Расчет количества радиаторов отопления по площади и объему помещения. Расчет тепла


Тепловой расчет системы отопления - 3 эффективных способа с пошаговыми инструкциями!

Уют и комфорт жилья начинаются не с выбора мебели, отделки и внешнего вида в целом. Они начинаются с тепла, которое обеспечивает отопление. И просто приобрести для этого дорогой нагревательный котел и качественные радиаторы недостаточно – сначала необходимо спроектировать систему, которая будет поддерживать в доме оптимальную температуру. Но чтобы получить хороший результат, нужно понимать, что и как следует делать, какие существуют нюансы и как они влияют на процесс. В этой статье вы ознакомитесь с базовыми знаниями о данном деле – что такое тепловой расчет системы отопления, как он проводится и какие факторы на него влияют.

Тепловой расчет системы отопления

Тепловой расчет системы отопления

Для чего необходим тепловой расчет

Содержание статьи

Некоторые владельцы частных домов или те, кто только собираются их возводить, интересуются тем, есть ли какой-то смысл в тепловом расчете системы отопления? Ведь речь идет о простом загородном коттедже, а не о многоквартирном доме или промышленном предприятии. Достаточно, казалось бы, только купить котел, поставить радиаторы и провести к ним трубы. С одной стороны, они частично правы – для частных домовладений расчет отопительной системы не является настолько критичным вопросом, как для производственных помещений или многоквартирных жилых комплексов. С другой стороны, существует три причины, из-за которых подобное мероприятие стоит провести.

  1. Тепловой расчет существенно упрощает бюрократические процессы, связанные с газификацией частного дома.
  2. Определение мощности, требуемой для отопления жилья, позволяет выбрать нагревательный котел с оптимальными характеристиками. Вы не переплатите за избыточные характеристики изделия и не будет испытывать неудобств из-за того, что котел недостаточно мощен для вашего дома.
  3. Тепловой расчет позволяет более точно подобрать радиаторы, трубы, запорную арматуру и прочее оборудование для отопительной системы частного дома. И в итоге все эти довольно дорогостоящие изделия проработают столько времени, сколько заложено в их конструкции и характеристиках.
Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Исходные данные для теплового расчета системы отопления

Прежде чем приступать к подсчетам и работе с данными, их необходимо получить. Здесь для тех владельцев загородных домов, которые прежде не занимались проектной деятельностью, возникает первая проблема – на какие характеристики стоит обратить свое внимание. Для вашего удобства они сведены в небольшой список, представленный ниже.

  1. Площадь постройки, высота до потолков и внутренний объем.
  2. Тип здания, наличие примыкающих к нему строений.
  3. Материалы, использованные при возведении постройки – из чего и как сделаны пол, стены и крыша.
  4. Количество окон и дверей, как они обустроены, насколько качественно утеплены.
  5. Для каких целей будут использоваться те или иные части здания – где будут располагаться кухня, санузел, гостиная, спальни, а где – нежилые и технические помещения.
  6. Продолжительность отопительного сезона, средний минимум температуры в этот период.
  7. «Роза ветров», наличие неподалеку других строений.
  8. Местность, где уже построен или только еще будет возводиться дом.
  9. Предпочтительная для жильцов температура тех или иных помещений.
  10. Расположение точек для подключения к водопроводу, газу и электросети.
Теплопотери в доме

Теплопотери в доме

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Расчет мощности системы отопления по площади жилья

Одним из наиболее быстрых и простых для понимания способов определения мощности отопительной системы является расчет по площади помещения. Подобный метод широко применяется продавцами нагревательных котлов и радиаторов. Расчет мощности системы отопления по площади происходит в несколько простых шагов.

Шаг 1. По плану или уже возведенному зданию определяется внутренняя площадь постройки в квадратных метрах.

Шаг 2. Полученная цифра умножается на 100-150 – именно столько ватт от общей мощности отопительной системы нужно на каждый м2 жилья.

Шаг 3. Затем результат умножается на 1,2 или 1,25 – это необходимо для создания запаса мощности, чтобы отопительная система была способна поддерживать комфортную температуру в доме даже в случае самых сильных морозов.

Шаг 4. Вычисляется и записывается конечная цифра – мощность системы отопления в ваттах, необходимая для обогрева того или иного жилья. В качестве примера – для поддержания комфортной температуры в частном доме площадью 120 м2 потребуется примерно 15 000 Вт.

Совет! В некоторых случаях владельцы коттеджей разделяют внутреннюю площадь жилья на ту часть, которой требуется серьезный обогрев, и ту, для которой подобное излишне. Соответственно, для них применяются разные коэффициенты – к примеру, для жилых комнат это 100, а для технических помещений – 50-75.

Шаг 5. По уже определенным расчетным данным подбирается конкретная модель нагревательного котла и радиаторов.

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Следует понимать, что единственным преимуществом подобного способа теплового расчета отопительной системы является скорость и простота. При этом метод обладает множеством недостатков.

  1. Отсутствие учета климата в той местности, где возводиться жилье – для Краснодара система отопления с мощностью 100 Вт на каждый квадратный метр будет явно избыточной. А для Крайнего Севера она может оказаться недостаточной.
  2. Отсутствие учета высоты помещений, типа стен и полов, из которых они возведены – все эти характеристики серьезно влияют на уровень возможных тепловых потерь и, следовательно, на необходимую мощность отопительной системы для дома.
  3. Сам способ расчета системы отопления по мощности изначально был разработан для больших производственных помещений и многоквартирных домов. Следовательно, для отдельного коттеджа он не является корректным.
  4. Отсутствие учета количества окон и дверей, выходящих на улицу, а ведь каждый из подобных объектов является своеобразным «мостиком холода».

Так имеет ли смысл применять расчет системы отопления по площади? Да, но только в качестве предварительных прикидок, позволяющих получить хоть какое-то представление о вопросе. Для достижения лучших и более точных результатов следует обратиться к более сложным методикам.

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Представим следующий способ расчета мощности системы отопления – он также является довольно простым и понятным, но при этом отличается более высокой точностью конечного результата. В данном случае основой для вычислений становится не площадь помещения, а его объем. Кроме того, в расчете учитывается количество окон и дверей в здании, средний уровень морозов снаружи. Представим небольшой пример применения подобного метода – имеется дом общей площадью 80 м2, комнаты в котором имеют высоту 3 м. Постройка располагается в Московской области. Всего есть 6 окон и 2 двери, выходящие наружу. Расчет мощности тепловой системы будет выглядеть так.

Шаг 1. Определяется объем здания. Это может быть сумма каждой отдельной комнаты либо общая цифра. В данном случае объем вычисляется так – 80*3=240 м3.

Шаг 2. Подсчитывается количество окон и количество дверей, выходящих на улицу. Возьмем данные из примера – 6 и 2 соответственно.

Шаг 3. Определяется коэффициент, зависящий от местности, в которой стоит дом и того, насколько там сильные морозы.

Таблица. Значения региональных коэффициентов для расчета мощности отопления по объему.

Тип зимы Значение коэффициентаРегионы, для которых данный коэффициент применим
Теплая зима. Холода отсутствуют или очень слабы От 0,7 до 0,9 Краснодарский край, побережье Черного моря
Умеренная зима 1,2 Средняя полоса России, Северо-Запад
Суровая зима с достаточно сильными холодами 1,5 Сибирь
Экстремально холодная зима 2,0Чукотка, Якутия, регионы Крайнего Севера
Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Так как в примере речь идет о доме, построенном в Московской области, то региональный коэффициент будет иметь значение 1,2.

Шаг 4. Для отдельно стоящих частных коттеджей определенное в первой операции значение объема здания умножается на 60. Делаем подсчет – 240*60=14 400.

Шаг 5. Затем результат вычисления предыдущего шага множится на региональный коэффициент: 14 400 * 1,2 = 17 280.

Шаг 6. Число окон в доме умножается на 100, число дверей, выходящих наружу – на 200. Результаты суммируются. Вычисления в примере выглядят следующим образом – 6*100 + 2*200 = 1000.

Шаг 7. Цифры, полученные по итогам пятого и шестого шагов, суммируются: 17 280 + 1000 = 18 280 Вт. Это и есть мощность отопительной системы, необходимая для поддержания оптимальной температуры в здании при условиях, указанных выше.

Стоит понимать, что расчет системы отопления по объему также не является абсолютно точным – в вычислениях не уделяется внимание материалу стен и пола здания и их теплоизоляционным свойствам. Также не делается поправка на естественную вентиляцию, свойственную любому дому.

Калькулятор — расчет объема системы отопления

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите «РАССЧИТАТЬ ОБЪЕМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ»

risunok1

Объем теплообменника котла , литров (паспортная величина)

risunok3 .

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК

Объем расширительного бака, литров

risunok4 .

ПРИБОРЫ ИЛИ СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕНА

razb .

Разборные, секционные радиаторы

Общее количество секций

neraz .

Неразборные радиаторы и конвекторы

Объем прибора по паспорту

Количество приборов

Тип и диаметр трубы

Общая длина контуров

ennr .

ТРУБЫ КОНТУРА ОТОПЛЕНИЯ (подача + обратка)

Стальные трубы ВГП

Армированные полипропиленовые трубы

Металлопластиковые трубы

dopy .

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ (теплоаккумулятор, гидрострелка, коллектор, теплобоменник и другие)

Суммарный объем дополнительных элементов системы

Видео — Расчет тепловой мощности систем отопления

Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция

Перейдем от быстрых и простых способов расчета к более сложному и точному методу, учитывающему различные факторы и характеристики жилья, для которого проектируется система отопления. Используемая формула похожа по своему принципу на ту, что использовалась для расчета по площади, но дополнена огромным количеством корректирующих коэффициентов, каждый из которых отображает тот или иной фактор или характеристику здания.

Q=1,2*100*S*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7

Теперь разберем составляющие этой формулы по отдельности. Q – конечный результат вычислений, необходимая мощность отопительной системы. В данном случае представлен в ваттах, при желании вы можете перевести его в КВт*ч.

А 1,2 – это коэффициент резерва по мощности. Желательно учитывать его в ходе расчетов – тогда вы точно можете быть уверены в том, что нагревательный котел обеспечит вам комфортную температуру в доме даже в самые сильные морозы за окном.

Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном

Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном

Цифру 100 вы могли видеть ранее – это количество ватт, необходимых для обогрева одного квадратного метра жилой комнаты. Если речь идет о нежилом помещении, кладовке и т. д. – его можно изменить в меньшую сторону. Также данная цифра нередко корректируется, исходя из личных предпочтений хозяина дома – кому-то комфортно в «натопленной» и очень теплой комнате, кому-то больше по душе прохлада.

S – площадь комнаты. Высчитывается на основе плана постройки или уже по готовым помещениям.

Теперь перейдем непосредственно к корректирующим коэффициентам. К1 учитывает конструкцию окон, применяющихся в той или иной комнате. Чем больше значение – тем выше потери тепла. Для самого простого одинарного стекла К1 равен 1,27, для двойного и тройного стеклопакетов – 1 и 0,85 соответственно.

Виды стеклопакетов

Виды стеклопакетов

К2 учитывает фактор потерь тепловой энергии через стены здания. Значение зависит от того, из какого материала они сложены, и обладают ли слоем теплоизоляции.

Некоторые из примеров данного коэффициента приведены в следующем списке:

  • кладка в два кирпича со слоем теплоизоляции 150 мм – 0,85;
  • пенобетон – 1;
  • кладка в два кирпича без теплоизоляции – 1,1;
  • кладка в полтора кирпича без теплоизоляции – 1,5;
  • стена бревенчатого сруба – 1,25;
  • стена из бетона без утепления – 1,5.
Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду

Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду

К3 показывает соотношение площади окон к площади помещения. Очевидно, что чем больше их – тем выше теплопотери, так как каждое окно является «мостиком холода», и полностью этот фактор нельзя устранить даже для самых качественных тройных стеклопакетов с прекрасным утеплением. Значения данного коэффициента приведены в таблице ниже.

Таблица. Корректирующий коэффициент соотношения площади окон к площади помещения.

Соотношение площади окон к площади пола в помещении Значение коэффициента К3
10% 0,8
20% 1,0
30% 1,2
40% 1,4
50% 1,5

По своей сути К4 похож на региональный коэффициент, который использовался в тепловом расчете системы отопления по объему жилья. Но в данном случае он привязан не к какой-то конкретной местности, а к среднему минимуму температуры в самый холодный месяц года (обычно для этого выбирается январь). Соответственно, чем этот коэффициент выше, тем больше энергии потребуется для отопительных нужд – прогреть помещение при -10°С намного проще, чем при -25°С.

Все значения К4 приведены ниже:

  • до -10°С – 0,7;
  • -10°С – 0,8;
  • -15°С – 0,9;
  • -20°С – 1,0;
  • -25°С – 1,1;
  • -30°С – 1,2;
  • -35°С – 1,3;
  • ниже -35°С – 1,5.
Это карта среднемесячных температур в России на январь

Это карта среднемесячных температур в России на январь

Следующий коэффициент К5 учитывает число стен в помещении, выходящих наружу. Если она одна – его значение равно 1, для двух – 1,2, для трех – 1,22, для четырех – 1,33.

Важно! В ситуации, когда тепловой расчет применяется для всего дома сразу, используется К5, равный 1,33. Но значение коэффициента может уменьшиться в том случае, когда к коттеджу пристроен отапливаемый сарай или гараж.

Перейдем к двум последним корректирующим коэффициентам. К6 учитывает то, что находится над помещением – жилой и отапливаемый этаж (0,82), утепленный чердак (0,91) или холодный чердак (1).

К7 корректирует результаты расчета в зависимости от высоты комнаты:

  • для помещения высотой 2,5 м – 1;
  • 3 м – 1,05;
  • 5 м – 1,1;
  • 0 м – 1,15;
  • 5 м – 1,2.

Совет! При расчетах также стоит обратить внимание на розу ветров в той местности, где будет располагаться дом. Если он будет постоянно находиться под воздействием северного ветра, то потребуется более мощная система отопления.

Результатом применения формулы, изложенной выше, станет требуемая мощность отопительного котла для частного дома. А теперь приведем пример расчета по данному способу. Исходные условия следующие.

  1. Площадь помещения – 30 м2. Высота – 3 м.
  2. В качестве окон используются двойные стеклопакеты, их площадь относительно таковой у комнаты – 20%.
  3. Тип стены – кладка в два кирпича без слоя теплоизоляции.
  4. Средний минимум января для местности, где стоит дом, составляет -25°С.
  5. Помещение является угловым в коттедже, следовательно, наружу выходят две стены.
  6. Над комнатой – утепленный чердак.

Формула для теплового расчета мощности отопительной системы будет выглядеть следующим образом:

Q=1,2*100*30*1*1,1*1*1,1*1,2*0,91*1,02=4852 Вт

Двухтрубная схема нижней разводки ситемы отопления

Двухтрубная схема нижней разводки системы отопления

Важно! Существенно ускорить и упростить процесс расчета системы отопления поможет специальное программное обеспечение.

Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем

Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем

После завершения расчетов, изложенных выше, необходимо определить, сколько радиаторов и с каким числом секций понадобится для каждого отдельного помещения. Для подсчета их количества есть простой способ.

Шаг 1. Определяется материал, из которого будут изготовлены батареи отопления в доме. Это может быть сталь, чугун, алюминий или биметаллический композит.

Шаг 2. Далее указываются места, где будут располагаться радиаторы. В большинстве помещений они находятся под окнами – там батарея создает воздушную тепловую завесу, мешающую холоду проникнуть внутрь.

Шаг 3. Подбираются модели радиаторов, подходящих владельцу частного дома по стоимости, материалу и некоторым другим характеристикам.

Шаг 4. На основании технической документации, ознакомиться с которой можно на сайте компании-производителя или продавца радиаторов, определяется, какую мощность выдает каждая отдельная секция батареи.

Шаг 5. Последний шаг – разделить мощность, требуемую на обогрев помещения, на мощность, вырабатываемую отдельной  секцией радиатора.

Мощность и теплоотдача радиаторов

Мощность и теплоотдача радиаторов

На этом ознакомление с базовыми знаниями о тепловом расчете системы отопления и способах его осуществления можно считать законченным. Для получения большего объема информации желательно обратиться к специализированной литературе. Также будет не лишним ознакомиться с нормативными документами, такими как СНиП 41-01-2003.

СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Файл для скачивания (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

СНиП 41-01-2003

Тепловой расчет системы отопления

Тепловой расчет системы отопления

Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Теплопотери в доме

Теплопотери в доме

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Мероприятия по теплоизоляции, приведенные на изображении выше, помогут существенно уменьшить количество энергии и теплоносителя, необходимого для обогрева жилого дома

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Расчет площади коттеджа по его плану. Также здесь отмечены магистрали отопительной системы и места установки радиаторов

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном

Отопительный котел должен обеспечивать комфортную температуру вне зависимости от погоды за окном

Виды стеклопакетов

Виды стеклопакетов

Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду

Затраты на утеплитель на этапе строительства дома окупят себя путем экономии на счетах за газ и воду

Это карта среднемесячных температур в России на январь

Это карта среднемесячных температур в России на январь

Двухтрубная схема нижней разводки ситемы отопления

Двухтрубная схема нижней разводки ситемы отопления

Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем

Программный продукт nanoCAD «Отопление» включает в себя специализированные инструменты инженера-проектировщика отопительных систем

Мощность и теплоотдача радиаторов

Мощность и теплоотдача радиаторов

kanalizaciyaseptik.ru

Тепловой расчёт системы отопления: принцип расчета нагрузки

В частном доме нужно всё делать своими (специалиста) «руками», в том числе рассчитывать, проектировать, покупать и монтировать систему отопления.

Дабы начать организацию коммуникаций в доме необходимо произвести тепловой расчёт системы отопления. Ниже разъясняется каким образом и зачем это делается.

Содержание статьи:

Тепловой расчёт отопления

Классический тепловой расчёт отопительной системы являет собой сводный технический документ, который включает в себя обязательные поэтапные стандартные методы вычислений.

Но перед изучением этих подсчётов основных параметров нужно определиться с понятием самой системы отопления.

Галерея изображений

Фото из

Цель проведения расчетов для отопления

Цель проведения расчетов для отопления

Специфика выполнения расчетов отопления

Специфика выполнения расчетов отопления

Учет теплопотерь через проемы

Учет теплопотерь через проемы

Учет теплоизоляции конструкций

Учет теплоизоляции конструкций

Расход тепла на нагрев поступающего воздуха

Расход тепла на нагрев поступающего воздуха

Правила подбора котла для отопления

Правила подбора котла для отопления

Производительность оборудования

Производительность оборудования

Отопительный контур принудительного типа

Отопительный контур принудительного типа

Система отопления характеризуется принудительной подачей и непроизвольным отводом тепла в помещении. Основные задачи расчёта и проектирования системы отопления:

  • наиболее достоверно определить тепловые потери
  • определить количество и условия использования теплоносителя
  • максимально точно подобрать элементы генерации, перемещения и отдачи тепла

При постройке системы отопления необходимо первоначально произвести сбор разнообразных данных о помещении/здании, где будет использоваться система отопления. После выполнить расчёт тепловых параметров системы, проанализировать результаты арифметических операций. На основе полученных данных подобрать компоненты системы отопления с последующей закупкой, установкой и вводом в эксплуатацию.

Классический вид отопления

Отопление — это многокомпонентная система обеспечения утверждённого температурного режима в помещении/здании. Являет собой обособленную часть комплекса коммуникаций современного жилищного помещения

Примечательно, что указанная методика теплового расчёта позволяет достаточно точно вычислить большое количество величин, которые конкретно описывают будущую систему отопления. В результате теплового расчёта в наличии будет следующая информация:

  • число тепловых потерь, мощность котла;
  • количество и тип тепловых радиаторов для каждой комнаты отдельно;
  • гидравлические характеристики трубопровода;
  • объём, скорость теплоносителя, мощность насоса.

Тепловой расчёт — это не теоретические наброски, а вполне точные и обоснованные итоги, которые рекомендуется использовать на практике при подборе компонентов системы отопления.

Температурные режимы помещений

Перед проведение любых расчётов параметров системы необходимо, как минимум, знать порядок ожидаемых результатов, а также иметь в наличии стандартизированные характеристики некоторых табличных величин, которые необходимо подставлять в формулы или ориентироваться на них. Выполнив вычисления параметров с такими константами, можно быть уверенным в достоверности искомого динамического или постоянного параметра системы.

Температура помещения

Для помещений разнообразного назначения существуют эталонные стандарты температурных режимов жилых и нежилых помещений. Эти нормы закреплены в так называемых ГОСТах

Для системы отопления одним из таких глобальных параметров является температура помещения, которая должна быть постоянной в независимости от периода года и условий окружающей среды.

Согласно регламенту санитарных нормативов и правил есть различие в температуре относительно летнего и зимнего периода года. За температурный режим помещения в летний сезон отвечает система кондиционирования, а вот комнатная температура воздуха в зимний период обеспечивается системой отопления. То бишь нам интересны диапазоны температур и их допуски отклонений для зимнего сезона.

В большинстве нормативных документов оговариваются следующие диапазоны температур, которые позволяют человеку комфортно находиться в комнате. Для нежилых помещений офисного типа площадью до 100 м2:

  • оптимальная температура воздуха 22-24°С
  • допустимое колебание 1°С

Для помещений офисного типа площадью более 100 м2 температура составляет 21-23°С. Для нежилых помещений промышленного типа диапазоны температур сильно отличаются в зависимости от предназначения помещения и установленных норм охраны труда.

Комфортная температура

Комфортная температура помещения у каждого человека «своя». Кто-то любит чтобы было очень тепло в комнате, кому-то комфортно когда в комнате прохладно — это всё достаточно индивидуально

Что же касаемо жилых помещений: квартир, частных домов, усадеб и т. д. существуют определённые диапазоны температуры, которые могут корректироваться в зависимости от пожеланий жильцов. И всё же для конкретных помещений квартиры и дома имеем:

  • жилая, в том числе детская, комната 20-22°С, допуск ±2°С
  • кухня, туалет 19-21°С, допуск ±2°С
  • ванная, душевая, бассейн 24-26°С, допуск ±1°С
  • коридоры, прихожие, лестничные клетки, кладовые 16-18°С, допуск +3°С

Важно отметить, что есть ещё несколько основных параметров, которые влияют на температуру в помещении и на которые нужно ориентироваться при расчёте системы отопления: влажность (40-60%), концентрация кислорода и углекислого газа в воздухе (250:1), скорость перемещения воздушных масс (0.13-0.25 м/с) и т. п.

Расчёт теплопотерь в доме

Согласно второму началу термодинамики (школьная физика) не существует самопроизвольной передачи энергии от менее нагретых к более нагретым мини- или макрообъектам. Частным случаем этого закона является «стремление» создания температурного равновесия между двумя термодинамическими системами.

Например, первая система — окружающая среда с температурой -20°С, вторая система — здание с внутренней температурой +20°С. Согласно приведённого закона эти две системы будут стремиться уравновеситься посредством обмена энергии. Это будет происходить с помощью тепловых потерь от второй системы и охлаждения в первой.

Карта температур

Однозначно можно сказать, что температура окружающей среды зависит от широты на которой расположен частный дом. А разница температур влияет на количество утечек тепла от здания

Под теплопотерями подразумевают непроизвольный выход тепла (энергии) от некоторого объекта (дома, квартиры). Для обычной квартиры этот процесс не так «заметен» в сравнении с частным домом, поскольку квартира находиться внутри здания и «соседствует» с другими квартирами. В частном доме через внешние стены, пол, крышу, окна и двери в той или иной степени «уходит» тепло.

Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.

Итак, объём утечек тепла от здания вычисляется по следующей формуле:

Q=Qпол+Qстена+Qокно+Qкрыша+Qдверь+…+Qi

где Qi — объём теплопотерь от однородного вида оболочки здания. Каждая составляющая формулы рассчитывается по формуле:

Q=S*∆T/R

где Q – тепловые утечки (Ватты), S – площадь конкретного типа конструкции (м2), ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения (°C), R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции (м2*°C/Вт).

Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц. Кроме того, тепловое сопротивление можно получить с помощью следующего соотношения:

R=d/k

где R – тепловое сопротивление ((м2*К)/Вт), k – коэффициент теплопроводности материала (Вт/(м2*К)), d – толщина этого материала (м).

Дом через тепловизор

В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Если утеплить чердачное пространство и крышу, то общие потери тепла от дома можно значительно уменьшить

В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.

Определение мощности котла

Для поддержки разницы температур между окружающей средой и температурой внутри дома необходима автономная система отопления, которая поддерживает нужную температуру в каждой комнате частного дома.

Базисом системы отопления является котел: жидко или твердотопливный, электрический или газовый — на данном этапе это неважно. Котел — это центральный узел системы отопления, который генерирует тепло. Основной характеристикой котла есть его мощность, а именно скорость преобразования количество теплоты за единицу времени.

Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла. Для обычной многокомнатной квартиры мощность котла вычисляется через площадь и удельную мощность:

Ркотла=(Sпомещения*Рудельная)/10

где Sпомещения — общая площадь отапливаемого помещения, Руделльная — удельная мощность относительно климатических условий. Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме. Существует иное соотношение, которое учитывает этот параметр:

Ркотла=(Qпотерь*S)/100

где Ркотла — мощность котла (Вт), Qпотерь — потери тепла, S — отапливаемая площадь (м2).

Котел с баком

В большинстве систем отопления частных домов рекомендуется обязательно использовать расширительный резервуар, в котором будет храниться запас теплоносителя. Каждый частный дом нуждается в горячем водоснабжении

Дабы предусмотреть запас мощности котла с учётом подогрева воды для кухни и ванной комнаты нужно в последнюю формулу добавить коэффициент запаса К:

Ркотла=(Qпотерь*S*К)/100

где К — будет равен 1.25, то есть расчётная мощность котла будет увеличена на 25%. Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.

Особенности подбора радиаторов

Стандартными компонентами обеспечения тепла в помещении являются радиаторы, панели, системы «тёплый» пол, конвекторы и т. д. Самыми распространёнными деталями отопительной системы есть радиаторы.

Тепловой радиатор — это специальная полая конструкция модульного типа из сплава с высокой теплоотдачей. Он изготавливается из стали, алюминия, чугуна, керамика и других сплавов. Принцип действия радиатора отопления сводится к излучению энергии от теплоносителя в пространство помещения через «лепестки».

Многосекционный радиатор отопления

Алюминиевый и биметаллический радиатор отопления пришёл на смену массивным чугунным батареям. Простота производства, высокая теплоотдача, удачная конструкция и дизайн сделали это изделие популярным и распространённым инструментом излучения тепла в помещении

Существует несколько методик расчёта количества секций радиатора в комнате. Нижеприведённый перечень способов отсортирован в порядке увеличения точности расчёта.

  1. По площади. N=(S*100)/C, где N — количество секций, S — площадь помещения (м2), C — теплоотдача одной секции радиатора (Вт, берётся из тех паспорта или сертификата на изделие), 100 Вт — количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м2 (эмпирическая величина). Возникает вопрос: а каким образом учесть высоту потолка комнаты?
  2. По объёму. N=(S*H*41)/C, где N, S, C — аналогично. Н — высота помещения, 41 Вт — количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м3 (эмпирическая величина).
  3. По коэффициентам. N=(100*S*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C, где N, S, C и 100 — аналогично. к1 — учёт количества камер в стеклопакете окна комнаты, к2 — теплоизоляция стен, к3 — соотношение площади окон к площади помещения, к4 — средняя минусовая температура в наиболее холодную неделю зимы, к5 — количество наружных стен комнаты (которые «выходят» на улицу), к6 — тип помещения сверху, к7 — высота потолка.

Это максимально точный вариант расчёта количества секций. Естественно, что округление дробных результатов вычислений производится всегда к следующему целому числу.

Гидравлический расчёт водоснабжения

Безусловно, «картина» расчета тепла на отопление не может быть полноценной без вычисления таких характеристик, как объём и скорость теплоносителя. В большинстве случаев теплоносителем выступает обычная вода в жидком или газообразном агрегатном состоянии.

Система трубопроводов

Реальный объём теплоносителя рекомендуется рассчитывать через суммирование всех полостей в системе отопления. При использовании одноконтурного котла — это оптимальный вариант. При применении двухконтурных котлов в системе отопления необходимо учитывать расходы горячей воды для гигиенических и иных бытовых целей

Расчет объема воды, подогреваемой двухконтурным котлом для обеспечения жильцов горячей водой и нагрева теплоносителя, производится путем суммирования внутреннего объема отопительного контура и реальных потребностей пользователей в нагретой воде.

Объём горячей воды в отопительной системе рассчитывается по формуле:

W=k*P

где W — объём носителя тепла, P — мощность котла отопления, k — коэффициент мощности (количество литров на единицу мощности, равен 13.5, диапазон от 10 до 15 литров). В итоге конечная формула выглядит так:

W = 13.5*P

Скорость теплоносителя — заключительная динамическая оценка системы отопления, которая характеризует скорость циркуляции жидкости в системе. Эта величина помогает оценить тип и диаметр трубопровода:

V=(0.86*P*μ)/∆T

где P — мощность котла, μ — КПД котла, ∆T — разница температур между подаваемой водой и водой обратном контуре.

Резюмируя вышеизложенные способы расчёта характеристик, в итоге будут доступны реальные результаты вычислений, которые являются «фундаментом» будущей системы отопления.

Пример теплового расчёта

В качестве примера теплового расчёта в наличии есть обычный 1-этажный дом с четырьмя жилыми комнатами, кухня, санузел, «зимний сад» и подсобные помещения.

Фасад частного дома

Фундамент из монолитной железобетонной плиты (20 см), наружные стены — бетон (25 см) со штукатуркой, крыша — перекрытия из деревянных балок, кровля — металлочерепица и минеральная вата (10 см)

Габариты здания. Высота этажа 3 метра. Малое окно фасадной и тыльной части здания 1470*1420 мм, большое окно фасада 2080*1420 мм, входные двери 2000*900 мм, двери тыльной части (выход на террасу) 2000*1400 (700 + 700) мм.

План-схема дома

Общая ширина постройки 9.5 м2, длинна 16 м2. Отапливаться будут только жилые комнаты (4 шт.), санузел и кухня. Для точного расчёта теплопотерь на стенах из площади внешних стен нужно вычесть площадь всех окон и дверей — это совсем другой тип материала со своим тепловым сопротивлением

Начинаем с расчёта площадей однородных материалов:

  • площадь пола 152 м2
  • площадь крыши 180 м2 (учитывая высоту чердака 1.3 метра и ширину прогона — 4 метра)
  • площадь окон 3*1.47*1.42+2.08*1.42=9.22 м2
  • площадь дверей будет равна 2*0.9+2*2*1.4=7.4 м2

Площадь наружных стен будет равна 51*3-9.22-7.4=136.38 м2. Переходим к расчёту теплопотерь на каждом материале:

  • Qпол=S*∆T*k/d=152*20*0.2/1.7=357.65 Вт
  • Qкрыша=180*40*0.1/0.05=14400 Вт
  • Qокно=9.22*40*0.36/0.5=265.54 Вт
  • Qдвери=7.4*40*0.15/0.75=59.2 Вт

А также Qстена эквивалентно 136.38*40*0.25/0.3=4546. Сумма всех теплопотерь будет составлять 19628.4 Вт. В итоге подсчитаем мощность котла:

  • Ркотла=Qпотерь*Sотаплив_комнат*К/100=
  • 19628.4*(10.4+10.4+13.5+27.9+14.1+7.4)*1.25/100=19628.4*83.7*1.25/100=20536.2=21 кВт

Расчёт количества секций радиаторов произведём для одной из комнат. Для всех остальных вычисления аналогичны. Например, угловая комната (слева, нижний угол схемы) площадь 10.4 м2.

  • N=(100*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C=(100*10.4*1.0*1.0*0.9*1.3*1.2*1.0*1.05)/180=8.5176=9

Для этой комнаты необходимо 9 секций радиатора отопления с теплоотдачей 180 Вт. Переходим к расчёту количества теплоносителя в системе:

  • W=13.5*P=13.5*21=283.5 литров

Скорость теплоносителя будет составлять:

  • V=(0.86*P*μ)/∆T=(0.86*21000*0.9)/20=812.7 литров

В результате полный оборот всего объёма теплоносителя в системе будет эквивалентен 2.87 раза в один час.

Полезное видео по теме

Простой расчёт отопительной системы для частного дома представлен в следующем обзоре:

Все тонкости и общепринятые методики просчёта теплопотерь здания показаны ниже:

Ещё один вариант расчёта утечек тепла в типичном частном доме:

В этом видео рассказывается об особенностях циркуляции носителя энергии для обогрева жилища:

Тепловой расчёт отопительной системы носит индивидуальный характер, его необходимо выполнять грамотно и аккуратно. Чем точнее будут сделаны вычисления, тем меньше переплачивать придется владельцам загородного дома в процессе эксплуатации.

sovet-ingenera.com

формула расчета тепловых потерь здания, тепловой расчет отопительных приборов, фото и видео примеры

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

Расчет системы отопления частного дома: шаги схемы расчёта

Отопление частного дома – необходимый элемент комфортабельного жилья. И к обустройству отопительного комплекса следует подходить внимательно, т.к. ошибки обойдутся недешево.

Рассмотрим, как выполняется расчет системы отопления частного дома для эффективного восполнения потерь тепла в зимние месяцы.

Содержание статьи:

Теплопотери частного дома

Здание теряет тепло из-за разности температур воздуха внутри и вне дома. Теплопотери тем выше, чем более значительна площадь ограждающих конструкций здания (окон, кровли, стен, фундамента).

Также потери тепловой энергии связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. К примеру, теплопотери тонких стен больше, чем толстых.

Галерея изображений

Фото из

Система отопления частного дома с двумя агрегатами

Система отопления частного дома с двумя агрегатами

Вариант отопления в бревенчатом доме

Вариант отопления в бревенчатом доме

Поступление воздуха и утечки тепла через окна и двери

Поступление воздуха и утечки тепла через окна и двери

Система вентиляции с поставкой свежего воздуха

Система вентиляции с поставкой свежего воздуха

Схема устройства ГВС и отопления

Схема устройства ГВС и отопления

Подбор котла по типу топлива

Подбор котла по типу топлива

Варианты прокладки контуров отопления

Варианты прокладки контуров отопления

Открытый вариант отопления

Открытый вариант отопления

Эффективный расчет отопления для частного дома обязательно учитывает материалы, использованные при постройке ограждающих конструкций. Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича проводят тепло с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы пропускают тепло лучше (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минвата, пенополистирол).

Атмосфера внутри жилой постройки косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, проемы окон и дверей, крыша и фундамент зимой передают тепло из дома наружу, поставляя взамен холод. На них приходится 70-90% от общих теплопотерь коттеджа.

Теплопотери для расчета системы отопления частного дома

Стены, крыша, окна и двери — все пропускает тепло зимой наружу. Тепловизор наглядно покажет утечки тепла

Постоянная утечка тепловой энергии за отопительный сезон происходит также через вентиляцию и канализацию. При расчете теплопотерь постройки ИЖС эти данные обычно не учитывают. Но включение в общий тепловой расчет дома потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы – решение все же правильное.

Теплопотери загородного дома

Существенно снизить утечки тепла, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы сможет грамотно устроенная система теплоизоляции (+)

Выполнить расчёт автономного контура отопления загородного дома без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций невозможно. Точнее, не получится определить мощность отопительного котла, достаточную для обогрева коттеджа в самые лютые заморозки.

Анализ реального расхода тепловой энергии через стены позволит сравнить затраты на котловое оборудование и топливо с расходами на теплоизоляцию ограждающих конструкций. Ведь чем более энергоэффективен дом, т.е. чем меньше тепловой энергии он теряет в зимние месяцы, тем меньше расходы на приобретение топлива.

Теплопроводность конструкционных материалов

Для грамотного расчета системы отопления потребуется коэффициент теплопроводности распространенных строительных материалов (+)

Расчет потерь тепла через стены

На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции. Исходные данные: квадратная «коробка» с фасадными стенами шириной 12 м и высотой 7 м; в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м2; материал фасадных стен – полнотелый кирпич керамический; толщина стены – 2 кирпича.

Сопротивление теплопередачи. Чтобы выяснить этот показатель для фасадной стены, нужно разделить толщину стенового материала на его коэффициент теплопроводности. Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.

Коэффициент теплопроводности утеплителей

Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности указанных в таблице теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве (+)

Наша условная стена выстроена из керамического полнотелого кирпича, коэффициент теплопроводности которого – 0,56 Вт/м·оС. Ее толщина с учетом кладки на ЦПР – 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получаем сопротивление теплопередаче стены:

0,51 : 0,56 = 0,91 Вт/м2×оС

Результат деления округляем до двух знаков после запятой, в более точных данных по сопротивлению теплопередачи потребности нет.

Площадь внешних стен. Поскольку примером выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется умножением ширины на высоту одной стены, затем на число внешних стен:

12 · 7 · 4 = 336 м2

Итак, нам известна площадь фасадных стен. Но как же проемы окон и дверей, занимающие вместе 40 м2 (2,5·16=40 м2) фасадной стены, нужно ли их учитывать? Действительно, как же корректно рассчитать автономное отопление в деревянном доме без учета сопротивления теплопередачи оконных и дверных конструкций.

Как рассчитать теплопотери через стены

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен (+)

Если необходимо обсчитать теплопотери здания крупной площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, учет коэффициентов теплопередачи оконных рам и входных дверей при расчете будет правильным.

Однако для малоэтажных построек ИЖС, возводимых из традиционных материалов, дверными и оконными проемами допустимо пренебречь. Т.е. не отнимать их площадь из общей площади фасадных стен.

Общие теплопотери стен. Выясняем потери тепла стены с ее одного квадратного метра при разнице температуры воздуха внутри и снаружи дома в один градус. Для этого делим единицу на сопротивление теплопередачи стены, вычисленное ранее:

1 : 0,91 = 1,09 Вт/м2·оС

Зная теплопотери с квадратного метра периметра внешних стен, можно определить потери тепла при определенных уличных температурах. К примеру, если в помещениях коттеджа температура +20оС, а на улице -17оС, разница температур составит 20+17=37оС. В такой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома будут:

0,91 (сопротивление теплопередачи квадратного метра стены) · 336 (площадь фасадных стен) · 37 (разница температур комнатной и уличной атмосферы) = 11313 Вт

Теплоизоляционные материалы – теплопроводность

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления пола/стен, для устройства сухой стяжки пола и выравнивания стен (+)

Пересчитаем полученную величину теплопотерь в киловатт-часы, они удобнее для восприятия и последующих расчетов мощности отопительной системы.

Теплопотери стен в киловатт-часах. Вначале выясним, столько тепловой энергии уйдет через стены за один час при разнице температур в 37оС.

Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструкционными характеристиками, условно выбранными для демонстрационно-показательных вычислений:

11313 (величина теплопотерь, полученная ранее) · 1 (час) : 1000 (количество ватт в киловатте) = 11,313 кВт·ч.

Теплопроводность стройматериалов и теплоизоляции

Коэффициент теплопроводности стройматериалов, применяемых для утепления стен и перекрытий (+)

Для вычисления потерь тепла за сутки полученное значение теплопотерь за час умножаем на 24 часа:

11,313 · 24 = 271,512 кВт·ч

Для наглядности выясним потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:

7 (число месяцев в отопительном сезоне) · 30 (количество дней в месяце) · 271,512 (суточные теплопотери стен) = 57017,52 кВт·ч

Итак, расчетные теплопотери дома с выбранными выше характеристиками ограждающих конструкций составят 57017,52 кВт·ч за семь месяцев отопительного сезона.

Учет влияния вентиляции частного дома

Расчет вентиляционных потерь тепла в отопительный сезон в качестве примера проведем для условного коттеджа квадратной формы, со стеной 12-ти метровой ширины и 7-ми метровой высоты. Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:

12 · 12 · 7 = 1008 м3

При температуре воздуха +20оС (норма в сезон отопления) его плотность равна 1,2047 кг/м3, а удельная теплоемкость 1,005 кДж/(кг·оС). Вычислим массу атмосферы в доме:

1008 (объем домашней атмосферы) · 1,2047 (плотность воздуха при t +20оС) = 1214,34 кг

Таблица коэффициента теплопроводности сопутствующих материалов

Таблица со значением коэффициента теплопроводности материалов, которые могут потребоваться при проведении точных расчетов (+)

Предположим пятикратную смену воздушного объема в помещениях дома. Отметим, что точная потребность в приточном объеме свежего воздуха зависит от числа жильцов коттеджа. При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27оС (20оС домашняя, -7оС внешняя атмосфера) за сутки на обогрев приточного холодного воздуха понадобиться тепловой энергии:

5 (число смен воздуха в помещениях) · 27 (разница температур комнатной и уличной атмосферы) · 1214,34 (плотность воздуха при t +20оС) · 1,005 (удельная теплоемкость воздуха) = 164755,58 кДж

Переведем килоджоули в киловатт-часы:

164755,58 : 3600 (количество килоджоулей в одном киловатт-часе) = 45,76 кВт·ч

Выяснив затраты тепловой энергии на обогрев воздуха в доме при пятикратной его замене через приточную вентиляцию, можно рассчитать «воздушные» теплопотери за семимесячный отопительный сезон:

7 (число «отапливаемых» месяцев) · 30 (среднее число дней в месяце) · 45,76 (суточные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха) = 9609,6 кВт·ч

Вентиляционные (инфильтрационные) энергозатраты неизбежны, поскольку обновление воздуха в помещениях коттеджа жизненно необходимо. Потребности нагрева сменяемой воздушной атмосферы в доме требуется вычислять, суммировать с теплопотерями через ограждающие конструкции и учитывать при выборе отопительного котла. Есть еще один вид тепловых энергозатрат, последний – канализационные теплопотери.

Затраты энергии на подготовку ГВС

Если в теплые месяцы из крана в коттедж поступает холодная вода, то в отопительный сезон она – ледяная, с температурой не выше +5оС. Купание, мытье посуды и стирка невозможны без нагрева воды. Набираемая в бачок унитаза вода контактирует через стенки с домашней атмосферой, забирая немного тепла. Что происходит с водой, нагретой путем сжигания не бесплатного топлива и потраченной на бытовые нужды? Ее сливают в канализацию.

Котел с бойлером

Двухконтурный котел с бойлером косвенного нагрева, используемый как для нагрева теплоносителя, так и для поставки горячей воды в сооруженный для нее контур

Рассмотрим на примере. Семья из трех человек, предположим, расходует 17 м3 воды ежемесячно. 1000 кг/м3 – плотность воды, а 4,183 кДж/кг·оС – ее удельная теплоемкость. Средняя температура нагрева воды, предназначенной для бытовых нужд, пусть будет +40оС. Соответственно, разница средней температуры между поступающей в дом холодной водой (+5оС) и нагретой в бойлере (+30оС) получается 25оС.

Для расчета канализационных теплопотерь считаем:

17 (месячный объем расхода воды) · 1000 (плотность воды) · 25 (разница температур холодной и нагретой воды) · 4,183 (удельная теплоемкость воды) = 1777775 кДж

Для пересчета килоджоулей в более понятные киловатт-часы:

1777775 : 3600 = 493,82 кВт·ч

Таким образом, за семимесячный период отопительного сезона в канализацию уходит тепловая энергия в объеме:

493,82 · 7 = 3456,74 кВт·ч

Расход тепловой энергии на нагрев воды для гигиенических нужд невелик, в сравнении с теплопотерями через стены и вентиляцию. Но это ведь тоже энергозатраты, нагружающие отопительный котел или бойлер и вызывающие расход топлива.

Расчет мощности отопительного котла

Котел в составе системы отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае двухконтурной системы или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для согревания воды на гигиенические нужды.

Вычислив суточные потери тепла и расход теплой воды «на канализацию», можно точно определить необходимую мощность котла для коттеджа определенной площади и характеристик ограждающих конструкций.

Отопительный котел

Одноконтурный котел производит только нагрев теплоносителя для отопительной системы

Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и на нагрев сменяемой воздушной атмосферы внутренних помещений. Требуются данные по теплопотерям в киловатт-часах за сутки – в случае условного дома, обсчитанного в качестве примера, это:

271,512 (суточные потери тепла внешними стенами) + 45,76 (суточные теплопотери на нагрев приточного воздуха) = 317,272 кВт·ч

Соответственно, необходимая отопительная мощность котла будет:

317,272 : 24 (часа) = 13,22 кВт

Однако такой котел окажется под постоянно высокой нагрузкой, снижающей его срок службы. И в особенно морозные дни расчетной мощности котла будет недостаточно, поскольку при высоком перепаде температур между комнатной и уличной атмосферами резко возрастут теплопотери здания.

Поэтому котел, выбранный по усредненному расчету затрат тепловой энергии, с сильными морозами может не справиться. Рациональным будет увеличить требуемую мощность котлового оборудования на 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 кВт

Для вычисления требуемой мощности второго контура котла, греющего воду для мытья посуды, купания и т.п., нужно разделить месячное потребление тепла «канализационных» теплопотерь на число дней в месяце и на 24 часа:

493,82 : 30 : 24 = 0,68 кВт

По итогам расчетов оптимальная мощность котла для коттеджа-примера равна 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для нагревательного контура.

Выбор радиаторов отопления

Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай. На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Способы подключения радиаторов

Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м. По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2

Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.

Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных). Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:

3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м2

Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30о (в доме +18оС, снаружи -12оС), причем сразу в киловатт-часах:

0,91 (сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу») · 21 (площадь «уличных» стен) · 30 (разница температур внутри и снаружи дома) : 1000 (число ватт в киловатте) = 0,57 кВт

Установка радиаторов отопления

Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки — над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров

Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% — получаем 0,74 кВт·ч.

Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения». Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Полезное видео по теме

Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача отопительной системы в зимние месяцы. Однако тепла постоянно не хватает. Куда уходит тепло из дома – ответы предоставляет наглядный видеоролик:

В видеоролике рассмотрен порядок расчета теплопотерь дома через ограждающие конструкции. Зная потери тепла, получится точно рассчитать мощности отопительной системы:

Выбор мощности отопительного котла зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента. Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:

Выработка тепла ежегодно дорожает – растут цены на топливо. Относиться безразлично к энергозатратам коттеджа нельзя, это совершенно невыгодно. С одной стороны каждый новый сезон отопления обходится домовладельцу дороже и дороже. С другой стороны утепление стен, фундамента и кровли загородного стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уйдет из здания, тем дешевле будет его отапливать.

sovet-ingenera.com

Как сделать расчет тепла на отопление – способы, формулы

Содержание:

Чтобы работа отопительной системы в жилых или производственных помещениях, магазинах и офисах отличалась стабильностью, надежностью и бесшумностью, необходимо грамотно выполнить расчет количества тепла на отопление. Кроме того это поможет сократить энергозатраты и соответствующую статью расходов.

Последовательность выполнения расчетов

 Расчет отопления по объему помещения выполняется в следующем порядке:

  • Определение утечек тепла строения. Это нужно для определения мощности котла и установленных батарей. Тепловые потери следует рассчитывать для каждой комнаты, имеющей хотя бы одну внешнюю стену. Для проверки расчета нужно выполнить следующее: полученное значение разделить на площадь помещения. В результате должно получиться число, равное 50-150 Вт/м2. Это стандартные значения, к которым следует стремиться при расчетах. Большое отклонение от этих параметров приведет к увеличению стоимости всей отопительной системы.
  • Выбор температурного режима. Европейские нормы отопления EN 442 устанавливают следующий режим температур: 750С в котле, 650С в батареях или радиаторах, 200С в помещении. Поэтому во избежание неприятных ситуаций необходимо принимать именно эти параметры.
  • Расчет мощности батарей или радиаторов. Здесь за основу берутся данные по потерям тепла в отдельном помещении.
  • Гидравлические расчеты. Это необходимо для создания эффективного отопления. Согласно гидравлическим расчетам определяется диаметр труб и параметры циркуляционного насоса.
  • Следующим этапом расчета тепла на отопление является выбор типа котла. Он может быть промышленным или бытовым в зависимости от назначения отапливаемого помещения.
  • Вычисление объема системы отопления. Это необходимо для определения объема расширительного бака или встроенного водяного бачка.

Тепловые расчеты

При составлении проекта отопительной системы большое значение имеет теплотехнический этап, для осуществления которого потребуются исходные данные, включая вопрос, как рассчитать объем помещения для отопления.

Начало работы

Во-первых, перед тем как посчитать расход тепла на отопление здания следует изучить проектную документацию, где имеются данные обо всех размерах каждого отдельного помещения, размеры окон и дверей.

Во-вторых, необходимо получить сведения о расположении дома относительно сторон света и климате местности.

В-третьих, нужно собрать данные о высоте стен и свойствах материала, который использовался для их изготовления.

В-четвертых, следует изучить параметры материалов пола и потолочного перекрытия.

После обработки всей информации можно начинать расчеты нагрузки отопления по площади. Кроме того полученная информация пригодится при выполнении гидравлических расчетов.

Расчет отопления и нагрузки на отопление дома рассчитывают для того, чтобы узнать, какое количество тепла теряется в процессе эксплуатации дома, и определить основные параметры котла. В частности мощность агрегата отопления определяется по формуле:

Мк = Тп*1,2.

Здесь Мк – это мощность котла, Тп – количество уходящего тепла, а 1,2 - коэффициент запаса, в большинстве случаев - это 20%.

Коэффициент запаса необходим для компенсации непредвиденных потерь тепла, таких как плохая теплоизоляция окон и дверей, снижение температуры или давления в системе газоснабжения.

При выполнении расчета отопления производственного помещения по его объему следует понимать, что тепловые потери распределяются по зданию неравномерно. Средние значения каждого элемента строения следующие:

  • На внешние стены приходится около 40% общих тепловых потерь.
  • Через оконные проемы теряется до 20% тепла.
  • Пол и потолочные перекрытия проводят до 10% тепла.
  • Вентиляция и дверные проемы способствуют 20% теплопотерь.

Для определения количества теплопотерь применяется формула:

Тп = УДтп*Пл*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7.

Здесь каждый показатель определяется индивидуально.

УДтп – это удельное значение тепловых потерь, которое в большинстве случаев равно 100 Вт/м2.

Пл – это площадь помещения.

К1 – коэффициент, значение которого зависит от вида окон. При установленных традиционных окнах коэффициент равен 1,27. Для двухкамерных стеклопакетов в расчет берется значение 1, для трехкамерных аналогов – 0,85.

К2 – степень теплоизоляции стен. Следует принимать во внимание толщину и коэффициент теплопроводности материалов, из которых изготовлены стены, пол и потолок. Для блочных или панельных домов из бетона используется значение от 1,25 до 1,5. Для строений из бруса или бревен – 1,25. Для пенобетонных блоков берут коэффициент 1. Для кладки в 1,5 кирпича – 1,5, в 2,5 кирпича – 1,1.

К3 – соотношение площадей окон и пола. Это значение считается очень важным при расчете расхода тепла на отопление: чем больше объем окон относительно площади пола, тем больше теплопотери. Если отношение площадей окон и пола составляет 10-20%, то следует использовать для расчетов коэффициент 0,8-1. Для отношения 21-30% берут значение 1,1-1,2. При отношении площадей от 31 до 50% коэффициент равен 1,3-1,5.

К4 – минимальное температурное значение с внешней стороны дома. Всем понятно, что с понижением температуры воздуха снаружи строения теплопотери увеличиваются. Для температуры до -100С следует брать коэффициент 0,7, а при температуре от -10 до -15 градусов используется значение 0,8-0,9. При морозе до -250С берется коэффициент 1-1,1. Если снаружи очень холодно, до  -35 градусов, то при расчете используют значение 1,2-1,3.

К5 – количество внешних стен строения. Этот фактор оказывает существенное влияние на количество уходящего тепла. Если внешняя стена одна, то коэффициент равен 1, если стены две, то берется значение 1,2. Для трех внешних стен применяют значение 1,22, а для четырех – 1,33.

К6 – количество этажей здания. Этажность здания также имеет значение при расчетах тепловых потерь. Если здание имеет более двух этажей, то расчеты ведутся с учетом коэффициента 0,82. При наличии теплого чердака следует применять коэффициент 0,91, если чердачное помещение не утеплено, то цифру меняют на 1.

К7 – высота помещения. От высоты стен коэффициент зависит следующим образом: для 2,5 метров -1, для 3 метров – 1,05, для 3,5 метров – 1,1, для 4 метров – 1,15, для 4,5 метров – 1,2.

Чтобы понять применение коэффициентов, можно выполнить примерные расчеты для определенного строения с конкретными параметрами:

  1. Остекление выполнено тройными стеклопакетами, К1 равен 0,85.
  2. Дом из бруса, следовательно, К2 равен 1,25.
  3. Площадь оконных проемов и пола находятся в соотношении 30%, то есть К3 = 1,2.
  4. Самая низкая температура с внешней стороны дома – около -25 градусов, К4 = 1,1.
  5. Дом имеет три внешние стороны, К5 = 1,22.
  6. Строение одноэтажное с утепленным чердачным помещением, К6 равен 0,91
  7. Высота стен составляет 3 метра, К7 = 1,05.
  8. Площадь дома 100 м2.

Подставляя данные в формулу, получаем следующее:

Тп = 100*100*0,85*1,25*1,2*1,1*1,22*0,91*1,05 = 16349,0828.

Следовательно, тепловые потери составят примерно 16,5 КВт. Известное значение теплопотерь позволяет выполнить расчет мощности котла по приведенной формуле:

Мк = 17,5*1,2=21 КВт.

Гидравлические расчеты для системы отопления

Расчеты такого типа помогают правильно подобрать трубы для системы отопления, в частности определить их длину и сечение. Также от этого зависит эффективность работы системы, так как можно легко рассчитать основные параметры насосного оборудования.

Гидравлические расчеты необходимы для определения следующих параметров:

Расход воды в отопительной системе. Для этого применяют формулу:

М = Q/Cp*DPt,

 где Q – общая мощность отопительной системы, Ср – удельная теплоемкость воды, которая в большинстве случаев равна 4,19 КДж, DPt – разница между температурами на входе в котел и на выходе из него.

Чтобы определить расход воды на одном из участков трубопровода, можно воспользоваться аналогичным способом. При этом следует выбирать участки с одинаковой скоростью теплоносителя. Затем определяют общую мощность всех приборов отопления и подставляют в формулу. Важно выполнить расчет всех участков между радиаторами.

Известная величина расхода теплоносителя в системе позволяет определить его скорость. Для этого используется такая формула:

V = M/P*F.

Здесь М – расход теплоносителя на определенном участке, Р – показатель его плотности, F – площадь поперечного сечения трубы. Для определения последнего параметра применяется формула: 3,14r/2, где буквой r обозначен внутренний диметр трубы.

Потери напора теплоносителя при трении в трубе. Вычислить этот параметр можно по формуле:

DPptp = R*L.

Здесь буквой R обозначены удельные потери при трении, L – длина участка трубы.

Кроме этого следует выполнить расчет снижения напора в местах, где теплоноситель встречает препятствие, в частности речь идет о различной запорной арматуре и фитингах. Для расчета также существует определенная формула, в которой необходимо перемножить плотность воды, ее скорость и общую сумму коэффициентов сопротивлений на определенном участке.

Выполнив сложение значений на каждом участке между приборами отопления, важно сравнить полученный результат с контрольными параметрами. Для эффективной работы циркуляционного насоса утеря напора на длинных участках трубопровода не должна быть больше 20 КПа, а скорость перемещения воды должна составлять не более 1,5 метров в секунду. При повышенных значениях теплоноситель будет двигаться очень шумно. Кроме того согласно Санитарным Нормам указанная скорость теплоносителя предотвращает появление воздуха в системе.

Определение параметров труб

Сечение трубы и материал, из которого они изготовлены, также имеют значение при расчете тепла для обогрева помещения. Они зависят от суммарной мощности радиаторов:

  • Если мощность не превышает 4,5 КВт, то можно для системы отопления использовать металлопластиковые трубы диаметром 16 мм.
  • Аналогичные трубы диаметром 20 мм могут применяться в системах, мощность которых лежит в пределах 5-8 КВт.
  • Металлопластик диаметром 32 мм подходит для отопления, мощность радиаторов которого составляет 13-21 КВт.
  • Трубы из полипропилена диаметром 25 мм будут безупречно справляться со своими функциями, если мощность батарей составляет от 6 до 11 КВт.

Если минимальное значение мощности равно 16 КВт, а максимальное – 28 КВт, то следует приобретать полипропиленовые трубы, диаметр которых составляет 40 мм.

teplospec.com

Расчет отопления по площади помещения

При замене батарей или переходе на индивидуальное отопление в квартире встает вопрос о том, как рассчитать количество радиаторов отопления и число секций приборов. Если мощность батарей окажется недостаточной, в холодное время года в квартире будет прохладно. Избыточное количество секций не только ведет к ненужным переплатам – при системе отопления с однотрубной разводкой жильцы нижних этажей останутся без тепла. Рассчитать оптимальную мощность и количество радиаторов можно, опираясь на площадь или объем комнаты, учитывая при этом особенности помещения и специфику разных видов батарей.

виды батарей

Расчет по площади

Наиболее распространенной и простой методикой является способ расчета мощности приборов, требуемой для обогрева, по площади обогреваемого помещения. Согласно усредненной норме, на отопление 1 кв. метр площади требуется 100 Вт тепловой мощности. В качестве примера рассмотрим комнату, имеющую площадь 15 кв. метров. Согласно данному методу, для ее обогрева потребуется 1500 Вт тепловой энергии.

При использовании данной методики нужно учесть несколько важных моментов:

  • норма в 100 Вт на 1 кв. метр площади относится к средней климатической полосе, в южных регионах для обогрева 1 кв. метра помещения требуется меньшая мощность – от 60 до 90 Вт;
  • для областей с суровым климатом и очень холодной зимой на обогрев 1 кв. метра требуется от 150 до 200 Вт;
  • метод подходит для помещений со стандартной высотой потолков, не превышающей 3 метра;
  • способ не учитывает потери тепла, которые будут зависеть от расположения квартиры, количества окон, качества утепления, материала стен.

расчет по площади

Методика расчета по объему помещения

Способ расчетов с учетом объема потолка будет более точным: он учитывает высоту потолков в квартире и материал, из которого сделаны наружные стены. Последовательность вычислений будет следующей:

  1. Определяется объем помещения, для этого площадь комнаты умножается на высоту потолка. Для комнаты площадью 15 кв. м. и высотой потолка 2,7 м он будет равен 40,5 кубометрам.
  2. В зависимости от материала стен на обогрев одного кубометра воздуха тратится разное количество энергии. По нормам СНиП для квартиры в кирпичном доме этот показатель равен 34 Вт, для панельного дома – 41 Вт. Значит, полученный объем нужно умножить на 34 или на 41 Вт. Тогда для кирпичного здания на обогрев комнаты в 15 квадратов потребуется 1377 Вт (40,5*34), для панельного – 1660, 5 Вт (40,5*41).

расчет по объему

Корректировка результатов

Любой из выбранных способов покажет лишь приблизительный результат, если не будут учитываться все факторы, влияющие на уменьшение или увеличение теплопотерь. Для точного расчета необходимо полученное значение мощности радиаторов умножить на приведенные ниже коэффициенты, среди которых нужно выбрать подходящие.

схема потери тепла

Окна

В зависимости от размеров окон и качества утепления через них помещение может терять 15–35% тепла. Значит, для вычислений мы будем использовать два связанных с окнами коэффициента.

Соотношение площади окон и пола в комнате:

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

Вид остекления:

  • для окна с трехкамерным стеклопакетом или двухкамерным с аргоном – 0,85;
  • для окна с обычным двухкамерным стеклопакетом – 1,0;
  • для рам с обычным двойным остеклением – 1,27.

расчет по окнам

Стены и потолок

Потери тепла зависят от количества наружных стен, качества теплоизоляции и от того, какое помещение расположено над квартирой. Для учета этих факторов будет использоваться еще 3 коэффициента.

Число наружных стен:

  • нет наружных стен, потери тепла отсутствуют – коэффициент 1,0;
  • одна наружная стена – 1,1;
  • две – 1,2;
  • три – 1,3.

Коэффициент теплоизоляции:

  • нормальная теплоизоляция (стена толщиной в 2 кирпича или слой утеплителя) – 1,0;
  • высокая степень теплоизоляции – 0,8;
  • низкая – 1,27.

Учет типа вышерасположенного помещения:

  • отапливаемая квартира – 0,8;
  • отапливаемый чердак – 0,9;
  • холодный чердак – 1,0.

расчет по наружным стенам

Высота потолков

Если вы пользовались способом расчета по площади для комнаты с нестандартной высотой стен, то для уточнения результата придется ее учесть. Коэффициент можно узнать следующим образом: имеющуюся высоту потолка разделить на стандартную высоту, которая равна 2,7 метра. Таким образом мы получим следующие цифры:

  • 2,5 метра – коэффициент 0,9;
  • 3,0 метра – 1,1;
  • 3,5 метра – 1,3;
  • 4,0 метра – 1,5;
  • 4,5 метра – 1,7.

расчет по высоте потолков

Климатические условия

Последний коэффициент учитывает температуру воздуха на улице в зимнее время. Отталкиваться будем от средней температуры в наиболее холодную неделю года.

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

расчет по климатическим условиям

Расчет количества секций радиаторов

После того как нам стала известна мощность, требуемая для обогрева помещения, мы можем произвести расчет батарей отопления.

Для того чтобы рассчитать количество секций радиатора, нужно поделить рассчитанную общую мощность на мощность одной секции прибора. Для проведения вычислений можно пользоваться среднестатистическими показателями для разных типов радиаторов со стандартным осевым расстоянием, равным 50 см:

  • для чугунных батарей примерная мощность одной секции составляет 160 Вт;
  • для биметаллических – 180 Вт;
  • для алюминиевых – 200 Вт.

Справка: осевое расстояние радиатора – это высота между центрами отверстий, через которые подается и отводится теплоноситель.

Для примера определим требуемое число секций биметаллического радиатора для комнаты площадью 15 кв. м. Предположим, что вы считали мощность простейшим способом по площади помещения. Делим требуемые для ее обогрева 1500 Вт мощности на 180 Вт. Полученное число 8,3 округляем – необходимое число секций биметаллического радиатора равно 8.

Важно! Если вы решили выбрать батареи нестандартного размера, узнайте мощность одной секции из паспорта прибора.

расчет количества секций

Зависимость от температурного режима системы отопления

Мощность радиаторов указывается для системы с высокотемпературным тепловым режимом. Если система отопления вашего дома работает в среднетемпературном или низкотемпературном тепловом режиме, для подбора батарей с нужным количеством секций придется произвести дополнительные расчеты.

Для начала определим тепловой напор системы, который представляет собой разницу между средней температурой воздуха и батарей. За температуру приборов отопления берется среднее арифметическое от значений температуры подачи и отвода теплоносителя.

  1. Высокотемпературный режим: 90/70/20 (температура подачи — 90 °C, обратки —70 °C, за среднюю температуру в помещении принимается значение 20 °C). Тепловой напор рассчитаем так: (90 + 70) / 2 – 20 = 60 °С;
  2. Среднетемпературный: 75/65/20, тепловой напор – 50 °С.
  3. Низкотемпературный: 55/45/20, тепловой напор – 30 °С.

Чтобы узнать, сколько секций батареи вам понадобится для систем с тепловым напором 50 и 30, нужно умножить общую мощность на паспортный напор радиатора, а затем разделить на имеющийся тепловой напор. Для комнаты 15 кв.м. потребуется 15 секций алюминиевых радиаторов, 17 – биметаллических и 19 – чугунных батарей.

Для отопительной системы с низкотемпературным режимом вам потребуется в 2 раза больше секций.

mr-build.ru

Расчет потребности тепла | Блог инженера теплоэнергетика

         Здраствуйте, уважаемые друзья! В сегодняшней статье я бы хотел рассмотреть расчет потребности в тепле (отоплении) по месяцам года. Эта статья о том, как просчитать годовую потребность тепла, с разбивкой по месяцам, на отопление своего дома, здания и т.д. Хотел бы сразу подчернуть, речь идет именно об отоплении, горячее водоснабжение  в расчете не просчитывается. Для расчета нам необходимы исходные данные. В договоре теплоснабжения с энергоснабжающей организацией у вас обязательно указана тепловая нагрузка на отопление: Qотоп., Гкал/ч. Пусть в нашем случае это будет Qгкал = 0,036 Гкал/ч.

        Также для расчета потребности теплоэнергии на отопление по году нам необходимы: tвн, температура внутренняя в помещении, °С;  tрасч., температура расчетная на отопление, °С. Примем для расчета: tвн = 20 °С,  tрасч = -43 °С (для г.Братска). Температура tвн = 20 °С — это стандартная температура для комнат зданий (не угловых), температура расчетную на отопление tрасч в градусах °С принимаем из СниП 23-01-99 «Строительная климатология» для вашего города. Кроме этого, из этого СНиПа нам понадобится среднемесячная температура наружного воздуха tнар.возд для вашего города. В нашем случае tнар.возд = -20,7 °С для г.Братска, январь месяц. Итак, все данные у нас есть, можно производить расчет. 

         Количество потребности тепла на отопление по месяцу считается следующим образом:

Qмес = Qотоп * (tвн-tнар.возд.)/(tвн-tрасч)*количество часов в месяце.

        Давайте рассмотрим на конкретном примере. Возьмем январь, количество потребности в тепле в этом случае будет равняться:

Qмес = 0,036 * (20- (-20,7))/(20- (-43))*744 = 17,3 Гкал

         Ну и так далее по месяцам, расчет аналогичен. Количество часов в мае и сентябре необходимо брать применительно к вашему региону, так как отопительный сезон начинается и заканчивается везде по разному.

        Конечно, если есть теплосчетчик, этот расчет не так и интересен. Ведь в этом случае вы в любом случае платите по показаниям прибора за фактически потребленное тепло. А вот если прибора учета тепловой энергии у вас нет, или он вышел из строя, тогда знание и применение этого расчета вам пригодится. Пригодится для проверки цифр в Гкал на отопление в приложении к договору теплоснабжения. Приложение это обычно называется — плановое количество тепловой энергии на отопление у абонента. Или другой вариант — расчет потребности тепловой энергии на отопление потребителя.

         В деревнях и небольших поселках, где на объектах небольшие нагрузки на отопление Qотоп, и нет приборов учета тепла (бывает ,что даже нет учета и на источнике теплоснабжения — котельной), количество потребленного тепла на отопление считается именно так, по такой методике. Только для более точного расчета в расчетную формулу вместо СНиПовской среднемесячной температуры подставляется фактическая среднемесячная температура наружного воздуха. Но это для объектов, где нет прибора учета тепла ни у самого потребителя, ни на ЦТП, ни даже на источнике тепла. У меня несколько таких объектов, в деревнях.

         В городе обычно, если нет прибора учета, или он временно вышел из строя, количество потребленной теплоэнергии энергоснабжающая организация выставляет по несколько другой методике. Это так называемый балансовый, или «котловой» метод. Но это уже другая тема.

         Мой расчет потребности тепла на отопление по году, с разбивкой по месяцам, который я делал для одного своего  объекта можно скачать здесь:

Расчет потребности тепла

Буду рад комментариям к статье

teplosniks.ru