Тепловая мощность

Отопительная система в частном доме – это, чаще всего, комплект автономного оборудования, использующего в качестве энерго- и теплоносителя наиболее соответствующие конкретному региону вещества. Поэтому для каждой конкретной схемы отопления требуется индивидуальный расчет тепловой мощности системы отопления, который учитывает множество факторов, таких, как минимальный расход тепловой энергии для дома, расход тепла для помещений – всех и каждого, помогает определить расход энергоносителей в сутки и за время отопительного сезона, и т.д.

 

Формулы и коэффициенты для теплового расчета

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

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

 

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

 

• Q₂ – теплопотери в трубопроводах, уложенных в неотапливаемом пространстве;
• Q₃ – дополнительное тепло от осветительных приборов, бытовых приборов и техники, жильцов, и т.д. Для жилых зданий Q₃ принимается как 0,01 кВт/1 м².

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

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

Q_b— потери тепла при прогреве воздуха вентиляционной системы.

Значение Q_a и Q_b рассчитывается для каждого отдельно взятого помещения с подключенным отоплением.

Тепловая энергия Q_a определяется по формуле:

• Q_a = 1 / R x A x (t_b – t_n) х (1 + Ʃß), где:
• А — площадь ограждения (наружной стены) в м²;
• R — теплопередача ограждения в м²•°С/Вт (справочная информация в СНиП II-3-79).

 

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

• R = R_C + δ / λ, где:
• R_C — сопротивление теплоотдаче, м²•°С/Вт:
  • 2,1 — для 1 тепловой зоны;
  • 4,3 — для 2 тепловой зоны;
  • 8,6 — для 3 тепловой зоны;
  • 14,2 — для 4 зоны поверхности пола;

 

• δ — толщина утеплителя в метрах, которая принимается в расчет при δ ≤ 1,2Вт/м^2 0С;
• t_b — температура внутри помещения;
• t_n – температура снаружи;
• n — коэффициент, зависящий от взаимоположения наружных поверхностей относительно воздушных потоков снаружи (справочная информация в СНиП II-3-79);
• ß – дополнительные теплопотери:

• для внешних вертикальных и диагональных поверхностей, установленных в направлении январского ветра со скоростью ≥ 4,5 м/с и цикличностью ≥ 15% (СНиП 2.01.01-82). Значение 0,05 для скорости ≤ 5 м/с, значение 0,10 для скорости ветра ≥ 5 м/с. Для типовых проектов домов при типовом проектировании коэффициент ß = 0,05 для всего объекта;
• для внешних вертикальных и диагональных поверхностей высотных домов значение ß = 0,2 для 1 и 2 этажа, ß = 0,15 для 3 этажа; ß = 0,10 для 4 этажа при количестве этажей в доме ≥ 16, для 10-15 — этажных домов ß = 0,10 для 1 и 1 этажа, ß = 0,05 -для 3 этажа.

 

Потери дополнительного тепла Q₃ выводятся по формуле: Q_b= 0,337 x A_n x h x (t_b — t_n) x 10^-3 для помещения с применением отопительного оборудования и окнами, где:

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

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

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

• Q₃ = 0,7 X B х (H / 0,8P) х (t_b – t_n) х 10^-3, где:

• H — высота дома:
• Р — количество жильцов;
• В – коэффициент для тамбуров и холлов. Для 1 тамбура В = 1, для 2 тамбуров В = 0,6.

Рассчитать тепловую мощность для прогрева наружных потоков от дверей лоджий можно по формуле Q₃ = 0,7 X B х (H / 0,8P) х (t_b – t_n) х 10^-3, если количество жильцов Р = 0.

 

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

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

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

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

Толщина теплоизоляции δ_из вычисляется так:

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

d — внешний диаметр трубопровода;

λ — коэффициент теплопроводности утеплителя;

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

 

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

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

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

 

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

1. Чтобы точно вычислить мощность котельного оборудования для наиболее эффективного обогрева всех подключенных к отоплению помещений. Приобретая котел без предварительных расчетов можно установить совершенно неподходящее по параметрам оборудование, которое не справится со своей задачей, и деньги будут потрачены впустую. Тепловые параметры всей системы отопления определяются, как результат сложения всех расходов тепловой энергии в подключенных и неподключенных к котлу отопления помещениях, если трубопровод проходит по ним. Также необходим запас мощности по расходам тепла, чтобы уменьшить износ отопительного оборудования и минимизировать появление аварийных ситуаций при высоких нагрузках в морозы;


2. Расчеты тепловых параметров системы отопления необходимы для получения на руки технического удостоверения (ТУ), без которого не получится согласовать проект по газификации частного дома, так как в 80% случаев монтажа автономного отопления устанавливают газовый котел и соответствующее оборудование. Для остальных типов отопительных агрегатов технические условия и документация на подключение не нужны. Для газового оборудования необходимо знать годовой расход газа, и без соответствующих вычислений точную цифру получить не удастся;
3. Получить тепловые параметры отопительной системы также нужно для покупки правильного оборудования – труб, радиаторов, фитингов, фильтров, и т.д.

 

Точные расчеты мощности и расхода тепла для жилых помещений

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

Для получения уточненных результатов применяют следующие справочные коэффициенты:

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

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

• Q_i = q х Si х Q₁ х Q₂ х Q₃ х Q₄ х Q₅ х Q₆ х Q₇, где:
• q =100 Вт/м²;
• Si – площадь обследуемого помещения.

Результаты параметров будут увеличиваться при применении коэффициентов ≥ 1, и уменьшаться, если Q_1- Q₇ ≤1. После расчетов конкретного значения результатов расчетов для конкретного помещения можно рассчитать общую тепловую мощность частного автономного отопления по следующей формуле:

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

jsnip.ru

Причина нагревания проводника кроется в том, что энергия движущихся в нем электронов (иными словами, энергия тока) при последовательном столкновении частиц с ионами молекулярной решётки металлического элемента преобразуется в тёплый тип энергии, или Q, так образуется понятие «тепловая мощность».

Работу тока измеряют с помощью международной системы единиц СИ, применяя к ней джоули (Дж), мощность тока определяют как «ватт» (Вт). Отступая от системы на практике, могут применять в том числе и внесистемные единицы, измеряющие работу тока. Среди них ватт-час (Вт × ч), киловатт-час (сокращённо кВт × ч). Например, 1 Вт × ч обозначает работу тока с удельной мощностью 1 ватт и длительностью времени на один час.

Если электроны движутся по неподвижному проводнику из металла, в этом случае вся полезная работа вырабатываемого тока распределяется на нагревание металлической конструкции, и, исходя из положений закона сохранения энергии, это можно описать формулой Q=A=IUt=I²Rt=(U²/R)*t. Такие соотношения с точностью выражают известный закон Джоуля-Ленца. Исторически он впервые был определён опытным путём учёным Д. Джоулем в середине 19-го века, и в то же время независимо от него ещё одним учёным — Э.Ленцем. Практическое применение тепловая мощность нашла в техническом исполнении с изобретения в 1873 году русским инженером А. Ладыгиным обыкновенной лампы накаливании.

Тепловая мощность тока задействуется в целом ряде электрических приборов и промышленных установок, а именно, в тепловых измерительных приборах, нагревательного типа электрических печках, электросварочной и инвенторной аппаратуре, очень распространены бытовые приборы на электрическом нагревательном эффекте – кипятильники, паяльники, чайники, утюги.

Находит себя тепловой эффект и в пищевой промышленности. С высокой долей использования применяется возможность электроконтактного нагрева, что гарантирует тепловая мощность. Он обуславливается тем, что ток и его тепловая мощность, оказывая влияние на пищевой продукт, который обладает определённой степенью сопротивления, вызывает в нем равномерное разогревание. Можно привести в пример то, как производятся колбасные изделия: через специальный дозатор мясной фарш поступает в металлические формы, стенки которых одновременно служат электродами. Здесь обеспечивается постоянная равномерность нагрева по всей площади и объёму продукта, поддерживается заданная температура, сохраняется оптимальная биологическая ценность пищевого продукта, вместе с этими факторами длительность технологических работ и расход энергии остаются наименьшими.

Удельная тепловая мощность электрического тока (ω), иными словами — количество теплоты, что выделяется в единице объёма за определённую единицу времени, рассчитывается следующим образом. Элементарный цилиндрический объём проводника (dV), с поперечным проводниковым сечением dS, длиной dl, параллельной направлению тока, и сопротивлением составляют уравнения R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Согласно определениям закона Джоуля-Ленца, за отведённое время (dt) во взятом нами объёме выделится уровень теплоты, равный dQ=I²Rdt=p(dl/dS)(jdS)²dt=pj²dVdt. В таком случае ω=(dQ)/(dVdt)=pj² и, применяя здесь закон Ома для установления плотности тока j=γE и соотношение p=1/γ, мы сразу получаем выражение ω=jE= γE^2. Оно в дифференциальной форме даёт понятие о законе Джоуля-Ленца.

fb.ru

Начало выполнения подготовки проекта отопления, как жилых загородных домов, так и производственных комплексов, следует с теплотехнического расчёта.

Что представляет собой теплотехнический расчёт?

Расчёт тепловых потерь является основополагающим документом, призванным решать такую задачу, как организация теплоснабжения сооружения. Он определяет суточное и годовое потребление тепла, минимальную потребность жилого либо промышленного объекта в тепловой энергии и тепловые потери для каждого помещения.
Решая такую задачу, как теплотехнический расчёт, следует учитывать комплекс характеристик объекта:

1. Тип объекта (частный дом, одноэтажное либо многоэтажное здание, административное, производственное или складское).
2. Количество проживающих в здании либо работающих в одну смену человек, количество точек подачи горячей воды.
3. Архитектурная часть (габариты крыши, стен, полов, размеры дверных и оконных проёмов).
4. Специальные данные, например, количество рабочих дней в году (для производств), продолжительность отопительного сезона (для объектов любого типа).
5. Температурные режимы в каждом из помещений объекта (их определяет CHиП 2.04.05-91).
6. Функциональное назначение (складское производственное, жилое, административное или бытовое).
7. Конструкции крыши, наружных стен, полов (тип утепляющих прослоек и применяемых материалов, толщина перекрытий).

Зачем нужен теплотехнический расчёт?

• Чтобы определить мощность котла.
  Предположим, Вы приняли решение снабдить загородный дом либо предприятие системой автономного отопления. Чтобы определиться с выбором оборудования, в первую очередь потребуется рассчитать мощность отопительной установки, которая понадобится для бесперебойной работы горячего водоснабжения, кондиционирования, систем вентиляции, а также эффективного обогрева здания. Определяется мощность автономной отопительной системы, как общая сумма тепловых затрат на обогрев всех помещений, а также тепловых затрат на прочие технологические нужды. Отопительная система должна обладать определённым запасом мощности, чтобы работа при пиковых нагрузках не сократила срок её службы.
• Для выполнения согласования на газификацию объекта и получения ТУ.
  Получить разрешение на газификацию объекта необходимо в том случае, если используется природный газ в качестве топлива для котла. Для получения ТУ потребуется предоставить значения годового расхода топлива (природного газа), а также суммарные значения мощности тепловых источников (Гкал/час). Эти показатели определяются в результате проведения теплового расчёта. Согласование проекта на осуществление газификации объекта – это более дорогостоящий и продолжительный метод организации автономного отопления, по отношению к монтажу отопительных систем, функционирующих на отработанных маслах, установка которых не требует согласований и разрешений.
• Для выбора подходящего оборудования.
  Данные теплового расчёта являются определяющим фактором при выборе приборов для отопления объектов. Следует учитывать множество параметров – ориентацию по сторонам света, габариты дверных и оконных проёмов, размеры помещений и их расположение в здании.

Как происходит теплотехнический расчёт

Можно воспользоваться упрощённой формулой, чтобы определить минимально допустимую мощность тепловых систем:

Q_т (кBт/час) =V * ΔT * K /860, где

Q_т – это тепловая нагрузка на определённое помещение;
K – коэффициент теплопотерь здания;
V – объём (в м³) отапливаемого помещения (ширина комнаты на длину и высоту);
ΔT – разница (обозначена С) между необходимой температурой воздуха внутри и температурой снаружи.

Такой показатель, как коэффициент потерь тепла (К), зависит от изоляции и типа конструкции помещения. Можно использовать упрощённые значения, рассчитанные для объектов разных типов:

• K = от 0,6-ти до 0,9-ти (повышенная степень теплоизоляции). Небольшое количество окон, снабжённых сдвоенными рамами, стены из кирпича с двойной теплоизоляцией, крыша из высококачественного материала, массивное основание пола;
• К = от 1-го до 1,9-ти (теплоизоляция средней степени). Двойная кирпичная кладка, крыша с обычной кровлей, небольшое количество окон;
• K = от 2-х до 2,9 (низкая теплоизоляция). Конструкция сооружения упрощённая, кирпичная кладка одинарная.
• K = 3-х – 4-х (отсутствие теплоизоляции). Сооружение из металлического или гофрированного листа либо упрощённая деревянная конструкция.

Определяя разницу между требуемой температурой внутри обогреваемого объёма и температурой снаружи (ΔT), следует исходить из степени комфорта, которую Вы желаете получить от тепловой установки, а также из климатических особенностей того региона, в котором находится объект. В качестве параметра по умолчанию принимаются значения, определённые CHиП 2.04.05-91:

• +18 – общественные здания и производственные цеха;
• +12 – комплексы высотного складирования, склады;
• + 5 – гаражи, а также склады без постоянного обслуживания.

Расчёт по упрощённой формуле не позволяет учитывать различия тепловых потерь здания в зависимости от типа ограждающих конструкций, утепления и размещения помещений. Так, например, больше тепла потребуют комнаты с большими окнами, высокими потолками и угловые помещения. В то же время минимальными тепловыми потерями отличаются помещения, которые не имеют внешних ограждений. Желательно использовать следующую формулу при расчёте такого параметра, как минимальная тепловая мощность:

Qт (kВт/час)=(100 Вт/м² * S (м²) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000, где

S – площадь комнаты, м²;
Bт/м² – удельная величина потерь тепла (65-80 ватт/м²). В этот показатель входят утечки тепла через вентиляцию, поглощения стенами, окнами и прочие виды утечек;
К1 – коэффициент утечки тепла через окна:

• при наличии тройного стеклопакета К1 = 0,85;
• если стеклопакет двойной, то К1 = 1,0;
• при стандартном остеклении К1 = 1,27;

К2 – коэффициент потерь тепла стен:

• высокая теплоизоляция (показатель К2 = 0,854);
• утеплитель толщиной 150 мм либо стены в два кирпича (показатель К2=1,0);
• низкая теплоизоляция (показатель К2=1,27);

К3 – показатель, определяющий соотношение площадей (S) окон и пола:

• 50% КЗ=1,2;
• 40% КЗ=1,1;
• 30% КЗ=1,0;
• 20% КЗ=0,9;
• 10% КЗ=0,8;

К4 – коэффициент температуры вне помещения:

• -35°C K4=1,5;
• -25°C K4=1,3;
• -20°C K4=1,1;
• -15°C K4=0,9;
• -10°C K4=0,7;

К5 – количество выходящих наружу стен:

• четыре стены К5=1,4;
• три стены К5=1,3;
• две стены К5=1,2;
• одна стена К5=1,1;

К6 – тип теплоизоляции помещения, которое располагается над отапливаемым:

• обогреваемое К6-0,8;
• теплая мансарда К6=0,9;
• не отапливаемый чердак К6=1,0;

К7 –высота потолков:

• 4,5 метра К7=1,2;
• 4,0 метра K7=1,15;
• 3,5 метра К7=1,1;
• 3,0 метра К7=1,05;
• 2,5 метра K7=1,0.

Приведём в качестве примера расчёт минимальной мощности отопительной автономной установки (по двум формулам) для отдельно стоящего сервисного помещения СТО (высота потолка 4м, площадь 250 м², объём 1000 м3, окна большие с обычным остеклением, теплоизоляция потолка и стен отсутствует, конструкция – упрощённая).

По упрощённому расчёту:

Q_т (кВт/час) = V * ΔT * K/860=1000 *30*4/860=139,53 кВт, где

V — объем воздуха в отапливаемом помещении (250 *4), м³;
ΔT — разница показателей между температурой воздуха извне комнаты и требуемой температурой воздуха внутри помещения (30°С);
К — коэффициент теплопотерь строения (для зданий без теплоизоляции К = 4,0);
860 — перевод в кВт/час.

Более точный расчёт:

Q_т (кВт/час) = (100 Вт/м² * S (м²) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000 = 100*250*1,27*1,27*1,1*1,5*1,4*1*1,15/1000=107,12 кВт/час, где

S – площадь помещения, для которого выполняется расчёт (250 м²);
K1 – параметр утечки тепла через окна (стандартное остекление, показатель К1 равен 1,27);
К2 – значение утечки тепла через стены (плохая теплоизоляция, показатель К2 соответствует 1,27);
К3 – параметр соотношения габаритов окон к площади пола (40%, показатель К3 равен 1,1);
K4 – значение температуры снаружи (-35 °C, показатель K4 соответствует 1,5);
K5 – количество стен, которые выходят наружу (в данном случае четыре К5 равен 1,4);
К6 – показатель, определяющий тип помещения, расположенного непосредственно над отапливаемым (чердак без утепления К6=1,0);
K7 – показатель, определяющий высоту потолков (4,0 м, параметр К7 соответствует 1,15).

Как можно видеть из произведённого расчёта, вторая формула предпочтительнее для расчёта мощности отопительных установок, поскольку она учитывает гораздо большее количество параметров (особенно если необходимо определить параметры маломощного оборудования, предназначенного для эксплуатации в небольших помещениях). К полученному результату надо приплюсовать небольшой запас по мощности для увеличения срока эксплуатации теплового оборудования.
Выполнив несложные расчёты, Вы сможете без помощи специалистов определить необходимую мощность автономной отопительной системы для оснащения объектов жилого или промышленного назначения.

 

www.komplektacya.ru

1. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы отопления.

Лекция 2
Тепловой баланс помещения.
Тепловая мощность системы
отопления.
§ 1. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы
отопления.
§ 2 Потери теплоты через ограждающие конструкции
§ 3 Потери тепла на нагрев вентиляционного воздуха
§ 4 Удельная тепловая характеристика
§ 5 Расчёт потерь тепла по укрупнённым показателям
§ 6 Особенности расчёта теплопотерь в других странах

2. § 1. Тепловой баланс помещения. Тепловая мощность системы отопления.

Тепловой баланс – соотношение между теплопотерями и
теплопоступлениями в помещении.
Тепловая мощность отопительной установки:
Qот = Qпот – Qвыд, Вт
(2.1)
где: Qпот – суммарные теплопотери помещения, Вт;
Qвыд – суммарные тепловыделения в помещении, Вт.

3.

суммарные теплопотери помещения:
Qпот=Qогр+Qн+Qмат+Qтезн+Qвент+….+Qi, Вт
(2.2)
суммарные тепловыделения в помещении:
Qвыд=Qл+Qоб+Qэл+Qмат+Qтехн+……+Qi, Вт
(2.3)

4. Расчетная тепловая мощность, кВт, системы отопления:

Q Q1 b1 b2 Q2 Q3
(2.4)
где Q1 — расчетные тепловые потери здания, кВт;
b1- коэффициент учета дополнительного теплового потока
устанавливаемых отопительных приборов за счет
округления сверх расчетной величины;
b2 — коэффициент учета дополнительных потерь теплоты
отопительными приборами, расположенными у наружных
ограждений при отсутствии теплозащитных экранов;
Q2 — потери теплоты, кВт, трубопроводами, проходящими в
неотапливаемых помещениях;
Q3 — тепловой поток, кВт, регулярно поступающий от
освещения, оборудования и люден, который следует
учитывать в целом на систему отопления здания. Для жатых
домов величину следует учитывать из расчета 0.01 кВт на 1
м2 общей площади.

6. Расчетные тепловые потери , кВт (2.5)

Расчетные тепловые потери , кВт
Q1 (Qa Qв )
(2.5)
где: Qa — тепловой поток, кВт, через ограждающие
конструкции;
— потери теплоты, кВт, на нагревание
вентиляционного воздуха.
Qв

7. § 2 Потери теплоты через ограждающие конструкции

Расчетные потери теплоты Qа через ограждающие конструкции:
1
tв tн 1 n 10 3
Qa А
(2.6)
R0
где А — площадь ограждения, м2 ;
Rо- сопротивление теплопередаче ограждения, м² ºС/Вт;
tв- расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
tн5 — расчетная температура наружного воздуха, равная
температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью
0,92 , °С;
n — коэффициент, учитывающий положение ограждения по
отношению к наружному воздуху;
β — коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери
сверх основных через ограждения (в долях от основных
теплопотерь).

8.

Определение площадей ограждающих конструкций
Рис. 2.1 Обмер площадей в плане и по высоте
НС – наружная стена, ПЛ – пол, ПТ – потолок, О – окно
Определяется с точностью до 0,1 м2

9.

Сопротивление теплопередаче ограждения Ro ( м² ºС/ Вт)
принимают по фактическим данным исходя из условия:
Ro > Rн,
(2.7),
где: Rн – нормативное значение сопротивления теплопередаче
ограждения ( м² ºС/ Вт)

10.

Для полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня
земли, сопротивление теплопередаче следует
определять по зонам шириной 2 м. параллельным
наружным стенам, по формуле:
Rn Rc
(2.8)
где Rc — сопротивление теплопередаче, м2 °С/Вт,
для I зоны — 2,1,
для второй — 4,3,
для третьей зоны — 8,6
для оставшейся площади пола — 14,2;
— толщина утепляющего слоя, м, учитываемая при
коэффициенте теплопроводности утеплителя λ<1,2
Вт/м2 °С

11.

Теплопотери через полы на лагах
рассчитываются также по зонам, только
сопротивление теплопередаче каждой зоны пола
на лагах принимается равным:
Rл 1,18( Rc )
Разбивка
м² ºС/Вт .
пола на зоны производится для пола
всего здания, а не по отдельным помещениям

12. Расчётная температура внутреннего воздуха

За расчётную температуру внутреннего воздуха
принимается:
а) для ограждений, находящихся в зоне до 4м от уровня
пола – tр.з – температура рабочей зоны
б) для ограждений, находящихся в зоне выше 4-х
tBH
t p. з. t yx
2
(2.9)

13.

в) для перекрытий и покрытий при высоте помещения более
4м – tух. – температура уходящего воздуха,
определяемая:
— для гражданских зданий :
tух. = tр.з +∆(Н-2) ºС,
(2.10)
где: Н – высота помещения, м;
∆ — температурный градиент помещения, принимаемый в
пределах (0,5—1.5);
— для промышленных зданий:
tух. = tр.з + Кt (tр.з — tпр) ºС
где:
(2.11)
tпр ,температура приточного воздуха, ºС;
Кt – коэффициент эффективности воздухообмена по
теплоизбыткам

14. Добавочные потери тепла β.

а) для наружных вертикальных и наклонных ограждений,
ориентированных на направления, откуда в январе дует ветер со
скоростью, превышающей 4,5 м/с с повторяемостью
не менее 15% (ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія) в
размере β= 0,05 при скорости ветра до 5 м/с и в размере β= 0,10
при скорости 5м/с и более; при типовом проектировании
добавочные потери следует учитывать
в размере
0,05 для
всех помещений;
б) для наружных вертикальных и наклонных ограждений
многоэтажных зданий в размере
для зданий с числом этажей 16 и более
— β= 0,20 для первого и второго этажей;
— β= 0,15 для третьего;
— β= 0,10 для четвёртого этажа зданий с числом этажей 16 и более;
для 10-15 – этажных зданий
— β= 0,10 для первого и второго этажей
— β= 0,05 – для третьего этажа.

15. § 3 Потери тепла на нагрев вентиляционного воздуха Qв, Вт

— при подогреве наружного воздуха в объёме однократного
воздухообмена
Qв = 0,337 Ап h (tв — tн),
(2.12)
где: Ап — площадь пола помещения с окном, м²;
h — высота помещения от пола до потолка, м, но
не более 3,5 м.
— при подогреве воздуха с объёмом вытяжки менее
однократного воздухообмена в час
Qв = 0,278 L ρ С (tв — tн),
где: L – объём воздуха, м³/час
ρ – плотность воздуха, кг/м³
(2.13)

16.

Потери теплоты Qв, Вт на нагревание наружного
воздуха, проникающего во входные вестибюли (холлы)
и лестничные клетки при отсутствии воздушнотепловых завес:
Qв= 0,7В(Н+0,8Р)(tв — tн)
(2.14)
где: Н – высота здания, м
В – коэффициент, учитывающий количество
входных тамбуров. При одном тамбуре (две двери)
В=1,0; при двух тамбурах (три двери) В=0,6
Р – количество людей, проживающих в здании

17.

Потери теплоты , кВт, трубопроводами, проходящими в
неотапливаемых помещениях, следует определять по
формуле:
Q2 ql 10 3
(2.15)
где l — длины участков тепле изолированных трубопроводов
различных диаметров, прокладываемых в неотапливаемых
помещениях;
q — нормированная линейная плотность теплового потока
теплоизолированного трубопровода, принимаемая по п. 3.23.

18. Величину расчетного годового теплопотребления системой отопления здания , ГДж. следует рассчитывать по формуле:

Qгод 0,086Q D a b c /(tв tн )
(2.16)
где D — количество градусо-суток отопительного периода;
а — коэффициент, равный 0,8. который необходимо
учитывать, если система отопления оборудована
приборами автоматического уменьшения тепловой
мощности в нерабочее время;
b — коэффициент, разный 0,9, который необходимо
учитывать, если более 75% отопительных приборов
оборудованы автоматическими терморегуляторами;
с — коэффициент, разный 0,95, который необходимо
учитывать, если на абонентском вводе системы
отопления установлены приборы автоматического
пофасадного регулирования.

19. Расход теплоносителя G, кг/ч d системе отопления

G 3,6 10 Q /(c t )
3
(2.17)
где
с — удельная теплоемкость воды, принимаемая
равной 4,2 кДж/(кг 0С);
Δt — разность температур. °С, теплоносителя на
входе в систему и на выходе из нее;
Q — тепловая мощность системы, кВт.
определенная по формуле (2.4) с учетом бытовых
тепловыделений .

20. Расчетную тепловую мощность , кВт, каждого отопительного прибора следует определять по формуле

Qпр Qа Qв Qв н 0,9Qтр Q3n
(2.18)
где Qвн — потери теплоты, кВт, через внутренние стены,
учитывается при разности температур между внутренними
помещениями 3 0С;
Q тр
— тепловой поток. кВт, от неизолированных
трубопроводов отопления, прокладываемых в помещении;
Q3 n — тепловой поток, кВт, регулярно поступающий в
помещение от электрических приборов, освещения,
технологического оборудования, коммуникаций,
материалов и других источников. При расчете тепловой
мощности отопительных приборов жилых, общественных и
административно-бытовых зданий величину учитывать не
следует.

21. § 4 Удельная тепловая характеристика

Q зд
q0
V н t в t н.5
Вт/(м3К)
(2.19)
где Qзд — общие теплопотери здания, Вт
Vн — объем отапливаемой части здания по внешнему
обмеру, м3 ;
(tв-tн.5) — расчетная разность температур для основных
помещений здания.
Для жилых и общественных зданий оценку производят по
расходу теплоты, отнесенному 1 м2 общей площади.

22. По удельной характеристике определяют потери теплоты зданием по укрупненным показателям:

Q зд q 0 t Vн t в t н.5
(2.20)
где βt — поправочный коэффициент, учитывающий
изменение удельной тепловой характеристики при
отклонении фактической расчетной разности
температур от 48°:
22
t 0.54
t в t н.5
(2.21)

en.ppt-online.org

Определение теплового расчета

Расчет тепловой мощности системы отопления — это первоочередные данные. Они необходимы для решения задач по теплоснабжению жилища.

Благодаря им можно определить минимальную потребность в тепловой энергии для конкретного объекта, а также выявить приблизительные затраты тепла для каждого отдельного помещения, находящегося в нем, рассчитать суточное и годовое потребление топлива.

Необходимые характеристики

При определении тепловой мощности для отопительной системы, следует учитывать многие характеристики жилища, среди которых:

• тип и величина объекта (квартира, загородный дом с двумя, тремя или четырьмя этажами, коттедж и т.д.);
• архитектурная часть (берутся во внимание размеры полов, наружных стен, крыши, дверных и оконных проемов);
• температурные режимы, присутствующие в каждой комнате жилища (по умолчанию можно использовать СНиПы 2.04.05-91);
• конструкции полов, крыши и наружных стен (типы используемых материалов, толщина утепляющих прослоек и т.д.);
• функциональное назначение имеющихся помещений (жилые и нежилые);
• специальные данные (продолжительность отопительного сезона, количество проживаемых человек и т.д.);
• количество точек, предназначенных для разбора теплой воды.

При расчетах специалисты настоятельно рекомендуют учитывать все эти параметры. Ведь только тогда удастся получить наиболее четкие результаты, относительно величины тепловой мощности для системы отопления вашего дома. Однако нередко при расчетах берут во внимание только часть из них, но при этом прибавляют от 10 до 25% к полученной мощности.

Предназначение теплового расчета

У многих может возникнуть вопрос относительно того, зачем же производить тепловой расчет мощности для системы отопления своего жилища? На это есть несколько весомых причин.

1. Для определения точной мощности котла. Итак, вы решили установить у себя в жилище систему теплоснабжения, работающую автономно. В первую очередь для этого нужно обязательно знать мощность отопительной системы, чтобы верно подобрать котел, который справится эффективно с обогревом жилища и подачей горячей воды. Если выбирать его без учета данного параметра, то купить подходящий не удастся. При этом следует учесть, что мощность для отопительной системы дома определяется, как сумма общих тепловых затрат, идущих на обогрев жилища, и расходов, необходимых на технологические нужды и для других систем. Кроме того, здесь обязательно нужно производить тепловой расчет с запасом по мощности, тем самым удастся минимизировать износ отопительной системы и исключить ее сбой при появлении пиковых нагрузок.
2. Для получения Технического Удостоверения (ТУ) и согласования проекта для газификации жилища. В большинстве случаев отопительную систему наши соотечественники делают такую, которая функционирует на голубом топливе, так как она является более выгодной. Чтобы начать ее устройство в своем доме, потребуется обязательно получить ТУ, но его не выдадут, если вы не будете знать суммарную мощность будущей отопительной системы и годовой расход голубого топлива. Без этих данных вам также не удастся осуществить согласование проекта на газификацию жилища. Поэтому расчет тепловой мощности в данном случае просто необходим. Иначе вы не сможете пройти это важный этап в государственных органах.
3. Для верного подбора оборудования. Осуществить выбор отопительных приборов (радиаторов, труб и прочих) для помещений правильно просто невозможно, если предварительно не произведен тепловой расчет. Иначе купленное оборудование не справится с поставленными задачами, нельзя будет настроить его на экономичное расходование топлива.

Выполнение теплового расчета

Чтобы определить минимальный расчет требуемой мощности отопительной системы жилища, вы можете воспользоваться этой упрощенной формулой:

Qт (кВт/час) = V*∆T*K/860.

Расшифровывается она следующим образом:

• Qт — имеющаяся тепловая нагрузка у помещений, где нужно провести отопление;
• V — общая площадь обогреваемого дома (необходимо умножить ширину, длину и высоту), м³;
• ∆T — присутствующая разница между наружной температурой воздуха и температурой внутри жилища, °С;
• К — размер коэффициента тепловых потерь дома;
• 860 — перевод полученного параметра в кВт/час, для удобства подбора оборудования, которое войдет в систему отопления.

У многих могут возникнуть особые расчеты с некоторыми из необходимых параметров, например, с коэффициентом тепловых потерь жилища. Он между тем зависит от имеющейся изоляции в помещениях и типа конструкции. Чтобы не запутаться в его вычислениях, можно использовать следующие установленные параметры для упрощенного расчета мощности системы отопления. Итак, они выглядят следующим образом:

• деревянные дома с минимальным количеством теплоизоляции, обычными окнами и плоской крышей — К от 3,0 до 4,0;
• дома с одинарной кирпичной кладкой, с небольшой теплоизоляцией, упрощенной конструкцией крыши и окон — К от 2,0 до 2,9;
• жилище, выполненное с применением двойной кирпичной кладки, которое имеет небольшое количество окон, среднюю теплоизоляцию и стандартную кровлю — К от 1,0 до 1,9;
• дом из кирпича, имеющий двойную теплоизоляцию, окна с двойными стеклопакетами, крышу из высококачественного материала с пароизоляцией и полы с толстым основанием — К от 0,6 до 0,9.

Чтобы определить разницу, которая есть между температурой за окном и в помещении (∆T), нужно учитывать погодные условия в своем регионе и условия комфорта, которые должна обеспечить система отопления. Для того чтобы не производить долгих вычислений, можно взять установленные СНиПы 2.04.05-91. Согласно этим данным расчетная внутренняя температура для дома будет находиться в следующих величинах: от +18 до +26°С. Что касается уличной температуры, то уже все зависит от места вашего проживания, используйте необходимые данные из приведенного списка (город: °С):

• Москва: -28;
• Санкт-Петербург: -26;
• Киев: -22;
• Новороссийск: -13;
• Ялта: -6;
• Калининград: -18;
• Новгород: -27;
• Севастополь: -11;
• Одесса: -18;
• Ростов: -22;
• Краснодар: -19;
• Запорожье: -22;
• Львов: -19;
• Екатеринбург: -35;
• Харьков: -23;
• Самара: -30;
• Днепропетровск: -25;
• Казань: -32;
• Нижний Новгород: -30;
• Минск: -25;
• Каунас: -22;
• Вильнюс: -23.

Для того чтобы вы смогли лучше понять представленную формулу и верно произвести по ней расчет, приведем пример. Итак, объем обогреваемых комнат (V) равен 250 м³, разница между температурами внутри помещений и снаружи (∆T) составляет 18°С, параметр коэффициента тепловых потерь (К) равен 1. Теперь выполним расчеты по формуле:

Qт (кВт/час)=V*∆T*K/860=250*18*1/860=5,2кВт.

Из этого следует, что мощность системы отопления в вашем доме должна составить как минимум 5,2 кВт. Ее можно немного увеличить (от 10 до 25 %), чтобы оборудование не работало постоянно на пределе своих возможностей.

Как сделать тепловой расчет более точным

Важно учесть, что подобный расчет, по представленной выше формуле, не будет учитывать тепловые потери, связанные с размещением помещений, имеющимся утеплением и типом ограждающих конструкций. Не стоит забывать, что угловые дома, где присутствуют большие окна и высокие потолки, требуют больше тепла, чем те, что не имеют внешних ограждений и обладают небольшой величиной комнат. Поэтому, чтобы более точно можно было произвести расчет мощности для системы отопления своего жилища, следует использовать формулу такого типа:

Qт (кВт/час)= (100 Вт/м²*S(м²)*K1*K2*K3*K4*K5*K6*K7)/1000.

Она расшифровывается следующим образом:

Вт/м² — параметр удельной величины тепловых потерь.

S — общая площадь дома, м²;

K1 — параметр коэффициента тепловых потерь для окон:

• обычное остекление — 1,27;
• окно с 2 стеклопакетами — 1,0;
• окно с 3 стеклопакетами — 0,85.

К2 — параметр коэффициента тепловых потерь для стен:

• обычная теплоизоляция — 1,27;
• утеплитель имеет толщину более 150 мм или стена представлена двойной кладкой — 1,0;
• отличная теплоизоляция — 0,85.

К3 — параметр коэффициента соотношения всех площадей окон и имеющегося в доме пола:

• 10% — 0,8;
• 20% — 0,9;
• 30% — 1,0;
• 40% — 1,1;
• 50% — 1,2.

K4 — параметр коэффициента температуры на улице:

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

K5 — количеств стен, которые выходят наружу:

• 1 — 1,1;
• 2 — 1,2;
• 3 — 1,3;
• 4 — 1,4.

К6 — помещение, находящееся над отапливаемым:

• чердак без утепления — 1,0;
• чердак с утеплением — 0,9;
• помещение, которое отапливается (следующий этаж дома) — 0,8.

K7 — параметр высоты помещений:

• от 2,5 м -1,0;
• от 3,0 м -1,05;
• от 3,5 м — 1,1;
• от 4,0 м — 1,15;
• от 4,5 м — 1,2.

Теперь приведем пример для данной формулы, чтобы вам было максимально легко ее понять. Возьмем все те же значения, что и в первом примере. Итак, вот следующие данные:

• S — общая площадь дома, 250 м²;
• K1 — параметр коэффициента тепловых потерь для окон с обычным двойным остеклением составляет у нас 1,0;
• К2 — параметр коэффициента тепловых потерь для стен с хорошей теплоизоляцией составляет 1,0;
• К3 — параметр коэффициента соотношения площадей пола и окон представляет 20% , а значит, составляет 0,9;
• K4 — параметр коэффициента для наружной температуры, возьмем в данном примере Калининград (-18^oC), поэтому он будет равен 0,9;
• K5 — количество стен, которые выходят наружу (в нашем случае 4), здесь будет следующее значение: 1,4;
• К6 — помещение, находящееся над отапливаемым (это утепленный чердак), поэтому здесь будет такое значение: 0,9;
• K7 — параметр высоты помещений с потолками в 4,0 будет равен 1,15.

Теперь производим согласно этим цифрам расчет по формуле:
Qт (кВт/час)= (100 Вт/м²*S(м2)*K1*K2*K3*K4*K5*K6*K7)/1000.

И у нас получается следующее: 100*250*1*1*0,9*0,9*1,4*0,9*1,15/1000=23,2.

Поскольку вторая формула учитывает гораздо больше параметров, то здесь мощность отопительной системы получилась абсолютно другой, более точной. Поэтому рекомендуется производить расчеты и по ней. Это позволит осуществить сравнение полученных данных и выбрать среднюю величину, которая будет наиболее приемлемой.

Ясно, что произвести тепловой расчет мощности для своей тепловой системы очень важно. При этом осуществить его можно и самостоятельно, беря во внимание озвученные параметры и приведенные значения. Обязательно в ходе этого необходимо использовать проверенные формулы. Желательно выполнять расчет сразу по двум. Только так будут получены наиболее реальные значения при определении минимальной мощности для отопительной системы.

Выполняя расчеты, обязательно используйте наиболее подходящие параметры для своего дома, учитывая регион проживания. Только тогда удастся избежать искажений при получении необходимых данных и сделать все правильно.

1poteply.ru

Сравнение радиаторов разных типов

Тепловая мощность – одна из главных характеристик, но существуют и другие, не менее важные. Подбирать батарею лишь на основании потребного теплового потока – неправильно. Нужно понимать, при каких условиях тот или иной радиатор выдает указанный поток и как долго он прослужит в вашей системе обогрева дома. Поэтому корректнее рассмотреть все основные технические характеристики секционных типов нагревателей, а именно:

• алюминиевые;
• биметаллические;
• чугунные.

Проведем сравнение радиаторов отопления по следующим основным параметрам, играющих важную роль при их подборе:

• тепловая мощность;
• допустимое рабочее давление;
• давление опрессовки (испытания);
• вместительность;
• масса.

Примечание. Максимальную степень нагрева теплоносителя мы не принимаем во внимание, поскольку у батарей всех разновидностей она достаточно высока, что делает их пригодными к применению в жилых зданиях по данному параметру.

Показатели рабочего и испытательного давления важны для подбора батарей применительно к разным теплосетям. Если в коттеджах или загородных домах давление теплоносителя редко превышает 3 Бар, то при централизованном теплоснабжении оно может достигать от 6 до 15 Бар в зависимости от этажности здания. Не следует забывать и о гидроударах, нередких в центральных сетях при пуске их в работу. По этим причинам не всякий радиатор рекомендуется включать в такие сети, а сравнение теплоотдачи лучше проводить с учетом характеристик, указывающих на прочность изделия.

Вместительность и масса отопительных элементов играют важную роль в частном домостроительстве. Знание емкости радиатора поможет рассчитать общее количество воды в системе и оценить расход тепловой энергии на ее нагрев. Вес прибора важен для определения способа крепления к наружной стене, построенной, например, из пористого материала (газобетона) или по каркасной технологии.

Для ознакомления с основными техническими характеристиками мы приведем в таблице данные известного производителя радиаторов из алюминия и биметалла – фирмы RIFAR, а также параметры чугунных батарей МС-140.

Сравнительные выводы

Как показывает приведенная таблица сравнения теплоотдачи радиаторов отопления, самыми эффективными в плане мощности являются биметаллические нагреватели. Напомним, что они представляют собой алюминиевый оребренный корпус с находящимся внутри прочным сварным каркасом из металлических трубок для протока теплоносителя. По всем параметрам этот вид нагревателей пригоден для установки как в теплосетях высотных домов, так и в частных коттеджах. Единственный их недостаток – высокая стоимость.

Немного ниже теплоотдача алюминиевых радиаторов, хотя они легче и дешевле биметаллических. По испытательному и рабочему давлению приборы из алюминия также можно ставить в зданиях любой этажности, но при условии: наличии индивидуальной котельной с узлом водоподготовки. Дело в том, что алюминиевый сплав подвержен воздействию электрохимической коррозии от некачественного теплоносителя, свойственного центральным сетям. Радиаторы из алюминия лучше устанавливать в отдельных системах.

Резко отличаются от других чугунные радиаторы. теплоотдача которых значительно ниже при большой массе и емкости секций. Казалось бы, при таком сравнении им не найдется применения в современных системах обогрева. Тем не менее традиционные «гармошки» МС-140 продолжают пользоваться спросом, их главный козырь – долговечность и стойкость к коррозии. И действительно, серый чугун, из которого методом литья изготавливаются МС-140, спокойно служит до 50 лет и более, при этом теплоноситель может быть каким угодно.

Кроме того, обычная чугунная батарея обладает большой тепловой инерцией в силу своей массивности и вместительности. Это значит, что при отключении котла радиатор остается теплым еще долгое время. Что же касается рабочего давления, то нагреватели из чугуна не могут похвастать высокой прочностью. Приобретать их для сетей с высоким давлением воды рискованно.

Расчет тепловой мощности

Для организации обогрева помещений необходимо знать требуемую мощность на каждое из них, после чего произвести расчет теплоотдачи радиатора. Расход тепла на обогрев комнаты определяется достаточно простым способом. В зависимости от расположения принимается величина теплоты на обогрев 1 м3 комнаты, она составляет 35 Вт/ м3 для южной стороны здания и 40 Вт/ м3 – для северной. Реальный объем помещения умножается на эту величину и получаем требуемую мощность.

Внимание! Приведенный метод подсчета необходимой мощности является укрупненным, его результаты учитываются только в качестве ориентира.

Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя. В соответствии с нормативами там дается мощность 1 секции радиатора при DT = 70. Это означает, что 1 секция даст указанный тепловой поток при температуре теплоносителя на подаче 105 ºС, а в обратке – 70 ºС. При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС.

Исходя из нашей таблицы, теплоотдача одной секции биметаллического радиатора с межосевым размером 500 мм составляет 204 Вт, но только при температуре в подающем трубопроводе 105 ºС. В современных системах, особенно индивидуальных, настолько высокой температуры не бывает, соответственно, и отдаваемая мощность уменьшится. Чтобы узнать реальный тепловой поток, нужно вначале просчитать параметр DT для существующих условий по формуле:

DT = (tпод + tобр) / 2 – tкомн, где:

• tпод – температура воды в подающем трубопроводе;
• tобр – то же, в обратке;
• tкомн – температура внутри комнаты.

После этого паспортная теплоотдача радиатора отопления умножается на поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от значения DT по таблице:

Например, при графике теплоносителя 80 / 60 ºС и комнатной температуре 21 ºС параметр DT будет равен (80 + 60) / 2 – 21 = 49, а поправочный коэффициент – 0.63. Тогда тепловой поток 1 секции того же биметаллического радиатора составит 204 х 0.63 = 128.5 Вт. Исходя из этого результата и подбирается количество секций.

Заключение

Как и следовало ожидать, в сравнении отопительных элементов по теплоотдаче на высоте оказались биметаллические батареи, недалеко от них ушли и радиаторы из алюминия. Применение же чугунных нагревателей целесообразно лишь в определенных условиях эксплуатации.

Рекомендуем:

Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Как выбрать радиаторы отопления Схемы подключения радиаторов отопления

Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных видов продолжает служить предметом споров, что не утихают на различных интернет-площадках и форумах. Споры ведутся в контексте, какие из них лучшие по этому показателю, что в итоге оказывает влияние на выбор тех или иных приборов отопления пользователями. Поэтому есть смысл провести сравнение тепловой мощности радиаторов разных типов, оценив их реальную теплоотдачу. О чем и говорится в материале, представленном вашему вниманию.

Как правильно рассчитать реальную теплоотдачу батарей

Начинать надо всегда с технического паспорта, что прилагается к изделию производителем. В нем вы точно обнаружите интересующие данные, а именно — тепловую мощность одной секции либо панельного радиатора определенного типоразмера. Но не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических батарей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Зачастую можно услышать такие суждения: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь общеизвестно, что теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди других металлов. У меди и алюминия наилучшая теплопроводность, это верно, но передача тепла зависит от многих факторов, о коих будет сказано далее.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (t подачи + t обратки)/2 и в помещении равна 70 °С. С помощью формулы это выражается так:

Для справки. В документации на изделия от разных фирм данный параметр может обозначаться по-разному: dt, Δt или DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Что означает, когда в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, только надо в нее подставить известное значение комнатной температуры – 22 °С и провести расчет в обратном порядке:

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна быть больше 20 °С, надо определить их значения таким образом:

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что в подающем трубопроводе будет вода, нагретая до 102 °С, а в комнате установится комфортная температура 22 °С. Первое условие выполнить нереально, поскольку в современных котлах нагрев ограничен пределом 80 °С, а значит, батарея никогда не сможет отдать заявленных 200 Вт тепла. Да и редкий случай, чтобы теплоноситель в частном доме разогревали до такой степени, обычный максимум – это 70 °С, что соответствует DT = 38—40 °С.

Порядок расчета

Получается, что реальная мощность батареи отопления гораздо ниже заявленной в паспорте, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к начальной величине тепловой мощности нагревателя. Ниже представлена таблица, где прописаны значения коэффициентов, на которые надо умножить паспортную теплоотдачу радиатора в зависимости от величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свою реальную Δt.
3. Найти в таблице соответствующий ей коэффициент.
4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи радиатора.
5. Подсчитать число отопительных приборов, нужное для обогрева комнаты.

Для приведенного выше примера тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. Стало быть, для обогрева помещения площадью 10 м2 понадобится 1 тыс. Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 = 11 секций (округление идет всегда в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что для разных приборов от некоторых фирм – производителей дается мощность радиатора при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться этим способом нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Для справки. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях: t подачи = 90 °С, t обратки = 70 °С, t воздуха = 20 °С, что соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти характеристики мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, а тут конструкция и форма изделия играет большую роль. Поэтому идеально сравнить стальной панельный обогреватель с чугунным затруднительно, их поверхности слишком разные.

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдаст 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) такой же высоты и таким же числом секций сможет выдать только 530 Вт при тех же условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Характеристики алюминиевых и биметаллических продуктов с точки зрения тепловой мощности практически идентичны, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Упомянутые 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм имеют общую длину около 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600х400. Выходит, что даже трехрядный стальной прибор (тип 30) выдаст лишь 572 Вт при Δt = 50 °С. Но надо учитывать, что глубина радиатора GLOBAL VOX составляет всего 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминия дает о себе знать, что отражается на габаритах.

В условиях индивидуальной системы отопления частного дома батареи одинаковой мощности, но из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они возвращают более холодную воду в систему.
2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего появляется небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Из всего вышесказанного напрашивается простой вывод. Не суть важно, из какого материала изготовлен радиатор, главное, чтобы он был верно подобран по мощности и подходил пользователю во всех отношениях. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой можно устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже было упомянуто выше. Но для того чтобы сравнение радиаторов отопления было корректным, его надо производить не только по теплоотдаче, но и по другим важным параметрам:

• рабочему и максимальному давлению;
• количеству вмещаемой воды;
• массе.

Ограничение по величине рабочего давления определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота столба воды может достичь сотни метров. Кстати сказать, это ограничение не касается частных домов, где давление в сети не бывает высоким по определению. Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в системе, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при определении места и способа его крепления.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение более широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические обойдутся дороже, что не всегда оправдано, так как они лучше только по рабочему давлению. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не принимать во внимание советские чугунные «гармошки» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Рекомендуем:

Какие краны лучше выбрать для радиаторов отопления Какие радиаторы отопления лучше выбрать — алюминиевые или биметаллические Кварцевый обогреватель для дома – решение вопроса или очередная проблема

Радиаторы и обогреватели > Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Мощность радиаторов отопления

При проведении системы отопления важным параметром является правильный выбор радиаторов, поскольку их количество и параметры должны быть походящими для формирования оптимального и равномерного обогрева. Поэтому мощность радиатора должна быть рассчитана заблаговременно с помощью правильного метода.

Расчет можно осуществить самостоятельно, если знать площади помещений, параметры выбранных батарей и некоторые иные показатели. Поэтому за этим процессом можно не обращаться к специалистам.

Нюансы создания системы

Система отопления должна быть такой, чтобы обогрев был достаточно быстрым и равномерным. В каждую комнату квартиры или дома устанавливаются батареи, количество и мощность которых должны быть обязательно просчитаны.

Тепло, которое получается помещением, должно быть равно потерям тепла. Можно выделить один упрощенный способ расчета, в соответствии с которым на 10 кв. м. площади нужно устанавливать радиатор, мощность которого должна быть равна 1 кВт. Однако в реальности лучше всего устанавливать конструкции с небольшим запасом, причем желательно увеличивать полученное значение на 15%. Этот приблизительный расчет КПД приборов считается оптимальным для частного использования. Обычно получается мощность, которая будет немного больше требуемого значения, но можно быть уверенным в надежности и качестве обогрева.

Профессионалы при расчете отопления пользуются более сложными и специфическими методами, которые могут даже определить мощности прибора на 1 квадратный метр.

Особенности приобретения радиаторов

При покупке различных батарей нужно обязательно изучить их технические параметры. которые имеются в сопроводительной документации. Здесь указывается их КПД и другие характеристики. К ним можно отнести:

• Мощность. которая может быть указана в расходе воды или иного вида теплоносителя, или же может быть представлена в виде ватт.
• Размеры батареи. которые могут быть совершенно разными. Высота обычно варьируется от 200 до 600 мм. Небольшие изделия обычно создаются из стали, а вот высокие чаще всего являются чугунными или выполненными из современных и уникальных материалов. Нужно ориентироваться на расстояние, которое имеется между полом и окном помещения.
• Напор. для которого предназначен прибор. Каждая система отопления обладает своим напором. Он может быть низкотемпературным, среднетемпературным или высокотемпературным. Обычно в документации к изделиям указывается тепловая отдача, причем она может быть представлена, например, в таком виде 55/45. В этом случае применять батарею можно в случае, если теплоноситель, проходящий через него, будет иметь температуру 55 градусов, а охлаждается он до 45 градусов.

Как выполнить расчет радиаторов

Для того чтобы определить, какова должна быть мощность батарей и сколько их нужно приобрести, используется специальная формула. Она выглядит следующим образом:

Q — мощность изделия, k — коэффициент теплопередачи радиатора, А — площадь поверхности отопительного прибора, которая представлена в кв. м. ΔT – температурный напор теплоносителя.

Из этой формулы можно найти любое значение, если известны остальные показатели. В результате, определяется КПД батарей, а также их количество, которое необходимо для обогрева определенного помещения в зависимости от его площади и других параметров.

Пример определения показателей:

Например, важно определить, сколько нужно купить изделий для площади в 15 кв. метров. Для этого выполняются следующие действия – 1,5*1,15=1,725 кВт. После этого нужно прийти в подходящий магазин, чтобы выбрать оптимальные радиаторы. Обращать внимание нужно на их размер, который должен подходить для определенного помещения. Дополнительно надо учитывать мощность изделий.

Если в паспорте изделия указано, что k*A=31,75 ватт на 1 градус, и если предполагается, что в имеющейся системе отопления напор будет равен 35 градусов, то Q=35*31,75=1111,75 ватт. Этот показатель меньше, чем 1,725, рассчитанный ранее для определенного помещения. Если установить только этот прибор на комнату с размером 15 кв. метров, то обогрев будет недостаточным и неравномерным. Выходом из этой ситуации может быть:

• купить большее количество радиаторов, например 2;
• добавить несколько секций к имеющемуся изделию;
• выбрать другую батарею.

Другие особенности выбора прибора

Система отопления считается одной из самых важных, поэтому при подсчете важно учитывать каждый квадратный метр помещения. Надо помнить, что если прибор предназначается для низкотемпературного напора, то полученный в результате расчета показатель нужно удваивать.

На теплоотдачу изделий также оказывает воздействие то место, где они будут располагаться в комнате. Учитывать надо и метод, который будет применяться для их подключения.

Таким образом, можно разными способами определить КПД и другие параметры радиаторов. В этом случае можно решить, какое количество элементов должно быть приобретено. Для этого может применяться специальная таблица значений, упрощенный вариант расчета или сложный способ, предполагающий применение специализированной формулы. Последний вариант считается самым верным, поскольку он позволяет получить точное значение.

teplosten24.ru