Тепловой Расчет Однотрубной Системы Отопления
- Доступная пошаговая инструкция расчета системы отопления на примере типичной 2-комнатной квартиры. Работа тепловой сети заключается в передаче расчетного количества тепловой энергии приборам, передающим тепло потребителю. Ориентир для расчета однотрубных систем.
- Энциклопедия сантехника Гидравлический расчет отопления. Однотрубная система.
Jump to Для чего нужен теплотехнический расчет?. Знать необходимое количество тепла для обеспечения комфортных условий в помещениях нужно сделать теплотехнический расчет. Для этого существуют специальные программы. Сделав правильный расчет однотрубной системы отопления,.
Отопление — это многокомпонентная система обеспечения утверждённого температурного режима в помещении/здании. Являет собой обособленную часть комплекса коммуникаций современного жилищного помещения 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. 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;.
Системы Отопления Дома
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. 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 м 2:. оптимальная температура воздуха 22-24°С. допустимое колебание 1°С Для помещений офисного типа площадью более 100 м 2 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 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. 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.
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. 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.
Схема Отопления Монтаж
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=Q пол+Q стена+Q окно+Q крыша+Q дверьQ i 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 (м 2), ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения (°C), R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции (м 2.°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 ((м 2.К)/Вт), k – коэффициент теплопроводности материала (Вт/(м 2.К)), d – толщина этого материала (м).
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:. Р котла=(S помещения.Р удельная)/10 где S помещения — общая площадь отапливаемого помещения, Р уделльная — удельная мощность относительно климатических условий. Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.
Существует иное соотношение, которое учитывает этот параметр:. Р котла=(Q потерь.S)/100 где Р котла — мощность котла (Вт), Q потерь — потери тепла, S — отапливаемая площадь (м 2). 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:. Р котла=(Q потерь.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.
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». 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.
По площади. N=(S.100)/C, где N — количество секций, S — площадь помещения (м 2), C — теплоотдача одной секции радиатора (Вт, берётся из тех паспорта или сертификата на изделие), 100 Вт — количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м 2 (эмпирическая величина). Возникает вопрос: а каким образом учесть высоту потолка комнаты? N=(S.H.41)/C, где N, S, C — аналогично. Н — высота помещения, 41 Вт — количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м 3 (эмпирическая величина). 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. 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. Общая ширина постройки 9.5 м 2, длинна 16 м 2.
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 м 2. площадь крыши 180 м 2 (учитывая высоту чердака 1.3 метра и ширину прогона — 4 метра).
площадь окон 3.1.47.1.42+2.08.1.42=9.22 м 2. площадь дверей будет равна 2.0.9+2.2.1.4=7.4 м 2 Площадь наружных стен будет равна 51.3-9.22-7.4=136.38 м 2. Переходим к расчёту теплопотерь на каждом материале:.
Q пол=S.∆T.k/d=152.20.0.2/1.7=357.65 Вт. Q крыша=180.40.0.1/0.05=14400 Вт. Q окно=9.22.40.0.36/0.5=265.54 Вт. Q двери=7.4.40.0.15/0.75=59.2 Вт А также Q стена эквивалентно 136.38.40.0.25/0.3=4546.
Сумма всех теплопотерь будет составлять 19628.4 Вт. В итоге подсчитаем мощность котла:.
Р котла=Q потерь.S отапливкомнат.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. Видео-материалы по проведению расчетов отопления 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.