.Внесение таких улучшений, направленных на снижение потерь тепла зимой и притока тепла летом, должно позволить вам устанавливать системы меньшего размера, оставаясь при этом комфортными, а также экономить большое количество энергии.

Руководство J и Руководство D: правильный способ определения размера системы

Правильный выбор размера системы требует учета многих факторов, помимо простого чтения паспортной таблички существующего устройства. Ключевые факторы для правильного определения размеров системы отопления и охлаждения включают следующее:

• Местный климат
• Размер, форма и ориентация дома
• Уровни изоляции
• Площадь окна, расположение и тип
• Скорость инфильтрации воздуха
• Количество и возраст жильцов
• Предпочтения пассажиров
• Типы и эффективность осветительных приборов и основных бытовых приборов (выделяющих тепло).

Домовладельцы должны настоять на том, чтобы подрядчики использовали правильный расчет размеров до подписания контракта. Эта услуга часто предлагается домовладельцам за небольшую плату или бесплатно со стороны газовых и электрических компаний, крупных производителей отопительного оборудования и добросовестных подрядчиков по отоплению и кондиционированию воздуха. Руководство J, «Расчет нагрузки для жилых помещений », опубликованное компанией Air Conditioning Contractors of America (ACCA), является рекомендуемым методом для использования в Соединенных Штатах. Существует также множество удобных в использовании пакетов компьютерного программного обеспечения или рабочих таблиц, которые могут упростить процедуру расчета.Вы должны убедиться, что процедура, используемая подрядчиком, соответствует Руководству J.

.

Если воздуховоды являются частью установки, их размеры должны быть рассчитаны в соответствии с Руководством ACCA D, « Проектирование воздуховодов для жилых помещений ». ACCA также предлагает исчерпывающее руководство по выбору домашних систем отопления и охлаждения, которое называется Manual S, « Выбор бытового оборудования ».

Особый случай: определение размеров систем парового отопления

Единственное исключение из вышеперечисленного — системы парового отопления.Для этих систем размер котла должен соответствовать размерам радиаторов. Однако еще есть возможности для экономии энергии. Во-первых, исходный котел может быть больше размера для радиаторов, поэтому подрядчик не должен просто заказывать котел той же мощности, а должен согласовывать котел с радиаторами. Во-вторых, если вы повысили энергоэффективность своего дома, в нем может быть больше радиаторов, чем нужно.

Возможно, удастся снять радиаторы в центре дома и переставить другие, заменив более крупные радиаторы на более мелкие.Поскольку радиаторы имеют модульную конструкцию, теоретически возможно уменьшить размер радиатора, удалив секции; на практике это обычно сложно сделать, не повредив их. Во многих частях страны использованные радиаторы доступны дешево, поэтому вы потенциально можете купить небольшие радиаторы для замены больших радиаторов; Если вы это сделаете, будьте готовы заменить и запорные клапаны, поскольку они часто не совпадают. Также доступны паровые радиаторы нового производства.

В любом случае при уменьшении размера системы вам следует обратиться к специалисту по отоплению и охлаждению.Потребности вашего дома в отоплении должны быть рассчитаны с использованием Руководства J, и ваши радиаторы должны быть соответствующим образом уменьшены в размерах. Подберите новый котел к остальным радиаторам. Обратите внимание, что балансировка систем парового отопления — это больше искусство, чем наука; в идеале вы найдете профессионала в области отопления, имеющего опыт работы с системами парового отопления.

Шаги, которые должен предпринять хороший подрядчик для определения размера вашей системы

Многие факторы влияют на потребность дома в обогреве или охлаждении, или «нагрузку». Хороший оценщик измерит стены, потолки, площадь пола и окна, чтобы определить объемы комнаты, а также оценит R-значение изоляции дома, окон и строительных материалов.Также необходима тщательная оценка утечки воздуха в здании. Проверка дверцы вентилятора — лучший способ измерить утечку воздуха.

Хорошая оценка также включает проверку размеров, состояния уплотнений на стыках и изоляции, а также расположение распределительных каналов в системах с принудительной подачей воздуха. Размещение регистров подачи и возврата должно соответствовать типу и размеру системы.

Ориентация дома также влияет на приток тепла и теплопотери через окна.Свесы могут уменьшить проникновение солнечной энергии через окна. Убедитесь, что подрядчик использует правильный дизайн для наружной температуры и влажности в вашем районе. Использование более высокой летней расчетной температуры приводит к завышению размеров кондиционеров.

Когда подрядчики закончат, получите копию их расчетов, предположений и компьютерную распечатку или готовый рабочий лист. Это ваше единственное доказательство того, что они сделали свою работу правильно. Подводя итог, можно сказать, что при проектировании вашей новой системы отопления и кондиционирования воздуха выбранный вами подрядчик должен сделать следующее:

• Используйте компьютерную программу или письменную процедуру расчета для определения размера системы
• Предоставьте письменный договор, в котором перечислены основные моменты вашей установки и результаты расчета нагрузки на отопление и охлаждение.
• Даем вам письменную гарантию на оборудование и качество изготовления
• Позволяет отложить последний платеж до тех пор, пока вы не будете удовлетворены новой системой.

Бесплатное повышение квалификации

Если вам нужно больше узнать об основах высокопроизводительного строительства, а также о технологиях и принципах HVAC, мы создали для вас потрясающий бесплатный класс. Наш бесплатный курс: Высокоэффективное строительство и HVAC — это самый углубленный и лучший бесплатный курс по высокопроизводительным зданиям и системам HVAC, доступный в Интернете. Вы будете учиться у всех самых умных экспертов отрасли. В классе есть 20+ видеоуроков, множество заданий по чтению и ряд бесплатных инструментов.Это резко снизит вашу кривую обучения по этим предметам.

Темы включают; ограждения и вентиляция жилых зданий, проектирование домов с нулевым потреблением энергии, принципы проектирования пассивных домов, проектирование отопления на биомассе, тепловые насосы с использованием геотермальных источников и солнечные тепловые системы. Щелкните здесь, чтобы подписаться на High Performance Building and HVAC.

Урок 3: Солнечные водонагревательные системы; Размещение и калибровка

Введение

Видимый свет ( инсоляция ) — основной источник энергии, собираемый системами, которые обеспечивают тепло помещений, тепло воды и электричество для домов.Из-за наклона оси Земли количество солнечной инсоляции, падающей на любую точку на поверхности Земли, меняется в течение года. Ежедневно и сезонно количество световой энергии, падающей на поверхность, изменяется от восхода до захода солнца. Атмосферные условия и высота над уровнем моря также являются факторами, влияющими на количество света, достигающего поверхности Земли.

Для участков выше и ниже экватора сезонные колебания обычно отмечаются весенним и осенним равноденствиями, а также летним и зимним солнцестоянием.Равноденствия определяются как время года, когда солнце пересекает экватор (март и 21/22 сентября). В это время наблюдается равное количество часов светового дня и ночи. Летнее и зимнее солнцестояние определяются как время, когда солнце достигает своей самой высокой / самой низкой широты. В северных широтах летнее солнцестояние приходится на 21/22 июня, а зимнее солнцестояние — 21/22 декабря. Летнее солнцестояние — это дата, когда количество световых часов самое длинное, а зимнее солнцестояние — самое короткое количество световых часов.В южном полушарии солнцестояние как раз наоборот.

Перед установкой солнечной водонагревательной системы вы должны сначала рассмотреть солнечный ресурс участка, так как эффективность и конструкция солнечной водонагревательной системы зависят от того, сколько солнечной энергии достигает строительной площадки. Вам также необходимо правильно подобрать размер системы, чтобы обеспечить потребности дома в горячей воде. В этом уроке вы узнаете, как разместить и определить размер солнечной водонагревательной системы.

Энергетические расчеты и единицы

Мы должны уметь измерять и сравнивать энергию и другие величины, чтобы иметь возможность оценить размер солнечных водонагревательных и солнечных электрических систем.Следовательно, нам необходимо понять, какие энергетические расчеты и единицы измерения энергии мы используем для этих оценок.

Таблица преобразования

Определения:

Тепло:
Британская тепловая единица (БТЕ): количество энергии для подъема 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта

Therm: 100 000 британских тепловых единиц

DekaTherm (DKT) : 1 000 000 британских тепловых единиц
Природный газ содержит около 1 датской тонны энергии на 1000 кубических футов газа.

Электроэнергия и энергия
1 ватт = 1 вольт * 1 ампер в чисто резистивных цепях

1000 Вт = 1 киловатт (кВт) (это мощность)

1 кВт * 1 час = 1 киловатт-час (это энергия)

В начало

Размещение солнечной водонагревательной системы

Географическая ориентация и наклон коллектора могут влиять на количество солнечного излучения, которое получает система.

Солнечные водонагревательные системы используют как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. Несмотря на более холодный северный климат, Пенсильвания по-прежнему предлагает адекватные солнечные ресурсы. Как правило, если место установки не затемнено с 9 до 15 часов. и выходит на юг, это хороший кандидат на установку солнечной водонагревательной системы.

PVWatts (www.pvwatts.org) — полезный онлайн-калькулятор, который помогает понять солнечный ресурс в данном месте. В таблице ниже показаны средние летние, зимние и годовые значения солнечной радиации для Уилкс-Барре, штат Пенсильвания.PVWatts может помочь вам определить солнечный ресурс, доступный на вашем конкретном участке, а также помочь вам оценить размер солнечной системы, необходимой для обеспечения необходимой солнечной энергии для солнечных водонагревательных или солнечных электрических систем. ( Совет: чтобы преобразовать киловатт-часы в британские тепловые единицы, умножьте на 3413. Чтобы преобразовать квадратные метры в квадратные футы, умножьте на 10,76 ).

Среднесуточная солнечная радиация за январь и июль и ежегодно для различных углов наклона и азимута в Уилкс-Барре, штат Пенсильвания (кВтч / м2 / день) Источник: веб-сайт PV Watts www.pvwatts.org
Угол наклона	Угол азимута	января	июль	Ежегодно
25	180	2,50	5,58	4,19
25	210	2.40	5,81	4,12
25	270	1,72	5,52	3,59
40	180	2,81	5,47	4,19
40	210	2,66	5,45	4.09
40	270	1,69	5,08	3,37
55	180	2,89	4,82	3,98
55	210	2,79	4,85	3,88
55	270	1.62	4,55	3,09

Ориентация коллектора
Ориентация коллектора имеет решающее значение для достижения максимальной производительности от солнечной энергетической системы. В целом, оптимальная ориентация солнечного коллектора в северном полушарии — истинный юг (азимут 1800). Однако недавние исследования показали, что, в зависимости от местоположения и наклона коллектора, коллектор может быть повернут до 90 к востоку или западу от истинного юга без значительного снижения его производительности.

Местные климатические условия могут сыграть значительную роль в выборе ориентации коллекторов на восток или запад от истинного юга, а также при определении правильного угла наклона коллекторов. Ориентация и наклон крыши зданий, факторы затенения, эстетика и местные условия также играют важную роль в установке оборудования для сбора солнечных систем.

Вы также должны учитывать такие факторы, как ориентация крыши (если вы планируете установить коллектор на крыше), особенности местного ландшафта, которые затеняют коллектор ежедневно или сезонно, и местные погодные условия (например, туманное утро или облачный день), как эти факторы также могут повлиять на оптимальную ориентацию коллектора.

Наклон коллекторов
Большинство жилых солнечных коллекторов представляют собой плоские панели, которые можно установить на крыше или на земле. Называемые плоскими коллекторами , они обычно фиксируются в наклонном положении, соответствующем широте местоположения. Это позволяет коллекционеру лучше всего улавливать солнце. Эти коллекторы могут использовать как прямые солнечные лучи, так и отраженный свет, проходящий через облака или от земли. Поскольку они используют весь доступный солнечный свет, плоские коллекторы — лучший выбор для многих северных штатов.

Оптимальный угол наклона солнечного коллектора — это угол, равный широте.

Хотя оптимальным углом наклона коллектора является угол, равный широте, плоская установка коллектора на наклонной крыше не приведет к значительному снижению производительности системы и часто желательна по эстетическим соображениям. Однако вы захотите принять во внимание угол наклона крыши при определении размеров системы.

Затенение
Как упоминалось ранее, солнечные коллекторы следует устанавливать на участке, не затененном от 9 а.м. до 15:00 и смотрит на юг. Затенение от гор, деревьев, зданий и других географических объектов может значительно снизить производительность коллектора. Перед установкой солнечной энергетической системы вы должны сначала составить схему движения солнца, чтобы оценить влияние затенения на годовую производительность системы.

В начало

Расчет солнечной водонагревательной системы

Чтобы правильно определить размер солнечной водонагревательной системы, вам необходимо определить общую площадь коллектора и объем хранилища, необходимые для удовлетворения от 90 до 100 процентов потребностей домашнего хозяйства в горячей воде в летний период.Одним из доступных программных средств для расчета размеров солнечной системы водяного отопления является RetScreen (www.retscreen.net/ang/home.php). Если вы планируете проектировать несколько систем солнечного нагрева воды, вы можете загрузить программное обеспечение для горячего водоснабжения с сайта www.retscreen.net/ang/t_software.php. Это программное обеспечение можно использовать для определения размеров солнечных водонагревательных систем, и мы будем использовать его для проверки приведенного ниже примера расчета практических правил.

Определение размера площади коллектора
Хорошее практическое правило для определения размера площади коллектора в северных климатических условиях, например в Пенсильвании, состоит в том, чтобы оставить 20 квадратных футов (2 квадратных метра) площади коллектора для каждого из первых двух членов семьи и от 12 до 14 квадратных метров. футов для каждого дополнительного человека.

Определение объема хранения
Небольшого (от 50 до 60 галлонов) резервуара для хранения обычно достаточно для одного-двух человек. Средний (80 галлонов) резервуар для хранения хорошо подходит для трех-четырех человек. Большой бак (120 галлонов) подходит для четырех-шести человек.

Для активных солнечных водонагревательных систем размер солнечного накопителя увеличивается с размером коллектора, обычно 1,5 галлона на квадратный фут коллектора. Это помогает предотвратить перегрев системы при низкой потребности в горячей воде.

На веб-сайте Solar Rating and Certification Corporation результаты тепловых характеристик протестированных солнечных коллекторов можно найти по адресу www.fsec.ucf.edu/solar/testcert/collectr/tprdhw.htm. На сайте представлены данные о производительности в диапазоне температур, который подходит для выбора коллектора для нагрева потребности в горячей воде. Ниже приводится страница с этого сайта. Имейте в виду, что эти коллекционеры сертифицированы в соответствии с условиями Флориды. Чтобы выбрать правильный размер коллектора для Пенсильвании, необходима процедура проб и ошибок.

Сертификат коллектора (A) Коллектор Остекление Абсорбер Площадь брутто Температурные характеристики Промежуточная номинальная температура Производитель Модель ФСЭК № № Тип Материал Покрытие кв. Ft БТЕ / день БТЕ / фут² ACR Solar International Corp Skyline 20-01 00030 1 Прозрачный жесткий пластик Медные трубы и ребра Селективный 20.07 14800 736 ACR Solar International Corp Skyline 10-01 00212C 1 Прозрачный жесткий пластик Медные трубы и ребра Селективный 10.00 7500 747 AMK-Collectra AG OPC 10 MK-III 00083 1 Вакуумная стеклянная трубка Медные трубы и алюминиевые ребра Селективный 15.67 12500 800 Alfa Casting Corp * AC-419 83128 1 Стекло Медные трубы и алюминиевые ребра Неселективный 18.41 14200 770 Alfa Casting Corp * ACC-419 83129 1 Стекло Медные трубы и ребра Неселективный 18.41 16400 893 ООО «Альтернативные энергетические технологии» АЕ-21 00081N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 20.77 17600 849 ООО «Альтернативные энергетические технологии» AE-26 00088N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 25.35 21700 856 ООО «Альтернативные энергетические технологии» AE-32 00089N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 31.91 27500 862 ООО «Альтернативные энергетические технологии» AE-40 00090N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 39.79 34400 866 ООО «Альтернативные энергетические технологии» AE-32-E 00036C 1 Стекло Медные трубы и ребра Умеренно селективный 31.85 22300 701 ООО «Альтернативные энергетические технологии» AE-40-E 00037C 1 Стекло Медные трубы и ребра Умеренно селективный 39.71 27900 704 ООО «Альтернативные энергетические технологии» ST-32E 00119C 1 Стекло Медные трубы и ребра Умеренно селективный 30.91 22900 742 ООО «Альтернативные энергетические технологии» ST-40E 00120C 1 Стекло Медные трубы и ребра Умеренно селективный 38.62 28400 735 ООО «Альтернативные энергетические технологии» МСК-21 00213N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 21.50 17400 810 ООО «Альтернативные энергетические технологии» МСК-32 00214N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 32.67 27200 833 ООО «Альтернативные энергетические технологии» МСК-40 00215N 1 Стекло Медные трубы и ребра Селективный 42.15 35100 833 American Solar Network, Ltd. ASN30A 89011 1 Прозрачный жесткий пластик EPDM, стабилизированный УФ-излучением Нет 31.17 21100 676 American Solar Network, Ltd. ASN45A 89018C 1 Прозрачный жесткий пластик EPDM, стабилизированный УФ-излучением Нет 46.50 31600 680 American Solar Network, Ltd. ASN60A C 1 Прозрачный жесткий пластик EPDM, стабилизированный УФ-излучением Нет 61.83 41600 673 Apricus Solar Co., Ltd. АП-10 00202N 1 Вакуумная стеклянная трубка Стеклянный цилиндр Селективный 14.45 8500 589 Apricus Solar Co., Ltd. АП-20 00106N 1 Вакуумная стеклянная трубка Стеклянный цилиндр Селективный 29.16 17300 594 Apricus Solar Co., Ltd. АП-22 00203N 1 Вакуумная стеклянная трубка Стеклянный цилиндр Селективный 32.11 19100 594 Apricus Solar Co., Ltd. АП-30 00204N 1 Вакуумная стеклянная трубка Стеклянный цилиндр Селективный 43.63 27600 636 Aqua Sol Components Ltd. 6536 00068 1 Стекло Медные трубы и алюминиевые ребра Неселективный 36.46 Термосифонная система Поставленная полезная энергия: 27,300 БТЕ Коэффициент тепловых потерь: 3,7 БТЕ / ч ° F * Скорость потока через солнечный коллектор влияет на его производительность, но может или не может влиять на производительность системы, в которой он установлен. Некоторые из перечисленных здесь коллекторов были протестированы при расходах, отличных от указанных в стандартах тестирования.Эти модели коллектора помечены звездочкой (*), непосредственно перед номером модели.

Сравнивая суточную потребность в тепле для горячей воды с тестируемыми показателями тепловой производительности коллектора, мы хотим выбрать солнечные коллекторы, которые будут производить 45 081 БТЕ / день. Глядя в столбец БТЕ / день, мы видим, что нам потребуются два коллектора, чтобы соответствовать нашей нагрузке, каждый из которых может обеспечить около 22 541 БТЕ / день.Коллектор AE-32 от компании Alternate Energy Technologies рассчитан на 27 500 БТЕ / день. Каждый из этих коллекторов имеет площадь около 32 квадратных футов. Этот пример выгодно отличается от представленных ранее общих рекомендаций по количеству солнечных коллекторов для установки 20 квадратных футов площади коллектора для первых двух человек и 12 квадратных футов для каждого дополнительного жильца.

Для Пенсильвании резервуар для хранения воды, соединяющий с солнечным коллектором площадью 64 квадратных фута, должен иметь размер не менее 80 галлонов, но лучше использовать резервуар емкостью более 90 галлонов.

В начало

вопросов

1. При использовании программного обеспечения RETScreen коллекторы AET AE-32 будут производить 0,98 МВтч с июня по август, или 36 347 БТЕ в сутки. Это не соответствует нашей расчетной нагрузке на нагрев воды, поэтому нам нужно выбрать другой коллектор. Поскольку у нас дефицит около 8 734 БТЕ в день, или 24%, нам нужно выбрать коллекционеров примерно на 24% больше, чем наша первоначальная оценка. Мы попробуем коллектор AET AE-40 площадью 40 квадратных футов. Используя программу RET Screen, мы видим, что коллекторы AE-40 произведут 1.08 МВтч с июня по август или около 40 055. Что случилось? Почему мы увеличиваем площадь солнечного коллектора на 25% и получаем только на 10% больше горячей воды? Ответ заключается в том, что, когда количество произведенной энергии приближается к количеству используемой энергии, эффективность системы падает, потому что более высокие температуры системы приводят к большим потерям тепла. Система с двумя коллекторами AE-32 имеет КПД системы 35 процентов, обеспечивая при этом 86% энергии, необходимой в летнее время (86% называется солнечной фракцией).Система с двумя коллекторами AE-40 имеет КПД 31%, обеспечивая при этом 95% энергии, необходимой в летнее время. Помните, мы начали с того, что рассчитали систему, чтобы обеспечить 100% энергии для нагрева воды в летнее время.

   Другой параметр конструкции системы, на который нам нужно обратить внимание, — это размер солнечного резервуара для хранения воды. Предыдущий анализ был выполнен с использованием RETScreen с учетом резервуара на 120 галлонов. Каковы были бы КПД и доля солнечной энергии, если бы мы установили резервуар для хранения на 80 галлонов? Модель RETScreen предсказывает, что при использовании резервуара для хранения емкостью 80 галлонов доля солнечной энергии снижается до 93%, а эффективность в летнее время остается на уровне 31%.Таким образом, резервуар меньшего размера снижает долю солнечной энергии в системе.

   Как работает наша система на годовой основе?

   Среднесуточная солнечная радиация за январь и июль и ежегодно для различных углов наклона и азимута в Уилкс-Барре, Пенсильвания (кВтч / м2 / день) Источник: веб-сайт PV Watts www.pvwatts. орг
   Угол наклона	Угол азимута	января	июль	Ежегодно
   25	180	2.50	5,58	4,19
   25	210	2,40	5,81	4,12
   25	270	1,72	5,52	3,59
   40	180	2,81	5,47	4.19
   40	210	2,66	5,45	4,09
   40	270	1,69	5,08	3,37
   55	180	2,89	4,82	3,98
   55	210	2.79	4,85	3,88
   55	270	1,62	4,55	3,09

2. Используя данные для Уилкс-Барре в приведенной выше таблице, какова разница в процентах между среднегодовой дневной солнечной инсоляцией, падающей на поверхность, обращенную на истинный юг (азимутальный угол 1800) с наклоном 25 градусов по сравнению с наклоном 55 градусов? Для наклона на 25 градусов по сравнению с поверхностью, наклоненной на 40 градусов?
3. Какова разница в процентах между среднегодовым значением для поверхности, наклоненной на 25 градусов и обращенной на истинный юг, и той же поверхности, с таким же наклоном, но с азимутальным углом 210 градусов?
4. Какова разница в процентах между среднегодовым значением для поверхности, наклоненной на 25 градусов и обращенной на истинный юг, и той же поверхности, такого же наклона с азимутальным углом 270 градусов? Для поверхностей с уклоном 40 и 55 градусов?
5. Учитывая процентные различия, показанные в вопросе 3, какой угол наклона более разумно принять, если у вас не было другого выбора, кроме как установить солнечную систему с азимутальным углом 270 градусов? Пожалуйста, объясните свой ответ.
6. Если бы вы жили в Уилкс-Барре и хотели максимально улавливать солнечную инсоляцию зимой, с какими углами наклона и азимута вы бы установили солнечные коллекторы? И наоборот, если вы хотите максимизировать летний сбор солнечной энергии, под каким углом наклона и азимута вы бы установили солнечные коллекторы?
7. В примере определения размеров солнечной системы общая суточная потребность в тепловой энергии для 80 галлонов горячей воды была рассчитана на уровне 45 081 британских тепловых единиц. Какова будет общая потребность в тепловой энергии для 80 галлонов при температуре горячей воды 1400F и той же температуре холодной воды?
8. Какова будет потребность в дополнительной энергии для 80 галлонов горячей воды с температурой горячей воды, установленной на 1200F, и солнечной системой нагрева воды, обеспечивающей 1000F воды на входе холодной воды обычного водонагревателя для бытового горячего водоснабжения? При расчете принимайте тепловые потери для установленной температуры 120 градусов от обычного нагревателя.

В начало

ответов

Проектирование теплообменной системы земля – воздух | Геотермальная энергия

Если размеры системы EAHE известны, расчет скорости теплопередачи может быть выполнен либо с использованием метода логарифмической разницы температур (LMTD), либо метода ε — числа единиц передачи (NTU). В данной работе используется метод ε –NTU. Температура воздуха на выходе была определена с использованием эффективности EAHE ( ε ), которая является функцией количества единиц переноса (NTU).

Эффективность теплообменника и NTU

В теплообменнике земля – воздух для передачи тепла используется только воздух. Тепло выделяется или поглощается воздушными потоками через стенки трубы за счет конвекции и от стенок трубы к окружающей почве и наоборот за счет теплопроводности. Если предполагается, что контакт стенки трубы с землей идеален, а проводимость почвы считается очень высокой по сравнению с поверхностным сопротивлением, то температуру стенки внутри трубы можно считать постоянной.Выражение NTU зависит от различных типов конфигураций потока в системе EAHE. В этой статье использовалось соотношение для испарителя или конденсатора (с постоянной температурой с одной стороны, т. Е. Стенки).

Общее количество тепла, передаваемого воздуху при прохождении через заглубленную трубу, определяется по формуле:

$$ {Q} _ {\ mathrm {h}} = \ dot {m} {C} _ {\ mathrm {p} } \ left ({T} _ {\ mathrm {out}} — {T} _ {\ mathrm {in}} \ right) $$

(3)

где ṁ — массовый расход воздуха (кг / с), C _p — удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг-К), T _out — температура воздуха на выходе из трубы EAHE (° C), а T _в — температура воздуха на входе в трубку EAHE (° C).

Из-за конвекции между стеной и воздухом передаваемое тепло также может быть выражено следующим образом:

$$ {Q} _ {\ mathrm {h}} = hA \ varDelta {T} _ {\ mathrm {lm} } $$

(4)

, где h — коэффициент конвективной теплопередачи (Вт / м ² -K), а A — площадь внутренней поверхности трубы (м ² ).

Средняя логарифмическая разница температур (Δ T _лм ) определяется по ( T _EUT = T _стена ):

$$ \ varDelta {T} _ {\ mathrm {lm}} = \ frac {T _ {\ mathrm {in}} — {T} _ {\ mathrm {out}}} {\ ln \ left [\ frac {\ left ({T} _ {\ mathrm {in}} — {T} _ {\ mathrm {wall}} \ right)} {\ left ({T} _ {\ mathrm {out} } — {T} _ {\ mathrm {wall}} \ right)} \ right]} $$

(5)

Температуру воздуха на выходе из трубы EAHE можно получить в экспоненциальной форме как функцию температуры стенки и температуры воздуха на входе, исключив Q _ч из ур.{- \ left (\ raisebox {1ex} {$ hA $} \! \ left / \! \ raisebox {-1ex} {$ \ dot {m} {C} _ {\ mathrm {p}} $} \ right . \ right)} $$

(6)

Если используется труба бесконечной длины ( A = ∞), воздух будет нагреваться или охлаждаться до температуры стены. {- \ left (\ raisebox {1ex} {$ hA $} \! \ Left / \ ! \ raisebox {-1ex} {$ \ dot {m} {C} _ {\ mathrm {p}} $} \ right.{- \ mathrm {N} \ mathrm {T} \ mathrm {U}} $$

(9)

Эффективность теплообменника земля – воздух определяется безразмерной группой NTU. Изменение эффективности теплообменника земля-воздух в зависимости от количества передаточных единиц показано на рис. 2. Было замечено, что с увеличением значения NTU эффективность также увеличивается, но кривая быстро сглаживается. Относительный выигрыш в эффективности очень невелик после того, как значение NTU становится больше 3.Есть несколько способов построить теплообменник земля-воздух для получения заданного NTU и, следовательно, желаемой эффективности. Аналогичные результаты наблюдали Де Паэпе и Янссенс (2003).

Рис. 2

Зависимость эффективности теплообменника Земля – воздух от количества передаточных единиц

Влияние проектных параметров на NTU может быть изучено с точки зрения теплопередачи и падения давления. NTU состоит из трех параметров, а именно: коэффициента конвективной теплопередачи ( ч ), площади внутренней поверхности трубы ( A ) и массового расхода воздуха ( ), которые могут варьироваться.

Площадь внутренней поверхности трубы является функцией диаметра, D , и длины трубы EAHE, L , оба:

Коэффициент конвективной теплопередачи внутри трубы определяется как:

$$ h = \ frac {N _ {\ mathrm {u}} K} {D} $$

(11)

где K — коэффициент теплопроводности (Вт / м-К).

Чжан (2009) представил в своей кандидатской диссертации, что в традиционных системах теплообменников земля-воздух (ETAHE) типично наличие подземных каналов с 10 см h <40 см и длиной более 20 м. .Такие размеры означают отношение длины к гидравлическому диаметру ( D _h ) имеют порядок величины 100. Гидравлический диаметр определяется как четырехкратное отношение площади поперечного сечения к смоченному периметру поперечного сечения.

$$ {D} _ {\ mathrm {h}} = \ frac {4A} {P} $$

(12)

, где A — это площадь поперечного сечения, а P — смоченный периметр поперечного сечения.

Гидравлический диаметр круглой трубы — это просто диаметр трубы.Поэтому разумно предположить, что воздушные потоки в основном полностью развиты в ЭПТО таких размеров, и адаптировать соответствующие эмпирические корреляции для расчета коэффициента конвективной теплопередачи (КТТ). Чтобы проверить это предположение, восемь чисел Нуссельта ( N _и ) корреляции, использованные в других исследованиях моделирования ETAHE (Arzano and Goswami 1997; Bojic et al. 1997, охлаждение и нагревание; Singh 1994; De Paepe and Janssens 2003; Hollmuller 2003; Sodha et al.1994; Benkert and Heidt 1997). Поскольку все корреляции были получены для полностью развитого турбулентного воздушного потока, в идеале ожидается, что они дадут аналогичные значения для тех же рабочих условий. Вариация числа Нуссельта по отношению к числу Рейнольдса для типичной конструкции обычного ETAHE была рассчитана с использованием всех восьми корреляций для расчета CHTC, и наблюдались очень большие различия между результатами восьми корреляций. Это может быть связано с различными экспериментальными условиями, которые были приняты для получения корреляций, например, шероховатость поверхности экспериментальных каналов.Большие расхождения указывают на то, что необходимо выбрать подходящую корреляцию, если какая-либо из существующих моделей используется для моделирования производительности системы EAHE.

Система EAHE, анализируемая в этой статье, состоит из цилиндрических труб с внутренним диаметром 0,1016 м, изготовленных из ПВХ, с общей длиной заглубления 19,228 м. Предполагая, что внутренняя поверхность труб из ПВХ, используемых в системе EAHE, гладкая, N Корреляции _и , приведенные Де и Янссенсом (2003), можно использовать для моделирования производительности системы. {- 2} $$

(14)

Если 2300 ≤ R _e <5 × 10 ⁶ и 0.5 <-п _r <10 ⁶

Число Рейнольдса связано со средней скоростью и диаметром воздуха:

$$ {R} _ {\ mathrm {e}} = \ frac {\ rho {v} _ {\ mathrm {a}} D} {\ mu} $$

(15)

где v _a — скорость воздуха в трубе (м / с), D — диаметр трубы (м) и μ — динамическая вязкость воздуха (кг / м-с).

Число Прандтля определяется по формуле:

$$ {P} _r = \ frac {\ mu {c} _ {\ mathrm {p}}} {K} $$

(16)

где c _p — удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг-К)

AFUE Калькулятор экономии для печей и котлов

О калькуляторе, AFUE, HSPF и КПД печи

Хотите узнать больше о калькуляторе? У вас есть вопросы об эффективности печи и теплового насоса? В следующих параграфах мы поговорим о AFUE, HSPF, BTU, градусо-днях отопления, типах топлива и многом другом.Кроме того, мы научим вас некоторым важным вещам, на которые следует обратить внимание при выборе новой печи / системы отопления для вашего дома.

Как работает калькулятор AFUE?

Калькулятор экономии AFUE разработан, чтобы помочь вам сравнить затраты на отопление печей, котлов и тепловых насосов с различными показателями эффективности (выраженными в AFUE или HSPF) и видами топлива. Калькулятор рассчитывает экономию на отоплении за период в один, пять, десять и пятнадцать лет.

Калькулятор рассчитывает, сколько в год вы тратите на отопление дома, на основе трех основных факторов:

Калькулятор сравнивает текущий метод отопления с новым.Вы можете сравнить свою печь с печами, использующими тот же или другой вид топлива и характеристики AFUE. Вы также можете сравнить свои расходы на отопление с расходами на тепловые насосы с различными показателями эффективности. Попробуйте несколько комбинаций — результаты могут вас удивить!

Чтобы оценить расходы на отопление как можно точнее, калькулятор также основывает свои результаты на нескольких второстепенных факторах, таких как:

Что такое AFUE?

При исследовании печей нельзя не встретить аббревиатуры AFUE.Как указано выше, AFUE означает ежегодную эффективность использования топлива. Это процент, который показывает, насколько эффективно данная печь или котел может использовать свое топливо.

AFUE можно сравнить с SEER (Сезонный годовой коэффициент эффективности), который представляет собой систему оценки эффективности для кондиционеров. И в SEER, и в AFUE большее число указывает на более энергоэффективный блок. Но на самом деле AFUE легче понять, чем его аналог по рейтингу AC. В то время как SEER выражается числом, значение которого трудно расшифровать, AFUE представлен простым процентом.

Например, печь с 80% AFUE эффективна на 80%. Это означает, что 80% потребляемого топлива преобразуется в тепловую энергию, которая обогревает ваш дом. Остальные 20% попадают в дымоход — впустую. 90% -ная печь AFUE использует 90% топлива для обогрева вашего дома, тратя только 10%.

Достичь 100% эффективности (0% отходов) можно только с помощью электрической печи, хотя некоторые печи на природном газе и пропане действительно близки к этому.

Что такое HSPF?

HSPF — коэффициент производительности отопительного сезона — используется для выражения эффективности работы воздушного теплового насоса.Как и AFUE, чем выше число, тем эффективнее работает тепловой насос. Но в отличие от AFUE, понять HSPF не так просто.

Тепловые насосы более нового поколения обычно имеют рейтинг HSPF от 8 до 13. Число представляет собой общую тепловую мощность (в БТЕ) теплового насоса за отопительный сезон, деленную на электроэнергию (в ватт-часах), потребляемую тепловым насосом за тот же период. сезон. Например, тепловой насос с номинальной мощностью 10 HSPF выдает 10 БТЕ тепловой энергии на 1 ватт-час потребляемой электроэнергии.

На первый взгляд HSPF сложно сравнивать с AFUE. Прямое сравнение требует преобразования HSPF в проценты. Мы не будем здесь вдаваться в математику, но после преобразования HSPF в процентное значение, такое как AFUE, мы обнаруживаем, что тепловые насосы имеют эффективность 150–300%. Это означает, что тепловой насос может генерировать на 150-300% больше тепловой энергии по сравнению с количеством потребляемой электроэнергии.

Почему тепловые насосы такие эффективные? Это связано со способностью теплового насоса извлекать тепло из воздуха и доставлять его в ваш дом, а не создавать тепловую энергию из источника топлива (например, газа).

Важно отметить, что тепловые насосы лучше всего работают при температуре выше 32 градусов по Фаренгейту. Таким образом, типично — особенно в холодном климате — комбинировать тепловой насос с резервным источником тепла, таким как электрическая или газовая печь. Использование двух источников тепла гарантирует, что в вашем доме всегда будет жарко, но вы все равно сможете сэкономить на энергии с помощью теплового насоса.

Поскольку тепловые насосы могут нагревать и охлаждать, они также имеют рейтинг SEER. Текущий национальный минимальный стандарт эффективности для тепловых насосов — 14 SEER / 8.2 HSPF.

Также необходимо отметить, что геотермальные тепловые насосы используют другую систему оценки эффективности, чем воздушные тепловые насосы, и не представлены в калькуляторе экономии AFUE.

Как узнать рейтинг эффективности моей печи, бойлера или теплового насоса?

Все новые печи должны указывать на шкафу рейтинг AFUE. Точно так же все тепловые насосы будут иметь желтую этикетку, отображающую их рейтинг HSPF. Для теплового насоса сплит-системы этикетка обычно находится на наружном блоке.Если вы не можете найти рейтинг эффективности, обратитесь к руководству пользователя или найдите модель и серийный номер вашего устройства и обратитесь к производителю или местному подрядчику HVAC.

Более высокое значение AFUE не всегда означает снижение эксплуатационных расходов

AFUE и HSPF предоставляют удобный способ сравнения энергоэффективности различных моделей печей и тепловых насосов. Однако только потому, что печь или котел имеют более высокий AFUE, или просто потому, что тепловой насос более эффективен, чем печь, не означает, что его эксплуатация будет стоить вам меньше.Чтобы получить более точное представление об эксплуатационных расходах, необходимо учитывать тип топлива.

Взаимосвязь между видами топлива и эксплуатационными расходами печи

Калькулятор экономии AFUE использует для сравнения следующие виды топлива:

• Природный газ
• Мазут
• Пропан
• Электроэнергия (приточный или воздушный тепловой насос)

Как вы понимаете, цена и доступность каждого из этих видов топлива варьируются от места к месту.Кроме того, цены основаны на разных единицах измерения. Калькулятор учитывает оба этих фактора. Например, попробуйте установить Current Heating Method на калькуляторе следующим образом:

• Тип топлива: природный газ
• AFUE Рейтинг 87%
• БТЕ Ввод 80,000

Затем установите Новый метод нагрева на:

• Тип топлива: электрический (принудительный)
• AFUE Рейтинг 99%

Вы заметите, что даже несмотря на то, что электрическая печь эффективна на 99%, ее эксплуатация будет стоить вам на больше в год, чем менее эффективная печь на природном газе.

Это связано с тем, что стоимость природного газа ниже, чем стоимость электроэнергии. (В Соединенных Штатах могут быть районы, где это не так. Но когда вы попробуете этот эксперимент, сравнивая различные типы топлива и рейтинги AFUE / HSPF, вы быстро поймете, о чем мы говорим.) При этом вы все равно можете при установке теплового насоса дешевле использовать электричество по сравнению с природным газом благодаря их высокоэффективному использованию электроэнергии.

Таким образом, эффективность сама по себе не является показателем эксплуатационных расходов.Вы будете очень разочарованы, если замените свою газовую печь на электрическую в надежде сэкономить на расходах на отопление. Единственный раз, когда вы можете полагаться на AFUE как на единственное сравнение, это при сравнении двух печей с одним и тем же типом топлива. Электропечь 100% AFUE будет стоить меньше в эксплуатации, чем электропечь 90% AFUE. При всех других сравнениях всегда учитывайте тип топлива и связанные с ним затраты.

О БТЕ

Каждая модель конкретной печи часто бывает разных размеров.Размер печи измеряется в BTU, что означает британская тепловая единица. Это единица тепловой энергии, равная количеству тепла, необходимому для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. Например, спичка имеет около 1 БТЕ, а мощность печи составляет десятки тысяч БТЕ. BTU показывает, сколько тепла в час может производить ваша печь из топлива, которое вы заправляете.

Примечание о вместимости

Тепловые насосы, кондиционеры и некоторые печи измеряются в тоннах.Одна тонна не является мерой веса, это примерно 12 000 БТЕ.

Вход и выход БТЕ

Как мы уже установили, не все тепло, выделяемое печью, можно использовать. Часть топлива, потребляемого печью, тратится впустую. Это означает, что печь с заявленной мощностью 100 000 БТЕ на самом деле не создает столько полезного тепла для вашего дома. В большинстве случаев это число относится к входным БТЕ. Если печь в этом примере также имеет AFUE 90%, это означает, что фактический выход БТЕ составляет 90 000 БТЕ.Это число, на которое вам нужно обратить внимание, потому что мощность в БТЕ — это фактическое количество тепла, которое печь будет обеспечивать вашему дому.

Какой размер печи (или теплового насоса) лучше всего подходит для моего дома?

Это подводит нас к вопросу о калибровке. Правильный выбор размера печи или теплового насоса важен для вашего комфорта и энергоэффективности. Если ваша система слишком велика, она будет стоить больше, чем должна, потому что она будет постоянно включаться и выключаться. Кроме того, для более крупных печей и тепловых насосов требуются воздуховоды большего размера, что может создавать проблемы с потерей тепла.Однако, если ваша система слишком мала, она не будет обеспечивать достаточно тепла для обеспечения комфорта в вашем доме.

Какой размер лучше всего подходит для вашего дома? Это вопрос, который вы должны задать профессиональному подрядчику HVAC. Вы можете получить общее представление о размерах печи / теплового насоса в зависимости от климата и площади в квадратных футах, но для получения точных измерений вам необходимо рассмотреть гораздо больше деталей. Качество и количество изоляции, направление, в котором смотрит ваш дом, есть ли в вашем доме открытая планировка, и многие другие факторы будут указывать на то, сколько именно тепла требуется вашему дому, известное как его тепловая нагрузка.При расчете тепловой нагрузки эти факторы учитываются и указывается оптимальный размер печи / теплового насоса.

Расчет нагрузки даст вам количество тепловой энергии, необходимое для обогрева вашего дома, в БТЕ. Это число должно точно соответствовать выходной BTU (см. Выше) выбранной печи (или тоннажу желаемого теплового насоса). Имейте в виду, что размер, указанный большинством производителей на их моделях печей, составляет входных БТЕ. Вам нужно будет умножить это число на процент AFUE, чтобы получить выход BTU.

Если у вас впервые устанавливается печь или тепловой насос, настоятельно рекомендуется привлечь профессионального подрядчика по ОВКВ или счетчика энергии для расчета нагрузки. Даже если у вас уже есть печь или тепловой насос, особенно если вы недавно внесли изменения в свой дом (например, обновили окна или изоляцию, или построили пристройку), расчет нагрузки может показать, что ваша система перегружена или занижена. размер. Это открытие поможет вам сэкономить деньги на отоплении и поможет вам и вашей семье чувствовать себя комфортно.

Учитывает ли калькулятор климат?

градусо-дней нагрева и расчетная температура позволяют калькулятору корректировать свои результаты в зависимости от вашего климата. Было бы абсурдно предполагать одинаковые годовые затраты на отопление для идентичной печи (или теплового насоса), установленной в доме в Фэрбенксе, штат Алабама, и в доме в Атланте, штат Джорджия.

Помимо эффективности, можно предположить, что чем холоднее на улице, тем больше энергии потребуется вашей системе отопления для поддержания определенной температуры в помещении.Чем больше холодных дней в году, тем чаще будет работать система отопления; и чем больше он работает, тем больше топлива потребляет.

Вот тут-то и вступают в игру градусо-дни и расчетная температура. За каждым из этих факторов стоит несколько сложных уравнений, но мы избавим вас от кровавых подробностей. Вот основы:

• Градус дней отопления — это количество дней в году, в течение которых ваш дом нуждается в обогреве. Градусные дни отопления помогают калькулятору скорректировать расчет стоимости энергии в зависимости от вашего местного климата.Эти «дни» не имеют прямого отношения к 365-дневному календарному году. День в градусах отопления представляет собой представление , насколько и на сколько градусов наружная температура в данный день ниже универсальной базовой температуры 65 градусов по Фаренгейту *. Например, если температура наружного воздуха должна оставаться постоянной 60 градусов в течение 24 часов, это будет считаться 5 HDD (градусами нагрева в днях).
• Расчетная температура в помещении означает температуру, которую мы стараемся поддерживать в наших домах.В калькуляторе используется постоянная 70 градусов. Наружная расчетная температура непостоянна. Это зависит от погоды и климата. Вот почему расчетная наружная температура — это средняя температура, при которой в 99% случаев температура в вашем регионе равна этой температуре или превышает ее. По мере того, как разница между расчетной температурой наружного и внутреннего воздуха увеличивается, увеличивается и количество необходимого обогрева. Это еще один способ корректировки результатов калькулятора в зависимости от климата и региона.

Это, конечно, всего лишь базовое объяснение. Если вы хотите узнать больше о градусо-днях нагрева и расчетной температуре, посетите Energy Vanguard, чтобы прочитать несколько отличных сообщений в блогах по этим темам.

* Годовые градусо-дни отопления усреднены за период 30 лет до 2017 года. Если годы между 2017 и сегодняшним днем ​​были значительно теплее или холоднее, то точность будет колебаться.

Что такое C-фактор?

Ваша система отопления — не единственный источник тепла в вашем доме.Освещение, ваш телевизор, ваша техника, солнечный свет на вашей крыше, даже люди в вашем доме излучают тепло. Калькулятор использует C-фактор для корректировки этого внутреннего тепловыделения, так что калькулятор может дать вам более точный прогноз ваших затрат на топливо для отопления. Коэффициент С 0,77 — это значение по умолчанию, которое учитывает дополнительные источники тепла, присутствующие в среднем домохозяйстве в США.

Расчет требований к отоплению теплицы | Сельское хозяйство с контролируемой окружающей средой Университета Пердью (лаборатория НЕМАЛИ)

Алекс Миллер ^† и Кришна Немали ^††

^† Аспирант факультета садоводства и ландшафтной архитектуры, Университет Пердью

^{† †} Для корреспонденции: Knemali @ purdue.edu

Зимы на Среднем Западе обычно суровые. Среднесуточная температура в зимние месяцы (с ноября по февраль) в Индиане составляет 33,6 ^o F. Эта температура значительно ниже оптимальной температуры роста (от 65 до 75 ^o F) для многих культур. Таким образом, отопление необходимо для выращивания сельскохозяйственных культур зимой в теплицах Индианы. В этой статье мы расскажем, как определить потребности теплицы в отоплении.

Обычный метод обогрева теплиц включает поддержание температуры воздуха на целевом уровне для растений.Чтобы рассчитать потребность в тепле ( Q , БТЕ / час) для поддержания заданной температуры воздуха внутри теплицы, нам необходимо знать (i) разницу температур или ΔT между внутренним и внешним воздухом, (ii) площадь поверхности или теплицы и (iii) общий коэффициент теплопередачи или U материала покрытия теплицы. Значение U указывает на БТЕ / ч тепла, потерянного через материал в виде теплопроводности и излучения с площади в один фут ² на каждые ^o F разницы температур между внутренним и внешним воздухом (приблизительное значение).Исходя из этой информации, количество тепла, необходимое для поддержания заданной температуры внутри теплицы, рассчитывается следующим образом:

Q = U x A x ΔT

Примеры расчета площади поверхности для теплиц Quonset и A-frame показаны на рис. 1 ниже:

Рисунок 1. Тепличные конструкции, использованные в Таблице 1 для расчетов отопления

В приведенной выше формуле π равно 3,14, A, B, C, D и E — размеры (см.рис.1) конструкции.

Мы можем рассчитать потребность в тепле (БТЕ / ч) для конструкций с А-образной рамой и Quonset, показанных на рис. 1, когда температура воздуха 70 ^o F поддерживается в течение 16 часов (световой период) и температура 60 ^o F поддерживается в течение 8 часов (темный период) или поддерживается среднесуточная температура воздуха 66,6 ^o F {[(70 × 16 часов) + (60 × 8 часов)] / 24}. Предположим, температура наружного воздуха составляет 30 9 1757 o 9 17 58 F в течение 24 часов. Также предположим, что теплица с А-образным каркасом покрыта двойным листом поликарбоната, а теплица Quonset покрыта двойным полиэтиленовым листом.Показатель U для двойного поликарбонатного и двойного полиэтиленовых листов составляет 0,55 и 0,70 БТЕ / час фут ^{2 o} F соответственно (значение U составляет приблизительно 1,2 для одинарного полиэтиленового листа). В обоих случаях предположим, что пропан используется в качестве топлива для нагрева воздуха.

Требования к обогреву для содержания теплиц с А-образной рамой и Quonset (рис. 1) при температуре 66,6 ^o F при температуре наружного воздуха 30 ^o F составляют 135878 и 170860 БТЕ / час, соответственно (таблица 1). Ежедневная стоимость поддержания заданной температуры А-образной рамы и теплицы Quonset составляет 89 долларов.60 и 112,65 соответственно. Более высокая стоимость отопления в теплице Quonset объясняется более низким показателем теплопроводности двойного полиэтилена по сравнению с двойным поликарбонатом. Более низкое значение в двойном полиэтилене связано с более высокими тепловыми потерями через материал в виде длинноволновых инфракрасных лучей. Однако стоимость теплицы Quonset можно снизить, добавив к полиэтилену блокатор инфракрасного (ИК) излучения, что снизит коэффициент теплопроводности до 0,5 с 0,7.

Таблица 1. Расчет отопления для содержания теплицы, показанный на рис. 1, при 60 и 70 ° F

[PDF] Расчет объема воды в системах водяного отопления и охлаждения

1 Расчет объема воды в системах водяного отопления и охлаждения Предисловие Существует несколько методов, которые можно использовать …

Расчет объема воды в системах водяного отопления и охлаждения Предисловие Существует несколько методов, которые можно использовать для расчета объема воды в системах водяного отопления или охлаждения.Однако эти методы не всегда точны на 100% из-за неточной или неполной системной информации и вариаций в методах измерения. Следовательно, рекомендуется использовать как минимум два метода для расчета объема воды в системе для перекрестной проверки и помощи в окончательном определении количества, которое будет котироваться или продаваться.

Методы расчета объема воды Приведенные ниже методы описаны более подробно позже; здесь вы можете увидеть, какие методы наиболее применимы в процессе продажи и установки.

Внутренний метод 1 — Чертежи и спецификации 2 — Обследование площадки 3 — Расчет на основе тепловой / охлаждающей нагрузки 4 — Измерение дренажной воды (метр) 5 — Измерение дренажной воды (ведра) 6 — Количество панелей радиатора

Ориентировочная рентабельность инвестиций Да Да Нет данных Да

Цитировать Да Да Нет данных Да

Установка / развертывание

Да Нет данных Да Да Нет

Коммерческий метод 1 — Чертежи и спецификации 2 — Сайт Исследование 3 — Нагрузка на тепло / охлаждение (кВт) 4 — Измерение слитой воды (счетчик) 5 — Измерение слитой воды (ведра) 6 — Количество панелей радиатора

DR0023 v1

Ориентировочная рентабельность инвестиций Да Да Да Нет данных a

© PBA Energy Solutions Ltd

Цитата Да Да Да Нет данных

Установка / Развертывание Да Нет Да Да Нет

1

Как видно, некоторые методы являются только применимо во время установки.Эти методы увеличат время на монтажные работы, но дадут установщику четкое указание на то, что слито нужное количество воды, или на то, что в системе больше воды, и она не была слита полностью. Когда вода осталась в системе, ее можно дополнительно слить или, в качестве альтернативы, можно установить Hydromx с более высокой концентрацией, чтобы компенсировать и гарантировать, что конечный раствор составляет оптимальные 50% (см. Инструкцию по применению DR0005).

1. Чертежи и спецификации. Расчет объема воды можно выполнить, взяв информацию о размерах из списков строительных материалов и чертежей проекта (см. Приложение A для расчета объема трубопровода).Коммерческие здания должны иметь отчет о механическом проекте, и этот отчет должен включать: Тип и размер котла / чиллера, тип трубы, длина и диаметр, размер и производительность основного насоса, фанкойлы, радиаторы, точки дренажа, воздушные клапаны, сосуды высокого давления и т. Д. Эта информация позволит рассчитать объем воды в системе. сделал. Кроме того, у многих зданий есть AutoCAD или аналогичные компьютерные чертежи. В этих случаях объем воды в трубопроводе можно также рассчитать с помощью этих программ.Точность 90%. ПРИМЕЧАНИЕ. Технические изменения могли привести к изменению системы и, возможно, не были записаны на исходных чертежах или сохранены в актуальных руководствах. Если чертежи переиздаются после изменений, следует позаботиться о том, чтобы информация была взята из последних выпущенных чертежей.

2. Обследование площадки. Если чертежи недоступны, можно провести обходное обследование, чтобы получить информацию для расчета объемов (см. Приложение A для расчета объемов работ по трубопроводу). Ясно, что это применимо только к зданиям такого размера, который можно обследовать без чрезмерных затрат.Можно собрать детали котлов, чиллеров, расширительного бака, трубопроводов, теплообменников и т. Д. Подробную информацию о размерах объема воды можно получить из руководств, онлайн-спецификаций и по телефону / электронной почте от производителей и дистрибьюторов. Точность 90%.

DR0023 v1

© PBA Energy Solutions Ltd

2

3. Нагрузочная способность нагрева / охлаждения Этот метод рассчитывает объем воды в системах отопления и охлаждения на основе тепловой нагрузки. Это действительно ТОЛЬКО для коммерческих установок, так как бытовые котлы могут быть значительно превышены для данной собственности.При использовании этого метода должна быть известна тепловая мощность (кВт) котла / чиллера.

Формула для систем отопления кВт x 0,014 = м3

м3 минус% 20 = Расчетный объем воды в системе

При применении формулы кВт x 0,014 = м3 рассчитывается максимальный объем воды в котле; затем отнимите 20% (запас по допуску типового теплотехнического котла), чтобы получить расчетный объем воды в системе. При выполнении этого расчета очень важно знать точную тепловую мощность активных котлов в кВт.Например, первичный котел может быть основным питателем, а вторичный / резервный котел. При расчете необходимо использовать количество кВт отопления, необходимое для здания, и исключить допуски на резервирование и мощность. ПРИМЕЧАНИЕ: 20% — это типичный допуск по мощности котла, но он может варьироваться. Этот точный допуск мощности котла может быть указан в исходных теплотехнических расчетах. ПРИМЕРЫ Пример1 В системе один котел мощностью 1400 кВт. 1400 кВт x 0,014 = 19,6 м3

19,6 м3 -% 20 = 15,68 м3 расчетный объем воды в системе.

Пример 2 В системе два котла, которые работают вместе (оба по 1400 кВт). В этой ситуации необходимо использовать общую кВт (рабочую нагрузку) котлов по формуле (1400 кВт + 1400 кВт) * 0,014 = 39,2 м3

39,2 м3 -% 20 = 31,36 м3 расчетный объем воды в системе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если в системе более одного котла и неясно, являются ли другие котлы резервными или нет, следует использовать другой метод для расчета объема воды.

DR0023 v1

© PBA Energy Solutions Ltd

3

Формула чиллерных систем кВт x 0,014 x 1,32 = м3

м3 -% 20 = Объем воды в системе

Для использования этой формулы важно знать, какой — первичный чиллер, а какой чиллер — вторичный / резервный. Следует рассчитать максимальную рабочую нагрузку ТОЛЬКО ПЕРВИЧНЫХ питателей. Как и в случае формулы систем отопления, эта формула также включает коэффициент допуска 20%. ПРИМЕРЫ Пример 1 В системе имеется один чиллер мощностью 488 кВт.488 кВт x 0,014 x 1,32 = 9 м3

9 м3 -% 20 = 7,2 м3 расчетный объем воды в системе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если имеется более одного чиллера, максимальная рабочая нагрузка должна быть рассчитана, как показано ниже, и следует использовать еще один метод для проверки. Пример 2 В системе есть три чиллера мощностью 500 кВт, 300 кВт и 300 кВт соответственно, которые работают вместе как главный питатель. (500 кВт + 300 кВт + 300 кВт) x 0,014 x 1,32 = 20,328 м3

20,3 м3 -% 20 = 16,24 м3

расчетный объем воды в системе

Если мощность бойлера / охладителя неизвестна Если основной производительность насоса / насосов и ΔT чиллера / бойлера (например, чиллеры обычно имеют 3 ˚C ΔT (вход 10 ° C, выход 7 ° C), расчетная мощность системы может быть рассчитана по формуле: кВт = (м / ч) * ΔT / 0.86 Вторичные насосы предназначены только для резервного копирования и не должны включаться в расчет, если они не работают вместе как основные насосы.

DR0023 v1

© PBA Energy Solutions Ltd

4

ПРИМЕР Основной насос системы имеет расход 120 л / ч и, если ΔT составляет 3˚C. 120 л / ч x 3˚C / 0,86 = 418 кВт Расчет объема воды на основе тепловой нагрузки обычно дает минимальное количество воды. Точность этого метода зависит от точности и полноты информации, предоставленной технической командой заказчика.Настоятельно рекомендуется использовать другой метод для расчета объема воды в системе. Точность 80 — 90%. в зависимости от точности инженерных расчетов на исходных строительных чертежах и точного отслеживания любых инженерных вариаций.

4. Измерьте количество слитой воды (метр)

Если имеется одна точка подключения, через которую можно слить всю систему, это самый простой способ измерить объем воды в системе. Во время слива из системы температура воды должна быть такой же, как у обычной водопроводной воды.Если вода более горячая, она будет менее плотной, и это может повлиять на точность измерения.

DR0023 v1

© PBA Energy Solutions Ltd

5

В более крупных системах этот метод может увеличить время слива, поэтому может потребоваться несколько точек слива с подключенным счетчиком в каждой точке. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать образования пузырьков при опорожнении системы, поскольку это может дать неточные результаты, поскольку счетчик воды будет считать пузырьки водой.Уровень точности для небольших систем 90%. Уровень точности для больших систем 70-80%, поскольку это предполагает, что остаточная вода, оставшаяся в больших системах, больше, чем в меньших.

5. Измерение количества слитой воды (ведро) Этот метод является предпочтительным для небольших домашних хозяйств, когда сливаемая вода может собираться в мерном ведре, а общий объем воды складывается из количества ведер и измеренных количеств. Уровень точности 90% предполагает, что в системе осталось 10% остаточной воды.

6. Количество радиаторных панелей x среднее количество литров на панель. Этот метод подходит в качестве метода ориентировочных котировок для свойств домашнего масштаба и может варьироваться в зависимости от типа домов. Хотя этот метод не всегда позволяет точно использовать открытые вентилируемые коллекторные баки, расширительные баки большего размера или радиаторы / излучатели с малым объемом воды, это хорошая первоначальная оценка. ПРИМЕР В этом примере предполагается, что в типичном особняке с 3/4 спальнями были бы установлены 15-миллиметровые медные трубы и стальные радиаторы.Для каждой панели радиатора используется цифра 7 литров на панель, что дает средний объем воды для всей системы. Таким образом, в доме с 6 однопанельными радиаторами и 5 двойными радиаторами (10 панелей) расчетный объем воды в системе составляет 112 литров. например (6 одинарных панелей + 10 панелей в двойных радиаторах) x 7 литров = 112 литров Точность для систем бытового типа 85%.

DR0023 v1

© PBA Energy Solutions Ltd

6

Приложение A — Расчет объема трубы Следующие формулы и рабочий пример показывают, как рассчитать объем трубы после оценки длины и размеров трубы. Сделано по результатам осмотра или по чертежам.25) труба. Используя цифры в Таблице 1, R1 рассчитывается как: R1 = Внутренний диаметр / 1000/2

26,9 / 1000/2 = 0,014

V = π x R1 x R1 x L x 1000

3,14 x 0,014 x 0,014 x 10 x 1000 = 6,15 литра

DR0023 v1

© PBA Energy Solutions Ltd

7

Пример 2 Расчет 3 метров трубы 1/2 ”(DN 15). Используя цифры в Таблице 1, R1 рассчитывается как: R1 = Внутренний диаметр / 1000/2

15,7 / 1000/2 = 0,008

V = π x R1 x R1 x L x 1000

3.14 x 0,008 x 0,008 x 3 x 1000 = 0,6 литра

Таблица номинального диаметра и диаметров труб

Имперские размеры

Метрические размеры

НАРУЖНЫЙ ДИАМЕТР (мм)

ТОЛЩИНА ТРУБЫ (мм)

ВНУТРЕННИЙ ДИАМЕТР (мм)

1/2 ″

DN 15

21,3

2,8

15,7

3/4 ″

DN 20

26,9

2,9

21,1

1 ″

000

3,4

26.9

1

1/4 ″

DN 32

42,4

3,6

35,2

1

1/2 ″

DN 40

48,3

3,7

40,9

60,3

3,9

52,5

DN 65

73,0

5,20

62,6

3 ″

DN 80

114 88,9

5,5

6

102.

No related posts.