Studepedia.org — это Лекции, Методички, и много других полезных для учебы материалов

Предположим, вам захотелось самостоятельно подобрать котел, радиаторы и трубы отопительной системы частного дома. Задача №1 – сделать расчет тепловой нагрузки на отопление, проще говоря, определить общий расход теплоты, необходимой для прогрева здания до комфортной температуры внутри помещений. Предлагаем изучить 3 расчетных методики – разные по сложности и точности результатов.

Способы определения нагрузки

Сначала поясним значение термина. Тепловая нагрузка – это общее количество теплоты, расходуемое системой отопления на обогрев помещений до нормативной температуры в наиболее холодный период. Величина исчисляется единицами энергии – киловаттами, килокалориями (реже – килоджоулями) и обозначается в формулах латинской буквой Q.

Зная нагрузку на отопление частного дома в целом и потребность каждого помещения в частности, нетрудно подобрать котел, обогреватели и батареи водяной системы по мощности. Как можно рассчитать данный параметр:

1. Если высота потолков не достигает 3 м, производится укрупненный расчет по площади отапливаемых комнат.
2. При высоте перекрытий 3 м и более расход тепла считается по объему помещений.
3. Определение теплопотерь через внешние ограждения и затрат на подогрев вентиляционного воздуха согласно СНиП.

Примечание. В последние годы широкую популярность обрели онлайн-калькуляторы, размещаемые на страницах различных интернет-ресурсов. С их помощью определение количества тепловой энергии выполняется быстро и не требует дополнительных инструкций. Минус – достоверность результатов нужно проверять, ведь программы пишут люди, не являющиеся теплотехниками.

Две первые расчетные методики основаны на применении удельной тепловой характеристики по отношению к обогреваемой площади либо объему здания. Алгоритм простой, используется повсеместно, но дает весьма приближенные результаты и не учитывает степень утепления коттеджа.

Считать расход тепловой энергии по СНиП, как делают инженеры–проектировщики, гораздо сложнее. Придется собрать множество справочных данных и потрудиться над вычислениями, зато конечные цифры отразят реальную картину с точностью 95%. Мы постараемся упростить методику и сделать расчет нагрузки на отопление максимально доступным для понимания.

Для примера – проект одноэтажного дома 100 м²

Чтобы доходчиво пояснить все способы определения количества тепловой энергии, предлагаем взять в качестве примера одноэтажный дом общей площадью 100 квадратов (по наружному обмеру), показанный на чертеже. Перечислим технические характеристики здания:

• регион постройки – полоса умеренного климата (Минск, Москва);
• толщина внешних ограждений – 38 см, материал – силикатный кирпич;
• наружное утепление стен – пенопласт толщиной 100 мм, плотность – 25 кг/м³;
• полы – бетонные на грунте, подвал отсутствует;
• перекрытие – ж/б плиты, утепленные со стороны холодного чердака пенопластом 10 см;
• окна – стандартные металлопластиковые на 2 стекла, размер – 1500 х 1570 мм (h);
• входная дверь – металлическая 100 х 200 см, изнутри утеплена экструдированным пенополистиролом 20 мм.

В коттедже устроены межкомнатные перегородки в полкирпича (12 см), котельная располагается в отдельно стоящей постройке. Площади комнат обозначены на чертеже, высоту потолков будем принимать в зависимости от поясняемой расчетной методики – 2.8 либо 3 м.

Считаем расход теплоты по квадратуре

Для приблизительной прикидки отопительной нагрузки обычно используется простейший тепловой расчет: берется площадь здания по наружному обмеру и умножается на 100 Вт. Соответственно, потребление тепла дачным домиком 100 м² составит 10000 Вт или 10 кВт. Результат позволяет подобрать котел с коэффициентом запаса 1.2—1.3, в данном случае мощность агрегата принимается равной 12.5 кВт.

Мы предлагаем выполнить более точные вычисления, учитывающие расположение комнат, количество окон и регион застройки. Итак, при высоте потолков до 3 м рекомендуется использовать следующую формулу:

Расчет ведется для каждого помещения отдельно, затем результаты суммируются и умножаются на региональный коэффициент. Расшифровка обозначений формулы:

• Q – искомая величина нагрузки, Вт;
• Sпом – квадратура комнаты, м²;
• q – показатель удельной тепловой характеристики, отнесенный к площади помещения, Вт/м²;
• k – коэффициент, учитывающий климат в районе проживания.

Для справки. Если частный дом расположен в полосе умеренного климата, коэффициент k принимается равным единице. В южных регионах k = 0.7, в северных применяются значения 1.5—2.

В приближенном подсчете по общей квадратуре показатель q = 100 Вт/м². Подобный подход не учитывает расположение комнат и разное количество световых проемов. Коридор, находящийся внутри коттеджа, потеряет гораздо меньше тепла, чем угловая спальня с окнами той же площади. Мы предлагаем принимать величину удельной тепловой характеристики q следующим образом:

• для помещений с одной наружной стеной и окном (или дверью) q = 100 Вт/м²;
• угловые комнаты с одним световым проемом – 120 Вт/м²;
• то же, с двумя окнами – 130 Вт/м².

Как правильно подбирать значение q, наглядно показано на плане здания. Для нашего примера расчет выглядит так:

Q = (15.75 х 130 + 21 х 120 + 5 х 100 + 7 х 100 + 6 х 100 + 15.75 х 130 + 21 х 120) х 1 = 10935 Вт ≈ 11 кВт.

Как видите, уточненные вычисления дали другой результат – по факту на отопление конкретного домика 100 м² израсходуется на 1 кВт тепловой энергии больше. Цифра учитывает расход теплоты на подогрев наружного воздуха, проникающего в жилище сквозь проемы и стены (инфильтрацию).

Вычисление тепловой нагрузки по объему комнат

Когда расстояние между полами и потолком достигает 3 м и более, предыдущий вариант расчета использовать нельзя – результат выйдет некорректным. В подобных случаях отопительную нагрузку принято считать по удельным укрупненным показателям расхода теплоты на 1 м³ объема помещения.

Формула и алгоритм вычислений остаются прежними, только параметр площади S меняется на объем – V:

Соответственно, принимается другой показатель удельного расхода q, отнесенный к кубатуре каждого помещения:

• комната внутри здания либо с одной внешней стеной и окном – 35 Вт/м³;
• помещение угловое с одним окном – 40 Вт/м³;
• то же, с двумя световыми проемами – 45 Вт/м³.

Примечание. Повышающие и понижающие региональные коэффициенты k применяются в формуле без изменений.

Теперь для примера определим нагрузку на отопление нашего коттеджа, взяв высоту потолков равной 3 м:

Q = (47.25 х 45 + 63 х 40 + 15 х 35 + 21 х 35 + 18 х 35 + 47.25 х 45 + 63 х 40) х 1 = 11182 Вт ≈ 11.2 кВт.

Заметно, что требуемая тепловая мощность системы отопления выросла на 200 Вт по сравнению с предыдущим расчетом. Если же принять высоту комнат 2.7—2.8 м и сосчитать затраты энергии через кубатуру, то цифры получатся примерно одинаковые. То есть, способ вполне применим для укрупненного подсчета теплопотерь в помещениях любой высоты.

Расчетный алгоритм согласно СНиП

Данный способ – наиболее точный из всех существующих. Если вы воспользуетесь нашей инструкцией и правильно выполните расчет, можете быть уверены в результате на 100% и спокойно подбирать отопительное оборудование. Порядок действий выглядит так:

1. Измерьте квадратуру внешних стен, полов и перекрытий отдельно в каждой комнате. Определите площадь окон и входных дверей.
2. Рассчитайте тепловые потери через все наружные ограждения.
3. Узнайте расход тепловой энергии, идущей на подогрев вентиляционного (инфильтрационного) воздуха.
4. Суммируйте результаты и получайте реальный показатель тепловой нагрузки.

Важный момент. В двухэтажном коттедже внутренние перекрытия не учитываются, поскольку не граничат с окружающей средой.

Суть расчета тепловых потерь относительно проста: нужно выяснить, сколько энергии теряет каждый тип строительной конструкции, ведь окна, стенки и полы сделаны из разных материалов. Определяя квадратуру наружных стен, вычитайте площадь остекленных проемов — последние пропускают больший тепловой поток и потому считаются отдельно.

При замере ширины комнат прибавляйте к ней половину толщины внутренней перегородки и захватывайте наружный угол, как показано на схеме. Цель – учесть полную квадратуру внешнего ограждения, теряющего тепло по всей поверхности.

Определяем теплопотери стен и крыши

Формула расчета теплового потока, проходящего через конструкцию одного типа (например, стену), выглядит следующим образом:

Расшифруем обозначения:

• величину теплопотерь через одно ограждение мы обозначили Qi, Вт;
• А – квадратура стенки в пределах одного помещения, м²;
• tв – комфортная температура внутри комнаты, обычно принимается +22 °С;
• tн – минимальная температура уличного воздуха, которая держится в течение 5 самых холодных зимних дней (принимайте реальное значение для вашей местности);
• R – сопротивление толщи наружного ограждения передаче тепла, м²°С/Вт.

В приведенном списке остается один неопределенный параметр – R. Его значение зависит от материала стеновой конструкции и толщины ограждения. Чтобы рассчитать сопротивление теплопередаче, действуйте в таком порядке:

1. Определите толщину несущей части внешней стены и отдельно — слоя утеплителя. Буквенное обозначение в формулах – δ, считается в метрах.
2. Узнайте из справочных таблиц коэффициенты теплопроводности конструктивных материалов λ, единицы измерения — Вт/(мºС).
3. Поочередно подставьте найденные величины в формулу:
4. Определите R для каждого слоя стены по отдельности, результаты сложите, после чего используйте в первой формуле.

Вычисления повторите отдельно для окон, стен и перекрытия в пределах одной комнаты, затем переходите в следующее помещение. Потери теплоты через полы считаются отдельно, о чем рассказано ниже.

Совет. Правильные коэффициенты теплопроводности различных материалов указаны в нормативной документации. Для России это Свод Правил СП 50.13330.2012, для Украины — ДБН В.2.6–31~2006. Внимание! В расчетах используйте значение λ, прописанные в столбце «Б» для условий эксплуатации.

Пример расчета для гостиной нашего одноэтажного дома (высота потолков 3 м):

1. Площадь наружных стен вместе с окнами: (5.04 + 4.04) х 3 = 27.24 м². Квадратура окон – 1.5 х 1.57 х 2 = 4.71 м². Чистая площадь ограждения: 27.24 – 4.71 = 22.53 м².
2. Теплопроводность λ для кладки силикатного кирпича равна 0.87 Вт/(мºС), пенопласта 25 кг/м³ – 0.044 Вт/(мºС). Толщина – соответственно 0.38 и 0.1 м, считаем сопротивление теплопередаче: R = 0.38 / 0.87 + 0.1 / 0.044 = 2.71 м²°С/Вт.
3. Температура наружная – минус 25 °С, внутри гостиной – плюс 22 °С. Разность составит 25 + 22 = 47 °С.
4. Определяем теплопотери сквозь стенки гостиной: Q = 1 / 2.71 х 47 х 22.53 = 391 Вт.

Аналогичным образом считается тепловой поток через окна и перекрытие. Термическое сопротивление светопрозрачных конструкций обычно указывает производитель, характеристики ж/б перекрытия толщиной 22 см находим в нормативной либо справочной литературе:

1. R утепленного перекрытия = 0.22 / 2.04 + 0.1 / 0.044 = 2.38 м²°С/Вт, теплопотери сквозь кровлю – 1 / 2.38 х 47 х 5.04 х 4.04 = 402 Вт.
2. Потери сквозь оконные проемы: Q = 0.32 x 47 x71 = 70.8 Вт.

Итого теплопотери в гостиной (исключая полы) составят 391 + 402 + 70.8 = 863.8 Вт. Аналогичные подсчеты ведутся по остальным комнатам, результаты суммируются.

Обратите внимание: коридор внутри здания не соприкасается с наружной оболочкой и теряет тепло только через крышу и полы. Какие ограждения нужно учитывать в расчетной методике, смотрите на видео.

Деление пола на зоны

Чтобы выяснить количество теплоты, теряемое полами на грунте, здание в плане делится на зоны шириной 2 м, как изображено на схеме. Первая полоса начинается от внешней поверхности строительной конструкции.

Расчетный алгоритм следующий:

1. Расчертите план коттеджа, поделите на полосы шириной 2 м. Максимальное число зон – 4.
2. Вычислите площадь пола, попадающего отдельно в каждую зону, пренебрегая межкомнатными перегородками. Обратите внимание: квадратура по углам считается дважды (заштриховано на чертеже).
3. Пользуясь расчетной формулой (для удобства приводим ее повторно), определите теплопотери на всех участках, полученные цифры суммируйте.
4. Сопротивление теплопередаче R для зоны I принимается равным 2.1 м²°С/Вт, II – 4.3, III – 8.6, остального пола – 14.2 м²°С/Вт.

Примечание. Если речь идет об отапливаемом подвале, первая полоса располагается на подземной части стены, начиная от уровня грунта.

Полы, утепленные минеральной ватой либо пенополистиролом, рассчитываются идентичным образом, только к фиксированным значениям R прибавляется термическое сопротивление слоя утеплителя, определяемое по формуле δ / λ.

Пример вычислений в гостиной загородного дома:

1. Квадратура зоны I равняется (5.04 + 4.04) х 2 = 18.16 м², участка II – 3.04 х 2 = 6.08 м². Остальные зоны в гостиную не попадают.
2. Расход энергии на 1-ю зону составит 1 / 2.1 х 47 х 18.16 = 406.4 Вт, на вторую – 1 / 4.3 х 47 х 6.08 = 66.5 Вт.
3. Величина теплового потока сквозь полы гостиной – 406.4 + 66.5 = 473 Вт.

Теперь нетрудно подбить общие теплопотери в рассматриваемой комнате: 863.8 + 473 = 1336.8 Вт, округленно — 1.34 кВт.

Нагрев вентиляционного воздуха

В подавляющем большинстве частных домов и квартир устроена естественная вентиляция. Уличный воздух проникает внутрь сквозь притворы окон и дверей, а также приточные отверстия. Нагревом поступающей холодной массы занимается система отопления, расходуя дополнительную энергию. Как узнать количество этих потерь:

1. Поскольку расчет инфильтрации слишком сложен, нормативные документы допускают выделение 3 м³ воздуха в час на каждый метр квадратный площади жилища. Общий расход приточного воздуха L считается просто: квадратура помещения умножается на 3.
2. L – это объем, а нужна масса m воздушного потока. Узнайте ее путем умножения на плотность газа, взятую из таблицы.
3. Масса воздуха m подставляется в формулу школьного курса физики, позволяющую определить количество затраченной энергии.

Высчитаем потребное количество теплоты на примере многострадальной гостиной площадью 15.75 м². Объем притока L = 15.75 х 3 = 47.25 м³/ч, масса – 47.25 х 1.422 = 67.2 кг/ч. Принимая теплоемкость воздуха (обозначена буквой C) равной 0.28 Вт / (кг ºС), находим расход энергии: Qвент = 0.28 х 67.2 х 47 = 884 Вт. Как видите, цифра довольно внушительная, вот почему подогрев воздушных масс нужно учитывать обязательно.

Окончательный расчет теплопотерь здания плюс расход теплоты на вентиляцию определяется суммированием всех полученных ранее результатов. В частности, нагрузка на отопление гостиной выльется в цифру 0.88 + 1.34 = 2.22 кВт. Аналогичным образом рассчитываются все помещения коттеджа, в конце энергетические затраты складываются в одну цифру.

Окончательный расчет

Если ваш мозг еще не закипел от обилия формул 😊, то наверняка интересно увидеть результат по всему одноэтажному дому. В предыдущих примерах мы проделали основную работу, осталось лишь пройти по другим помещениям и узнать теплопотери всей наружной оболочки здания. Найденные исходные данные:

• термическое сопротивление стен — 2.71, окон – 0.32, перекрытия – 2.38 м²°С/Вт;
• высота потолков – 3 м;
• R для входной двери, утепленной экструдированным пенополистиролом, равен 0.65 м²°С/Вт;
• температура внутренняя – 22, внешняя – минус 25 °С.

Чтобы упростить вычисления, предлагаем составить таблицу в Exel, потом занесем туда промежуточные и окончательные результаты.

По окончании расчетов и заполнении таблицы получены следующие значения расходов тепловой энергии по помещениям:

• гостиная – 2.22 кВт;
• кухня – 2.536 кВт;
• прихожая – 745 Вт;
• коридор – 586 Вт;
• санузел – 676 Вт;
• спальня – 2.22 кВт;
• детская – 2.536 кВт.

Итоговое значение нагрузки на отопительную систему частного дома площадью 100 м² составило 11.518 Вт, округленно – 11.6 кВт. Примечательно, что результат отличается от приближенных методов расчета буквально на 5%.

Но согласно нормативным документам, окончательную цифру нужно умножить на коэффициент 1.1 неучтенных теплопотерь, возникающих из-за ориентации здания по сторонам света, ветровых нагрузок и так далее. Соответственно, окончательный результат – 12.76 кВт. Подробно и доступно об инженерной методике рассказывается на видео:

Как воспользоваться результатами вычислений

Зная потребность здания в тепловой энергии, домовладелец может:

• четко подобрать мощность теплосилового оборудования для обогрева коттеджа;
• набрать нужное количество секций радиаторов;
• определить необходимую толщину утеплителя и выполнить теплоизоляцию здания;
• выяснить расход теплоносителя на любом участке системы и при необходимости выполнить гидравлический расчет трубопроводов;
• узнать среднесуточное и месячное потребление тепла.

Последний пункт представляет особый интерес. Мы нашли величину тепловой нагрузки за 1 час, но ее можно пересчитать на более продолжительный период и вычислить предполагаемый расход топлива — газа, дров или пеллет.

» Расчеты отопления

Перечисленные элементы конструкции весьма важны. Посему соответствие каждой части конструкции необходимо планировать грамотно. На данной странице сайта мы попбробуем найти и выбрать для коттеджа определенные части конструкции. Монтаж обогревания дома имеет некоторые части. Монтаж отопления насчитывает, батареи, крепежи, увеличивающие давление насосы, трубы, развоздушки, систему соединения, бак для расширения котел, коллекторы терморегуляторы.

Расходы тепла на отопление и вентиляцию допускается определять по укрупненным показателям.

Максимальный часовой расход тепла на отопление определяется по формуле

. (5.2.1)

где поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления t_о от t_о =-30˚С,

при которой определено соответствующее значение q_o ;

V- объем здания по наружному обмеру, м³ ;

q_o — удельная отопительная характеристика здания при tо=-30˚С, Вт/м³ч˚С;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха в отапливаемом здании,˚С;

t_рo – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления,˚С;

Ки.р- расчетный коэффициент, обусловленный тепловым и ветровым напором. т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления, определяется по формуле

(5.2.2)

где g – ускорение свободного падения, м/с 2 ; L – свободная высота здания,м;

o – расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, м/с.

Среднечасовой расход тепла на отопление рассчитывается по формуле:

кВт (5.2.3)

где — среднегодовая температура воздуха за отопительный период.

Годовой расход тепла на отопление определяется по формуле

Q_oгод = 24х x Z_o. кВт/год. (5.2.4)

где Z_о — продолжительность отопительного периода, сут.,

Максимальный часовой расход тепла на вентиляцию определяется по формуле

где q_в — удельная вентиляционная характеристика здания,(Вт/м 3 х час х °С);

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха в отапливаемом здании,˚С;

t_рв – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции,˚С.

Среднечасовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается по формуле:

кВт (5.2.6)

Годовой расход тепла на вентиляцию определяется по формуле

где n — усредненное за отопительный период число часов работы вентиляции в течение суток (при отсутствии данных рекомендуется n = 16 ч).

Для горячего водоснабжения в качестве расчетной принимается среднечасовая нагрузка за неделю

. кВт, (5.2.8)

где с – теплоемкость воды при температуре горячей воды, кДж/кгхºС;

m – число жителей в квартире, районе, и т.д.; q_Н – норма расхода воды на горячее водоснабжение при t_Г =55 °С на одного человека в сутки, принимается в зависимости от степени благоустройства здания, л/с; b – норма расхода горячей воды в общественных зданиях (≈25 л/сут на человека); t_Г — температура горячей воды, t_Г =55°С; t_Х – температура холодной воды, t_Х З =5°С (в зимний период), t_Х Л =15°С (летний период); ρ – плотность воды при температуре 55°С.

В летнее время тепловые нагрузки на горячее водоснабжение определяются

. кВт, (5.2.9)

где β – коэффициент, учитывающий снижения расхода горячей воды летом по сравнению с зимой (для средней полосы России принимается равным 0,8).

Максимальная часовая нагрузка на горячее водоснабжение определяется

. кВт (5.2.10)

где К₂ – коэффициент часовой неравномерности в сутки. Принимается равным в интервале от2 до 2,4.

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение определяется

Q_Г год = 24Q_Г ср Z_o + 24Q_Г ср(л) (360-Z_o ), кВт (5.2.11)

где 24Q_Г ср Z_o – расход тепла на горячее водоснабжение за отопительный пери

5.3. Газоснабжение.

Система отопления не только поставляет в дом тепло, но и требует затрат на сооружение, обслуживание и оплату топлива. Объем предстоящих расходов – основной ориентир, согласно которому собственник дома определяет целесообразность организации отопления по той или иной схеме. Грамотный расчет тепла на отопление позволит выяснить размер предстоящих затрат, на основании чего легче сделать выбор в пользу лучшего варианта.

Содержание

От чего зависят расходы в отопительный сезон? ↑

</h2>

Точный теплотехнический расчет учитывает весь спектр потерь тепла в здании, происходящий через строительные конструкции, стенки трубопровода, через проемы, размер и количество которых продиктованы архитектурой строения, и пр. Это индивидуальные характеристики, приводить которые к общему знаменателю бессмысленно. Однако предварительный расчет для типового загородного строения сделать нужно, так как на базе примерных, но близких к реалиям значений проще будет определиться с выбором приоритетной отопительной системы.

В качестве расчетного эталона возьмем загородный коттедж со стандартной высотой потолков в помещениях, не выше обычных 2,2 метров. Площадь примем за 200 квадратов. Учтем, что в средней полосе не принято строить загородное жилье с огромными окнами, стеклянными стенами и светопроводящей крышей для устроенной в мансарде оранжереи.

Составляющие расчета расходов ↑

Владельцев дома, оборудованного отопительной сетью, ожидают следующие затраты:

• сооружение инженерной системы, включающее приобретение и установку котла, приборов, прокладку магистралей, монтаж контролирующих, регулирующих и запорных устройств;
• оплата обслуживания;
• приобретение топлива, необходимого для полноценного обогрева строения.

Стоимость прокладки трубопровода зависит от длины отопительного контура, цена обслуживания от типа генератора тепловой энергии и сложности коммуникаций. Основной составляющей, как непосредственно системы отопления, так и предстоящих расходов, является котел, перерабатывающий определенный тип топлива.

Расходы на организацию системы отопления зависят от длины и сложности контура

Мощность основного отопительного оборудования – котла ↑

Для коттеджа с принятыми за расчетный эталон характеристиками потребуется генератор тепла, мощностью 20 кВт, так как считается, что в наших широтах на обогрев 10 м² потребуется 1 кВт вырабатываемой котлом в час тепловой энергии.

20 кВт × 24 часа × 30 (усредненное количество дней) = 14400 кВт

Столько будет поставлять тепла в месяц котел, если работать ему придется на полную мощность. Но в преобладающем большинстве случаев генератор тепла работает «в пол силы». Значит, 14400 кВт можно разделить на два, получим 7200 кВт.

Отопительный сезон с легкими отступлениями длиться примерно 7 календарных месяцев ежегодно.

7200 × 7 (количество месяцев) = 50400 кВт/час

Полученная расчетная величина поможет выяснить размер эксплуатационных расходов, необходимых для работы котла, благодаря чему можно определить наиболее экономную схему отопления.

Расчет эксплуатационных расходов отопительного контура ↑

Эксплуатационные затраты – основная составляющая расходов. С необходимостью ее покрытия владельцы домов сталкиваются ежегодно, а на сооружение коммуникаций тратятся один раз. Нередко бывает, что стремясь удешевить организацию отопления, хозяин затем в разы платит больше, чем его предусмотрительные соседи, сделавшие расчет расхода тепла на отопление перед проектированием отопительной системы и перед приобретением котла.

Затраты при эксплуатации электрического котла ↑

Электрические нагревательные установки предпочитают из-за простоты монтажа, из-за отсутствия требований для устройства дымоходов, простоты обслуживания, наличия встроенных систем безопасности и контроля.

Электрический котел — бесшумное, удобное оборудование

З,11 руб. × 50400 = 156744 (рублей в год потребуется выплатить поставщикам электричества)

Организация отопительной сети с электрическим котлом обойдется дешевле всех схем, однако электричество – самый дорогой энергетический ресурс. К тому же не во всех населенных пунктах есть вероятность его подключения. Конечно, можно купить генератор, если в ближайшее десятилетие не планируется подключение к централизованным источникам электроэнергии, но стоимость сооружения отопительного контура будет значительно увеличена. И в расчет нужно будет включить топливо для генератора.

Можно заказать подключение участка к централизованным электросетям, Заплатить за это вместе с проектом нужно будет 300 – 350 тысяч. Стоит задуматься о том, что же дешевле.

Жидкотопливный котел, расходы ↑

Цену литра солярки примем приблизительно за 30 рублей. Величина эта переменная, зависит она от поставщика и от объема приобретаемого жидкого топлива. У разных модификаций жидкотоплывных котлов неравнозначное КПД. Усредняя приводимые производителями показатели, решим, что 0,17 литров солярки нужно будет для выработки 1кВт в час.

30 × 0,17 = 5,10 (рублей будет потрачено в час)

5,10 × 50400 = 257040  (рублей будет ежегодно тратиться на отопление)

Котел, перерабатывающий жидкое топливо

Вот мы выявили самую затратную схему отопления, требующую к тому же четкого соблюдения нормативных правил установки: обязательного устройства дымохода и вентиляции. Однако если у котла, перерабатывающего жидкое топливо нет альтернативы, то придется смириться с расходами.

Ежегодная оплата дров ↑

На стоимость твердого топлива влияет сорт древесины, плотность укладки кубометра, расценки лесозаготовительных предприятий и доставки. Плотно уложенный кубометр твердого органического топлива весит около 650 кг, стоит приблизительно 1500 рублей.

За один кг платят примерно 2,31 руб. Для того чтобы получить 1кВт нужно сжечь 0,4 кило дров или потратить 0,92 рубля.

0,92 × 50400 = 46368 рублей в год

Котел для переработки твердого топлива может скушать больше денег, чем альтернативные варианты

Для переработки твердого топлива устройство дымохода обязательно, и очищать от сажи оборудование нужно регулярно.

Расчет расходов на отопление с газовым котлом ↑

Для потребителей магистрального газа достаточно перемножить две цифры.

0,30 × 50400 = 15120 (рублей нужно заплатить за использование магистрального газа в отопительный сезон)

Газовые котлы в системе отопления

Вывод: эксплуатация газового котла будет самой дешевой. Однако у этой схемы есть несколько нюансов:

• обязательное выделение для котла отдельного помещения с определенными нормативами габаритами, что сделать нужно еще на стадии проектирования коттеджа;
• подведение всех сопутствующих работе отопительной системы коммуникаций;
• обеспечение вентиляции топочного помещения;
• сооружение дымоходов;
• строгое соблюдение технологических правил установки.

Если в районе нет вероятности подключения к централизованной системе газоснабжения, владелец дома может использовать сжиженный газ из специальных резервуаров – газгольдеров.

В заключении — таблица с актуальными данными ↑

Сравнение результатов нехитрых подсчетов формирует вывод: самой дешевой будет эксплуатация отопления с газовым котлом, если его установка и использование были учтены проектировщиками дома. Топочное помещение можно устроить и в старом здании, при соблюдении нормативов и при выполнении грамотных расчетов газовый котел не станет угрозой.

Содержание работы

1Расход тепла на отопление.

1.1 Максимальный расход

Максимальный расход тепла на отопление определим по формуле:

где a-поправочный коэффициент, учитывающий отклонение расчетной наружной   температуры от средней расчетной (-30 ° С), a = 0,9 [1];

V-объем здания по наружному обмеру, м 3 ;

q_от -тепловая отопительная характеристика здания, Вт/м 3 к;

-расчетная внутренняя температура здания, ° С;

-расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для  Кемерово  =-50 ° С [1].

Для АБК получим

Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на отопление проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Рабочая таблица расчета тепла на отопление и вентиляцию при t_нар = -50°С

Смотрите также: 28 января 2020 года

</ul></ul>

Расход теплоты на отопление и вентиляцию промышленных предприятий

Расчет расхода теплоты на отопление. Показатель зависит от времени суток, назначения помещения и типа здания, температуры наружного воздуха, продолжительности отопительного периода, наличия в помещении нагретых поверхностей и пр.

Расход теплоты в рабочее время (МДж/ч) рассчитывают по удельным тепловым характеристикам:

В зависимости от времени суток расход теплоты на отопление (МДж/ч) промышленных предприятий определяют по формуле

Температура воздуха в помещении в рабочее время должна соответствовать рекомендациям по эксплуатации вентиляционных установок.

Часовой расход теплоты в нерабочее время определяют по формуле, используемой при расчете расхода теплоты в рабочее время, с учетом снижения температуры воздуха в помещении в нерабочее время до 5 °С.

Удельная тепловая характеристика зависит от назначения помещения и типа здания. Например, для производственных помещений, расположенных в одноэтажном корпусе, q составляет 0,75—2,1 МДж/(м³ • ч • К); для производственных помещений, расположенных в многоэтажном здании, — 0,20 — 1,05 кДжДм³ • ч • К); для бытовых и вспомогательных помещений — 1,4 —2,5 кДжДм³-ч-К); для складов — 2,50 — 3,35 кДжДм³-ч • К); для административных зданий — 1,7 — 2,6 кДжДм³• ч • К).

Поправочный коэффициент а зависит от температуры наружного воздуха. Так, для общественных зданий при t_H = -10° С а = = 1,45; при t_H = -20 °С а = 1,17 и т.д.

в нерабочее время

В зависимости от наличия в помещении нагретых поверхностей поступление теплоты (МДж) рассчитывают по следующим формулам:

от нагретых поверхностей оборудования

от нагретого материала

от электропривода

В зависимости от отопительного периода расход теплоты (МДж) рассчитывают по следующим формулам: в рабочее время

Система отопления промышленных предприятий должна обеспечивать тепловой баланс между количеством теплоты, покупаемой от нагретых поверхностей технологического оборудования, нагретого материала, людей и т.д., и количеством тепловых потерь через наружные ограждения зданий.

от работающих людей

Тепловые потери через строительные ограждения помещений складываются из тепловых потерь через стены здания, покрытие, дверные и оконные проемы.

Перенос теплоты Q через стены здания и оконные проемы протекает в три стадии: от воздуха в помещении к внутренней поверхности стен зданий Q_h через стены здания Q₂ и от наружной поверхности стен в окружающую среду Q₃.

Количество теплоты, теряемой через стены здания, рассчитывают по формуле

Приближенно тепловые потери (кДж/ч) помещений определяют по формуле

Если производственный корпус имеет много окон, то целесообразно учитывать дополнительный расход теплоты на отопление исходя из тепловых потерь оконных проемов в отопительный период.

Расчет проводят по формуле

В случае если стена не аккумулирует теплоту, можно считать, что

где К — коэффициент теплопередачи, зависящий от типа остекления; F_K — площадь окон, м²; п — число дней отопительного периода; т — время работы, ч; /_{вн р} — температура внутри здания в рабочее время, °С; *н.ср ^— средняя температура отопительного периода, °С.

В зависимости от типа остекления зданий коэффициент теплопередачи может иметь следующие значения, кДж/(м²— К): однослойное остекление — 4,5; двухслойное остекление с деревянными спаренными оконными переплетами — 2,9; двухслойное остекление с металлическими спаренными переплетами — 3,25; двухслойное остекление с деревянными раздельными переплетами — 2,67; двухслойное остекление с металлическими раздельными переплетами — 3,02.

Суммарный годовой расход теплоты на отопление (МДж) составляет

Часть теплоты в производственные помещения поступает от солнечной радиации через стеклянные поверхности зданий.

В табл. 20, 21 приведены данные по теплопоступлениям от солнечной радиации и от работающих людей.

Смотрите также

Самостоятельное оборудование дома системой отопления — очень ответственное занятие. Выбирать все комплектующие, включая котёл, без предварительно подготовленных расчётов будет неразумно. В первую очередь необходимо сделать расчёт тепловой энергии на отопление здания. Калькулятор может помочь в этом вопросе. Именно площадь помещения является первым, что нужно узнать перед покупкой оборудования.

1 Простые приёмы расчёта</span></h2>

Чтобы отопление в доме было эффективным и качественным, а также были созданы комфортные условия проживания, система должна выполнять две важные функции. Они очень похожи между собой и мало чем отличаются:

1. 1. Оптимальная температура воздуха во всём помещении на постоянной основе. Под потолком воздух будет теплее, но разница должна быть незначительная. Согласно общепринятым правилам, оптимальной температурой в помещении считается около +20 градусов Цельсия. Система отопления должна иметь возможность прогреть определённый объём воздуха до необходимой температуры в помещении. Если говорить о юридической стороне вопроса, то все требуемые параметры прописаны в государственных стандартах, а в частности в ГОСТ 30494–96 .
2. 2. Компенсирование теплопотерь через элементы здания. К сожалению, тепловые потери являются серьёзным соперником системы отопления. Хотя их и можно минимизировать с помощью хорошей теплоизоляции, но полностью устранить не получится.

Во втором варианте тепло может уходить из дома по разным причинам и направлениям. К ним можно отнести фундамент, полы, изначально плохо заизолированные стыки строительных конструкций, выход газовых и канализационных труб, окна и стены, вентиляция и дымоход.

Разумеется, чтобы система отопления справлялась со своей основной задачей, она должна иметь запас мощности с учётом теплопотерь. Кроме этого, мощность нужно выбирать с учётом площади помещения и его расположения в здании, а также в соответствии с другими требованиями.

‘ >Устройство отопления в многоквартирном доме. Часть 2

Как правило, рассчитывать эти данные необходимо, начиная с каждой отдельной комнаты, после чего складывать все данные и добавлять 10% запаса для того, чтобы устройство не работало на своих пределах. При этом количество радиаторов в комнате после этого определить несложно, поскольку расчёты имеются по каждой из них.

В непрофессиональных кругах существует обобщённый метод расчёта, где на 1 кв. м помещения нужно 100 Вт тепловой энергии.

Самый примитивный способ подсчёта — использование формулы:

Q = Sх 100, где:

• Q — необходимое количество тепла для здания;
• S — площадь помещения;
• 100 — количество мощность в Вт на 1 кв. м.

Этот способ очень простой, но он не является совершенным. Стоит отметить, что такая формула применима только для комнат, где высота потолков от 2,5 до 3 м. То есть при более высокой комнате нужно формулу рассчитывать в зависимости от объёма помещения, а не от её квадратуры.

Разумеется, что рассчитывать теперь нужно, отталкиваясь от мощности на один кубический метр, а не квадратный. Таким образом, для кирпичного дома будет достаточно 34 кВт на один кубический метр, а для панельного 41 кВт.

Результат можно получить более точный, так как здесь учитываются не только размеры площади помещения, но и в определённой степени тип стен.

‘ >расчет нагрузки на отопление

С другой стороны, максимальная точность определяется совсем по-другому. Связано это с упущением многих нюансов, которые влияют на теплопотери.

РекомендуемСпособы расчета тепловой нагрузки на отопление

2 Особенности помещения</span></h2>

Вышеуказанные методы применимы только для приблизительного подсчёта. В связи с этим полностью им доверять не стоит. Даже человек, который ничего не понимает в подобных расчётах, может засомневаться в их правдоподобности. К примеру, не могут же быть одинаковые цифры для северных и южных регионов. Также стоит учитывать и количество окон, стен в комнате, которые выходят на улицу. Для комнаты, где одна стена контактирует с воздухом и имеется только одно окно, теплопотери будут выше, чем в угловом помещении с двумя окнами.

Кроме этого, важны и площадь самих окон, материал, из которых они изготовлены, и ещё другие нюансы, влияющие на теплопотери. Одним словом, учитывать при расчёте отопления помещения необходимо множество факторов. Сделать это не так сложно даже начинающему мастеру. Благодаря такому подходу теплопотери будут минимальными.

РекомендуемОтопление частного дома: особенности расчета

3 Математический подход</span></h2>

За основу в этом методе также можно взять соотношение 100 кВт на 1 кв. м помещения. Но сама формула будет усовершенствованной и к ней прибавится много новых дополнительных факторов и коэффициентов.

Выглядит она следующим образом:

Q = (S x 100) x А x Б x В x Г x Д x Е x Ё x Ж x З x И x Й x К.

РекомендуемПроект вентиляции здания

3.1 Расшифровка значений</span></h3>

Кириллические буквы взяты по алфавиту и не имеют никакого отношения к математическим формулам или законам физики. Главное, правильно сделать тепловой расчёт помещения.

Можно более детально разъяснить каждую составляющую формулы:

1. 1. А — количество стен в комнате, которые контактируют с воздухом (внешние стены здания). Разумеется, что наличие внешних стен влечёт за собой тепловые потери. Кроме этого, имеются ещё и угловые комнаты, которые более уязвимы, поскольку имеют «мостики холода». Сквозь углы в помещение попадает больше холода, чем через стены. Подставлять коэффициент по этому фактору необходимо следующим образом: внешних стен нет — умножаем на 0,8, при одной — на 1, при двух — на 1,2, а при трёх — на 1,4.
2. 2. Б — расположение внешних стен относительно сторон света. Даже в условиях сильных северных холодов солнечные лучи имеют значение. Логично, что стены, которые «смотрят на юг», имеют более сильное солнечное влияние, чем стены, смотрящие на север. На последние этот фактор практически не влияет, так же как и на восточную сторону. Таким образом, коэффициент «Б» можно учитывать только тогда, когда стены развёрнуты на север или восток, умножая на 1,1. Если сторона западная или южная, то учитывать влияние солнца не нужно, то есть умножение происходит только на 1.
3. 3. В — влияние зимних ветров на теплопотери. Хотя иногда этот фактор и не имеет значения, так как дом расположен на участке с защитой от ветров, но если это не так, то нужно вносить поправку на холодную «розу ветров». Разумеется, что стена, в которую дует «в лоб» ветер, будет иметь намного больше теплопотерь, чем противоположна ей. В любом регионе существует уже составленная согласно многолетним наблюдениям так называемая роза ветров — график, который показывает направления ветра в зимнее и летнее время. Если есть необходимость в такой поправке, то нужно умножить значение на такой коэффициент: наветренная сторона — на 1,2, подветренная — на 1, а параллельная — на 1,1.
4. 4. Г — учитывание расположения дома в определённых климатических условиях. Большое значение для количества теплопотерь имеет местонахождение здания в определённых климатических условиях. Разумеется, что в зимний период показатели термометра опускаются в минус. Но для каждого региона эти показатели разные. Как правило, эти данные можно уточнить в метеослужбе, но можно сделать расчёты и самостоятельно. При этом необходимо умножать на коэффициент от 0,7 до 1,5 при средней температуре от -10 до -35 градусов.
5. 5. Д — степень утепления внутренних стен. Одним из значений теплопотерь, которое нужно учитывать при расчёте, является степень изолирования конструкций. В большей мере это относится к стенам здания. То есть их уровень термоизоляции напрямую влияет на теплопотери. Таким образом, если стены без утепления, следует умножать на 1,27, среднее качество — 1, а хорошая термоизоляция — на 0,85.
6. 6. Е — поправка на высоту потолков. Во многих зданиях потолки не имеют стандартно принятой нормы высоты в 3 метра. В связи с этим и теплопотери могут быть разные исходя из такого параметра. Его стоит также учитывать. Если высота более трех метров, требуется умножать на 1,1, от 3,6 до 4 — на 1,15, более 4 — на 1,2.
7. 7. Ё — тип пола. Это значение нужно учитывать так же, как и помещение, которое находится под ним. Пол считается одним из основных источников потерь тепла. Поэтому нужно внести некоторые коррективы. Пол без утепления и расположенный под подвальным помещением — следует умножать на 1,4, пол находится над землёй, но имеется утепление — на 1,2, под отапливаемым помещением — на 1.
8. 8. Ж — тип верхнего помещения и потолка. Как известно, тёплый воздух всегда будет подниматься в верхнюю часть помещения, и если потолок имеет свои особенности и увеличенные теплопотери, то это тоже нужно учитывать. Если сверху расположен чердак с утеплением, то умножать нужно на 0,9, а если отапливаемое помещение, то на 0,8.
9. 9. З — особенности окон. Следует учитывать и коэффициент инфильтрации здания в расчёте тепловой нагрузки. Окна являются одним из ключевых факторов при большой потере тепла. Разумеется, что в основном это зависит от качества производства самой оконной конструкции. Ранее устанавливались только деревянные конструкции, которые по степени потерь тепла значительно уступают современным стеклопакетам с несколькими камерами. Хотя и стеклопакеты бывают разные. К примеру, двухкамерные конструкции будут намного теплее однокамерных. Для учёта этого фактора следует подставлять такие значения: Деревянные окна с двойным остеклением — 1,27, однокамерные стеклопакеты — 1, двухкамерные — 0,9.
10. 10. И — общая площадь остекления. Хотя можно установить самые новые окна с 3 камерами и аргоновым покрытием, но полностью избежать потерь тепла не удастся. Для того чтобы определить это значение, необходимо сначала найти общую площадь окон с помощью формулы х = Sок / Sп. После этого, в зависимости от полученного значения, умножать его от 0,8 до 1,2.
11. 11. Й — наличие входной двери. Входная дверь или балкон также имеют большое значение для расчёта тепловой нагрузки на отопление здания. При каждом открытии в комнату поступает определённое количество холодного воздуха. Это нужно учитывать при расчётах теплопотерь. Если имеется одна дверь на улицу или на балкон, то умножать нужно на 1,3, а если две, то на 1,7.

‘ >Расчет потерь в тепловых сетях

3.2 Количество секций радиатора</span></h3>

После того как все данные учтены и выведено значение объёма теплопотерь, для каждой комнаты нужно правильно подсчитать количество секций радиатора для создания комфортной температуры. Для этих целей применяются разные методики. Как оказалось, посчитать расход теплоэнергии, которая уходит из помещения через разные пути, несложно.

Оптимальный вариант — это использование коэффициента площади помещения. Квадратура указана в технической документации к зданию, а требования — к количеству необходимой энергии в нормах СНиП.

‘ >Расчет потребления тепловой энергии в квартирах и домах

Согласно таким требованиям, нужно ориентироваться на следующие показатели:

• средняя полоса России — на 1 квадрат нужно от 60 до 100 Вт;
• если области северные, то этот показатель увеличивается до 150−200 Вт.

Опираясь на эти показатели, можно рассчитать необходимое потребление энергии для каждой комнаты и количество рёбер радиатора для каждой комнаты. Сколько кВт энергии имеет одно такое ребро, указано в технической документации к батарее.

Таким образом, на отопление здания расчёт тепловой нагрузки с калькулятором сделать несложно. Его можно осуществить с помощью общих методов с использованием укрупнённых значений, а также точных математических способов. Главное, правильно подойти к задаче. Только так можно получить действительно хороший результат.

‘ >Экономия тепловой энергии с помощью приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором // FORUMHOUSEФото Используемые источники:

• https://otivent.com/raschet-teplovoj-nagruzki-na-otoplenie
• https://sistema-otopleniya.ru/raschety-otoplenija/raschet-tepla-na-otoplenie.html
• http://teploobmennye-apparaty.ru/raschet-potrebnostei-teploty/raskhod-teploty-otoplenie-ventilyatsiyu-promyshlennykh-predpriyatii/
• https://oventilyacii.ru/otoplenie/raschet-teplovoj-energii.html