В этой статье нам с читателем предстоит выяснить, что такое тепловая мощность и на что она влияет. Кроме того, мы ознакомимся с несколькими методами расчета потребности помещения в тепле и теплового потока для разных видов отопительных приборов.
Определение
- Какой параметр называется тепловой мощностью?
Это количество тепла, выделяемое или потребляемое каким-либо объектом за единицу времени.
При проектировании систем отопления расчет этого параметра необходим в двух случаях:
- Когда необходимо оценить потребность помещения в тепле для компенсации потери тепловой энергии через пол, потолок, стены и ;
- Когда нужно выяснить, сколько тепла способен отдать отопительный прибор или контур с известными характеристиками.
Факторы
Для помещения
- Что влияет на потребность квартиры, комнаты или дома в тепле ?
При расчетах учитываются:
- Объем. От него зависит количество воздуха, нуждающегося в нагреве;
Примерно одинаковая высота потолков (около 2,5 метров) в большинстве домов поздней советской постройки породила упрощенную систему расчета — по площади помещения.
- Качество утепления. Оно зависит от теплоизоляции стен, площади и количества дверей и окон, а также от структуры остекления окон. Скажем, одинарное остекление и тройной стеклопакет будут сильно различаться по количеству теплопотерь;
- Климатическая зона. При неизменных качестве утепления и объеме помещения разность температур между улицей и комнатой будет линейно связана с количеством теряющегося через стены и перекрытия тепла. При неизменных +20 в доме потребность дома в тепле в Ялте при температуре 0С и в Якутске при -40 будет различаться ровно втрое.
Для прибора
- Чем определяется тепловая мощность радиаторов отопления?
Здесь действует три фактора:
- Дельта температур — перепад между теплоносителем и окружающей средой. Чем он больше, тем выше мощность;
- Площадь поверхности. И здесь тоже наблюдается линейная зависимость между параметрами: чем больше площадь при неизменной температуре, тем больше тепла она отдает окружающей среде за счет прямого контакта с воздухом и инфракрасного излучения;
Именно поэтому алюминиевые, чугунные и биметаллические тепловые радиаторы отопления, а также все виды конвекторов снабжаются оребрением. Оно увеличивает мощность прибора при неизменном количестве протекающего через него теплоносителя.
- Теплопроводность материала прибора. Оно играет особенно важную роль при большой площади оребрения: чем выше теплопроводность, тем более высокую температуру будут иметь края ребер, тем сильнее они нагреют контактирующий с ними воздух.
Расчет по площади
- Как максимально просто выполнить расчет мощности радиаторов отопления по площади квартиры или дома ?
Вот самая простая схема вычислений: на 1 квадратный метр берется 100 ватт мощности. Так, для комнаты размером 4х5 м площадь будет равной 20 м2, а потребность в тепле — 20*100=2000 ватт, или два киловатта.
Самая простая схема вычисления — по площади.
Помните поговорку «истина — в простом»? В этом случае она лжет.
Простая схема расчета пренебрегает слишком большим количеством факторов:
- Высотой потолков. Очевидно, что комнате с потолками высотой 3,5 метра потребуется больше тепла, чем помещению высотой 2,4 м;
- Теплоизоляцией стен. Эта методика расчета родилась в советскую эпоху, когда все многоквартирные дома имели примерно одинаковое качество теплоизоляции. С введением СНиП 23.02.2003, регламентирующего тепловую защиту зданий, требования к строительству радикально изменились. Поэтому для новых и старых зданий потребность в тепловой энергии может различаться весьма заметно;
- Размером и площадью окон. Они пропускают куда больше тепла по сравнению со стенами;
- Расположением комнаты в доме. Угловой комнате и помещению, расположенному в центре здания и окруженному теплыми соседскими квартирами, для поддержания одинаковой температуры потребуется весьма разное количество теплоты;
- Климатической зоной. Как мы уже выяснили, для Сочи и Оймякона потребность в тепле будет различаться в разы.
- Можно ли вычислить мощность батареи отопления от площади более точно ?
Само собой.
Вот сравнительно несложная схема расчета для домов, соответствующих требованиям пресловутого СНиП за номером 23.02.2003:
- Базовое количество тепла рассчитывается не по площади, а по объему. На кубометр в расчеты закладывают 40 ватт;
- Для примыкающих к торцам дома комнат вводится коэффициент 1,2, для угловых — 1,3, а для частных одноквартирных домов (у них все стены общие с улицей) — 1,5;
- На одно окно к полученному результату добавляют 100 ватт, на дверь — 200;
- Для разных климатических зон используются следующие коэффициенты:
Давайте в качестве примера подсчитаем потребность в тепле той же комнаты размером 4х5 метров, уточнив ряд условий:
- Высота потолка 3 метра;
- В комнате два окна;
- Она угловая,
- Комната расположена в городе Комсомольске-на-Амуре.
Город расположен в 400 км от областного центра — Хабаровска.
Приступим.
- Объем помещения будет равным 4*5*3=60 м3;
- Простой расчет по объему даст 40*60=2400 Вт;
- Две общих с улицей стены заставят нас применить коэффициент 1,3. 2400*1,3 = 3120 Вт;
- Два окна добавят еще 200 ватт. Итого 3320;
- Подобрать соответствующий региональный коэффициент поможет приведенная выше таблица. Поскольку средняя температура самого холодного в году месяца — января — в городе равна 25,7, умножаем расчетную тепловую мощность на 1,5. 3320*1,5=4980 ватт.
Разница с упрощенной схемой расчета составила без малого 150%. Как видите, второстепенными деталями пренебрегать не стоит.
- Как рассчитать мощность отопительных приборов для дома, утепление которого не соответствует СНиП 23.02.2003 ?
Вот формула расчета для произвольных параметров здания:
Q — мощность (она будет получена в киловаттах);
V — объем комнаты. Он вычисляется в кубометрах;
Dt — перепад температур между комнатой и улицей;
k — коэффициент утепления здания. Он равен:
Как определить дельту температур с улицей? Инструкция довольно очевидна.
Внутреннюю температуру помещения принято брать равной санитарным нормам (18-22С в зависимости от климатической зоны и расположения комнаты относительно наружных стен дома).
Уличная берется равной температуре самой холодной пятидневки в году.
Давайте еще раз выполним расчет для нашей комнаты в Комсомольске, уточнив пару дополнительных параметров:
- Стены дома — кладка в два кирпича;
- Стеклопакеты — двухкамерные, без энергосберегающих стекол;
- Средний минимум температуры, характерный для города — -30,8С. Санитарной нормой для комнаты с учетом ее углового расположения в доме будут +22С.
Согласно нашей формуле, Q=60*(+22 — -30,8)*1,8/860=6,63 КВт.
На практике лучше проектировать отопление с 20-процентным запасом по мощности на случай ошибки в расчетах или непредвиденных обстоятельств (заиливания отопительных приборов, отклонений от температурного графика и так далее). Уменьшить избыточную теплоотдачу поможет дросселирование подводок радиаторов.
Расчет для прибора
- Как выполнить расчет тепловой мощности радиаторов отопления при известном количестве секций?
Все просто: количество секций умножается на тепловой поток от одной секции. Этот параметр обычно можно найти на сайте производителя.
Если вас привлекла необычно низкая цена радиаторов неизвестного производителя — тоже не беда. В этом случае можно ориентироваться на следующие усредненные значения:
На фото — алюминиевый радиатор, рекордсмен по теплоотдаче на одну секцию.
Если вы выбрали конвектор или панельный радиатор, единственным источником информации для вас могут стать данные производителя.
Выполняя расчет тепловой мощности радиатора своими руками, учтите одну тонкость: производители обычно приводят данные для перепада температур между водой в батарее и воздухом в отапливаемом помещении в 70С. Она достигается, например, при комнатной температуре +20 и температуре радиатора +90.
Уменьшение дельты ведет к пропорциональному уменьшению тепловой мощности; так, при температурах теплоносителя и воздуха 60 и 25С соответственно мощность прибора уменьшится ровно вдвое.
Давайте обратимся к нашему примеру и выясним, сколько чугунных секций может обеспечить тепловую мощность в 6,6 КВт в идеальных условиях — при нагретом до 90С теплоносителе и комнатной температуре в +20. 6600/160=41 (с округлением) секция. Очевидно, что батареи такого размера придется разнести как минимум по двум стоякам.
Трубчатый стальной радиатор, или регистр.
Для одной секции (одной горизонтальной трубы) она вычисляется по формуле Q=Pi*D*L*K*Dt.
В ней:
- Q -мощность. Результат будет получен в ваттах;
- Pi — число «пи», его округленно берут равным 3,14;
- D — наружный диаметр трубы в метрах;
- L — длина секции (опять-таки в метрах);
- K — коэффициент, соответствующий теплопроводности металла (у стали он равен 11,63);
- Dt — разность температур между воздухом и водой в регистре.
При расчете мощности многосекционного первая снизу секция рассчитывается по этой формуле, а для последующих, поскольку они будут находиться в восходящем теплом потоке (что влияет на Dt), результат умножается на 0,9.
Приведу пример расчета. Одна секция диаметром 108 мм и длиной 3 метра при комнатной температуре +25 и температуре теплоносителя +70 будет отдавать 3,14*0,108*3*11,63*(70-25)=532 ватта. Четырехсекционный регистр из таких же секций отдаст 523+(532*0,9*3)=1968 ватт.
Заключение
Как видите, тепловая мощность рассчитывается достаточно просто, но результат расчетов сильно зависит от второстепенных факторов. Как обычно, в видео в этой статье вы найдете дополнительную полезную информацию. Жду ваших дополнений. Успехов, камрады!
Причина нагревания проводника кроется в том, что энергия движущихся в нем электронов (иными словами, энергия тока) при последовательном столкновении частиц с ионами молекулярной элемента преобразуется в тёплый тип энергии, или Q, так образуется понятие «тепловая мощность».
Работу тока измеряют с помощью международной системы единиц СИ, применяя к ней джоули (Дж), определяют как «ватт» (Вт). Отступая от системы на практике, могут применять в том числе и внесистемные единицы, измеряющие работу тока. Среди них ватт-час (Вт × ч), киловатт-час (сокращённо кВт × ч). Например, 1 Вт × ч обозначает работу тока с удельной мощностью 1 ватт и длительностью времени на один час.
Если электроны движутся по неподвижному проводнику из металла, в этом случае вся полезная работа вырабатываемого тока распределяется на нагревание металлической конструкции, и, исходя из положений закона сохранения энергии, это можно описать формулой Q=A=IUt=I 2 Rt=(U 2 /R)*t. Такие соотношения с точностью выражают известный закон Джоуля-Ленца. Исторически он впервые был определён опытным путём учёным Д. Джоулем в середине 19-го века, и в то же время независимо от него ещё одним учёным - Э.Ленцем. Практическое применение тепловая мощность нашла в техническом исполнении с изобретения в 1873 году русским инженером А. Ладыгиным обыкновенной лампы накаливании.
Тепловая мощность тока задействуется в целом ряде электрических приборов и промышленных установок, а именно, в тепловых нагревательного типа электрических печках, электросварочной и инвенторной аппаратуре, очень распространены бытовые приборы на электрическом нагревательном эффекте - кипятильники, паяльники, чайники, утюги.
Находит себя тепловой эффект и в пищевой промышленности. С высокой долей использования применяется возможность электроконтактного нагрева, что гарантирует тепловая мощность. Он обуславливается тем, что ток и его тепловая мощность, оказывая влияние на пищевой продукт, который обладает определённой степенью сопротивления, вызывает в нем равномерное разогревание. Можно привести в пример то, как производятся колбасные изделия: через специальный дозатор мясной фарш поступает в металлические формы, стенки которых одновременно служат электродами. Здесь обеспечивается постоянная равномерность нагрева по всей площади и объёму продукта, поддерживается заданная температура, сохраняется оптимальная биологическая ценность пищевого продукта, вместе с этими факторами длительность технологических работ и расход энергии остаются наименьшими.
Удельная тепловая тока (ω), иными словами - что выделяется в единице объёма за определённую единицу времени, рассчитывается следующим образом. Элементарный цилиндрический объём проводника (dV), с поперечным проводниковым сечением dS, длиной dl, параллельной и сопротивлением составляют уравнения R=p(dl/dS), dV=dSdl.
Согласно определениям закона Джоуля-Ленца, за отведённое время (dt) во взятом нами объёме выделится уровень теплоты, равный dQ=I 2 Rdt=p(dl/dS)(jdS) 2 dt=pj 2 dVdt. В таком случае ω=(dQ)/(dVdt)=pj 2 и, применяя здесь закон Ома для установления плотности тока j=γE и соотношение p=1/γ, мы сразу получаем выражение ω=jE= γE 2. Оно в дифференциальной форме даёт понятие о законе Джоуля-Ленца.
Как произвести проектирование, расчет и определить мощность системы отопления для дома, не привлекая специалистов? Этот вопрос интересует многих.
Выбираем тип котла
Определите, какой источник тепла будет для вас наиболее доступен и выгоден по цене. Это могут быть электричество, газ, уголь и жидкое топливо. И сходя из этого, выбирайте тип котла. Это очень важный вопрос, который следует решить в первую очередь.
- Электрический котел . Совершенно не пользуется спросом на территории постсоветского пространства, так как использовать электричество для обогрева помещений очень дорого и это требует безупречной работы электросети, что не представляется возможным.
- Газовый котел . Это самый оптимальный вариант, экономичный и удобный. Они совершенно безопасны, устанавливать можно и на кухне. У газа самый высокий коэффициент полезного действия, и если у вас есть возможность подключиться к газовым трубам, то устанавливайте такой котел.
- Твердотопливный котел . Предполагает постоянное присутствие человека, который будет подсыпать топливо. Теплоотдача таких котлов непостоянна, и температура в помещении будет все время колебаться.
- Жидкотопливный котел . Очень большой вред наносит окружающей среде, но если другой альтернативы нет, существует специальное оборудование для отходов работы котла.
Определяем мощность системы отопления: простые шаги
Чтобы произвести нужные нам расчеты, необходимо определить такие параметры:
- Площадь помещения. Берется в расчет полная площадь всего дома, а не только те комнаты, которые вы планируете отапливать. Обозначают буквой S.
- Удельная мощность котла в зависимости от климатических условий. Определяется в зависимости от климатической зоны, в которой расположен ваш дом. Например, для юга – 0,7-0,9 кВт, для севера – 1,5-2,0 кВт. А в среднем, для удобства и простоты расчетов, можно брать 1. Обозначаем буквой W.
Так, удельная мощность котла = (S*W) /10.
Этот показатель определяет, будет ли данное устройство поддерживать необходимый температурный режим в вашем доме. Если мощность котла будет меньше той, что необходима вам по расчетам, котел не сможет обогреть помещение, будет прохладно. А если мощность будет превышать необходимую вам, будет иметь место большой перерасход топлива, следовательно, и финансовых затрат. Мощность системы отопления и ее рациональность зависят от этого показателя.
Сколько необходимо радиаторов, чтобы обеспечить полную мощность системы отопления?
Для ответа на этот вопрос можно использовать очень простую формулу: площадь отапливаемой комнаты умножаем на 100 и делим на мощность одной секции батареи.
Разберемся детальней:
- так как комнаты у нас разной площади, целесообразно будет брать в расчет отдельно каждую;
- 100 Ватт – средняя величина мощности на один квадрат помещения, которая обеспечивает наиболее подходящую, комфортную температуру;
- мощность одной секции радиатора отопления – эта величина индивидуальна для разных радиаторов и зависит от материала, из которого они изготовлены. Если у вас нет такой информации, то можно брать среднестатистическое значение мощности одной секции современных радиаторов – 180-200 Ватт.
Материал , из которого изготовлен радиатор, – очень важный момент, ведь от этого зависит его износостойкость и теплоотдача. Стальные и чугунные имеют небольшую мощность секции. Наибольшей мощность отличаются анодированные – мощность их секции 215 Вт, отличная защита от коррозии, гарантия на них до 30 лет, что, конечно, отражается на стоимости таких батарей. Но учитывая все факторы, экономить в данном случае не стоит.
где 
- расчетные тепловые потери здания, кВт;
-
коэффициент учета дополнительного
теплового потока устанавливаемых
отопительных приборов за счет округления
сверх расчетной величины, принимаемый
по табл. 1.
Таблица 1
|
Типоразмерный шаг, кВт |
|
||||||
при
номинальном 
-
коэффициент учета дополнительных потерь
теплоты отопительными приборами,
расположенными
у наружных ограждений при отсутствии
теплозащитных экранов, принимаемый по
табл. 2.
Таблица 2
|
Отопительный прибор |
Коэффициент
|
||
|
у наружной стены в зданиях |
у остекления светового проема |
||
|
жилых и общественных |
производственных |
||
|
Радиатор чугунный | |||
|
Конвектор с кожухом | |||
|
Конвектор без кожуха | |||
при установке прибора
-
потери теплоты, кВт, трубопроводами,
проходящими в неотапливаемых помещениях;
-
тепловой поток, кВт, регулярно поступающий
от освещения, оборудования и люден,
который следует учитывать в целом на
систему отопления здания. Для жатых
домов величину
следует учитывать из расчета 0.01 кВт на
1 м" обшей площади.
При расчетах тепловой мощности систем отопления производственных зданий следует дополнительно учитывать расход теплоты на нагревание материалов, оборудования и транспортных средств.
2.
Расчетные тепловые потери
,
кВт, должны рассчитываться по формуле:
(2)
где: 
- тепловой поток, кВт, через ограждающие
конструкции;
- потери теплоты, кВт, на нагревание
вентиляционного воздуха.
Величины
и
рассчитываются для каждого отапливаемого
помещения.
3.
Тепловой поток
,
кВт, рассчитывается для каждого элемента
ограждающей конструкции по формуле:
(3)
где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м 2 ;
R - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. м 2 °С/Вт, которое должно определяться по СНиП II-3-79** (кроме полов на грунте) с учетом установленных нормативов минимального термического сопротивления ограждений. Для полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, сопротивление теплопередаче следует определять по зонам шириной 2 м. параллельным наружным стенам, по формуле:
(4)
где 
- сопротивление теплопередаче, м 2
°С/Вт,
принимаемое равным 2,1 для I
зоны, 4,3 - для второй, 8,6 - для третьей зоны
и 14,2 для оставшейся площади пола;
-
толщина утепляющего слоя, м, учитываемая
при коэффициенте теплопроводности
утеплителя
<1,2Вт/м 2
°С;
-
расчетная
температура внутреннего воздуха, °С,
принимаемая согласно требованиям норм
проектирования зданий различного
назначения с учетом повышения ее в
зависимости от высоты помещения;
-
расчетная
температура наружного воздуха, °С,
принимаемая по данным приложения 8, или
температура воздуха смежного помещения,
если его температура более чем на 3 °С
отличается от температуры помещения,
для которого рассчитываются теплопотери;
-
коэффициент, принимаемый в зависимости
от положения наружной поверхности
ограждающей конструкции по отношению
к наружному воздуху и определяемый по
СНнП П-3-79**
-
добавочные потери теплоты в долях от
основных потерь, учитываемые:
а) для наружных вертикальных и наклонных ограждений, ориентированных на направления, откуда в январе дует ветер со скоростью, превышающей 4,5 м/с с повторяемостью не менее 15% согласно СНиП 2.01.01-82, в размере 0,05 при скорости ветра до 5 м/с и в размере 0,10 при скорости 5 м/с и более; при типовом проектировании добавочные потерн следует учитывать в размере 0,05 для всех помещений;
б) для наружных вертикальных и наклонных ограждений многоэтажных зданий в размере 0,20 для первого и второго этажей; 0,15 -для третьего; 0,10 -для четвертого этажа здании с числом этажей 16 и более; для 10-15 - этажных здании добавочные потери следует учитывать в размере 0,10 для первого и второго этажей и 0,05 -для третьего этажа.
4.
Потери теплоты
,
кВт,
рассчитываются для каждого отапливаемого
помещения, имеющего одно или большее
количество окон или балконных дверей
в наружных стенах, исходя из необходимости
обеспечения подогрева отопительными
приборами наружного воздуха в объеме
однократного воздухообмена в час по
формуле:
где 
-
площадь
пола помещения, м 2 ;
-
высота помещения от пола до потолка, м,
но не более 3,5.
Помещения, из которых организована вытяжная вентиляция с объемом вытяжки, превышающим однократный воздухообмен в час должны, как правило, проектироваться с приточной вентиляцией подогретым воздухом. При обосновании допускается обеспечивать подогрев наружного воздуха отопительными приборами в отдельных помещениях при объеме вентиляционного воздуха, не превышающем двух обменов в час.
В
помещениях, для которых нормами
проектирования зданий установлен объем
вытяжки менее однократного воздухообмена
в час, величину
следует
рассчитывать как расход теплоты на
нагревание воздуха в объеме нормируемого
воздухообмена от температуры
до
температуры
°С.
Потери
теплоты
кВт, на нагревание наружного воздуха,
проникающего во входные вестибюли
(холлы) и лестничные клетки через
открывающиеся в холодное время года
наружные двери при отсутствии
воздушно-тепловых завес следует
рассчитывать по формуле:
где 
- высота здания, м:
Р - количество людей, находящихся в здании;
В – коэффициент, учитывающий количество входных тамбуров. При одном тамбуре (две двери) в - 1,0; при двух тамбурах (три двери) в = 0,6.
Расчет
теплоты на нагревание наружного воздуха,
проникающего через двери отапливаемых
незадымляемых лестничных клеток с
поэтажными выходами на лоджии следует
вести по формуле (6)
при
,
принимая для каждого этажа значение
,
разное расстоянию, м. от середины двери
рассчитываемого этажа до перекрытия
лестничной клетки.
При
расчете теплопотерь входных вестибюлей,
лестничных клеток и цехов с воздушно-тепловыми
завесами: помещений, оборудованных
действующей постоянно в течение рабочего
времени приточной вентиляцией с подпором
воздуха, а также при расчете потерь
теплоты через летние и запасные наружные
двери и ворота величину
учитывать не следует.
Потери
теплоты
,
кВт,
на нагревание воздуха, врывающегося
через наружные ворота, не оборудованные
воздушно-тепловыми завесами, следует
рассчитывать с учетом скорости ветра,
принимаемой по обязательному приложению
8, и времени открытия ворот.
Расчет потери теплеть: на нагревание инфильтрующегося через неплотности ограждающих конструкций воздуха выполнять не требуется.
5.
Потери теплоты
,
кВт, трубопроводами, проходящими в
неотапливаемых помещениях, следует
определять по формуле:
(7)
где: 
- длины участков тепле изолированных
трубопроводов различных диаметров,
прокладываемых в неотапливаемых
помещениях;
-
нормированная
линейная плотность теплового потока
теплоизолированного трубопровода,
принимаемая по п. 3.23. При этом толщина
теплоизоляционного слоя
,
м трубопроводов должна. рассчитывается
по формулам:
(8)
где 
- наружный размер трубопровода, м;
- теплопроводность теплоизоляционного
слоя, Вт/(м °С);
-
средняя за отопительный сезон разность
температур теплоносителя и окружающего
воздуха.
6.
Величину расчетного годового
теплопотребления системой отопления
здания
,
ГДж.
следует рассчитывать по формуле:
где 
- количество градусо-суток отопительного
периода, принимаемое по приложению 8;
а - коэффициент, равный 0,8. который необходимо учитывать, если система отопления оборудована приборами автоматического уменьшения тепловой мощности в нерабочее время;
-
коэффициент,
разный 0,9, который необходимо учитывать,
если более 75% отопительных приборов
оборудованы автоматическими
терморегуляторами;
с - коэффициент, разный 0,95, который необходимо учитывать, если на абонентском вводе системы отопления установлены приборы автоматического пофасадного регулирования.
7.
Определенные
расчетом величины тепловой мощности
и
максимального годового теплопотребления
,
отнесенные к 1 м 2
общей (для жилых домов) или полезной
(для общественных здании) площади, не
должны превышать нормативных контрольных
значений, приведенных в обязательном
приложении 25.
8.
Расход теплоносителя
,.кг/ч.
а системе отопления следует определять
по формуле:
(11)
где с - удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4,2 кДж/(кг 0 С);
-
разность температур. °С, теплоносителя
на входе в систему и на выходе из нее;
-
тепловая
мощность системы, кВт. определенная по
формуле (1) с учетом бытовых тепловыделений
.
9.
Расчетную
тепловую мощность
,
кВт, каждого отопительного прибора
следует определять по формуле:
где 
следует
рассчитывать в соответствии с пп. 2-4
настоящего приложения;
-
потери
теплоты, кВт, через внутренние стены,
отделяющие помещение, для которого
рассчитывается тепловая мощность
отопительного прибора, от смежного
помещения, в котором возможно
эксплуатационное понижение температуры
при регулировании. Величину
следует учитывать только при расчете
тепловой мощности отопительных приборов,
на подводках к которым проектируются
автоматические терморегулятора. При
этом для каждого помещения следует
рассчитывать теплопотери
только через одну внутреннюю стену при
разности температур между внутренними
помещениями 8 0 С;
-
тепловой поток. кВт, от неизолированных
трубопроводов отопления, прокладываемых
в помещении;
-
тепловой поток, кВт, регулярно поступающий
в помещение от электрических приборов,
освещения, технологического оборудования,
коммуникаций, материалов и других
источников. При расчете тепловой мощности
отопительных приборов жилых, общественных
и административно-бытовых зданий
величину
учитывать не следует.
Величина бытовых тепловыделении учитывается для всего здания в целом при расчетах тепловой мощности системы отопления и общего расхода теплоносителя.
2.3. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Общие теплопотери здания Q зд принято относить к 1 м 3 его наружного объема и 1°С расчетной разности температуры. Получаемый показательq 0 , Вт/(м 3 К), называют удельной тепловой характеристикой здания:
(2.11)
где V н - объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м 3 ;
(t в -t н.5) - расчетная разность температур для основных помещений здания.
Удельную тепловую характеристику, вычисляемую после расчета теплопотерь, используют для теплотехнической оценки конструктивно-планировочных решений здания, сравнивая ее со средними показателями для аналогичных зданий. Для жилых и общественных зданий оценку производят по расходу теплоты, отнесенному I м 2 общей площади.
Величина удельной тепловой характеристики определяется прежде всего размерами световых проемов по отношению к общей площади наружных ограждений, так как коэффициент теплоотдачи заполнения световых проемов значительно выше коэффициента теплопередачи других ограждений. Кроме того, она зависит от объема и формы зданий. Здания малого объема обладают повышенной характеристикой, как и здания узкие, сложной конфигурации с увеличенным периметром.
Уменьшенные теплопотери и, следовательно, тепловую характеристику имеют здания, форма которых близка к кубу. Еще меньше теплопотери шарообразных сооружений того же объема в связи с сокращением площади внешней поверхности.
Удельная тепловая характеристика зависит также от района строительства здания вследствие изменения теплозащитных свойств ограждения. В северных районах при относительном уменьшении коэффициента теплопередачи ограждений этот показатель ниже, чем в южных.
Значения удельных тепловых характеристик приводятся в справочной литературе.
Применяя ее, определяют потери теплоты зданием по укрупненным показателям:
где β t - поправочный коэффициент, учитывающий изменение удельной тепловой характеристики при отклонении фактической расчетной разности температур от 48°:
(2.13)
Подобные расчеты теплопотерь позволяют установить ориентировочную потребность в тепловой энергии при перспективном планировании тепловых сетей и станций.
3.1 КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
Отопительные установки проектируют и монтируют в процессе возведения здания, увязывая их элементы со строительными конструкциями и планировкой помещений. Поэтому отопление считают отраслью строительной техники. Затем отопительные установки действуют в течение всего срока службы сооружения, являясь одним из видов инженерного оборудования зданий. К отопительным установкам предъявляют следующие требования:
1 - санитарно-гигиенические: поддерживание равномерной температуры помещений; ограничение температуры поверхности нагревательных приборов, возможность их очистки.
2 - экономические: невысокие капитальные вложения и эксплуатационные затраты, а также небольшой расход металла.
3 - архитектурно-строительные: соответствие планировке помещений, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроками строительства зданий.
4 - производственно-монтажные: механизация изготовления деталей и узлов, минимальное число элементов, сокращение трудовых затрат и повышение производительности при монтаже.
5 - эксплуатационные: безотказность и долговечность, простота и удобство управления и ремонта, бесшумность и безопасность действия.
Каждое из указанных требований следует учитывать при выборе отопительной установки. Однако основными считаются санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования. Установка должна обладать способностью передавать в помещение изменяющиеся в соответствии с теплопотерями количество теплоты.
Система отопления - совокупность конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепловой энергии во все обогреваемые помещения.
Система отопления состоит из следующих основных конструктивных элементов (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Принципиальная схема системы отопления
1- теплообменник; 2 и 4 –подающий и обратный теплопроводы; 3- отопительный прибор.
теплообменника 1 для получения тепловой энергии при сжигании топлива или от другого источника; отопительных приборов 3 для теплопередачи в помещение; теплопроводов 2 и 4 - сети труб или каналов для теплопереноса от теплообменника к отопительным приборам. Теплоперенос осуществляется теплоносителем - жидким (вода) или газообразным (пар, воздух, газ).
1.В зависимости от вида системы делятся на:
Водяные;
Паровые;
Воздушные или газовые;
Электрические.
2. В зависимости от расположения источника теплоты и обогреваемого помещения:
Местные;
Центральные;
Централизованные.
3. По способу циркуляции:
С механической циркуляцией.
4. Водяные по параметрам теплоносителя:
Низкотемпературные TI ≤ 105°С;
Высокотемпературные Tl>l05 0 C.
5. Водяные и паровые по направлению движения теплоносителя в магистралях:
Тупиковые;
С попутным движением.
6. Водяные и паровые по схеме соединения нагревательных приборов с трубами:
Однотрубные;
Двухтрубные.
7. Водяные по месту прокладки подающих и обратных магистралей:
С верхней разводкой;
С нижней разводкой;
С опрокинутой циркуляцией.
8. Паровые по давлению пара:
Вакуум-паровые Р а <0.1 МПа;
Низкого давления P a =0.1 - 0.47 МПа;
Высокого давления P a > 0.47 МПа.
3.2. ТЕПЛОНОСИТЕЛИ
Теплоносителем для системы отопления может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещении, позволяющая регулировать отпуск теплоты, в том числе автоматически. Кроме того, теплоноситель должен способствовать выполнению требований, предъявляемых к системам отопления.
Наиболее широко в системах отопления используют воду, водяной пар и воздух, поскольку эти теплоносители в наибольшей степени отвечают перечисленным требованиям. Рассмотрим основные физические свойства каждого из теплоносителей, которые оказывают влияние на конструкцию и действие системы отопления.
Свойства воды : высокая теплоемкость, высокая плотность, несжимаемость, расширение при нагревании с уменьшением плотности, повышение температуры кипения при повышении давления, выделение абсорбируемых газов при повышении температуры и понижении давления.
Свойства пара : малая плотность, высокая подвижность, высокая энтальпия за счет скрытой теплоты фазового превращения (табл. 3.1), повышение температуры и плотности с возрастанием давления.
Свойства воздуха : низкая теплоемкость и плотность, высокая подвижность, уменьшение плотности при нагревании.
Краткая характеристика параметров теплоносителей для системы отопления приведена в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Параметры основных теплоносителей.
*Скрытая теплота фазового превращения.
4.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
Водяное отопление благодаря ряду преимуществ перед другими системами получило в настоящее время наиболее широкое распространение. Для уяснения устройства и принципа действия системы водяного отопления рассмотрим схему системы, представленную на рис. 4.1.
Рис.4.1.Схема двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией.
Вода, нагретая в теплогенераторе К до температуры Т1 , поступает в теплопровод - главный стояк I в подающие магистральные теплопроводы 2. По подающим магистральным теплопроводам горячая вода поступает в подающие стояки 9. Затем по подающим подводкам 13 горячая вода поступает в отопительные приборы 10 , через стенки которых теплота передается воздуху помещения. Из отопительных приборов охлажденная вода с температурой Т2 по обратным подводкам 14, обратным стоякам II и обратным магистральным теплопроводам 15 возвращается в теплогенератор К, где она снова подогревается до температуры Т1 и далее циркуляция происходит по замкнутому кольцу.
Система водяного отопления гидравлически замкнута и имеет определенную вместимость отопительных приборов, теплопроводов, арматуры, т.е. постоянный объем заполняющей ее воды. При повышении температуры воды она расширяется и в замкнутой, заполненной водой системе отопления внутреннее гидравлическое давление может превысить механическую прочность ее элементов. Чтобы этого не произошло, в системе водяного отопления имеется расширительный бак 4 , предназначенный для вмещения прироста объема воды при ее нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу, как при заполнении системы водой, так и в период ее эксплуатации. Для регулирования теплоотдачи отопительных приборов на подводках к ним устанавливают регулировочные краны 12.
Перед пуском в действие каждая система заполняется водой из водопровода 17 через обратную линию до сигнальной трубы 3 в расширительный бак 4 . Когда уровень воды в системе повысится до уровня переливной трубы и вода будет вытекать в раковину, находящуюся в котельной, кран на сигнальной трубе закрывают и прекращают заполнение системы водой.
При недостаточном прогреве приборов вследствие засорения трубопроводов или арматуры, а также в случае появления утечки, вода из отдельных стояков может быть спущена без опорожнения и прекращения работы других участков системы. Для этого закрывают вентили или краны 7 на стояках. Из тройника 8 , установленного в нижней части стояка, вывертывают пробку, и к штуцеру стояка присоединяют гибкий шланг, по которому вода из теплопроводов и приборов стекает в канализацию. Чтобы вода быстрее стекала и стекла полностью, из верхнего тройника 8 вывертывают пробку. Представленные на рис. 4.1-4.3 системы отопления называются системами с естественной циркуляцией. В них движение воды осуществляется под действием разности плотностей охлажденной воды после отопительных приборов, и горячей воды, поступающей в систему отопления.
Вертикальные двухтрубные системы с верхней разводкой применяют в основном при естественной циркуляции воды в системах отопления зданий до 3-х этажей включительно. Эти системы по сравнению с системами при нижней разводке подающей магистрали (рис.4.2) имеют большее естественное циркуляционное давление, в их проще воздухоудаление из системы (через расширительный бак).
Рис. 7.14. Схема двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией
К-котел; 1-главный стояк; 2, 3, 5-соединительная, переливная, сигнальная трубы расширительного бака; 4 - расширительный бак; 6-воздушная линия; 7 - воздухосборник; 8 - подающие подводки; 9 - регулировочные краны у отопительных приборов; 10-отопительные приборы; 11-обратные подводки; 12-обратные стояки (охлажденной воды); 13-подающие стояка (горячей воды); 14-тройник с пробкой для спуска воды; 15- краны или вентили на стояках; 16, 17-подающий и обратный магистральные теплопроводы; 18-запорные вентили или задвижки на магистральных теплопроводах для регулирования и отключения отдельных веток; 19 - воздушные краны.
Рис.4.3.Схема однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией
Двухтрубная система с нижним расположением обеих магистралей и естественной циркуляцией (рис.4.3) перед системой с верхней разводкой имеет преимущество: монтаж и пуск систем может производиться поэтажно по мере возведения здания: удобнее эксплуатация системы, т.к. вентили и краны на подающем и обратном стояках находятся внизу и в одном месте. Двухтрубные вертикальные системы с нижней разводкой применяют в малоэтажных зданиях с кранами двойной регулировки у отопительных приборов, что объясняется большой гидравлической и тепловой устойчивостью в сравнении с системами с верхней разводкой.
Удаление воздуха из этих систем осуществляется воздушными кранами 19 (рис.4.3).
Основное преимущество двухтрубных систем независимо от способа циркуляции теплоносителя - поступление воды с наивысшей температурой TI к каждому отопительному прибору, что обеспечивает максимальную разность температур TI-T2 и, следовательно, минимальную площадь поверхности приборов. Однако в двухтрубной системе, особенно с верхней разводкой, имеет место значительный расход труб и усложняется монтаж.
По сравнению с двухтрубными системами отопления вертикальные однотрубные системы с замыкающими участками (рис. 4.3, левая часть) имеют ряд преимуществ: меньшая первоначальная стоимость, более простой монтаж и меньшая длина теплопроводов, более красивый внешний вид. Если приборы, находящиеся в одном помещении, присоединены по проточной схеме к стояку с двух сторон, то у одного из них (правый стояк на рис. 4.3) устанавливают регулировочный кран. Такие системы применяют в малоэтажных производственных зданиях.
На рис. 4.5 показана схема однотрубных горизонтальных систем отопления. Горячая вода в таких системах поступает в отопительные приборы одного и того же этажа из теплопровода, проложенного горизонтально. Регулировка и включение отдельных приборов в горизонтальных системах с замыкающими участками (рис. 4.5 б) достигается также легко, как и вертикальных системах. В горизонтальных проточных системах (рис. 4.5 а, в) регулировка может быть только поэтажной, что является существенным их недостатком.
Рис. 4.5. Схема однотрубных горизонтальных систем водяного отопления
а, в- проточная; б- с замыкающими участками.
Рис. 4.6 Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией
1 - расширительный бак; 2 - воздушная сеть; 3- насос циркуляционный; 4- теплообменник
К основным достоинствам однотрубных горизонтальных систем относятся меньший, чем в вертикальных системах, расход труб, возможность поэтажного включения системы и стандартность узлов. Кроме того, горизонтальные системы не требуют пробивки отверстий в перекрытиях, и монтаж их в сравнении с вертикальными системами гораздо проще. Они довольно широко применяются в производственных и общественных помещениях.
Общими преимуществами систем с естественной циркуляцией воды, предопределяющими в некоторых случаях их выбор, являются относительная простота устройства и эксплуатации; отсутствие насоса и потребности в электроприводе, бесшумность действия; сравнительная долговечность при правильной эксплуатации (до 30-40 лет) и обеспечение равномерной температуры воздуха в помещении в течение отопительного периода. Однако в системах водяного отопления с естественной циркуляцией естественное давление имеет очень большую величину. Поэтому при большой протяженности циркуляционных колец (>30м), а, следовательно, при значительных сопротивлениях движению воды в них, диаметры трубопроводов по расчету получаются очень большими и система отопления называется экономически невыгодной как по первоначальным затратам, так и в процессе эксплуатации.
В связи с изложенным область применения систем с естественной циркуляцией ограничена обособленными гражданскими зданиями, где недопустимы шум и вибрация, квартирным отоплением, верхними (техническими) этажами высоких зданий.
Системы отопления с искусственной циркуляцией (рис. 4.6-4.8) принципиально отличаются от систем водяного отопления с естественной циркуляцией тем, что в них в дополнение к естественному давлению, возникающему в результате охлаждения воды в приборах и трубах, значительно большее давление создается циркуляционным насосом, который устанавливается на обратном магистральном трубопроводе у котла, а расширительный бак присоединен не к подающему, а к обратному теплопроводу около всасывающего патрубка насоса. При таком присоединении расширительного бака воздух из системы через него отводиться не может, поэтому для удаления воздуха из сети теплопроводов и отопительных приборов служат воздушные линии, воздухосборники и воздушные краны.
Рассмотрим схемы вертикальных двухтрубных систем отопления с искусственной циркуляцией (рис.4,6). Слева показана система с верхним расположением подающей магистрали, а справа - система с нижним расположением обеих магистралей. Обе системы отопления относятся к так называемым тупиковым системам, в которых нередко получается большая разница в потере давления в отдельных циркуляционных кольцах, т.к. длины их разные: чем дальше расположен прибор от котла, тем большую протяженность имеет кольцо этого прибора. Поэтому в системах с искусственной циркуляцией, особенно при большой протяженности теплопроводов, целесообразно применять попутное движение воды в подающих и охлаждённых магистралях по схеме, предложенной проф. В. М. Чаплиным. По этой схеме (рис. 4.7) длина всех циркуляционных колец почти одинакова, вследствие чего легко получить равную потерю давления в них и равномерный прогрев всех приборов. СНиП рекомендует такие системы устраивать при числе стояков в ветви более 6. Недостатком этой системы по сравнению с тупиковой является несколько большая общая длина теплопроводов, и, как следствие, большая на 3-5% первоначальная стоимость системы.
Рис.4.7. Схема двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и попутным движением воды в подающей и обратной магистралях и искусственной циркуляцией
1 - теплообменник; 2, 3, 4, 5 - циркуляционная, соединительная,сигнальная, переливная трубы расширительного бака; 6 - расширительный бак; 7- подающий магистральный теплопровод; 8 - воздухосборник; 9 - отопительный прибор; 10 - кран двойной регулировки; 11 - обратный теплопровод; 12 –насос.
В последние годы широко применяют однотрубные системы отопления с нижней прокладкой магистралей горячей и охлажденной воды (рис.4.8) с искусственной циркуляцией воды.
Стояки систем по схемам б разделяются на подъемные и опускные. Стояки систем по схемам а ,в иг состоят из подъемного и опускного участков, по верхней части, обычно под полом верхнего этажа, они соединяются горизонтальным участком. Стояки прокладывают на расстоянии 150 мм от края оконного проема. Длина подводок к нагревательным приборам принимается стандартной - 350 мм; отопительные приборы смещены от оси окна в сторону стояка.
Рис 4.8.Разновидности (в, б, в, е) однотрубных систем водяного отопления с нижней разводкой
Для регулирования теплопередачи отопительных приборов устанавливают трехходовые краны типа КРТП, а при смещенных замыкающих участках - шиберные краны пониженного гидравлического сопротивления типа КРПШ.
Однотрубная система с нижней разводкой удобна для зданий с бесчердачным перекрытием, она обладает повышенной гидравлической и тепловой устойчивостью. Преимущества однотрубных систем отопления заключаются в меньшем диаметре труб, благодаря большему давлению, создаваемому насосом; большем радиусе действия; более простом монтаже, и большей возможности унификации деталей теплопроводов, приборных узлов.
К недостаткам систем относится перерасход отопительных приборов по сравнению с двухтрубными системами отопления.
Область применения однотрубных систем отопления разнообразная: жилые и общественные здания с числом этажей более трех, производственные предприятия и т.д.
4.2. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
Систему отопления выбирают в зависимости от назначения и режима эксплуатации здания. Учитывают требования, предъявляемые к системе. Принимают во внимание категории пожаровзрывоопасности помещений.
Главным фактором, определяющим выбор системы отопления, является тепловой режим основных помещений здания.
Учитывая экономические, заготовительно-монтажные и некоторые эксплуатационные преимущества, СНиП 2.04.05-86, п.3.13 рекомендует проектировать, как правило, однотрубные системы водяного отопления из унифицированных узлов и деталей; при обосновании допускается применение двухтрубных систем.
Тепловой режим помещений одних зданий необходимо поддерживать неизменным в течение всего отопительного сезона, других зданий -можно изменять для сокращения трудозатрат с суточной и недельной периодичностью, на время праздников, проведения наладочных, ремонтных и других работ.
Гражданские, производственные и сельскохозяйственные здания с постоянным тепловым режимом можно разделить на 4 группы:
1) здания больниц, родильных домов и тому подобных лечебно-профи-лактических учреждений круглосуточного использования (кроме психиатрических больниц), к помещениям которых предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования;
2) здания детских учреждений, жилые, общежития, гостиницы, дома отдыха, санатории, пансионаты, поликлиники, амбулатории, аптеки, психиатрические больницы, музеи, выставки, библиотеки, бани, книгохранилища;
3) здания плавательных бассейнов, вокзалов, аэропортов;
4) здания производственные и сельскохозяйственные при непрерывном технологическом процессе.
Например, в зданиях второй группы предусматривают водяное отопление с радиаторами и конвекторами (кроме больниц и бань). Предельную температуру теплоносителя воды принимают в двухтрубных.системах равной 95°С, в однотрубных системах зданий (кроме бань, больниц и детских учреждений) -105°С (при конвекторах с кожухом до 130°С). Для отопления лестничных клеток возможно повышение расчетной температуры до 150°С. В зданиях с круглосуточной действующей приточной вентиляцией, в первую очередь в зданиях музеев, картинных галерей, книгохранилищ, архивов (кроме больниц и детских учреждений) устраивают центральное воздушное отопление.
Системы отопления следует проектировать с насосной циркуляцией, нижней разводкой, тупиковые с открытой прокладкой стояков в первую очередь.
Остальные системы принимаются в зависимости от местных условий: архитектурно-планировочного решения, требуемого теплового режима, вида и параметров теплоносителя в наружной тепловой сети и т.д.
Для создания комфорта в жилых и производственных помещениях выполняют составление теплового баланса и определяют коэффициент полезного действия (КПД) отопителей. Во всех расчётах применяется энергетическая характеристика, позволяющая связывать нагрузки источников обогрева с расходными показателями потребителей - тепловая мощность. Вычисление физической величины производится по формулам.
Для вычисления тепловой мощности используются специальные формулы
Эффективность нагревателей
Мощность - это физическое определение скорости передачи или потребления энергии. Она равна отношению количества работы за определённый промежуток времени к этому периоду. Нагревательные устройства характеризуются по расходу электричества в киловаттах.
Для сопоставления энергий различного рода введена формула тепловой мощности : N = Q / Δ t, где:
- Q - количество теплоты в джоулях;
- Δ t - интервал времени выделения энергии в секундах;
- размерность полученной величины Дж / с = Вт.
Для оценки эффективности работы нагревателей используют коэффициент, указывающий на количество израсходованного по назначению тепла - КПД. Определяется показатель делением полезной энергии на затраченную, является безразмерной единицей и выражается в процентах. По отношению к разным частям, составляющим окружающую среду, КПД нагревателя имеет неравные значения. Если оценивать чайник как нагреватель воды, его эффективность составит 90%, а при использовании его в качестве отопителя комнаты коэффициент возрастает до 99%.
Объяснение этому простое : из-за теплообмена с окружением часть температуры рассеивается и теряется. Количество утраченной энергии зависит от проводимости материалов и других факторов. Можно рассчитать теоретически мощность тепловых потерь по формуле P = λ × S Δ T / h. Здесь λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м × К); S - площадь участка теплообмена, м²; Δ T - перепад температур на контролируемой поверхности, град. С; h - толщина изолирующего слоя, м.
Из формулы понятно, что для повышения мощности надо увеличить количество радиаторов отопления и площадь теплоотдачи. Уменьшив же поверхность контакта с внешней средой, минимизируют потери температуры в помещении. Чем массивнее стена здания, тем меньше будет утечка тепла.
Баланс отопления помещений
Подготовка проекта любого объекта начинается с теплотехнического расчёта, призванного решить задачу обеспечения сооружения отоплением с учётом потерь из каждого помещения. Сведение баланса помогает узнать, какая часть тепла сохраняется в стенах здания, сколько уходит наружу, объём потребной выработки энергии для обеспечения комфортного климата в комнатах.
Определение тепловой мощности необходимо для решения следующих вопросов:
- высчитать нагрузку отопительного котла , которая обеспечит обогрев, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха и функционирование системы проветривания;
- согласовать газификацию здания и получить технические условия на подключение к распределительной сети. Для этого потребуются объёмы годового расхода горючего и потребность в мощности (Гкал/час) тепловых источников;
- выбрать оборудование, необходимое для отопления помещений.
Не забываем про соответствующую формулу
Из закона сохранения энергии следует, что в ограниченном пространстве с постоянным температурным режимом должен соблюдаться тепловой баланс: Q поступлений - Q потерь = 0 или Q избыточное = 0, или Σ Q = 0. Постоянный микроклимат поддерживается на одном уровне в течение отопительного периода в зданиях социально значимых объектов: жилых, детских и лечебных учреждениях, а также на производствах с непрерывным режимом работы. Если потери тепла превышают поступление, требуется отапливать помещения.
Технический расчёт помогает оптимизировать расход материалов при строительстве, снизить затраты на возведение зданий. Определяется суммарная тепловая мощность котла сложением энергии на отопление квартир, нагрев горячей воды, компенсацию потерь вентиляции и кондиционирования, резерв на пиковые холода.
Расчет тепловой мощности
Выполнить точные вычисления по системе отопления затруднительно для неспециалиста, но упрощённые способы позволяют рассчитать показатели неподготовленному человеку. Если производить расчеты «на глаз», может получиться, что мощности котла или нагревателя не хватает. Или, наоборот, из-за избытка вырабатываемой энергии придётся пускать тепло «на ветер».
Способы самостоятельной оценки характеристик отопления:
- Использование норматива из проектной документации. Для Московской области применяется величина 100-150 Ватт на 1 м². Площадь, подлежащая обогреву, умножается на ставку - это и будет искомый параметр.
- Применение формулы расчета тепловой мощности: N = V × Δ T × K, ккал/час. Обозначения символов: V - объём комнаты, Δ T - разница температур внутри и снаружи помещения, K - коэффициент пропускания тепла или рассеивания.
- Опора на укрупнённые показатели. Метод похож на предыдущий способ, но используется для определения тепловой нагрузки многоквартирных зданий.
Значения коэффициента рассеивания берут из таблиц, пределы изменения характеристики от 0,6 до 4. Примерные величины для упрощённого расчёта:
Пример расчета тепловой мощности котла для помещения 80 м² с потолком 2,5 м. Объём 80 × 2,5 = 200 м³. Коэффициент рассеивания для дома типовой постройки 1,5. Разница между комнатной (22°С) и наружной (минус 40°С) температурами составляет 62°С. Применяем формулу: N = 200 × 62 × 1,5 = 18600 ккал/час. Перевод в киловатты осуществляется делением на 860. Результат = 21,6 кВт.
Полученную величину мощности повышают на 10%, если существует вероятность морозов ниже 40°С / 21,6 × 1,1 = 23,8. Для дальнейших вычислений результат округляется до 24 кВт.
