Тепловой расчет отопительных приборов

Содержание:

1. Этапы выполнения теплового расчета помещения
2. Как правильно выполнить тепловой расчет здания
3. Формула расчета тепловой энергии
4. Коэффициенты расчета тепловых потерь здания
5. Принцип гидравлического расчета для системы отопления

Чтобы смонтировать надежную и стабильно работающую систему теплоснабжения в любом помещении, будь то офис, производственная постройка или жилое помещение, очень важно четко и грамотно выполнить тепловой расчет помещения.

Правильно произведенный тепловой расчет здания, расчет мощности и других показателей системы позволят обезопасить себя от возможных неприятностей, связанных с поломкой нагревательного оборудования и позволят сконструировать эффективную, но и экономичную отопительную систему, к которой не будет никаких претензий ни у жилищно-коммунальных служб, ни у других органов, контролирующих подобные работы.

Именно о том, как выполнить тепловой расчет помещения и какие действия потребуется выполнить для этого мероприятия, далее и пойдет речь.

Этапы выполнения теплового расчета помещения

Как известно, тепловой расчет отопительных приборов осуществляется в несколько стадий, а именно:

• прежде всего следует узнать то, чему равны тепловые потери дома, чтобы правильно определить мощность не только отопительного котла, но и каждого из приборов нагрева, т.е. каждой батареи. Подобные вычисления должны быть произведены для каждого помещения, которое имеет в своей конструкции внешнюю стену.

  Важно запомнить, что полученный результат крайне необходимо проверить на предмет правильности тепловой нагрузки на отопление. Так, итоговые цифры следует разделить на параметр площади конкретного помещения, чтобы получить размер удельных тепловых потерь, который измеряется в Вт/м². Наиболее часто этот показатель составляет 50/150 Вт/м². При условии, если результат расчета количества тепла на отопление здания слишком отличается от данного показателя, то следует все перепроверить и при необходимости заново выполнить вычисления, так как в случае использования неправильных расчетов возникает серьезная угроза нормальному функционированию всей отопительной системы в целом;



• после этого следует определиться с рабочей температурой. Правильнее всего будет принять за основу следующие параметры: 75/65/20°C, что равно температурному режиму в котле отопления, в радиаторе и в комнате соответственно;
• далее необходимо выполнить расчет тепловой мощности системы отопления, принимая во внимание расчет тепловых потерь здания;
• затем требуется произвести расчет гидравлики, так как система теплоснабжения не сможет нормально функционировать без него. Подобные вычисления также необходимы для определения параметров трубы, в частности, их диаметра, а также для изучения технических характеристик насоса циркуляции, входящего в конструкцию системы. При выполнении расчетов в загородном доме частного типа можно воспользоваться специальными материалами и изучить фото различных таблиц, где приведены данные о сечении труб отопления;
• продолжаются расчеты выбором отопительного котла и определением его свойств. Так, главное – это решить, какой тип конструкции будет применяться: бытовой или промышленный;
• завершается процесс определением объема системы теплоснабжения. Знать этот параметр важно, в первую очередь, для того, чтобы правильно выбрать бак расширения или удостовериться в том, что объема того бака, который вмонтирован в генератор тепла, будет достаточно. Для выполнения любых расчетов всегда можно воспользоваться стандартным бытовым калькулятором, не прибегая к сложным математическим вычислениям (подробнее: «Расчет объема системы отопления, включая радиаторы»).

Как правильно выполнить тепловой расчет здания

Для того чтобы произвести тепловой расчет здания, требуется, в первую очередь, иметь в наличии необходимые данные, которые понадобятся для вычислений.

Этапы этой работы будут следующими:

1. Для начала потребуется тщательно изучить проектный план сооружения, где обязательно должны быть отображены параметры каждого из помещений как изнутри, так и снаружи, а кроме того, должны быть информация о размерах проемов дверей и окон.
2. Затем необходимо определить, как именно расположена постройка относительно световых сторон, чтобы иметь сведения о поступающих в комнату прямых солнечных лучах, а также тщательно рассмотреть условия климата в конкретном регионе.
3. После этого необходимо уточнить данные о том, из какого материала состоят внешние стены, а также то, какую высоту они имеют.
4. Нелишним также будет получить информацию о структуре пола непосредственно от помещения и до самой земли, а также об основе перекрытия, начиная от комнаты и заканчивая улицей.

По окончании сбора всей этой информации можно приступать к расчету объема тепловой энергии, который потребуется затратить на качественный обогрев жилища. В процессе монтажа также можно будет получить необходимые сведения, требуемые для выполнения гидравлических подсчетов.

Формула расчета тепловой энергии

Чтобы правильно рассчитать необходимый объем тепла для отопления, обязательно важно учитывать такие параметры, как мощность, которой обладает нагревательный котел, а также потери тепла в процессе работы. Формула расчета тепловой энергии, требуемой для нагрева помещения, является следующей: Мк = 1,2 * Тп (Мк – это измеряемая в кВт мощность, которой обладает генератор тепла, Тп – это объем теплопотерь жилой конструкции, а 1,2 – это необходимый запас, который должен быть равен 20%).

Важно запомнить, что коэффициент 1,2 допускает саму возможность резкого снижения давления в системе газопровода в холодное время года, кроме того, сюда же входят и потенциальные потери тепла, причиной которых зачастую являются сильные морозы, особое влияние которых наблюдается ввиду недостаточной теплоизоляции дверей комнаты. Наличие такого запаса делает возможным значительно варьировать температурные режимы.

Нельзя не упомянуть и тот факт, что при подсчете затрачиваемой энергии тепла его потери будут проходить совсем неравномерно, поэтому следует помнить о следующих данных:

• через внешние стены теряется больше всего полезного тепла – около 40% от общего объема;
• через оконные проемы уходит примерно 20%;
• тепло покидает помещение через поле в объеме, равном 10%;
• через крышу также выходит примерно 10%;
• еще один участок тепловых потерь – дверные проемы и вентиляция, через которые способно испариться около 20% тепла.

Коэффициенты расчета тепловых потерь здания

Важно не только знать необходимую формулу, требующуюся для расчета необходимой энергии тепла для обогрева постройки, но и применять следующие коэффициенты, которые позволяют учитывать абсолютно все факторы, влияющие на такие вычисления:

• К1 – это тип окон, которыми оборудовано конкретное помещение;
• К2 – это показатели тепловой изоляции стен конструкции;
• К3 – показатель соотношения площади оконных проемов и полов;
• К4 – наименьшая температура снаружи дома;
• К5 – количество внешних стен, имеющихся в сооружении;
• К6 – количество этажей в постройке;
• К7 – параметр высоты помещения.

Если говорить о потерях тепла, осуществляемых через окна, важно помнить о коэффициентах для таких расчетов, которые являются:

• для окон со стандартным остеклением этот параметр составляет 1,27;
• для стеклопакетов двухкамерного типа – 1;
• для трехкамерных стеклопакетов – 0,85.

Не стоит забывать, что увеличение объема окон относительно полов в доме прямо пропорционально увеличению теплопотерь в постройке.

Так, соотношение оконных площадей и пола в жилище будет:

• для 10% – 0,8;
• для 10 – 19% – 0,9;
• для 20% – 1;
• для 21 – 29% – 1,1;
• для 30% – 1,2;
• для 31 – 39% – 1,3;
• для 40% – 1,4;
• для 50% – 1,5.

Выполняя расчет потребления необходимого количества энергии тепла, также важно помнить, что для материала, из которого изготовлены стены сооружения, также имеются свои коэффициенты:

• для блоков или бетонных панелей – от 1,25 до 1,5;
• для бревенчатых стен или стен из бруса – 1,25;
• для кирпичной кладки толщиной в 1,5 кирпича – 1,5;
• для 2,5 кирпичной кладки – 1,1;
• для блоков из пенобетона – 1.

Стоит учитывать и тот факт, что если температуры за пределами дома являются низкими, то и тепловые потери становятся более существенными, например:

• если температура достигает -10°C, то коэффициент будет составлять 0,7;
• если этот параметр является ниже -10°C, то коэффициент должен быть 0,8;
• если температура составляет -15°C, то цифра будет равна 0,9;
• при морозе в -20°C коэффициент должен составлять 1;
• величина коэффициента при -25°C – 1,2;
• в случае понижения температуры до -30°C коэффициент должен быть равен 1,2;
• если столбик термометра на улице достигает -35°C, то коэффициент должен составлять 1,3.

Кроме того, рассчитывая объем требуемого для обогрева дома тепла, важно учитывать непосредственно площадь комнаты, которая отображается как Пк, а также удельное значение, которое составляет теплопотери – это УДтп.

Так, высчитать объем возможных потерь тепла конкретного помещения можно, воспользовавшись следующей формулой: Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7. Параметр УДтп в этом случае должен быть равен 100 Вт/м².

Принцип гидравлического расчета для системы отопления

На этом этапе расчетов необходимо подобрать нужные параметры отопительных труб, такие как их длина и диаметр, а также осуществить балансировку всей системы посредством клапанов радиатора. Подобные вычисления также позволят определить оптимальную мощность такого функционального элемента системы, как электрический насос циркуляции.

Итоги гидравлических расчетов позволяют узнать следующие показатели: М – объем воды, который расходуется в процессе работы (измеряется в кг/с), DP1, DP2… DPn – это тот напор, который теряется при прохождении теплоносителя от котла к каждому из радиаторов. Как следствие, расход воды можно высчитать по следующей формуле: M = Q/Cp * DPt Q, где Ср – это параметр удельной теплоемкости теплоносителя, который равен в среднем 4,19 кДж, а DPt – это разница температур воды на входе в котел и на выходе из него.

Проведение всех вышеперечисленных расчетов позволит оборудовать надежную, экономичную и эффективную систему отопления и не даст механизму выйти из строя в самый неприятный момент.

Тепловой расчет помещения на видео:

teplospec.com

Тепловой расчет для приборов отопления

Метод теплового расчета являет собой определение площади поверхности каждого отдельного отопительного прибора, который отдает в помещение тепло.
счет тепловой энергии на отопление в данном случае учитывает максимальный уровень температуры теплоносителя, который предназначен для тех отопительных элементов, для которых и проводится теплотехнический расчет системы отопления. То есть, в случае если теплоноситель – вода, то берется средняя ее температура в отопительной системе. При этом учитывается расход теплоносителя. Точно также, в случае если теплоносителем является пар, то расчет тепла на отопление использует значение высшей температуры пара при определенном уровне давления в отопительном приборе.

Методика расчета

Чтобы осуществить расчет теплоэнергии на отопление, необходимо взять показатели теплопотребности отдельного помещения. При этом из данных следует вычесть теплоотдачу теплопровода, который расположен в данном помещении.

Площадь поверхности, отдающей тепло, будет зависеть от нескольких факторов – прежде всего, от типа используемого прибора, от принципа соединения его с трубами и от того, как именно он располагается в помещении. При этом следует отметить, что все эти параметры влияют также на плотность потока тепла, исходящего от прибора.

Расчет отопительных приборов системы отопления – теплоотдачу отопительного прибора Q можно определить по следующей формуле:

Q_пр = q_пр*A_p.

Однако воспользоваться ею можно только в том случае, если известен показатель поверхностной плотности теплового прибора q_пр (Вт/м²).

Отсюда же можно вычислить и расчетную площадь А_р. При этом важно понимать, что расчетная площадь любого отопительного прибора не зависит от типа теплоносителя.

А_р= Q_np/q_np,

в которой  Q_np – уровень требуемой для определенного помещения теплоотдачи прибора.

Тепловой расчет отопления учитывает, что для определения теплоотдачи прибора для определенного помещения используется формула:

Q_пp = Q_п — µ_тр*Q_тр

при этом показатель Q_п – это теплопотребность комнаты, Q_тр – суммарная теплоотдача всех элементов отопительной системы, расположенной в комнате. Расчет тепловой нагрузки на отопление подразумевает, что сюда относится не только радиатор, но и трубы, которые к нему подведены, и транзитный теплопровод (если есть). В данной формуле µ_тр – коэффициент поправки, который предусматривает частичную теплоотдачу системы, рассчитанную на поддержание постоянной температуры в помещении. При этом размер поправки может колебаться в зависимости от того, как именно прокладывались трубы отопительной системы в помещении. В частности – при открытом методе – 0,9; в борозде стены – 0,5; вмурованные в бетонную стену – 1,8.

Расчет необходимой мощности отопления, то есть – суммарная теплоотдача (Q_тр — Вт) всех элементов отопительной системы определяется при помощи следующей формулы:

Q_тр = µk_тр*µ*d_н*l*(t_г — t_в) 

В ней k_тр – показатель коэффициента теплоотдачи определенного отрезка трубопровода, расположенного в помещении, d_н — наружный диаметр трубы, l – длинна отрезка. Показатели t_г и t_в показывают температуру теплоносителя и воздуха в помещении.

Формула Q_тр = q_в*l_в + q_г*l_г используется для определения уровня теплоотдачи теплопровода, присутствующего в помещении. Для определения показателей следует обратиться к специальной справочной литературе. В ней можно найти определение тепловой мощности системы отопления – определение теплоотдачи вертикально (q_в) и горизонтально (q_г) проложенного в помещении теплопровода. Найденные данным показывают теплоотдачу 1м трубы.

Перед тем, как рассчитать гкал на отопление, на протяжении многих лет вычисления, производимые по формуле A_p = Q_np/q_np и измерения теплоотдающих поверхностей отопительной системы, проводились с использованием условной единицы – эквивалентных квадратных метрах. При этом экм был условно равен поверхности прибора отопления с теплоотдачей 435 ккал/ч (506 Вт). Расчет гкал на отопление предполагает, что при этом разность температур теплоносителя и воздуха (t_г — t_в) в помещении составляла 64,5°С, а относительный расход воды в системе равнялся показателю G_отн = l,0.

Расчет тепловых нагрузок на отопление подразумевает, что при этом гладкотрубные и панельные отопительные приборы, которые имели большую теплоотдачу, чем эталонные радиаторы времен СССР, имели площадь экм, которая значительно отличалась от показателя их физической площади. Соответственно, площадь экм менее эффективных отопительных приборов была значительно ниже, чем их площадь физическая.

Впрочем, такой двойственный замер площади приборов отопления в 1984 году было упрощено, и экм отменили. Таким образом, с того момента площадь отопительного прибора измерялась только в м².

После того, как будет просчитана необходимая для помещения площадь отопительного прибора и расчет тепловой мощности системы отопления, можно приступать к подбору необходимого радиатора по каталогу отопительных элементов.

При этом получается, что чаще всего площадь приобретаемого элемента получается несколько больше той, которая была получена путем вычислений. Это довольно легко объяснить – ведь подобная поправка учитывается заранее посредством введения в формулы повышающего коэффициента µ₁.

Сегодня весьма распространены секционные радиаторы. Их длина напрямую зависит от количества используемых секций. Для того чтобы произвести расчет количества тепла на отопление – то есть, высчитать оптимальное количество секций для определенного помещения, используется формула:

N = (A_p/a₁)( µ ₄/ µ ₃)

В ней а₁ – это площадь одной секции радиатора, выбранного для установки в помещении. Измеряется в м². µ ₄ –коэффициент поправки который вносится на способ установки отопительного радиатора. µ ₃ – коэффициент поправки, который указывает реальное количество секций в радиаторе (µ₃ — 1,0 при условии, что А_р = 2,0 м²). Для стандартных радиаторов типа М-140 данный параметр определяется по формуле:

µ ₃ =0,97+0,06/А_р

При тепловых испытаниях используются стандартные радиаторы, состоящие в среднем, из 7-8 секций. То есть, определенный нами расчет расхода тепла на отопление – то есть, коэффициент теплопередачи, является реальным только для радиаторов именно такого размера.

Следует отметить, что при применении радиаторов с меньшим количеством секций наблюдается незначительное увеличение уровня теплоотдачи.

Это связано с тем, что в крайних секциях тепловой поток несколько более активен. Кроме того, открытые торцы радиатора способствуют большей теплоотдаче в воздух помещения. В случае если количество секций больше – наблюдается ослабление тока в крайних секциях. Соответственно, для достижения необходимого уровня теплоотдачи наиболее рациональным является незначительное увеличение длины радиатора за счет добавления секций, что не повлияет на мощность системы отопления.

Для тех радиаторов, площадь одной секции в которых составляет 0,25 м², существует формула для определения коэффициента µ₃:

µ₃ = 0,92 + 0,16 /А_р

Но следует учитывать, что крайне редко при использовании данной формулы получается целое число секций. Чаще всего искомое количество оказывается дробным. Расчет нагревательных приборов системы отопления предполагает, что для получения более точного результата допустимо незначительное (не более чем на 5%) снижение коэффициента А_р. Такое действие приводит к ограничению уровня отклонения температурного показателя в помещении. Когда произведен расчет тепла на отопление помещения, после получения результата устанавливается радиатор с максимально близким к полученному значению количеством секций.

Расчет мощности отопления по площади предполагает, что определенные условия на установку радиаторов накладывает и архитектура дома.

В частности, если имеется внешняя ниша под окном, то длина радиатора должна быть менее длины ниши – не менее чем на 0,4 м. Такое условие действительно лишь при прямой подводке трубы к радиатору. В случае если применена подводка с уткой, разница длины ниши и радиатора должна составлять минимум 0,6 м. При этом лишние секции следует выделить как отдельный радиатор.

Для отдельных моделей радиаторов формула расчета тепла на отопление – то есть, определения длины, не применяется, поскольку данный параметр заранее определен производителем. Это в полной мере относится к радиаторам типа РСВ или РСГ. Однако нередки случаи, когда для увеличения площади прибора отопления данного типа используется просто параллельная установка двух панелей рядом.

Если панельный радиатор определен как единственный допустимый для данного помещения, то для определения количества необходимых радиаторов используется:

N = A_p / a₁.

При этом площадь радиатора – известный параметр. В случае если будет установлено два параллельных блока радиаторов, показатель А_р увеличивают, определяя сниженный коэффициент теплопередачи.

В случае использования конвекторов с кожухом расчет мощности отопления учитывает, что их длина также определяется исключительно существующим модельным рядом. В частности, напольный конвектор «Ритм» представлен в двух моделях с длиной кожуха 1 м и 1,5 м. Настенные конвекторы также могут незначительно отличатся друг от друга.

В случае применения конвектора без кожуха существует формула, помогающая определить количество элементов прибора, после чего можно реализовать расчет мощности системы отопления:

N = A_p / (n*a₁)

Здесь n – количество рядов и ярусов элементов, которые и составляют площадь конвектора. При этом a₁ – площадь одной трубы или элемента. При этом при определении расчетной площади конвектора необходимо учитывать не только количество его элементов, но и метод их соединения.

В случае применения в отопительной системе гладкотрубного прибора продолжительность его греющей трубы вычисляется следующим образом:

l = А_р*µ₄ / (n*a₁)

µ₄  — это коэффициент поправки, который вносится при наличии декоративного укрытия трубы; n – количество рядов или ярусов греющих труб; а₁ – параметр, характеризующий площадь одного метра горизонтальной трубы при определенном заранее диаметре.

Для получения более точного (а не дробного числа), допускается незначительное (не более чем на 0,1 м²или же 5%) снижение показателя А.

Пример №1

Необходимо определить правильное количество секций для радиатора М140-А, который будет установлен в помещении, расположенном на верхнем этаже. При этом стена наружная, под подоконником ниша отсутствует. А расстояние от него до радиатора составляет всего 4 см. Высота помещения 2,7 м. Q_n=1410 Вт, а t_в=18 °С. Условия подключения радиатора: подсоединения к однотрубному стояку проточно-регулируемого типа (D_y20, кран КРТ с подводкой 0,4 м); разводка отопительной системы верхняя, t_г = 105°С, а расход теплоносителя по стояку составляет G_ст = 300 кг/ч. Разница температуры теплоносителя подающего стояка и рассматриваемого составляет 2°С.

Определяем средний показатель температуры в радиаторе:

t_ср = (105 — 2) — 0,5х1410х1,06х1,02х3,6 / (4,187х300) = 100,8 °С.

Опираясь на полученные данные, вычисляем плотность теплового потока:

t_ср = 100,8 — 18 = 82,8 °С

При этом следует отметить, что произошло незначительное изменение уровня расхода воды (360 до 300 кг/ч). Данный параметр практически никак не влияет на q_np.

Q_пр =650(82,8/70)1+0,3=809Вт/м2.

Далее определяем уровень теплоотдачи горизонтально (1г = 0,8 м) и вертикально (1в = 2,7 — 0,5 = 2,2 м) расположенных труб. Для этого следует воспользоваться формулой Q_тр =q_вхl_в + q_гхl_г.

Получаем:

Q_тр = 93х2,2 + 115х0,8 = 296 Вт.

Рассчитываем площадь требуемого радиатора по формуле A_p = Q_np/q_np  и  Q_пp = Q_п — µ _трхQ_тр:

А_р =(1410-0,9х296)/809=1,41м².

Рассчитываем необходимое количество секций радиатора М140-А, учитывая, что площадь одной секции составляет 0,254 м²:

м² (µ4=1,05, µ 3 = 0,97 + 0,06 / 1,41= 1,01, воспользуемся формулой µ ₃ = 0,97 + 0,06 / А_р  и определяем:

N=(1,41/0,254)х(1,05/1,01)=5,8.
То есть, расчет потребления тепла на отопление показал, что в помещении для достижения максимально комфортной температуры следует установить радиатор, состоящий из 6 секций.

Пример №2

Необходимо определить марку открытого настенного конвектора с кожухом КН-20к «Универсал-20», который устанавливается на однотрубный стояк проточного типа. Кран возле устанавливаемого прибора отсутствует.

Определяет среднюю температуру воды в конвекторе:

tcp = (105 — 2) — 0,5х1410х1,04х1,02х3,6 / (4,187х300) = 100,9 °С.

В конвекторах «Универсал-20» плотность теплового потока равна 357 Вт/м².имеющиеся данные: µt_cp=100,9-18=82,9°С, Gnp=300кг/ч. По формуле q_пр =q_ном(µ t_ср /70)¹⁺ⁿ (G_пр /360)^p пересчитываем данные:

q_np = 357(82,9 / 70)1+0,3(300 / 360)0,07 = 439 Вт/м².

Определяем уровень теплоотдачи горизонтальных (1_г-=0,8 м) и вертикальных (l_в=2,7 м) труб (с учетом D_y20) используя формулу Q_тр = q_вхl_в +q_гхl_г. Получаем:

Q_тр = 93х2,7 + 115х0,8 = 343 Вт.

Воспользовавшись формулой A_p = Q_np/q_np и Q_пp = Q_п — µ _трхQ_тр, определяем расчетную площадь конвектора:

А_р =(1410 — 0,9х343) / 439 = 2,51 м².

То есть, к установке принят конвектор «Универсал-20» длина кожуха которого составляет 0,845 м (модель КН 230-0,918, площадь которой 2,57м²).

Пример №3

Для системы парового отопления необходимо определить количество и длину чугунных ребристых труб при условии, что установка открытого типа и производится в два яруса. При этом избыточное давление пара составляет 0,02 Мпа.

Дополнительные характеристики: t_нac= 104,25 °С, t_в=15 °С, Q_п = 6500 Вт, Q_тр = 350 Вт.

Воспользовавшись формулой µ t_н = t_нас — t_в, определим разность температур:

µ t_н = 104,25- 15 = 89,25 °С.

Определяем плотность теплового потока, воспользовавшись известным коэффициентом передачи данного типа труб в случае, когда они устанавливаются параллельно одна над другой — к=5,8 Вт/(м2-°С). Получаем:

q_np = k_npх µ t_н = 5,8-89,25 = 518 Вт/м².

Формула A_p = Q_np/q_np помогает определить необходимую площадь прибора:

А_р = (6500 — 0,9х350) / 518 = 11,9м².

Чтоб определить количество необходимых труб, N = A_p / (nхa₁). При этом следует воспользоваться такими данными: длина одной тубы – 1,5 м, площадь нагревательной поверхности – 3м².

Вычисляем: N= 11,9/(2х3,0) = 2 шт.

То есть, в каждом ярусе необходимо установить по две трубы длиной 1,5 м. каждая. При этом вычислим общую площадь данного отопительного прибора: А = 3,0х*2х2 = 12,0 м².

otoplenie-doma.org

Как самостоятельно рассчитать необходимую мощность приборов отопления

Для определения этой величины существуют теплотехнические расчеты. Профессиональный теплотехнический расчет отопительных систем является весьма сложным занятием, которое могут выполнить только подготовленные специалисты.

Однако существуют и упрощенные способы расчета, при помощи которых можно приблизительно определить необходимую для того или иного помещения мощность отопительных агрегатов. Основаны они на средних тепловых характеристиках жилых зданий, полученные благодаря многолетнему наблюдению за использованием отопительных систем (узнайте также о том, при какой температуре власти отключают отопление).

Формулы и значения

Итак, вот инструкция о том, как своими руками определить необходимую мощность отопительного прибора:

• Для средней полосы с минимальной температурой в зимний сезон -30°C эта величина определяется по следующей формуле:

Q = qv × V, где

Q (кВт) – необходимая тепловая мощность; qv – средняя мощность отопления 1м³; V (м³) – объем помещения.

В таком случае, рекомендуется использовать следующие значения qv: для обычной квартиры в панельном доме qv = 0,04 кВт/м³; для холодной квартиры (плохо утепленной, угловой) qv = 0,05 кВТ/м³; для отлично утепленной квартиры (утепленные стены, наличие пластиковых окон) qv = 0,03 кВт/м³.

Обратите внимание! По выше указанной формуле невозможно вычисление тепловой мощности для других климатических зон.

• А вот формула для нахождения необходимой интенсивности отопления для любой другой климатической зоны: Q = 0,001 × (qvt × V × (tп – toc)), где

Q (кВт) – необходимая тепловая мощность; qvt (вт/м³ × °С) – средняя удельная теп. мощность; tп – температура в помещении; toc – температура на улице; V (м³) – объем помещения.

В таком случае, рекомендуется использовать следующие значения qvt: для обычной квартиры в панельном доме qvt = 0,8Вт/м³ × °С; для холодной квартиры qvt = 1Вт/м³ × °С; для отлично утепленной квартиры qvt = 0,6вт/м³ ×˚С.

При расчете, как правило берут toc = минимальной температуре региона в зимний сезон, а tп = желаемой температуре в квартире.

Совет! Вас вполне устраивала та температура, которая была в квартире при централизованном отоплении? Тогда данную тепловую величину вы можете узнать, сосчитав количество секций всех батарей, установленных в помещение и умножив их на мощность одной секции. К примеру, мощность одной секции батареи выполненной из чугуна и высотой 60 см = 150Вт.

Не забудьте, что после определения необходимой тепловой мощности в целом для квартиры, нужно распределить ее между всеми комнатами пропорционально их площади.

Как снизить расходы на отопление

Расход теплового ресурса, как правило, зависит от следующих факторов:

• Климатических условий окружающей среды (температуры, силы ветра, влажности, облачности);
• Теплотехнических параметров ограждающих конструкций (теплоемкости, теплопроводности и т.п.);
• Типа, мощности и расположения отопительных приборов;
• Необходимого температурного режима внутри помещения.

Конечно, мы не в силах повлиять на климатические условия. Однако при оценке расходов на отопление учитывайте, что по статистике максимальные морозы для определенной климатической зоны, при которых отопительная система работает на всю мощность, держатся всего несколько дней в зимний сезон. 10-15% от всего времени отопительная система работает в половину силы, а 55-65% с мощностью 0,25% от возможной максимальной.

Тогда как же уменьшить внушительную сумму за тепловой ресурс? Есть несколько способов, которые в совокупности отлично справятся с этой задачей:

• Утепление квартиры (замена старых окон на современные пластиковые, утепление стен и потолка специальными материалами, нанесение теплозащитных покрытий на оконные стекла и т.п.).

Внимание! Все затраченные средства на утепление квартиры постепенно окупятся уменьшенным расходом на отопление.

• Снизить расходы можно также, снизив необходимую мощность отопительных приборов. И лучше, конечно, обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, потому что неправильное занижение не позволит обеспечить комфортные тепловые условия.
• Правильное размещение отопительных приборов. Проводимые исследования в этой области показали, что лучшее место для расположения приборов отопления – это наружная стена. Кроме того, радиаторы, панели, конвекторы нужно размещать ближе к полу, а инфракрасные агрегаты у потолка.

Таким образом, получается наиболее равномерный прогрев квартиры, что позволит обеспечить максимально благоприятный тепловой режим более чем на 95% площади помещения и сократить внушительную сумму за тепловой ресурс.

• Приборы отопления с аккумуляторами тепла (как на фото ниже) также позволяют в значительной мере уменьшить сумму (в 3-4 раза). Они имеют свойство накапливать тепло ночью (когда тариф на отопление очень дешевый) и постепенно отдавать его на протяжении всего дня.

• Поддерживание в квартире оптимального температурного режима. Благо современные отопительные агрегаты позволяют управлять температурным режимом в помещение. Так вы можете, например, понизить температуру в спальне или гостиной на время своего отсутствия, а к приходу нагреть ее до комфортной.

otoplenie-gid.ru

Тепловой баланс здания

Если в помещении есть много источников выделения тепла (тепловыделения от большого количества людей, от солнечной радиации или иных процессов, сопровождающихся выделением тепла), то данные показатели также должны быть учтены в тепловом балансе здания.

Но, как правило, в условиях континентального климата для жилых зданий этими показателями пренебрегают, устанавливая системы автоматики на системы отопления здания или термостатические вентиля на приборы отопления. Этими мероприятиями можно поддерживать постоянную температуру в помещениях независимо от колебаний температуры наружного воздуха или внутренних тепловых возмущений. В производственных или административных зданиях такие теплопоступления обычно компенсируются системами вентиляции.

Итоговый тепловой баланс здания определяется следующим образом:

Qот=Qогр+Qвент(инф)+/-Qвнутр,    где, Qогр – теплопотери через ограждающие конструкции здания,    Qвент(инф) – потери тепла на нагрев инфильтрации или приточных систем вентиляции,    Qвнутр – поступления тепла от внутренних источников (люди, оборудование, солнечная радиация и пр.).

Тепловой баланс здания определяется по максимальным значениям потерь тепла в зимний период года при минимальных расчетных температурах наружного воздуха, влажности и скорости ветра для конкретного региона строительства. Все расчетные параметры регламентируются в нормативной документации, а, в частности, в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Для рассматриваемого примера теплопотери здания, а конкретно нагрузка на систему отопления, могут значительно отличаться по каждому помещению, поэтому использование удельных показателей, рассчитанных ранее носит чисто информационный характер. На практике следует выполнить точный теплотехнический расчет.

Итак, тепловой баланс для помещения площадью 8,12 м? выглядит следующим образом:

Q=(Qуд+Qуд.инф)*8,12м?     Q100мм=(103+44)*8,12=1 194 Вт    Q150мм=(81+44)*8,12=1 015 Вт    Q200мм=(70+44)*8,12=926 Вт

Расчет и подбор радиаторов отопления.

Радиаторы или конвекторы являются главными элементами отопительной системы, так как их основной функцией является передача тепла от теплоносителя воздуху в помещении или поверхностям комнаты. Мощность радиаторов при этом должна четко соответствовать тепловым потерям по помещениям. Из предыдущих разделов цикла статей видно, что укрупнено мощность радиаторов можно определить по удельным показателям по площади или объему комнаты.

Так, для отопления помещения в 20 м? с одним окном требуется в среднем установить прибор отопления мощностью 2 кВт, а если учесть небольшой запас на поверхность в размере 10-15%, то мощность радиатора составит 2,2 кВт ориентировочно. Этот метод подбора радиаторов является достаточно грубым, так как не учитывает много значимых особенностей и строительных характеристик здания. Более точным является подбор радиаторов на основании теплотехнического расчета жилого дома, который выполняется специализированными проектными организациями.

Основным параметром для подбора типоразмера прибора отопления является его тепловая мощность. А в случае с секционными алюминиевыми или биметаллическими радиаторами указывается мощность одной секции. Наиболее часто используемыми в системах отопления радиаторами являются приборы с межосевым расстоянием 350 или 500 мм, выбор которых основан, прежде всего на конструкции окна и отметке подоконника относительно финишного напольного покрытия.

Мощность 1 секции радиатора по паспорту, Вт	Площадь комнаты, м2
	10	12	14	16	18	20	22
	Количество секций
140	8	9	10	12	13	15	16
150	7	8	10	11	12	14	15
160	7	8	9	10	12	13	14
180	6	7	8	9	10	12	13
190	6	7	8	9	10	11	12
200	5	6	7	8	9	10	11

В техническом паспорте на приборы отопления производители указывают тепловую мощность применительно к каким-либо температурным условиям. Стандартными являются параметры теплоносителя 90-70 °C, в случае низкотемпературного отопления тепловую мощность следует корректировать согласно коэффициентам, указанных в технической документации.

В этом случае мощность приборов отопления определяется следующим образом:

Q=A*k*?T,    где    А – площадь теплоотдачи, м?    k – коэффициент теплопередачи радиатора, Вт/м?*°C.    ?T – температурный напор, °C

?T является средней величиной между температурой подающего и обратного теплоносителя и определяется  по формуле:

?T= (Тпод+Тобр)/2 - tпомещ

Паспортными данными является мощность радиатора Q и температурный напор, определенные в стандартных условиях. Произведение коэффициентов k*A является величиной постоянной и определяется сначала для стандартных условий, а затем можно подставить в формулу для определения фактической мощности радиатора, который будет работать в системе отопления с параметрами, отличающимися от принятых.

Для каркасного дома, рассматриваемого в качестве примера с толщиной изоляции 150 мм, подбор радиатора для помещения площадью 8,12 м2 будет выглядеть следующим образом.

Ранее мы определили, что удельные теплопотери для углового помещения с учетом инфильтрации 125 Вт/м2, значит, мощность радиатора должна составлять не менее 1 015 Вт, а с запасом в 15% 1 167 Вт.

Для установки доступен радиатор мощностью 1,4 кВт при параметрах теплоносителя 90/70 градусов, что соответствует температурному напору ?T= 60 градусов. Планируемая система отопления будет работать на параметрах воды 80/60 градусов (?T=50) Следовательно, чтобы удостовериться в том, что радиатор сможет полностью перекрыть теплопотери помещения необходимо определить его фактическую мощность.

Для этого, определив значение k*A=1400/60=23,3 Вт/град, определяем фактическую мощность Qфакт=23,3*50=1167 Вт, что полностью удовлетворяет требуемой тепловой мощности прибора отопления, который должен быть установлен в данном помещении.

Видео ролик на тему расчета мощности радиатора:

Влияние способов подключения и места установки на теплоотдачу радиаторов

При расчете фактической мощности радиаторов следует знать, что теплоотдача приборов также зависит и от способа размещения. Фактическая мощность, полученная в результате расчетов, показывает какое количество тепла радиатор отдаст при расчетных параметрах теплоносителя, грамотной схеме подключения, сбалансированной системе отопления, а также при установке открыто на стене или под окном без использования декоративных экранов.

Как правило, оконные проемы являются строительными элементами с максимальными потерями тепла вне зависимости от количества камер и прочих  энергоэффективных показателей. Поэтому радиаторы отопления принято размещать в пространстве под окном. В таком случае радиатор, нагревая воздух в зоне установки, создает некую душирующую завесу вдоль окна, направленную вверх помещения и позволяющую отсекать поток холодного воздуха. При смешивании холодного воздуха с теплыми потоками от радиатора возникают конвективные потоки в помещении, которые позволяют увеличить скорость прогрева.

Еще одним требованием увеличить эффективность обогрева комнаты является подбор габарита радиатора относительно ширины оконного проема. Длину радиатора рекомендуется подбирать не мене половины ширины оконного проема. В противном случае будет велика вероятность образования холодных зон в непосредственной близости к окну и будет заметно снижена конвективная составляющая обогрева помещения.

Если в здании присутствует большое количество угловых комнат, то следует размещать такое количество приборов отопления, равное количеству наружных ограждающих конструкций.

Например, для помещения 1-го этажа рассматриваемого в качестве примера жилого дома площадью 8, 12 м2 следует предусматривать по 2 радиатора. Один располагается под оконными конструкциями, второй или у противоположного окна или у глухой стены, но в максимальном приближении к углу помещения. Таким образом, будет соблюден максимально равномерный прогрев всех комнат.

Если система отопления дома проектируется по вертикальной схеме, то прокладку стояков для подводки к радиаторам угловых комнат следует производить непосредственно в угловых стыках стен. Это позволит дополнительно прогревать наружные строительные конструкции и предотвратить отсыревание и порчу отделочных материалов в углах.

В случае установки радиаторов под окнами с использованием дополнительных декоративных элементов (экранов, широких подоконников) или установки в нишах для расчета фактической мощности отопительных приборов необходимо пользоваться следующими поправочными коэффициентами:

Из рассмотренных выше вариантов установки приборов отопления видно, что для того чтобы уровень конвекции не был снижен следует оставлять воздушные зазоры со всех сторон приборов отопления. Минимальными расстояниями от финишного уровня напольного покрытия и от подоконника до прибора отопления должно составлять не менее 100 мм, а зазор между стеной и задней поверхностью радиатора не менее 30 мм.

Способы подключения приборов отопления и варианты подвода подающего трубопровода также влияют на конечную мощность и теплоотдачу радиатора.

Различают одностороннее подключение радиаторов к системам отопления и разностороннее, когда трубопроводы подводят к прибору с противоположных сторон. Односторонний способ является наиболее экономичным и удобным с точки зрения дальнейшей эксплуатации приборов отопления. Подключение радиаторов с разных сторон немного увеличивает их теплоотдачу, но на практике этот способ используют при установке отопительных приборов более 15-ти секций или при подключении нескольких радиаторов в связке.

Теплосъем от радиаторов зависит также и от точки подвода подающего трубопровода. При подключении по схеме «сверху-вниз», когда горячая вода подводится к верхнему патрубку, а обратка к нижнему, теплопередача от радиатора увеличивается. При подключении «снизу-вверх» тепловой поток снижается, при этом прогрев радиаторов осуществляется неравномерно, а типоразмер приборов должен быть значительно увеличен для достижения расчетной мощности.

santech-info.ru

Отопительный котел и его мощность

Чтобы точно провести расчет, необходимо в первую очередь выбрать котел и определить его мощность. Современный рынок отопительного оборудования предлагает достаточно широкий ассортимент котлов, которые делятся на несколько видов в зависимости от используемого топлива. Они могут быть:

• Электрические;
• Газовые;
• Твердотопливные;
• Жидкотопливные;
• Комбинированные.

Комбинированный котел

Такое деление удобно тем, что позволяет без проблем подобрать котел, работающий на том топливе, которое преобладает в вашем регионе.

Особую популярность в последнее время завоевывают комбинированные аналоги. С их помощью можно быстро менять тип топлива, тем самым решая проблему его замены — если ситуация с другим видом вдруг становится критической.

В комбинированных котлах могут использоваться, например, электричество + дрова или газ + уголь. И таких комбинаций можно подобрать много.

Логично предположить, что твердотопливные котлы довольно востребованы по причине дешевизны самого оборудования и топлива. Но, как показывает практика, большинство потребителей относится к ним достаточно прохладно. Все дело в неудобстве обслуживания — особенно это касается дровяных котлов. С углем, пеллетами и торфяными брикетами еще как-то система подачи налажена и автоматизирована, а вот с дровами есть проблемы.

Электрические котлы тоже не пользуются особой популярностью. Почему?

• Во-первых, их подключение требует специального разрешения, а если котел достаточно мощный, то придется вести отдельную линию.
• Во-вторых, негарантированное напряжение во многих загородных поселках. Оно может периодически падать и подниматься по нескольку раз за сутки.
• В-третьих, высокая цена топлива.

Жидкотопливный котел

Жидкотопливные котлы. Неплохой вариант, но проблематичный — слишком много придется вложить в него. Здесь и отдельно стоящая котельная, и отдельный склад для топлива, длинный топливопровод, который придется утеплять и изолировать. Пожарные замучают своим частым посещением. Приплюсуем сюда еще нарушение экологии и некачественное топливо.

Идеальный вариант — это газ. Такой котел работает эффективно, не требует постоянного присутствия человека, экономичен и надежен. Но беда в том, что газ проведен только в 10% поселков России. Так что многим обывателям его не видать еще долго. Можно, конечно, установить емкость и доставлять газ на загородный участок специальными машинами, но это уж очень дорогое удовольствие.

Эффективная работа всей системы отопления зависит именно от отопительного котла. Если приобрести его меньшей мощности, то температура в доме будет не комфортной. Если наоборот большей мощности, то ждите перерасхода топлива.

Проводим расчет

Такой расчет можно произвести в специальной программе

Итак, расчет системы отопления будет, в основном, зависеть от площади отапливаемого дома (S) и от мощности котла на 10 квадратных метров. Здесь же необходимо учесть климатические поправки на регион, где построен дом (W уд.). К примеру:

• Для Подмосковья — W уд. = 1,2 — 1,5 кВт;
• Для районов севера — W уд. = 1,5 — 2,0 кВт;
• Для юга — W уд. = 0,7 — 0,9 кВт.

Формула расчета мощности отопительного котла: W кот. = S W уд. / 10

Как видите, с помощью такого простого расчета можно спокойно выбрать тот котел, который необходим именно для вашего дома.

И еще одно замечание, которое будет влиять на расчет отопления. Это схема и вид отопительной системы. Оптимальный вариант — двухтрубная система с принудительной циркуляцией теплоносителя.  Да, этот вариант более сложный, а значит, стоит дороже. Но, выбирая его, вы устраняете в дальнейшем некоторые проблемы, связанные и с качеством проживания в доме.

Конечно, однотрубная система отопления и проще, и дешевле, а если она еще и с естественной циркуляцией теплоносителя, то ее себестоимость снижается до самых малых размеров. Но вот незадача — первые радиаторы от котла будут всегда горячими, а последние всегда прохладными.

Трубы в системе отопления

Трубы в системе отопления

Нельзя пренебрегать и выбором труб, считая, что одни лучше, а другие хуже. Появление на рынке пластиковых аналогов отодвинуло трубы из стали, оцинковки и нержавейки на вторые позиции. Но даже пластик нельзя использовать со всеми видами котлов.

К примеру, твердотопливные котлы можно обвязывать только металлическими трубами. Ведь температура теплоносителя, выходящего из этого вида котлов, иногда достигает температуры выше +100 С. Пластик просто этого не выдержит.

А вот по остальным параметрам этот вид труб на сегодняшний день самый лучший. Это и простота монтажа, и небольшой вес, и долговечность при правильной эксплуатации, и отсутствие коррозии.

Можно сказать, что медные трубы тоже могут выдержать все эти нагрузки. Все верно, но медные аналоги очень дороги, и позволить их установку в собственном доме может не каждый. Зато они хорошо укладываются как скрытая проводка. Кстати, медь может выдержать температуру около +200 С.

Теперь о том, сколько труб необходимо для проведения отопительной системы. Все зависит от схемы разводки.

Понятно, что однотрубная система будет дешевле не только от того, что в ней используется меньшее количество труб, но и по причине меньших трудозатрат. Поэтому — если вы сильно ограничены в средствах и решаете, быть водяному отоплению или нет, то не раздумывайте и выбирайте однотрубную систему с принудительной циркуляцией теплоносителя. Насос будет стоить недорого, его установка и того меньше, но качество распределения тепла по отопительным приборам будет очень высоким.

Выбираем радиаторы

Как рассчитать необходимое количество секций?

Разновидностей этих приборов не так уж много, но выбор все-таки есть. И здесь необходимо отдать предпочтение секционным батареям, которые обладают оптимальными потребительскими качествами.

Как рассчитать необходимое количество секций?

Для этого нужно знать показатель теплоотдачи одной секции, которая измеряется в ваттах. К примеру, у чугунной секции — 110 ватт, стальной — 85 ватт, у биметаллических радиаторов — 199, а у алюминиевых — 175-199 ватт.

Этот показатель необходимо разделить на 100, и получается площадь, обогреваемая одной секцией. Но эти данные можно использовать, если высота потолков стандартная — 2,7 метров. Значит, одна секция чугунных батарей обогревает 1,1 квадратный метр площади.

Теперь, подсчитав площадь всей комнаты, можно точно определить, сколько секций необходимо установить в ней. Но даже здесь есть нюансы. К примеру, если комната угловая, или в ней расположена дверь на балкон, то придется увеличить количество секций на 2 или 3. К тому же закрытый декоративной панелью радиатор уменьшает теплоотдачу на 15%. Ниша, в которую под подоконник устанавливают батареи, также уменьшает этот показатель на 10%. Даже краска, которой обрабатывают радиаторы, сдерживает выход тепла. И чем больше слоев этой краски, тем меньше тепла радиатор отдает.

Отопление угловой комнаты

Не забудьте про количество окон в комнате и материал, из которого они изготовлены. Особенно это касается пластиковых окон, где используются многокамерные профили. Чем больше камер, тем теплее в помещении. Приплюсуем сюда еще толщину стен, наличие или отсутствие их утепления, материал, из которого они возведены, утепление кровли и подвала, наличие в нем отопления, отделочный материал на половом основании и так далее, и тому подобное.

Учесть такое количество нюансов при самостоятельном расчете, конечно же, невозможно. Поэтому совет — используйте упрощенную формулу расчета: на 10 квадратных метров жилья необходим 1 киловатт тепла. И это в том случае, если высота потолков не превышает 3-х метров.

Все, на этом экскурс в расчет отопительной системы можно считать законченным. Так что делаем вывод. Выбирайте правильно котел, схему разводки труб и количество секций отопительных приборов. Если все сделаете правильно, то будьте уверены — отопление в вашем доме будет работать без проблем.

При самостоятельном строительстве или реконструкции частного дома возникает вопрос:

Как смонтировать отопление частного дома своими руками? Какую систему отопления выбрать? Какие радиаторы выбрать для отопления дома? Как выбрать газовый котел отопления? и т.д.

Для качественного подбора и монтажа системы отопления необходимо выполнить расчет отопления частного дома.

2. Выбор отопительных приборов.

3. Установка радиаторов отопления.

1. Расстановка и подключение радиаторов отопления
2. Подключение радиаторов отопления

4. Разводка системы отопления.

1. Схемы систем отопления
2. Материал труб системы отопления

5. Гидравлический расчёт системы отопления.

1. Гидравлический расчёт систем отопления

6. Выбор котла отопления.

7. Обвязка котла отопления.

8. Составление спецификации системы отопления.

Что такое отопление в частном доме?

Отопление — искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям технологического процесса. «

Т.е. сколько тепла теряет дом, столько тепла нам необходимо получить от радиаторов отопления. Что такое теплопотери и как правильно их считать: Теплопотери дома .

Теперь нам необходимо выбрать радиаторы отопления для нашего дома: Типы и виды радиаторов отопления

Посчитать необходимое количество секций: Расчёт теплоотдачи радиаторов отопления.

И расставить радиаторы: Установка радиаторов отопления.

После расстановки радиаторов отопления необходимо выбрать схему разводки отопления, материал труб отопления и выполнить расчет гидравлики системы отопления.

Теперь уже можно приступить к выбору котла для системы отопления (Котлы для отопления частных домов и коттеджей).

Обвязка котла отопления.

Составляем спецификацию всей нашей системы отопления и отправляемся в магазин за покупками.

Вы можете заказать проект отопления дома. Я с удовольствием помогу вам!

Опубликовано: 15 октября 2013 г. Автор: Rudic Рубрики: Статьи

Страница 1

Цель теплотехнического расчета: определение площади нагревательной поверхности отопительных приборов, достаточной для подачи в помещение требуемого количества тепла при расчетных условиях .

Исходные данные для расчета:

· — тепловые потери помещения; автоматизация магазина продуктов, система автоматизации, программы для автоматизации для магазинов

· параметры теплоносителя;

· тип отопительного прибора

· место и способ установки отопительного прибора.

Средняя температура в отопительном приборе, присоединенном к стояку двухтрубной системы отопления, определяется по формуле:

tср. = 0,5* (tГ + tО)

tГ,tО — температуры горячей и холодной воды, 0С;

tв — температура внутреннего воздуха, 0С.

Расчетная площадь теплового потока отопительного прибора qпр. Вт/м2, определяется по формуле:

где Dtср =tср-tв — разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении, 0С;

n, р, спр — экспериментальные числовые показатели /2, табл.9.2/;

qном. — номинальный тепловой поток прибора.

Теплоотдача открыто проложенных теплопроводов определяется по формуле:

Qтр. =qв*lв+ qг*lг

где qв, qг — теплоотдача 1м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м /2, табл. II.22/; lв, lг — длина вертикальных и горизонтальных труб, м.

Расчетная площадь отопительного прибора, м2, определяется по формуле:

Qп — тепловая нагрузка прибора, Вт;

0,9 — поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи открыто проложенных теплопроводов.

Число секций в чугунном радиаторе определяется по формуле:

;

где f1 = 0,244 — площадь одной секции, м2; b4 — поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении /2, табл.9.12/; b3 — поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, определяется по формуле:

Если расчетное число секций Nр получается не целым, то к установке принимается ближайшее большее число секций Nуст.

Пример расчета 1 прибора:

При расчете отопительных приборов теплоотдача от труб, проложенных в подпольном канале не учитывалась.

tср. = 0,5* (95+ 70) =82,50С

Dtср =82,5-20=62,50С

кг/ч

qном. =Qном/f1=185/0,244=758,2Вт/м

Qном — номинальный тепловой поток /2, прил. Х, табл. Х.1/.

Вт/м2

Подобные документы

Гидравлический расчет отопительной системы здания. Устройство двухтрубной гравитационной системы водяного отопления с верхней разводкой, ее схема с указанием длин участков трубопроводов и размещения отопительных приборов. Расчет основных параметров.

контрольная работа [93,8 K], добавлен 20.06.2012

Монтаж стационарной отопительной установки. Гидравлический расчет системы водяного отопления. Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления. Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора типа ВТИ. Расчет естественной вентиляции.

курсовая работа [169,7 K], добавлен 19.12.2010

Определение диаметров подающих трубопроводов и потерь напора — задача гидравлического расчета. Устройство систем отопления, их инерционность и принципы проектирования. Способы подключения отопительных приборов. Однотрубная система водяного отопления.

реферат [154,9 K], добавлен 22.12.2012

Гидравлический расчет и конструирование системы отопления жилого здания. Характеристика отопительных приборов. Определение количества типоразмеров конвекторов. Прокладка магистральных труб. Установка отопительных стояков. Расчет отопительных приборов.

курсовая работа [35,2 K], добавлен 11.06.2013

Теплотехнический расчет системы. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции, на инфильтрацию наружного воздуха. Расчет параметров системы отопления здания, основного циркуляционного кольца системы водяного отопления и системы вентиляции.

курсовая работа [151,7 K], добавлен 11.03.2013

Определение толщины и состава слоев стен. Определение массивности здания и расчетной температуры. Проверка на отсутствие конденсации. Выбор конструкции заполнения световых проемов. Гидравлический расчет системы отопления. Расчет системы вентиляции.

курсовая работа [921,0 K], добавлен 08.03.2015

Проектирование насосной системы водяного отопления индивидуального жилого дома. Характеристика наружных ограждений. Составление тепловых балансов помещений. Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца. Тепловой расчет отопительных приборов.

курсовая работа [210,5 K], добавлен 22.03.2015

Требуемое тепловое сопротивление конструкции для случая стационарного теплообмена. Тепловые потери помещений через стены, крушу и полы. Теплопоступления в помещения. Расчет отопительных приборов. Гидравлический расчет системы. Приточная вентиляция.

курсовая работа [181,9 K], добавлен 14.03.2013

Теплотехнический расчет наружной стены, чердачного перекрытия, окна, входной двери. Основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания. Расчет общих теплопотерь и определение мощности системы отопления. Удельная тепловая характеристика здания.

курсовая работа [333,2 K], добавлен 09.01.2013

Система отопления в древние времена. Принципы и механизмы обогрева помещений в древнем Риме. Печное отопление: русская печь, камин, оценка их эффективности, влияние на быт человека. Современные системы отопления: паровое, водяное, а также лучистое.

курсовая работа [173,9 K], добавлен 15.05.2014

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение задачи работы

В данном курсовом проекте нам необходимо рассчитать систему отопления жилого здания, которое имеет две независимые системы отопления: систему отопления жилых помещений и систему отопления лестничных клеток. Но первая в свою очередь состоит также из двух частей: для 2-х секций однотрубная вертикальная система отопления с унифицированными стояками, а для 2-ух других секций — двухтрубная поквартирная система отопления со стабилизирующими вентилями и счетчиками воды.

Назначение отопления — создание требованной температурной обстановки в помещениях в холодное время года.

1. Определение тепловых нагрузок помещений на систему отопления

Для упрощения решения данного вопроса разделим все помещения здания на представительные. К представительным помещениям будем относить однотипные и примерно одноразмерные помещения с разной ориентацией внешних ограждающих конструкций.

Расчет же тепловых потерь произведем для представительных помещений наихудшей ориентации.

Для определения теплопотерь помещения нам необходимы следующие данные из СНиП «Строительная климатология и геофизика» 2.01.01.-82, Москва 1982, для г. Минска:

Средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода — = -6,6 0С;

Продолжительность отопительного периода — = 214 суток;

Температура наружного воздуха в самую холодную пятидневку с обеспеченностью = -35 0С.

Тогда, согласно СНиП «Строительная теплотехника» ІІ-3-79*, Москва 1996,

ГСОП= (tв-tотоп.пер)*= (22+6,6)•214= 6120,4.

а следовательно:

-Для наружной стены

-Для пола и потолка

-Для окон и балконных дверей

Определяем коэффициент теплопередачи для всех ограждающих конструкций (для наружных стен r=0,7 — понижающий коэффициент учитывающий наличие жестких или гибких связей, для безчердачного покрытия r=0,9):

Для внутренних стен:

-Несущих

-пергородки

Расчет теплопотерь для всех представительных помещений верхнего, нижнего и промежуточного этажей приведен в таблице №1.

Для определения теплопотерь через ограждающие конструкции используем формулу

где — коэффициент теплопродности, — теплотеряющая площадь ограждения, определяется по специальным правилам обмера,

-относительная величина дополнительных теплопотерь.

Примечание: Для оконных проемов и балконных дверей записываем коэффициент теплопроводности К уменьшенный на величину теплопередачи наружной стены (чтобы площадь наружной стены определять как результат перемножения ее ширину на высоту). tв — нормативная температура внутреннего воздуха, из первого условия комфортности:

для рядовых жилых комнат 22 0С

для угловых комнат 24 0С

для кухонь 20 0С

для ванной комнаты 25 0С

для лестничных клеток 16 0С.

В зависимости от ориентации ограждения, оно будет находится под разными ветровыми нагрузками, чтобы это учесть вводят поправку на ветер в размере р=10% от теплопотерь если скорость превышает 5м/с, и 5% если в пределах 4,5-5 м/с (в рабочих проектах вводят также поправку на высотность, на ориентацию и т.д.). В нашем случае при. р=10%,

Теплопотери из-за инфильтрации вследствии несбалансированной вентиляции учитываем по зависимости

где. ; — теплоемкость воздуха, А — коэффициент учитывающий влияние ветреного теплового потока(для одинарных и спаринных переплетов-1,0; для 2-х роздельных-0,8; для 3-х переплетов-0,7). Для расчета теплопотерь лестничной клетки необходимо учитывать надбавку на открывание наружной двери:

Тепловая нагрузка системы отопления всего здания определяется по формуле:

где — тепловые потери через ограждающие конструкции, -теплопотери из-за инфильтрации, — бытовые тепловыделения.

Согласно расчету имеем ( табл.№1. Расчет тепловых нагрузок помещений на систему отопления ):

Для последующего подбора приборов необходимо знать тепловую нагрузку на систему отопления каждого отдельно взятого помещения:

Ком. №117,136 1352

Q= 1202 1292

Ком. №120,125,130,135 1290

Q= 1098 1213

Ком. №118,119,123,124,128,129,133,134 666

Q= 1378 1522

Ком. №104,105,108,109,112,113 1404

Q= 1196 1321

Ком. № 121,122,126,127,131,132 974

Q= 829 916

Тогда, тепловая нагрузка системы отопления всего здания:

2. Подбор отопительных приборов

В графу №3 заносим расчетную тепловую нагрузку данного помещения на систему отопления.

Так как в этой части здания запроектирована однотрубная система отопления, то проходя через прибор теплоноситель будет остывать на

(где, — надбавка на шаг прибора(табл.9.4 стр. 45), — надбавка на размещение отопительного прибора(табл. 9.5 стр.46)). а следовательно температура выхода для первого прибора будет температурой входа второго.

Можем определить среднюю температуру прибора и температурный напор:

Дальше определяют номинальный тепловой поток

который уточняют в зависимости от способа установки

в4= 1,02:

По данной величине окончательно подбирают отопительный прибор.

Расчет чугунных секционных радиаторов

Для расчета принимаю чугунные секционные радиаторы марки М-140АО, что соответствует заданию

Подбор отопительных приборов идентичен к предыдущему подбору, но имеет свои особенности, которые можно свести в следующие положения:

1) По табл.9.3 на стр.45 определяю коэффициент затекания воды в приборных узлах с радиаторами, =0,33.

2) Дальше определяем расход воды в приборе:

так как система отопления двухтрубная, то теплоноситель заходит во все приборы с одинаковой температурой, и естественно с одинаковой и выходит. Температуры на входе будут рассчитываться так же, как и при расчете конвекторов, а температуры на выходе рассчитываются по формуле:

А тепловой напор (tТ) будет рассчитываться, как:

4) Теплоотдача труб (), теплоотдача прибора (),комплексный коэффициент приведения номинальных условий теплового потока (), номинальный тепловой поток () и рассчитываем так же, как и в предыдущем случае.

5) рассчитывая комплексный показатель приведения, коэффициенты n, p и c соответственно равны: 0.3; 0.07; 1;

6) Схема питания — «снизу-вниз»;

7) Дальше определяем предварительное число секций:

где — теплоотдача 1 секции (стр.295) М-140АО.

8) так как отопительные приборы — радиаторы, то вводят поправочный коэффициент на количество секций, а точнее на лучистое тепло которым «обмениваются» секции. До 15 секций в3= 1;

Теперь можем определить точное количество секций в приборе:

Все данные занесены в Табл.№ 3. Расчет чугунных секционных радиаторов.

3. Подготовка системы отопления к гидравлическому расчету

Для решения этой задачи нам нужно знать расчетное циркуляционное давление, которое будет действовать в системе отопления.

Разность давлений в подающей и обратной магистрали тепловой сети:

Тогда, действующее давление перед элеватором:

(потери в индивидуальном тепловом пункте примем равными 20 кПа).

Располагаемое давление состоит из двух компонентов: насосного давление (давление после элеватора) и естественного.

где, Б — коэффициент учета величины естественного давления (для традиционной системы — 1, для не традиционной — 0,4).

Тогда,

где U — коэффициент подмешивания,

помещение отопление прибор гидравлический

= 95 0С — температура теплоносителя на входе в систему отопления здания (по заданию); = 70 0С — температура теплоносителя на выходе из системы отопления здания (по заданию); — температура воды перед элеватором. Она будет отличаться от температуры теплоносителя поступающего из внешней тепловой сети на величину остывания в системе отопления лестничных клеток.

Расход воды в системе отопления:

где. так как у нас 4 секции в доме.

Проверка:

Естественное циркуляционное давление зависит от геометрии расположения и от тепловой нагрузки стояка:

hi — высота расположения прибора от оси элеватора.

Естественное циркуляционное давление для каждого стояка определяется отдельно. Рассчитаем естественное циркуляционное давление для трех стояков (ст № 5, 9, 14).

Тогда, сумма потерь давления в кольце должно составлять. а 10% должен быть запас для неучтенных местных сопротивлений, которые могут возникнуть при монтаже данной системы.

Для ускорения гидравлического расчета, его целесообразно начинать с ближнего стояка, предварительно разбив главное кольцо на участки и определив их длины и расход. Принимаем минимально возможный диаметр, учитывая следующие факторы:

чтобы скорость воды не превышала предельно допустимых: 1м/с для диаметров 20 мм и больше, 1,2 м/с для диаметра 15 мм.

чтобы потери давления в стояке были меньше или равны (в крайнем случае) 70% от располагаемого.

Гидравлический расчет системы представлен в виде таблицы.

Q(графа №2) — расчетная тепловая нагрузка на данный участок системы отопления. G(графа №4) — расчетный расход воды на данном участке.

L(графа №3) — длина данного участка.

Дальше определяют желательную характеристику сопротивления магистрального участка:

При ее определении учитывается 25% на местные сопротивления.

Дальше по желательной характеристики сопротивления и с учетом вышеприведенных двух факторов подбирают диаметры магистралей, отношения л/d, G/v и удельное динамическое давление А.(Заполняются графы №5-10).

Пользуясь справочной литературой, определяем сумму местных сопротивлений (№11, 14) для принятого диаметра

Определяем уточненную характеристику сопротивления участка (№12):

Определяем фактические потери давления (№13):

Стояк № 5 (первый стояк главной ветви): Ш = 20 мм.

Для d = 15 мм:

Для d = 20 мм:

Стояк № 9 (последний стояк главной ветви): Ш = 20 мм.

Определение тепловых нагрузок участков

Участок — часть кольца по длине которого расход воды не меняется. Последний участок перемычка.

Определяем тепловые нагрузки участков начиная с последнего стояка дворового фасада:

Определяем расчетные расходы для каждого участка:

И так рассчитываем до последнего участка.

Гидравлический расчет ведем по методу удельных характеристик сопротивления:

Расчет потерь давления для ст. 5 (первый стояк главного фасада)

Потери давления в стояке должны быть:

,поэтому принимаем и d = 20 мм.

Рассчитываем потери давления на магистральных участках:

Подбор диаметров магистральных участков по характеристике сопротивления:

Подбираем диаметры участков при которых табличное значение ближе к расчетному значению каждого участка.

Для принятых диаметров участков на стр.91 определяем удельное динамическое давление А, приведенный коэффициент гпдравлического трения. расход воды при скорости 1 м/с .

Определяем скорость движения воды:

Характеристика сопротивления считается по формуле:

Дальнейшие расчеты сводим в таблицу №4.

Расчет кольца ст.9

Если в 2-х циркуляционных кольцах действует разное давление, то потери давления в необщих участках должны отличаться на величину разницы естественных давлений.

Дальнейшие расчеты ведем аналогично предыдущему кольцу ст.5 и заносим в табл.№ 4.

Расчет кольца ст.14

Для определения потерь давления ст.14 необходимо определить тепловые нагрузки на участках:

Определяем расход воды на участках:

Потери давления от точки А до точки Б ст.14:

4. Гидравлический расчет системы отопления двухтрубной поквартирной системы

Данный гидравлический расчет производим по методу удельных потерь давления:

где R — удельные потери давления на 1 м длинны трубопровода, Z — потери давления на местных сопротивлениях.

Все действия сведем в таблицу.

Выбираем направление самого дальнего прибора І этажа удаленного двухтрубного стояка.

Кольцо прибора IV разбиваем на участки.

Определяем длины и тепловые нагрузки участков.

Определяем расчетный расход воды:

И так рассчитываем до 37 участка.

Определяем располагаемое циркуляционное давление в кольце:

Определяем рекомендуемые потери давления на магистральных участках:

Определим удельные потери на трение:

По величине Rср и расходу воды на каждом участке выбираем диаметры трубопровода. По известному диаметру уточняем R и определяем скорость теплоносителя в трубопроводе, которая при диаметре 15 мм не должна превышать 1м/с.

Потери давления на местных сопротивлениях определяют за формулой:

Z определяю на стр.235 по скорости и сумме коэффициентов местных сопротивлений.

Рассчитаем потери давления на УЗК:

Определяю расчетное циркуляционное давление кольца прибора III на I этаже.

Расчетное циркуляционное давление кольца прибора II на I этаже.

Расчетное циркуляционное давление кольца прибора I на I этаже.

Для последнего этажа назначаем аналогично диаметры труб колец. Расчетные потери давления в верхнем кольце будут составлять:

ДPр = ДРа-ст-б+0,4(ДРе верх.эт.-ДРе ниж.эт.)=22928+0,4(2676-204)=23917 Па

Разница потер давления между нужными и расчетными теряем на стабилизирующий вентиль:

Ступень настройки вентиля n=1.17.

Выбор рабочего положения замыкающего клапана типа HERZ

Отсутствуют потери давления, которые должны быть в кольце создаваемые с помощью замыкающего клапана типа HERZ.

На участке 18 (прибор IV):

Р=23149-5186=17963 Па

По потер ям давления,расходом теплоносителя на участке прибора по диаграмме «Гидравлические с предварительной настройкой типа RL-5 производства HERZ» определяем нужный ступень настройки головки крана:

G = 23 кг/час

n = оберти

Аналогично для других участков. Кольцо прибора III

Рр=P18+Pузк=160+17963=18123 Па

Pузк=Рр-Р38=18123-294=17829 Па

n= Кільце приладу ІІ Рр=Pузк+P17=17829+451=18280 Па Pузк=Рр-Р39=18280-629=17651 Па n= Кільце приладу І

Рр=P16+Pузк=431+17651=18082 Па

Pузк=Рр-Р40=18082-890=17192 Па

Расчет системы отопления лестничной клетки

Подбор отопительных приборов.

По найденным R і G по справочнику определяем диаметр труб подводок к отопительным приборам лестничной клетки.

d=15 мм

Температура воды перед элеватором

Необходимые коэффициенты:

Выбираем конвектор «Универсал-С» КН20-1,226к

5 . Подбор оборудования ИТП

— Определяем кольцо с максимальными потерями давления

— Потом для этого кольца определяем суммарные потери давления на всех участках

— Определяем необходимое давление после элеватора

— Определяем необходимый перепад давлений перед элеватором

Определяем потери давления в диафрагме и её диаметр

Грязевик подбираем по расходу в тепловой сети за диаметром фланца и при скорости движения воды 0,05 м/с

sistema-otopleniya.ru