Расчет теплопотерь: показатели и калькулятор теплопотерь здания

Стройматериалы и их сопротивление теплопередаче

Опираясь на эти параметры, можно с легкостью проводить расчеты. Найти значения сопротивлений вы можете в справочнике. В строительстве чаще всего используются кирпич, сруб из бруса или бревен, пенобетон, деревянный пол, потолочные перекрытия.

Значения сопротивления теплопередаче для:

• кирпичной стены (толщ. 2 кирпича) — 0,4;
• сруба из бруса (толщ. 200 мм) — 0,81;
• сруба из бревна (диаметром 200 мм) — 0,45;
• пенобетона (толщ. 300 мм) — 0,71;
• деревянного пола — 1,86;
• перекрытия потолка — 1,44.

Исходя из поданной выше информации, можно сделать вывод, что для правильного расчета теплопотерь потребуется всего две величины: показатель перепада температур и уровень сопротивления теплопередаче. Например, дом сделан из дерева (бревна) толщиной 200 мм. Тогда сопротивление равно 0,45 °С·м²/ Вт. Зная эти данные, можно вычислить процент теплопотери. Для этого проводят операцию деления: 50/0,45=111,11 Вт/м².

Расчет теплопотери по площади выполняется так: теплопотери умножаются на 100 (111,11*100=11111 Вт). С учетом расшифровки величины (1 Вт=3600) полученное число умножаем на 3600 Дж/час: 11111*3600=39,999 МДж/час. Проведя такие простые математические операции, любой хозяин может узнать о теплопотерях своего дома за час.

Расчет потерь тепла в тепловых сетях

Различают два вида потерь в тепловых сетях: с тепловыделением и от утечек теплоносителя, которые определяются конструкцией сети, ее состоянием и условиями эксплуатации.

Потери с тепловыделением. Существующие нормы потерь тепла в трубопроводах определяются значениями среднегодовых температур теплоносителя и окружающей среды.

Значения удельных потерь тепла при максимальных и других заданных температурах теплоносителя и соответствующей температуре окружающей среды определяют по формуле (4.1)

q1 = , ккал/(ч м), (4.1)

где q1норм — нормы потери тепла на 1 м теплопровода в зависимости от диаметра, способа прокладки и теплоносителя (определяются по прил. 5 и 6) при среднегодовой температуре теплоносителя tcp, ккал/(ч м);

q1 – удельные потери тепла 1 м теплопровода при заданной температуре теплоносителя t, ккал/(ч м);

tокр. ср. г – среднегодовая температура окружающей среды, при которой заданы нормы потерь тепла, °С;

tокр. ср – фактическая среднегодовая температура окружающей среды, °С.

При подземных прокладках в непроходных каналах температура окружающей среды принимается равной температуре воздуха в канале.

При подземной бесканальной прокладке температура окружающей среды равна температуре грунта на глубине заложения трубопровода. При надземной прокладке температура окружающей среды равна температуре наружного воздуха.

Температурный расчетный (максимальный) график подачи теплоносителя от ЦТП и котельных для прямых и обратных магистралей равен соответственно:

tподтн рас = 95 °С и tобртн рас = 70 °С.

Температурный график среднегодовых температур подачи теплоносителя для прямых и обратных магистралей равен соответственно:

tподтн ср = 59 °С и tобртн ср = 47 °С.

Для трубопроводов надземной прокладки температура окружающей среды, при которой заданы нормы потерь тепла, равна среднегодовой температуре окружающей среды за отопительный период.

Для трубопроводов подземной прокладки в непроходных каналах температура окружающей среды, при которой заданы нормы потерь тепла, принимается равной:

tпкокр. ср. г =

Для трубопроводов подземной не канальной прокладки температура, при которой заданы нормы потерь тепла, равна среднегодовой температуре грунта и составляет для средней полосы России (на глубине 0,8 м):

tпбокр. ср. г = °С.

Расчетные (минимальные) температуры окружающей среды равняются:

для трубопроводов надземной прокладки

для трубопроводов подземной прокладки в непроходных каналах

tнокр.ср = 40 °С; tпкокр. рас =

для трубопроводов подземной бесканальной прокладки

(средняя зимняя температура грунта на глубине 0,8 м).

С учетом вышеизложенного, формулы для определения потерь тепла тепловыделением приведены в прил. 7.

Для расчета максимальных часовых потерь используются максимальные удельные потери q1макс, для расчета средних часовых потерь -средние удельные потери qlcp.

Таким образом, исходными данными для расчета потерь тепла тепловыделением рассматриваемых сетей являются удельные потери тепла и суммарные длины участков трасс с учетом способов прокладки.

Потери тепла с утечкой теплоносителя. Среднечасовая величина утечки за год принимается равной 0,25% от объема воды в трубопроводах тепловой сети и присоединенных к ним местных систем отопления зданий. Расчетная (максимальная) часовая величина утечки, учитывая возможные колебания в течение года в зависимости от режима работы системы, принимается равной 0,5% от всего объема теплоносителя. Объем воды в трубопроводах тепловой сети определяется в зависимости от их протяженности и диаметра по сводной специфики. Удельный объем воды в трубопроводах в зависимости от диаметра приведен в прил. 8. Для трубопровода с другим диаметром удельный объем можно определить по выражению

V1тр = , м3/км, (4.2)

Ду – условный диаметр, мм.

Удельный объем воды в системах отопления зданий по всему объекту на 1 Гкал/ч суммарного расчетного расхода тепла принимается равным:

для жилых районов – 30 м ;

для промышленных предприятий – 15 м3.

Годовые потери тепла с тепловыделением и утечкой за отопительный сезон, Гкал, рассчитываются по формуле

= ( + ) tот 20 10-6 (4.3)

где tот – продолжительность отопительного сезона.

Этапы расчета

Рассчитать параметры отопления дома необходимо в несколько этапов:

• расчет теплопотерь дома;
• подбор температурного режима;
• подбор отопительных радиаторов по мощности;
• гидравлический расчет системы;
• выбор котла.

Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.

Расчет теплопотерь

Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:

• удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
• геометрические размеры всех элементов здания.

Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле: Мк = 1,2 х Тп, где

Тп — суммарные теплопотери постройки;

Мк — мощность котла;

1,2 — коэффициент запаса (20%).

При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.

Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:

• для центральных районов России — 1,2 — 1,5 кВт;
• для юга страны — 0,7 — 0,9 кВт;
• для севера — 1,5 — 2,0 кВт.

Упрощенная методика позволяет рассчитать отопление, не прибегая к дорогостоящей помощи проектных организаций.

Температурный режим и подбор радиаторов

Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.

Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.

Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.

Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.

К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.

Гидравлический расчет

Для гидравлического расчета существуют специальные программы.

Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:

• Расход теплоносителя в целом;
• Потери напора теплового носителя в системе;
• Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.

Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.

Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости — 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.

Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.

Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.

Выбор котла и немного экономики

Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический. Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт. При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.

Для расчета теплопотерь трубопроводов промышленного назначения и подбора греющих кабелей для обогрева таких трубопроводов обращайтесь к нашим менеджерам!!!

Примечания:

1. Для расчета введите все данные в соответствующие поля и нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ».
2. Для труб из пропилена, металлопласта, пластика следует выбирать греющие кабели с погонной мощностью не более 10 Вт/м . Если расчетные теплопотери трубы превышают 10 Вт/м.п., следует использовать две и более ниток кабеля для компенсации теплопотерь (либо наматывать кабель спиралью — подробнее о монтаже см в статье: Как выбрать кабель для подогрева труб).
3. Для металлических труб возможно применение нагревательных кабелей с погонной мощностью до 60Вт/м.
4. Как правило, при установке кабеля внутри трубы, выделяемая мощность увеличивается в два раза.
5. Рекомендованное значение коэффициента запаса мощности — 1,3.
6. Рекомендуется применять теплоизоляцию со значением коэффициента теплопроводности не более 0,04 Вт/м°С.

Формула расчета теплопотери

Программа теплопотери дома рассчитывается по специальной формуле:

Проводя расчет, помните, что для конструкций, состоящих из нескольких слоев, суммируется сопротивление каждого слоя. Итак, как рассчитать теплопотери каркасного дома, обложенного кирпичом снаружи? Сопротивление потере тепла будет равно сумме сопротивления кирпича и дерева с учетом воздушной прослойкой между слоями.

Важно! Обратите внимание, что расчет сопротивления проводится для самого холодного времени года, когда разница температур достигает своего пика. В справочниках и пособиях всегда указывается именно это опорное значение, использующееся для дальнейших расчетов

3 Теплопотери на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через наружные двери и на нагревание въезжающего транспорта

Расчетная разность давления воздуха ∆p_i, Па, на наружную и внутреннюю поверхность ограждений определяется для каждого помещения по формуле:

∆p_i=(H – h_i)*(γ_н –- γ_в)+0,5ν2*ρ_н*(С_н – С_п)*к_ν – p_int(3.4)

h_i — расчетная высота от уровня земли до верха окон, балконных дверей, м;

γ_н, γ_в — удельный вес, Н/м3, соответственно при температуре наружного (t_нБ ) и внутреннего (t_в) воздуха, определяемый по формуле:

(3.5)

ρ_н— плотность наружного воздуха, кг/м3,

С_н, С_п — аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхностей ограждений, равные С_н=0,8, С_п= — 0,6;

к_ν— коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания;

p_int — условно постоянное давление воздуха, Па, в помещении зда­ния (для жилых зданий).

∆p = 0,55*Н*(γ– γ_в)+0,03*γ_н*ν2, (3.6)

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых зданий R_и должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R_итр, м2·ч/кг, определяемого по формуле

(3.7)

Расход инфильтрующегося в помещении воздуха ∑G_и, кг/ч, определяется по формуле:

∑G_и = 0,216, (3.8)

где ∆p_i – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности наружных ограждений помещения на расчетном этаже, Па;

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха через ограждение Q_и, Вт :

Q_и = 0,28∑G_и c(t_в-t_нБ), (3.9)

k_н – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкции.

Согласно , В помещении автостоянки необходимо учесть потребность в тепле на обогрев въезжающего в помещение подвижного состава Q_авт, Вт, в количестве 0,029 Вт в час на один кг массы в снаряженном состоянии на один градус разницы температур наружного и внутреннего воздуха:

= 0,029 ∙ М_авт ∙ (t_н – t_в), (3.10)

где М_авт – масса одного автомобиля;

t_в, t_н – соответственно температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;

Общее количество теплопотерь на нагрев въезжающего транспорта Q_авт, Вт, составит:

Q_авт = ∙n, (3.11)

Вт.

№ помещения	Сопротивление воздухопроницанию ОК Rи,(м2*ч)/КГ	воздуха yн, Н/м3	Удельный вес внутреннего воздуха yв, Н/м3	Расчетная высота hi, м	Расход инфильтрующегося воздуха Gи, кг/ч	Qи, Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ДД	ЛК№1,	3,08	7	0,214	7,2	14,49	11,98	18,28	2,5	18,41	21,89	250
ДД	ЛК№2,	3,08	7	0,214	7,2	14,49	11,98	18,28	2,5	18,41	21,89	250

Q_авт = 1470,3 ∙ 8 = 11762,4 Вт.

Определение суммарных теплопотерь здания заключается в расчете Q_р для каждого помещения где устанавливается отопительный прибор и суммировании их всех по всему зданию.

Q_р=∑Q(1+∑ß)+ Q_и. (3.12)

Q_доб= 151,56 ∙ 1,05 = 159,13 Вт.

Q_доб= 238,32 ∙ 1,05 = 250,23 Вт

Q_р=159,56 + 250,32 = 410 Вт.

Теплопотери через ограждающие конструкции

Приведу пример расчета для внешних стен двухэтажного дома.

1) Вычисляем сопротивление теплопередаче стены, деля толщину материала на его коэффициент теплопроводности. Например, если стена построена из тёплой керамики толщиной 0,5 м с коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м×°C), то делим 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м2×°C/Вт Коэффициенты теплопроводности строительных материалов можно взять здесь.

2) Вычисляем общую площадь внешних стен. Приведу упрощённый пример квадратного дома: (10 м ширина × 7 м высота × 4 стороны ) — (16 окон × 2,5 м2) = 280 м2 — 40 м2 = 240 м2

3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, тем самым получая теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус разницы температуры. 1 / 3,125 м2×°C/Вт = 0,32 Вт / м2×°C

4) Cчитаем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. Например, если внутри +25°C, а снаружи –15°C, то разница 40°C. 0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 40 °C = 3072 Вт Вот это число и является теплопотерей стен. Измеряется теплопотеря в ваттах, т.е. это мощность теплопотери.

5) В киловатт-часах удобнее понимать смысл теплопотерь. За 1 час через наши стены при разнице температур в 40°C уходит тепловой энергии: 3072 Вт × 1 ч = 3,072 кВт×ч За 24 часа уходит энергии: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт×ч

Понятное дело, что за время отопительного периода погода разная, т.е. разница температур всё время меняется. Поэтому, чтобы вычислить теплопотери за весь отопительный период, нужно в пункте 4 умножать на среднюю разницу температур за все дни отопительного периода. Например, за 7 месяцев отопительного периода средняя разница температур в помещении и на улице была 28 градусов, значит теплопотери через стены за эти 7 месяцев в киловатт-часах:

0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 28 °C × 7 мес × 30 дней × 24 ч = 10838016 Вт×ч = 10838 кВт×ч

Число вполне «осязаемое». Например, если бы отопление было электрическое, то можно посчитать сколько бы ушло денег на отопление, умножив полученное число на стоимость кВт×ч. Можно посчитать сколько ушло денег на отопление газом, вычислив стоимость кВт×ч энергии от газового котла. Для этого нужно знать стоимость газа, теплоту сгорания газа и КПД котла.

Кстати, в последнем вычислении вместо средней разницы температур, количества месяцев и дней (но не часов, часы оставляем), можно было использовать градусо-сутки отопительного периода — ГСОП, некоторая информация про ГСОП здесь. Можно найти уже посчитанные ГСОП для разных городов России и перемножать теплопотери с одного квадратного метра на площадь стен, на эти ГСОП и на 24 часа, получив теплопотери в кВт*ч.

Аналогично стенам нужно посчитать значения теплопотерь для окон, входной двери, крыши, фундамента. Потом всё просуммировать и получится значение теплопотерь через все ограждающие конструкции. Для окон, кстати, не нужно будет узнавать толщину и теплопроводность, обычно уже есть готовое посчитанное производителем сопротивление теплопередаче стеклопакета. Для пола (в случае плитного фундамента) разница температур не будет слишком большой, грунт под домом не такой холодный, как наружный воздух.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

Где:

• А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
• dT — разность наружной и внутренней температур.
• dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

Где

• V — объем помещения, куб. м;
• Кв — кратность воздухообмена;
• Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
• С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

• понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
• на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
• предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

Где:

• W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
• N — количество дней в отопительном сезоне.

Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.

Теплопотери через канализацию

Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

Где:

• Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
• Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
• С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
• dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
• 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Расчет теплопотерь дома — считаем сами правильно!

Расчет отопления частного дома можно сделать самостоятельно, проведя некоторые замеры и подставив свои значения в нужные формулы. Расскажем, как это делается.

Вычисляем теплопотери дома

От расчета теплопотерь дома зависит несколько критических параметров системы отопления и в первую очередь – мощность котла.

Последовательность расчета следующая:

Вычисляем и записываем в столбик площадь окон, дверей, наружных стен, пола, перекрытия каждой комнаты. Напротив каждого значения записываем коэффициент теплопроводности материалов, из которых построен наш дом.

Если вы не нашли нужный материал в приведенной таблице, то посмотрите в расширенной версии таблицы, которая так и называется – коэффициенты теплопроводности материалов (скоро на нашем сайте). Далее, по ниже приведенной формуле вычисляем потери тепла каждого элемента конструкции нашего дома.

ΔT — разница температур внутри и снаружи помещения для самых холодных дней °C

R — значение теплосопротивления конструкции, м2·°C/Вт

λ — коэффициент теплопроводности (см. таблицу по материалам).

Суммируем теплосопротивление всех слоев. Т.е. для стен учитывается и штукатурка и материал стен и наружное утепление (если есть).

Складываем все Q для окон, дверей, наружных стен, пола, перекрытия

К полученной сумме добавляем 10-40% вентиляционных потерь. Их тоже можно вычислить по формуле, но при хороших окнах и умеренном проветривании, смело можно ставить 10%.

Результат делим на общую площадь дома. Именно общую, т.к. косвенно тепло будет тратиться и на коридоры, где радиаторов нет. Вычисленная величина удельных теплопотерь может колебаться в пределах 50-150 Вт/м2. Самые высокие потери тепла у комнат верхних этажей, самые низкие у средних.

После окончания монтажных работ, проведите тепловизионный контроль стен, потолков и других элементов конструкции, чтобы убедиться, что нигде нет утечек тепла.

Приведенная ниже таблица поможет точнее определиться с показателями материалов.

Определяемся с температурным режимом

Этот этап напрямую связан с выбором котла и способом отопления помещений. Если предполагается установка «теплых полов», возможно, лучшее решение – конденсационный котел и низкотемпературный режим 55С на подаче и 45С в «обратке». Такой режим обеспечивает максимальный кпд котла и соответственно, наилучшую экономию газа. В будущем, при желании использовать высокотехнологичные способы обогрева, (тепловой насос, солнечные коллекторы) не придется переделывать систему отопления под новое оборудование, т.к. оно рассчитано именно на низкотемпературные режимы. Дополнительные плюсы – не пересушивается воздух в помещении, интенсивность конвекционных потоков ниже, меньше собирается пыли.

В случае выбора традиционного котла, температурный режим лучше выбрать максимально приближенным к европейским нормам 75С – на выходе из котла, 65С – обратная подача, 20С — температура помещения. Такой режим предусмотрен в настройках почти всех импортных котлов. Кроме выбора котла, температурный режим влияет на расчет мощности радиаторов.

Подбор мощности радиаторов

Для расчета радиаторов отопления частного дома материал изделия не играет роли. Это дело вкуса хозяина дома. Важна только указанная в паспорте изделия мощность радиатора. Часто производители указывают завышенные показатели, поэтому результат вычислений будем округлять в большую сторону. Расчет производится для каждой комнаты отдельно. Несколько упрощая расчеты для помещения с потолками 2,7 м, приведем простую формулу:

Где К — искомое количество секций радиатора

P – мощность, указанная в паспорте изделия

Пример вычисления: Для комнаты площадью 30 м2 и мощности одной секции 180 Вт получаем: K= 30 х 100/180

K=16,67 округленно 17 секций

Тот же расчет можно применить для чугунных батарей, принимая что

1 ребро(60 см) = 1 секция.

Гидравлический расчет системы отопления

Смысл этого расчета – правильно выбрать диаметр труб и характеристики циркуляционного насоса. Из-за сложности расчетных формул, для частного дома проще выбрать параметры труб по таблице.

Здесь приведена суммарная мощность радиаторов, для которых труба подает тепло.

Тепловой расчет топочной камеры

Используя конструктивные данные котла, составим расчетную схему топки.

Рис. 2.1 — Схема топочной камеры

Расчет топки представим в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина экранных труб	dx	мм	По чертежу	32х6
Шаг труб	S1	мм	То же	46
Поверхности:
фронтовой стены	Fф	м2	По рис. 2.1	33,3.16,32=543,5
задней стены	Fз	То же
боковой стены	Fб
пода	Fпод	8,47.16,32=138,2
потолка	Fп	3,2.16,32=52,2
выходного окна	Fвых	(9+2,8+1,34).16,32=214,4
Суммарная поверхность стен топочной камеры	Fст	Fф+Fз+2Fб+Fпод+Fп+ +Fвых	543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860
Объем топочной камеры	Vт	м3	По рис. 2.1	233,5.16,32=3811
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Тепловое напряжение топочного объема	кВт/м3
Коэффициент избытка воздуха в топке	т	—	Принят ранее	1,05
Температура горячего воздуха	tг.в.	С	Задана	333
Энтальпия горячего воздуха	кДж/м3	По табл. 2.2	4271,6
Тепло, вносимое воздухом в топку	Qв	кДж/м3
Полезное тепловыделение в топке	QТ	кДж/м3
Теоретическая температура горения	а	С	По табл. 2.2	2145С
Абсолютная теоретическая температура горения	Та	К	а+273	2418
Высота расположения горелок	hг	м	По рис. 2.1
Высота топки (до середины выходного газового окна)	Нт	м	То же
Смещение максимума температур выше зоны горелок	х	—	При использовании вихревых горелок в несколько ярусов и D>110кг/с	0,05
Относительное положение максимума температур по высоте топки	хт	—
Коэффициент	М	—
Температура газов на выходе из топки	С	Принимаем предварительно	1350
Абсолютная температура газов на выходе из топки	К	1623
Энтальпия газа	кДж/м3	По табл. 2.2	23993
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	Vcср	кДж/(м3.К)
Давление в топке	р	МПа	принимаем	0,1
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент теплового излучения несветящихся газов	г	—
Соотношение между содержанием углерода и водорода в топливе	—
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами
Коэффициент ослабления лучей светящимся факелом	k
Коэффициент теплового излучения светящейся части факела	с	—
Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненную светящейся частью факела	m	—	При сжигании газа и	0,1
Коэффициент теплового излучения факела	ф	—
Угловой коэффициент экрана	х	—	Для плавниковых экранов	1
Условный коэффициент загрязнения поверхности	—	При сжигании газа и настенных мембранных экранах	0,65
Коэффициент тепловой эффективности экрана	эк	—	.х	0,65
Температурный коэффициент	А	—	Для природного газа	700
Поправочный коэффициент на взаимный теплообмен газовых объемов верхней части топки и ширм	—
Условный коэффициент загрязнения поверхности входа в ширмы	вых	—		0,65.0,52=0,338
Коэффициент тепловой эффективности выходной поверхности	вых	—	вых.х	0,338
Средний коэффициент тепловой эффективности	ср	—
Коэффициент теплового излучения топки	т	—
Значение для формулы расчетной температуры газов на выходе из топки	R	—
Расчетная температура газов на выходе из топки	С	Отличается от ранее принятой менее, чем на 100С, следовательно второе приближение делать не нужно
Энтальпия газа	кДж/м3	По табл. 2.2	24590
Количество тепла, воспринятое в топке	кДж/м3
Поверхность стен топки, занятая горелками	Fгор	м2	Из чертежа	14
Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов топки	Нл	м2
Средняя тепловая на-грузка поверхности нагрева топочных экранов	qл	кВт/ м2