Расчет отопления здания: онлайн калькулятор, как рассчитать, инструкция

Расчет системы отопления

Владельцу отопительной сети бывает трудно найти вразумительный ответ, как сделать расчет домашнего отопления. Это происходит одновременно из-за большой сложности самого расчета, как такового, и вследствие предельной простоты получения искомых результатов, о чем обычно специалисты не любят распространяться, считая, что и так все понятно.

По большому счету сам процесс расчета нас интересовать не должен. Нам важно как-то получить правильный ответ на имеющиеся вопросы о мощностях, диаметрах, количествах… Какое оборудование применить? Ошибки здесь быть не должно, иначе произойдет двойная или тройная переплата. Как же правильно рассчитать систему отопления частного дома?

Почему большая сложность

Расчет системы отопления с допустимыми погрешностями под силу разве что лицензированной организации. Ряд параметров в бытовых условиях просто не определимы.

• Сколько энергии теряется из-за обдува ветром? — а когда подрастет дерево рядом?
• Сколько солнце загоняет энергии в окна? — а сколько будет, если окна не помыть полгода?
• Сколько тепла уходит с вентиляцией? — а после образования щели под дверью из-за отсутствия замены уплотнителя?
• Какая реальная влажность пенопласта на чердаке? — а зачем она нужна, после того как его подъедят мыши….

Во всех вопросах показана существующая динамика изменения теплопотерь с течением времени у любого дома. Зачем же тогда точность на сегодня? Но даже на текущий момент, нельзя в бытовых условиях высчитать точно параметры системы отопления исходя из теплопотерь.
Гидравлический расчет тоже сложный.

Как определить теплопотери

Известна некая формула, согласно которой теплопотери напрямую зависят от отапливаемой площади. При высоте потолка до 2,6 метра в самый холодный месяц в «нормальном» доме теряем 1 кВт с 10 м кв. Мощность отопления должна это перекрыть.

Реальные теплопотери частных домов чаще находятся в пределах от 0,5 кВт/10 м кв. до 2,0 кВт/10 м кв. Этот показатель характеризует энергосберегающие качества дома в первую очередь. И меньше зависит от климата, хоть его влияние остается значительным.

Какие удельные теплопотери будут у дома, кВт/10 м кв.?

• 0,5 – энергосберегающий дом
• 0,8 – утепленный
• 1,0 – утепленный «более-менее»
• 1,3 – слабая теплоизоляция
• 1,5 – без утепления
• 2,0 – холодные тонкие материалы, имеются сквозняки.

Общие теплопотери для дома можно узнать умножив приведенное значение на отапливаемую площадь, м. Но это все нас интересует для определения мощности теплогенератора.

Расчет мощности котла

Недопустимо принимать мощность котла исходя из теплопотерь больше чем 100 Вт/м кв. Это значит отапливать (засорять) природу. Теплосберегающий дом (50 вт/м кв.) делается, как правило, по проекту, в котором расчет системы отопопления произведен. Для других домов принимается 1кВт/10 м кв., и не больше.

Если дом не соответствует названию «утепленный», особенно для умеренного и холодного климата, значит он должен быть приведен в такое состояние, после чего уже подбирается отопление по тому же расчету – 100 Вт на метр квадратный.

Расчет мощности котла выполняется по следующей формуле – теплопетери умножить на 1,2,
где 1,2 – резерв мощности, обычно используемый для нагрева бытовой воды.
Для дома 100 м кв. – 12 кВт или чуть больше.

Расчеты показывают, что для не автоматизированного котла резерв может быть и 2,0, тогда топить нужно аккуратно (без закипания), но можно быстрее разогревать дом при наличии и мощного циркуляционного насоса. А если в схеме имеется теплоаккумулятор то и 3,0 – допустимые реалии по теплогенерации. Но не окажутся ли они неподъемными по цене? Об окупаемости оборудования речь уже не идет, только об удобстве пользования…

Послушаем эксперта, он расскажет, как лучше подобрать котел на твердом топливе для дома, и какую мощность принять…

При выборе твердотопливного котла

• Стоит рассматривать только твердотопливные котлы классической конструкции, как надежные, простые и дешевые и лишенные недостатков бочкообразных устройств под названием «длительного горения» …В обычном твердотопливном котле верхняя загрузочная камера всегда даст немного дыма в помещение. Более предпочтительны котлы с фронтальной камерой загрузки, особенно, если они установлены в жилом доме.
• Чугунные котлы требуют защиту от холодной обратки, боятся залпового вброса холодной воды, например, при включении электричества. Качественную схему нужно предусмотреть заранее.
• Защита от холодной обратки также желательна для любого вида котла, чтобы не образовывался агрессивный конденсат на теплообменнике, при его температуре ниже 60 град.
• Твердотопливный котел желательно брать повышенной мощности, например, двухратной мощности от требуемой. Тогда не нужно будет постоянно стоять у маломощного котла и подбрасывать дрова, чтобы он развил нужную мощность. Процесс при не интенсивном горении будет на порядок комфортнее…
• Желательно приобретать котел с подачей вторичного воздуха, для дожига СО при неинтенсивном горении. Повышаем КПД и комфортность топки.

Распределение мощности по дому

Генерируемая котлом мощность должна равномерно разойтись по всему дому, не оставить холодных зон. Равномерный прогрев здания будет обеспечен, если мощность установленных радиаторов в каждой комнате будет компенсировать ее теплопотери.

Суммарная мощность всех радиаторов должна быть немного большей чем у котла. В дальнейшем мы будем исходить из следующих расчетов.

Во внутренних комнатах радиаторы не устанавливаются, возможен лишь теплый пол.

Чем длиннее наружные стены комнаты и чем больше в них площадь остекления, тем больше она теряет тепловой энергии. В комнате с одним окном к обычной формуле расчета теплопотерь по площади применяется поправочный коэффициент (приблизительно) 1,2.
С двумя окнами – 1,4, угловая с двумя окнами – 1,6, угловая с двумя окнами и длинными наружными стенами – 1,7, например.

Вычисление мощности и выбор параметров устанавливаемых радиаторов

Производители радиаторов указывают паспортную тепловую мощность своих изделий. Но мелко-неизвестные при этом завышают данные как хотят (чем мощнее – лучше купят), а крупные указывают значения для температуры теплоносителя 90 град и др., которые редко бывают в реальной отопительной сети.

Поэтому принято считать, что в среднем секция радиаторов (500 мм между патрубками вне зависимости от дизайна, материала) будет реально, без перегрева котла, отдавать тепловую мощность около 150 Вт.

Тогда обычный 10 секционный радиатор из магазина – принимается как 1,5 кВт. Угловая комната с двумя окнами площадью 20 м кв. должна терять энергии 3 кВт (2кВт умножить на коэффициент 1,5). Следовательно, под каждым окном в данной комнате нужно разместить
минимум по 10 секций радиатора – по 1,5 кВт.

Для полноценной системы отопления желательно не учитывать мощность теплого пола – радиаторы должны справиться сами. Но чаще удешевляют радиаторную сеть в 2 – 4 раза, — только лишь для доп. подогрева и создания тепловых завес. Как совмещать радиаторы с теплым полом

В чем особенность гидравлического расчета

Если котел уже подобран исходя из площади, то почему бы не подобрать подобным методом насос и трубы, тем более, что шаг градации их параметров намного больше, чем мощности у котлов. Грубый подбор в магазине ближайшего большего параметра не требует точнейших расчетов, если сеть типична и компактна и применяются стандартизированное оборудование – циркуляционные насосы, радиаторы и трубы для отопления.

Так для дома площадью 100 м кв. предстоит выбрать насос 25/40, и трубы 16 мм (внутренний диаметр) для группы радиаторов до 5 шт. и 12 мм для подключения 1 — 2 шт. радиаторов. Как бы мы не старались усовершенствовать свой гидравлический расчет, ничего другого выбрать не придется…
Для дома площадью 200 м кв. – соответственно насос 25/60 и трубы от котла 20 мм (внутренний д.) и далее по разветвлениям как указано выше….

Для совершенно не типичных большой протяженности сетей (котельная находится на большом расстоянии от дома) действительно лучше рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, исходя из обеспечения доставки необходимого количества теплоносителем по мощности и подобрать особенный насос и трубы согласно расчета…

Подбор параметров насоса для отопления дома

Конкретнее о выборе насоса для котла в доме на основе тепловых гидравлических расчетов. Для обычных 3-х скоростных циркуляционных насосов, выбираются следующие их типоразмеры:

• для площади до 120 м кв. – 25-40,
• от 120 до 160 – 25-50,
• от 160 до 240 – 25-60,
• до 300 – 25-80.

Но для насосов под электронным управлением Grundfos рекомендует чуть увеличивать типоразмер, так как эти изделия умеют вращаться слишком медленно поэтому не будут излишними на малых площадях. Для линейки Grundfos Alpha рекомендованы производителем следующие параметры выбора насоса.

Вычисление параметров труб

Существуют таблицы по подбору диаметра труб, в зависимости от подключенной тепловой мощности. В таблице приведены количество тепловой энергии в ваттах, (под ним количество теплоносителя кг/мин), при условии:
— на подаче +80 град, на обратке +60 град, воздух +20 град.

Понятно, что через металлопластиковую трубу диаметром 12 мм (наружный 16 мм) при рекомендуемой скорости в 0,5 м/сек пройдет примерно 4,5 кВт. Т.е. мы можем подключить этим диаметром до 3 радиаторов, во всяком случае отводы на один радиатор будем делать только этим диаметром.

Далее трубой 16 мм (20 мм наружный), при той же скорости можем подключить радиаторы до 7,2 кВт – до 5 радиаторов без проблем…

20 мм (25 мм наружный) – почти 13 кВт – магистраль от котла для небольшого дома – или этаж до 150 м кв.

Следующий диаметр 26 мм (32 металлопластик наружный) – более 20 кВт применяется уже редко в главных магистралях. Устанавливают меньший диаметр, так как это участки трубопровода обычно короткие, скорость можно увеличивать, вплоть до возникновения шума в котельной, игнорируя небольшое повышение общего гидравлического сопротивления системы, как не значительное…

Выбор полипропиленовых труб

Полипропиленовые трубы для отопления более толстостенные. И стандартизация по ним идет по наружному диаметру. Минимальный наружный диаметр 20 мм. При этом внутренний у трубы PN25 (армированная стекловолокном, для отопления, макс. +90 град) будет приблизительно 13,2 мм.

В основном применяются диаметры наружные 20 и 25 мм, что грубо приравнивается по передаваемой мощности к металлопластику 16 и 20 мм (наружный) соответственно.

Полипропилен 32 м и 40 мм применяются реже на магистралях больших домов или в особых каких-то проектах (самотечное отопление, например).

• Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб РN25 — 20, 25, 32, 40 мм.
• Соответствующий внутренний диаметр — 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм

Таким образом на основании теплотехнического и гидравлического расчетов мы выбрали диаметры трубопроводов, в данном случае из полипропилена. Ранее мы рассчитали мощность котла для конкретного дома, мощность каждого радиатора в каждой комнате, и подобрали необходимые характеристики насоса твердотопливного котла для всего этого хозяйства, — т.е. создали полный расчет системы отопления дома.

Теплотехнический расчет конструкции здания

Основой для определения тепловой нагрузки систем отопления является процедура проведения теплотехнического расчета конструкций здания с учетом всех конструктивных особенностей используемых строительных материалов и их теплоизоляционных свойств. В расчетах также учитывается ориентация здания по сторонам света, наличие естественной или механической систем вентиляции и многие другие факторы теплового баланса помещений.

Методы расчета тепловой нагрузки системы отопления

1. Расчет потерь тепла по площади помещений.
2. Определение величины теплопотерь исходя из наружного объема здания.
3. Точный теплотехнический расчет всех конструкций жилого дома с учетом теплофизических коэффициентов материалов.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

Q=S*100 Вт (150 Вт),

Q — требуемое количество тепла, необходимое для обогрева всего помещения, Вт

S — отапливаемая площадь помещения, м?

Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м?.

При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:

• В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
• При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
• Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Расчет тепловой мощности исходя из объема помещения

Этот метод определения тепловой нагрузки на системы отопления наименее универсален, чем первый, так как предназначен для расчетов помещений с высокими потолками, но при этом не учитывает, что воздух под потолком всегда теплее, чем в нижней части комнаты и, следовательно, количество потерь тепла будет различаться зонально.

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия:

Q=V*41 Вт (34 Вт),

где V – наружный объем помещения в м?,

А 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания стандартной постройки (в панельном доме). Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то удельный показатель теплопотерь принято включать в расчеты со значением 34 Ватт.

При использовании первого или второго метода расчета теплопотерь здания укрупненным методом можно пользоваться поправочными коэффициентами, которые в некоторой степени отражают реальность и зависимость потерь тепла зданием в зависимости от различных факторов.

1. Тип остекления:

• тройной пакет 0,85,
• двойной 1,0,
• двойной переплет 1,27.

1. Наличие окон и входных дверей увеличивает величину потерь тепла дома на 100 и 200 Ватт соответственно.
2. Теплоизоляционные характеристики наружных стен и их воздухопроницаемость:

• современные теплоизоляционные материалы 0,85
• стандарт (два кирпича и утеплитель) 1,0,
• низкие теплоизоляционные свойства или незначительная толщина стен 1,27-1,35.

1. Процентное отношение площади окон к площади помещения: 10%-0,8, 20%—0,9, 30%—1,0, 40%—1,1, 50%—1,2.
2. Расчет для индивидуального жилого дома должен производиться с поправочным коэффициентом порядка 1,5 в зависимости от типа и характеристик используемых конструкций пола и кровли.
3. Расчетная температура наружного воздуха в зимний период (для каждого региона своя, определяется нормативами): -10 градусов 0,7, -15 градусов 0,9, -20 градусов 1,10, -25 градусов 1,30, -35 градусов 1,5.
4. Тепловые потери так же растут в зависимости от увеличения количества наружных стен по следующей зависимости: одна стена – плюс 10% от тепловой мощности.

Но, тем не менее, определить какой метод даст точный и действительно верный результат тепловой мощности отопительного оборудования можно лишь после выполнения точного и полного теплотехнического расчета здания.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Исходные данные:

• Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
• Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

• Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

Таким образом, при работе системы вентиляции или при проветривании соблюдается главное правило создания благоприятной среды воздуха в жилых зданиях: направление движения свежего воздуха должно быть организовано из помещений с постоянным пребыванием людей в направлении помещений с максимальным уровнем загрязнения.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

• Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
• Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)

где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;

с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м3

L – расход приточного воздуха, м3/час

t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

 

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),

где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м?

tнар – температура наружного воздуха, град,

tпом – расчетная температура помещения, град,

L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

• От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
• Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Пример: Так как здание, рассматриваемое в примере, построено по каркасному типу с установкой окон в деревянных переплетах, то при создании вытяжной вентиляции на кухне и в санузлах объем инфильтрации будет достаточно высок. Дома такого типа, как правило, являются наиболее «дышащими».

Инфильтрационная составляющая определяется согласно выше приведенным методикам. Расчет производится для всего жилого дома при условии, что на кухне установлена электроплита, на первом этаже находится санузел и ванная.

То есть объем вытяжного воздуха по первой методике составляет Lвыт=60+25+25=110 м?/ч,

а по второй методике санитарная норма приточного воздуха Lприт=3м?/ч*62м?(жилая площадь)=186 м3/час.

К расчету принимаем максимальное количество воздуха.

Qинф=0,28*186*1,2*1,005*(22+28)=3 140 Вт, что составляет 44Вт/м?.

как правильно систему отопления частного дома, фото и видео

Содержание:

1. Выбор котла для отопления дома
2. Расчет тепловой мощности котла
3. Как рассчитать радиаторы
4. Делаем расчет трубопровода правильно

В данной статье будут рассмотрены основные принципы расчета отопительной системы частного дома. Этот вопрос постоянно актуален: нередко возникают ситуации, когда из-за неправильного расчета отопления система обеспечивает слишком сильный прогрев, что негативно сказывается на экономичности, или же генерирует слишком малое количество тепла, поэтому дом оказывается непрогретым. Именно расчет системы отопления позволяет предотвратить появление проблем и обеспечить здание тепловой энергией. 

Как правильно рассчитать отопление? Для правильного расчета необходимо выделить элементы отопительной системы, которые непосредственным образом влияют на количество производимого и транспортируемого тепла (подробнее: «Как рассчитать гкал на отопление — правильная формула расчета»). В первую очередь рассчитывается мощность отопительного котла, причем расчеты необходимо делать с небольшим запасом. Далее осуществляется расчет количества отопительных приборов и их секций, если в выбранном типе приборов они присутствуют. Последний параметр, требующий расчета – диаметр трубопровода, который необходим для транспортировки теплоносителя по всей системе. Расчеты будут осуществляться именно по указанному порядку (прочитайте: «Как рассчитать диаметр трубы для отопления, какие параметры учитывать при этом»). 

Выбор котла для отопления дома

Для расчета котла необходимо знать, какое топливо будет использоваться в данном случае. Практика показывает, что самым выгодным видом топлива на данный момент является магистральный газ, но эффективность таких устройств не самая высокая. Повысить КПД в таком случае можно за счет использования конденсационных котлов, в которых для отопления используется не только газ, но и продукты его сгорания. К тому же, запасы газа в природе не безграничны, и в ближайшем будущем его стоимость может существенно повыситься. 

Если использование магистрального газа не представляется возможным, то можно выбрать вариант котла, питающегося дровами или углем. Твердотопливные котлы занимают вторую позицию по экономичности, но их необходимо постоянно обслуживать: большинство моделей требует регулярного протапливания. Отчасти проблему решает установка теплового аккумулятора.

Выбирая твердое топливо в качестве основного, необходимо помнить, что тепловая мощность угля выше теплоотдачи дров примерно на 10%. 

Для отопления дома можно использовать и электроэнергию, но зачастую этот метод оказывается недостаточно экономичным, особенно в условиях сурового климата. Такие устройства обычно имеют хорошее соотношение между потребляемой энергией и теплоотдачей, но КПД этих систем может очень сильно снижаться при заморозках. Стоимость таких устройств довольно невелика, поэтому основным параметром при расчетах будет именно уровень потребления электроэнергии. 

Расчет тепловой мощности котла

Чтобы рассчитать отопление в частном доме или квартире, можно воспользоваться нормативами. Основу для расчетов можно найти в СНиПе, где говорится, что для отопления 10 квадратных метров площади необходим один киловатт тепловой энергии. Расчет по такому принципу крайне прост, очень доступен, но отличается просто огромной погрешностью.

СНиП не учитывает полные габариты отапливаемых помещений в полной мере: при расчете тепловой мощности для комнаты высотой три метра данные будут совершенно иными, чем при расчете мощности котла для помещений, высота которых достигает четырех метров. К тому же, теплый воздух имеет обыкновение скапливаться вверху, и отопление, рассчитанное по СНиПу, окажется просто непригодным к использованию. 

Важное влияние на расчеты оказывает и количество теплопотерь, которое повышается прямо пропорционально температуре за пределами дома и обратно пропорционально качеству теплоизоляции здания. В частных домах уровень потерь будет значительно выше, чем в многоэтажных домах: всему виной намного большая площадь, контактирующая с окружающей средой. Через двери и окна тоже «утекает» большое количество тепла. 

Как рассчитать отопление в доме в таком случае? Для расчетов понадобится знать суммарный объем помещений, которые будут отапливаться, и количество элементов дома, которые будут давать повышенную утечку тепла. Чтобы отопить один кубический метр помещения, требуется 40 Ватт. Каждое окно увеличивает потребность на 100 Ватт, а каждая дверь – на 200 Ватт. Читайте также: «Расчет регистров из гладких труб для отопления».

При расчете отопления частных домов используется коэффициент 1,5, который необходим для компенсации потерь, возникающих из-за общности периметра здания с улицей. Для расчета угловых и торцевых квартир в многоэтажных домах используется коэффициент 1,2-1,3 (точное значение зависит от качества теплоизоляции).

Кроме того, нужно обязательно вводить в расчеты поправку на климатические условия. Например, в южных областях этот коэффициент может понижаться до 0,7, а в самых холодных краях может достигать 2. 

Подсчет имеющихся данных с учетом указанных коэффициентов тоже не даст точных результатов. Почему это происходит, и как рассчитать систему отопления с максимальной точностью? Даже при таких расчетах не учитывается большое количество параметров, а известные цифры могут колебаться в очень широких пределах. Например, при отоплении зданий в теплых краях обычно требуется гораздо меньшая тепловая мощность, чем можно получить путем расчетов, и для отопления в этом случае очень часто применяются инверторные кондиционеры (прочитайте также: «Инверторное отопление дома, что и как работает»). 

Как рассчитать радиаторы

При возведении отопительной системы очень важно подобрать необходимое количество приборов, рассеивающих тепло по помещениям. Как рассчитать отопление частного дома, чтобы количество радиаторов и их секций позволяло отапливать всю площадь? 

Для расчетов будет использоваться тот же метод, который был описан выше: чтобы определить необходимое количество отопительных приборов, необходимо рассчитать тепловую мощность, которая необходима каждой комнате. Рассчитав необходимое зданию количество тепловой энергии и распределив эти данные по всем помещениям, можно приступать к выбору радиаторов. 

Хорошие производители отопительных устройств снабжают свои изделия техническими паспортами, в которых находятся необходимые сведения. Но здесь есть один важный аспект: в паспорте указана температура, предполагающая разность температур радиатора и помещения, составляющую 70 градусов. Естественно, на практике эти параметры далеко не всегда совпадают. Читайте также: «Как рассчитать количество батарей».

Для обеспечения расчетными данными используются данные, которые находятся в паспорте или на сайте изготовителя. Дальнейшие расчеты проводятся точно так же, как и в случае с котлом, но здесь нужно учитывать не только тепловую мощность системы в целом, но и ее разброс по помещениям. В любом случае, стоимость радиаторов довольно невелика, что позволяет без особых проблем приобрести их даже в том случае, когда в результате выполнения расчетов их количество вышло большим. При необходимости можно посмотреть на фото, где указаны сравнительные характеристики разных приборов радиаторного типа и методика их расчета для конкретной площади. 

Делаем расчет трубопровода правильно

Как рассчитать отопление в частном доме, и какие трубы подойдут лучше всего? Трубы для отопительной системы всегда подбираются индивидуально, в зависимости от выбранного типа отопления, но есть определенные советы, которые актуальны применительно ко всем видам систем. 

В системах с естественной циркуляцией обычно используются трубы с повышенным сечением – минимум ДУ32, а наиболее распространенные варианты находятся в пределах ДУ40-ДУ50. Это позволяет существенно снизить сопротивление теплоносителю при небольшом уклоне. 

Для монтажа радиаторов, установленных при помощи отводов, используются трубы ДУ20. Очень распространенной ошибкой при выборе является путаница между диаметром сечения и внешним диаметром трубы (подробнее: «Оптимальный диаметр трубы для отопления частного дома»). Например, полипропиленовая труба ДУ32 обычно имеет наружный диаметр, составляющий около 40 мм. 

Системы, оснащенные циркуляционным насосом, лучше оснащать трубами с внешним диаметров 25 мм, что позволяет отапливать здание, имеющее средние габариты (прочитайте также: «Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления»). В случае с лучевой разводкой достаточно металлопластиковых или полиэтиленовых труб диаметров 16 мм. 

Проведение самих вычислений опирается на возможность распространения тепловой мощности. Как показывает практика, самая подходящая скорость движения теплоносителя – 0,6 м/с, а максимальная составляет 1,5 м/с. Для определения подходящих труб нужно воспользоваться таблицей, в которой приведены соотношения диаметра труб и необходимой скорости потока. Округление значений всегда осуществляется в большую сторону. Такой метод подбора труб подходит только для отопительных систем с принудительной циркуляцией. 

Заключение

В данной статье был дан ответ на вопрос, как рассчитать отопление в доме. Рассчитать отопление может каждый домовладелец. Соблюдая приведенные правила и рекомендации, можно без особых проблем обеспечить свое жилье необходимым уровнем тепла и комфорта. Читайте также: «Как правильно сделать отопление дома — советы мастеров».

Системы отопления зданий: виды, типы, расчеты, обследования

На чтение 9 мин Просмотров 1.1к. Опубликовано 26.07.2015 Обновлено 31.07.2016

Создание эффективной системы отопления больших зданий существенно отличается от аналогичных автономных схем коттеджей. Разница заключается в сложности распределения и контроля параметров теплоносителя. Поэтому следует ответственно отнестись к выбору системы отопления зданий: виды, типы, расчеты, обследования. Все эти нюансы учитываются еще на стадии проектирования сооружения.

Требования к отоплению жилых и административных зданий

Схема теплоснабжения многоквартирного дома

Следует сразу отметить, что проект отопления административного здания должен выполняться соответствующим бюро. Специалисты оценивают параметры будущего здания и согласно требованиям нормативных документов выбирают оптимальную схему теплоснабжения.

Независимо от выбранных видов систем отопления зданий, к ним предъявляются жесткие требования. Они базируются на обеспечении безопасности функционирования теплоснабжения, а также эффективности работы системы:

• Санитарно-гигиенические. К ним относятся равномерное распределение температуры во всех помещениях дома. Для этого предварительно выполняется расчет тепла на отопление здания;
• Строительные. Работа отопительных приборов не должна ухудшаться из-за особенностей конструктивных элементов здания как внутри, так и снаружи его;
• Монтажные. При выборе технологических схем установки рекомендовано выбирать унифицированные узлы, которые можно будет оперативно заменить на аналогичные в случае выхода из строя;
• Эксплуатационные. Максимальная автоматизация работы теплоснабжения. Это является первичной задачей наряду с теплотехническим расчетом отопления здания.

На практике используют проверенные схемы проектирования, выбор которых зависит от типа отопления. Это является определяющим фактором для всех последующих этапов работы по обустройству отопления административного или жилого здания.

При сдаче в эксплуатацию нового дома жильцы вправе потребовать копии всей технической документации, в том числе и системы отопления.

Виды систем отопления зданий

Водяное отопление дома

Как правильно подобрать определенный тип теплоснабжения здания? Прежде всего учитывается вид энергоносителя. Исходя из этого можно планировать последующие этапы проектирования.

Существуют определенные виды систем отопления зданий, отличающиеся как принципом работы, так и эксплуатационными качествами. Наиболее распространенным является водяное отопления, так как оно обладает уникальными качествами и может быть относительно легко адаптировано к любому типу здания. Выполнив расчет количества тепла на отопление здания можно выбрать следующие типы теплоснабжения:

• Автономное водяное. Характеризуется большой инертностью нагрева воздуха. Однако наряду с этим является наиболее популярным типом систем отопления зданий из-за большого разнообразия компонентов и низкими затратами на обслуживание;
• Центральное водяное. В этом случае вода является оптимальным типом теплоносителя для ее транспортировки на большие расстояние – от котельной к потребителям;
• Воздушное. В последнее время оно применяется в качестве общей системы климатического контроля в домах. Является одной из самых дорогостоящих, что сказывается на обследовании системы отопления здания;
• Электрическое. Несмотря на небольшие затраты по первичной закупке оборудования, электрическое отопление является самым дорогостоящим в обслуживании. В случае его установки следует максимально точно выполнить расчет отопления по объему здания, чтобы снизить планируемые затраты.

Что рекомендуется выбирать в качестве теплоснабжения дома – электрическое, водяное или воздушное отопление? Прежде всего нужно выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания и другие виды проектных работ. На основе полученных данных и подбирается оптимальная отопительная схема.

Для частного дома лучший способ теплоснабжения – установка газового оборудования в совокупности с водяной отопительной системой.

Типы расчета теплоснабжения зданий

Тепловые потери в доме

На первом этапе необходимо выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания. Суть этих вычислений состоит в определении тепловых потерь дома, подборе мощности оборудования и теплового режима работы отопления.

Для корректного выполнения этих вычислений следует знать параметры здания, учитывать климатические особенности региона. До появления специализированных программных комплексов все расчеты количества тепла на отопление здания выполнялись вручную. При этом была высока вероятность ошибки. Теперь же, применяя современные методы вычислений, можно получить следующие характеристики для составления проекта отопления административного здания:

• Оптимальная нагрузка на теплоснабжение в зависимости от внешних факторов – температуры на улице и требуемой степени нагрева воздуха в каждой комнате дома;
• Правильный подбор компонентов для комплектации отопления, минимизация затрат на его приобретение;
• Возможность в дальнейшем провести обновление теплоснабжения. Реконструкция системы отопления здания выполняется только после согласования старой и новой схем.

Делая проект отопления административного или жилого здания нужно руководствоваться определенным алгоритмом вычислений.

Характеристики системы теплоснабжения должны отвечать действующим нормативным документам. Их перечень можно взять в государственной архитектурной организации.

Вычисление тепловых потерь зданий

Теплопроводность различных строительных материалов

Определяющим показателем отопительной системы является оптимальное количество вырабатываемой энергии. Она же определяется тепловыми потерями в здании. Т.е. фактически работа теплоснабжения призвана компенсировать это явление и поддерживать температуру на уровне комфортной.

Для корректного расчета тепла на отопление здания необходимо знать материал изготовления наружных стен. Именно через них происходит большая часть потерь. Основной характеристикой является коэффициент теплопроводности строительных материалов – количество энергии, проходящей через 1 м² стены.

Технология расчета тепловой энергии на отопление здания заключается в следующих этапах:

1. Определение материала изготовления и коэффициента теплопроводности.
2. Зная толщину стены можно рассчитать сопротивление теплопередачи. Это величина обратная теплопроводности.
3. Затем выбирается несколько режимов работы отопления. Это разница между температурой в подающей и обратной трубе.
4. Деля получившеюся величину на сопротивление теплопередачи получаем тепловые потери на 1 м² стены.

Коэффициент сопротивления теплопередачи стен

Для такой методики нужно знать, что стена состоит не только из кирпича или ж/б блоков. При расчете мощности котла отопления и теплопотерь здания обязательно учитываются теплоизоляция и другие материалы. Общий коэффициент сопротивления телепередачи стены не должен быть меньше нормированного.

Только после этого можно приступать к вычислению мощности отопительных приборов.

Для всех полученных данных для расчета отопления по объему здания рекомендуется прибавить поправочный коэффициент 1,1.

Расчет мощности оборудования для отопления зданий

Котельная многоквартирного дома

Для вычисления оптимальной мощности теплоснабжения следует начала определиться с его типом. Чаще всего затруднения возникают при расчете водяного отопления. Для корректного вычисления мощности котла отопления и тепловых потерь в доме учитывается не только его площадь, но и объем.

Самый простой вариант – это принять соотношение, что для обогрева 1 м³ помещения потребуется 41 Вт энергии. Однако такое вычисление количества тепла на отопление здания будет не совсем корректно. Оно не учитывает тепловые потери, а также климатические особенности конкретного региона. Поэтому лучше всего воспользоваться методикой, описанной выше.

Для расчета теплоснабжения по объему здания важно знать номинальную мощность котла. Для этого необходимо знать следующую формулу:

W=S*K

Где W – мощность котла, S – площадь дома, К — поправочный коэффициент.

Последний является справочной величиной и зависит от региона проживания. Данные о нем можно взять из таблицы.

Зона климата	Поправочный коэффициент
Центральная часть	От 0,1 до 0,15
Северные регионы	От 0,15 до 0,2
Южная часть России	От 0,07 до 0,1

Такая технология позволяет выполнить точный теплотехнический расчет отопления здания. Одновременно выполняется проверка мощности теплоснабжения относительно тепловых потерь в здании. Кроме этого учитывают назначение помещений. Для жилых комнат уровень температуры должен составлять от +18°С до +22°С. Минимальный уровень нагрева площадок и бытовых комнат равен +16°С.

Выбор режима работы отопления практически не зависит от этих параметров. Он определит будущую нагрузку на систему в зависимости от погодных условий. Для многоквартирных домов расчет тепловой энергии на отопление делается с учетом всех нюансов и согласно нормативной технологии. В автономном теплоснабжении подобных действий выполнять не нужно. Важно, чтобы суммарная тепловая энергия компенсировала все тепловые потери в доме.

Для уменьшения затрат на автономное отопление рекомендуется при расчете по объему здания использовать низкотемпературный режим. Но тогда следует увеличить общую площадь радиаторов, чтобы повысить тепловую отдачу.

Обслуживание системы отопления зданий

Тепловизор – прибор для контроля работы отопления

После корректного теплотехнического расчета теплоснабжения здания необходимо знать обязательный перечень нормативных документов на ее обслуживание. Это нужно знать для своевременного контроля работы системы, а также минимизации появления аварийных ситуаций.

Составление акта осмотра системы отопления здания происходит только представителями ответственной компании. При этом учитывается специфика теплоснабжения, его вид и текущее состояние. Во время обследования системы отопления здания должны заполняться следующие пункты документа:

1. Местонахождение дома, его точный адрес.
2. Ссылка на договор о поставке тепла.
3. Количество и местонахождение приборов теплоснабжения – радиаторов и батарей.
4. Замер температуры в помещениях.
5. Коэффициент изменения нагрузки в зависимости от текущих погодных условий.

Для инициации обследования отопительной системы дома необходимо подать заявление в управляющую компания. В нем обязательно указывается причина — плохая работа теплоснабжения, аварийная ситуация или несоответствие текущих параметров системы нормам.

Акт осмотра системы отопления

Согласно текущих норм во время аварии представители управляющей компании должны в течение максимум 6 часов ликвидировать ее последствия. Также после этого составляется документ о причиненном ущербе собственникам квартир из-за аварии. Если причиной является неудовлетворительное состояние – УК должна за свой счет восстановить квартиры или выплатить компенсацию.

Нередко во время реконструкции системы отопления здания необходимо выполнить замену некоторых ее элементов на более современные. Затраты определяются фактом – на чьем балансе состоит отопительная система. Восстановлением трубопроводов и других компонентов, не находящихся в квартирах должна заниматься управляющая компания.

Если же собственник помещения захотел поменять старые чугунные батареи на современные —  следует предпринять такие действия:

1. В управляющую компанию составляется заявление, в котором указывается план квартиры и характеристики будущих отопительных приборов.
2. По истечении 6 дней УК обязана предоставить технические условия.
3. Согласно им выполняется подбор оборудования.
4. Монтаж осуществляется за счет собственника квартиры. Но при этом должны присутствовать представители УК.

Для автономного теплоснабжения частного дома ничего этого делать не нужно. Обязанности по обустройству и поддержанию отопления на должном уровне полностью относятся к собственнику дома. Исключения составляют технические проекты электрического и газового отопления помещений. Для них обязательно нужно получить согласие УК, а также выполнить подбор и монтаж оборудования согласно условиям технического задания.

В видеоматериале рассказывается об особенностях радиаторного отопления:

Расчет системы воздушного отопления частного дома Антарес Комфорт

Статьи по теме

Необходимо понимать, что результаты расчета воздушного отопления частного дома очень жестко привязаны к характеристикам стен, потолка, перекрытий и т.д., точнее говоря, привязаны к их теплопотерям. Изменение теплопотерь элементов конструкции дома неизбежно приведет к тому, что расчет воздушного отопления придется делать заново! В противном случае клиент получит совсем не те условия комфорта, которые были ему обещаны, и, естественно, останется недоволен. Приведем простой пример – клиент решил сделать крышу мансарды более теплой, и потребовал проложить еще один слой утеплителя. Но расчет воздушного отопления не учитывал эти изменения конструкции, в итоге температура в мансарде была вовсе не 22°С, как должно было быть согласно расчетам, а все 25°С, что, в общем-то, немного жарковато.

Обратный пример – при строительстве каркасного дома недобросовестная бригада строителей ухитрилась продать налево часть утепляющих материалов, в итоге толщина утеплителя в некоторых местах стен была не 150, а всего 100 мм. Теплопотери такого дома естественно были гораздо больше расчетных, и расчетной мощности системы воздушного отопления не хватало. Ситуация усугубилась тем, что обнаружилось это только зимой, когда дом был уже построен, а вороватые строители благополучно растворились в голубых далях. Клиент был вынужден вскрывать стены, покупать новый утеплитель взамен украденного и монтировать его, затем заново выполнять отделку восстановленных стен. Иначе ему пришлось бы всю зиму ходить дома только в теплом лыжном костюме и даже в нем спать. Конечно, трудности закаляют характер, но лучше все-таки таких волнующих моментов избежать, если конечно вы не специально тренируетесь с целью покорить Северный или Южный Полюс.

Поэтому, если вы заказываете проект воздушного отопления, а потом начинаете менять конструкцию дома, обязательно согласуйте все изменения с проектировщиком системы отопления. Иначе в будущем могут быть весьма неприятные сюрпризы.

Расчет системы воздушного отопления частного дома обычно состоит из нескольких этапов:

1. Расчет теплопотерь каждого помещения дома – комнат, коридоров, санузлов и т.д.
2. На основании расчета из п. 1 определяется требуемое количество теплого воздуха, который нужно подать в каждое помещение дома (в куб.м.)
3. На основании расчета объемов воздуха выбирается диаметр и количество воздуховодов для каждого помещения дома, а также необходимая скорость воздуха для получения расчетного расхода.
4. На основании расчета объемов воздуха выбирается сечение магистральных воздуховодов.
5. На основании расчета из п. 1 определяется суммарное количество теплопотерь всего дома, при этом учитывается и та мощность, которая потребуется на работу дополнительного оборудования, например увлажнителя. На основании этих теплопотерь выбирается мощность электрического нагревателя или отопительного котла.

Рассмотрим теперь более подробно каждый этап расчета системы воздушного отопления частного дома на примере небольшого дачного домика площадью 96 кв.м., внешний вид которого приведен на картинке в начале статьи. Дом двухэтажный, построен по канадской технологии Экопан из sip-панелей. В доме проживают 3 человека, установлен водогрейный котел 18 кВт и газовая плита. Поэтажные планы:

1. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет теплопотерь

Собственно говоря, для небольших частных или загородных домов не обязательно точно рассчитывать теплопотери. Достаточно знать баланс теплопотерь всего дома. При этом даже ошибка в расчетах на десяток процентов совсем не будет фатальной, поскольку система воздушного отопления Антарес Комфорт обладает достаточным запасом по прокачиваемым объемам воздуха, достаточно просто отрегулировать вентилятор на более высокие обороты. Но надо понимать, что вообще говоря, скорость потока воздуха на выходе из воздуховода, а точнее из вентиляционной решетки не должна быть выше 1,5 м/с (оптимальное значение), либо, в крайнем случае, выше 2 м/с (максимально рекомендуемое значение). В противном случае могут появиться вибрации или турбуленция, а в связи с этим и повышенный уровень шума. Естественно, что мощности электрического нагревателя или отопительного котла должно хватить для компенсации всех реальных теплопотерь всего дома.

При расчете системы воздушного отопления на теплопотери необходимо в первую очередь рассчитать теплопотери всех стен. При этом можно ориентировочно считать, что 5 см минераловаты имеют такие же теплопотери, как 15 см бруса или бревна, 30 см пеноблоков или 50 см кирпича. Речь идет разумеется о толщине стены из названных материалов. Т.е. например стена с 5 см минераловатного утеплителя типа URSA будет иметь такие же теплопотери, как стена из бруса толщиной 15 см. или кирпичная стена толщиной 50 см.

При расчете можно считать, что у стены из 5 см минераловатной плиты теплопотери будут приблизительно 48 Вт/м², у стены из 10 см — 25 Вт/м², из 15 см — 16 Вт/м². Больше трех слоев утеплителя (5 см х 3 слоя = 15 см) обычно никто не ставит. В эти цифры входят и теплопотери каркаса дома, в котором находится утеплитель.

А как быть, если стены вашего дома состоят из разных материалов, например, сама стена из брус 150 х 150, а, а снаружи установлен еще слой утеплителя? В этом случае проще все привести к одному типу материалов – к минераловате. Как уже было сказано выше, 15 см бруса эквивалентны 5 см минераловаты, поэтому будем считать, что теплопотери нашей композитной стены эквиваленты теплопотерям стены из 10 см минераловаты (15 см бруса это 5см минераловаты, плюс еще один слой 5 см минераловаты = 10 см) – т.е. 25 Вт/м²

Теплопотери нижнего перекрытия и крыши считаются точно так же, как и теплопотери стен, но полученный результат нужно увеличить на 30% – поскольку в перекрытиях и крыше элементы деревянного каркаса распложены более часто, чем в стенах. Например, для крыши из 15 см минераловатного утеплителя теплопотери будут не 16 Вт/м², а все 24 Вт/м²

Есть другой, более легкий способ определения эквивалентной толщины минераловатного утеплителя для расчета теплопотерь – калькулятор расчета отопления частного дома, сделанный в виде файла Microsoft Excel. На втором листе калькулятора можно поставить толщину всех используемых в стене, крыше или перекрытии материалов и получить тепловой эквивалент стены из пеноплистирола. В этом случае теплопотери q одного кв.м такой стены определяются по формуле:

где Т_норм — нормируемая зимняя температура региона, в котором построен дом, например, для Московской области это -28°С.

Для каркасной конструкции (например крыши или перекрытия) значение теплового эквивалента нужно уменьшить на 10%.

Расчет теплопотерь окон и дверей тоже не представляет сложности. Для обычного деревянного окна эпохи развитого социализма (того, что со щелями для вентиляции) это 200 Вт/м². Для двухкамерных стеклопакетов — 100 Вт/м². Для более дорогих и современных стеклопакетов — 80 Вт/м². Теплопотери внешних дверей приблизительно можно принять равными 90 Вт/м².

Кроме прямых теплопотерь (через стены, перекрытия и крышу), в любом доме есть еще теплопотери на вентиляцию. Но их проще учесть не через сам расход тепла (в Вт), а через необходимые для их компенсации объемы воздуха. Поэтому их мы учтем позже, на этапе 2.

Приведенный здесь расчет теплопотерь – приблизительный. Но он тем не менее позволяет получить баланс теплопотерь по всему дому. Стороны света, роза ветров, нагрев солнечным излучением через окна и т.д. в данном расчете не учитываются, но для небольших частных домов они и не нужны. Тем более, что полученные при расчетах цифры мы увеличим для надежности в 2 раза, получив таким образом значительный запас по требуемой мощности нагревателя или котла отопления. А мощности вентилятора системы воздушного отопления Антарес Комфорт заведомо хватит на то, чтобы при необходимости прокачать требуемый объем воздуха.

Для холодных полов первого или цокольного этажа полученные теплопотери нужно увеличить на 10%. Это, во-первых, позволит учесть возможную погрешность расчета, а во-вторых, более точно выровняет температуру на первом и втором этажах, т.к. теплый воздух с первого этажа будет всегда подниматься на второй.

После того, как для каждого элемента поверхности дома (стен, крыши, пола, перекрытий, окон, дверей) рассчитаны значения удельных теплопотерь, надо определить площадь каждого из этих элементов, контактирующую с окружающей средой и рассчитать полные теплопотери. При этом площадь определяется по внешнему контуру стен. Для расчета площади стен второго этажа высоту стен фронтонов берут до крыши, если второй этаж обогревается, а крыша и фронтоны полностью утеплены.

Полные теплопотери Q через каждый элемент поверхности дома – это произведение его площади S на его удельные теплопотери q:

У того дома, который мы рассматриваем в качестве примера, стены построены из sip-панелей, т.е. 1,2 см OSB + 14 см пенополистирола + 1,2 см OSB, удельные теплопотери q = 17 Вт/м²

Перекрытия и крыши похожие — 1,2 см OSB + 18 см пенополистирола + 1,2 см OSB, удельные теплопотери q = 17 Вт/м2

В качестве окон хозяин дома пожелал иметь двухкамерные стеклопакеты, удельные теплопотери q = 100 Вт/м²

Рассчитав все теплопотери и сведя их в таблицу, получим следующий результат:

1 Этаж	Теплопотери, Вт	Мансарда	Теплопотери, Вт
1.1.	467	2.1.	1 294
1.2.	747	2.2.	760
1.3.	74	2.3.	1 126
1.4.	133	2.4.	801
1.5.	921	Итого	3 981
1.6.	2 210
Итого	4 553	Всего	8 534

Переходим к этапу 2.

2. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет количества теплого воздуха.

Принимаем, что каждый кубометр воздуха может перенести 10 Вт тепла. Тогда получим следующие результаты расхода по воздуху (в час) для каждого помещения дома:

1 Этаж	Объем воздуха	Мансарда	Объем воздуха
1.1.	47	2.1.	65
1.2.	74	2.2.	76
1.3.	73	2.3.	113
1.4.	13	2.4.	80
1.5.	92	Итого	334
1.6.	226
Итого	525	Всего	859

Теперь вернемся к учету теплопотерь на вентиляцию, помните, мы говорили об этом на этапе 1?

Теплопотери на вентиляцию учитываются просто. На каждого человека нужно 30 м³/час свежего воздуха, на каждый отопительный котел – 2 м³/час на 1 кВт мощности котла, на каждую газовую плиту – 15 м³/час.

Как уже было сказано в начале статьи, в доме проживают 3 человека, есть газовая плита и котел отопления 18 кВт. Т.е. на вентиляцию нужно дополнительно 140 м³/час воздуха:

Если все это перевести в теплопотери, то для Московского региона (в котором построен наш дом) при зимней нормируемой температуре — 28°С для прогрева воздуха до комнатной температуры нужно будет потратить 23 Вт на каждый кубометр, итого 3,2 кВт на дополнительные теплопотери по вентиляции.

Теперь нужно внимательно проанализировать полученную таблицу с расходом воздуха. Например, в данном доме теплопотери в коридоре на первом этаже минимальны, а в коридоре второго этажа, наоборот, достаточно велики. Поэтому будет целесообразно сделать небольшое перераспределение потоков – часть воздуха для коридора второго этажа подать наоборот в коридор на первом этаже – на второй этаж теплый воздух все равно попадет естественным путем.

3. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет диаметра и количества воздуховодов

Для того, чтобы система воздушного отопления дома получилась компактной и не нарушала целостность интерьера, нужно ограничить диаметры подающих воздуховодов. Стандартные гибкие шумоглушащие воздуховоды выпускаются двух диаметров – 100 и 125 мм (это внутренний диаметр, внешний больше на 50 мм).

Также в подающих воздуховодах нужно ограничить скорость воздуха, иначе система отопления получится излишне шумной (что характерно для американских и канадских систем). Оптимальная скорость воздуха 1…2 м/c. Но при необходимости она может быть и немного выше чем 2 м/c, но если есть возможность, то лучше все-таки не превышать оптимальных значений.

Если скорость воздуха 1 м/с то за час через воздуховод с внутренним диаметром 100 мм будет прокачано 30 м³, через воздуховод с внутренним диаметром 125 мм – уже 45 м³. При скорости воздуха 2 м/c – соответственно в 2 раза больше, 60 м³ и 90 м³.

Теперь нужно выбрать диаметр и количество подающих воздуховодов на основе рассчитанных ранее нужных объемов воздуха, а также рассчитать скорость воздуха в этих воздуховодах, не забывая о том, что было написано выше – скорость должна быть в пределах 1…2 м/c. Величины скоростей воздуха понадобятся в дальнейшем – во время пуско-наладки всей системы воздушного отопления.

1 Этаж	Кол-во/Диам.	Скорость, м/с	Мансарда	Кол-во/Диам.	Скорость, м/с
1.1.	1/100	1,56	2.1.	1/125	1,44
1.2.	1/125	1,64	2.2.	1/125	1,68
1.3.	1/125	1,62	2.3.	2/125	1,25
1.4.	1/100	0,43	2.4.	1/125	1,77
1.5.	1/125	2,04	Итого	5/125
1.6.	3/125	1,67
Итого	2/100 6/125		Всего	2/100 11/125

Нужно помнить, что в таблице выше мы рассчитали количество подающих воздуховодов – по ним теплый воздух подается в помещения дома. Но его оттуда нужно еще как-то забрать. Поэтому кроме подающих воздуховодов, нужно еще такое же количество обратных. Диаметр у них такой же, как и у подающих воздуховодов.

Последний пункт расчета на данном этапе – выбор диаметра воздуховода для вентиляции – по которому в дом поступает часть свежего воздуха с улицы. Для данного дома достаточно воздуховода диаметром 125 мм.

4. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет сечения магистральных воздуховодов

В магистральных воздуховодах скорость воздуха может быть повыше, чем в подающих воздуховодах – СНиП рекомендует не превышать значения 4 м/c.

Зная суммарный объем воздуха, который нужно прогнать по всем помещениям дома и ограничиваясь скоростью не более 4 м/c, получаем, что магистральные воздуховоды – как прямой, так и обратный – должны быть сечением 250 х 400 мм или 200 х 450 мм. Либо можно использовать круглые воздуховоды диаметром 315 мм. Вообще говоря, агрегат воздушного отопления АВН системы воздушного отопления Антарес Комфорт сконструирован таким образом, чтобы на него можно было установить прямоугольный прямой воздуховод и 2 круглых обратных. Прямоугольное сечение прямого воздуховода выбрано потому, что с ним на агрегат АВН можно без доработок установить внутренний блок канального кондиционера.

В общем случае сечение магистральных воздуховодов выбирается в соответствии с суммарным объемом прокачиваемого воздуха:

•    850 м³/час – сечение воздуховодов 200 х 400 мм
• 1 000 м³/час – сечение воздуховодов 200 х 450 мм
• 1 100 м³/час – сечение воздуховодов 200 х 500 мм
• 1 200 м³/час – сечение воздуховодов 250 х 450 мм
• 1 350 м³/час – сечение воздуховодов 250 х 500 мм
• 1 500 м³/час – сечение воздуховодов 250 х 550 мм
• 1 650 м³/час – сечение воздуховодов 300 х 500 мм
• 1 800 м³/час – сечение воздуховодов 300 х 550 мм

5. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет мощности нагревателя или отопительного котла

Полные теплопотери дома мы рассчитали на этапе 1, это 8,5 кВт. Чтобы не забивать себе голову расчетами, выберем мощность отопительного котла с двойным запасом – т.е. 18 кВт. Этой мощности заведомо хватит на то, чтобы обеспечить дом и теплом, и горячей водой, и при необходимости – теплыми полами.

С электронагревателем достаточно взять запас 1,5. Поскольку совместно с агрегатом воздушного отопления АВН работают нагреватели НЭ мощностью 6, 9, 12, 18, 24 и 30 кВт, то при желании отапливаться электричеством выберем нагреватель НЭ-12, мощностью 12 кВт.

Вообще говоря, для данного конкретного дома был установлен нагреватель НЭ-6, а не НЭ-12. Связано это с тем, что у хозяина дома было подключено только 5 кВт электроэнергии, больше не давали. Этой мощности в сильные морозы не хватало для отопления, поэтому для компенсации недостающих кВт использовался дровяной камин – получилось своеобразное воздушное отопление камином. Камин нагревал воздух в гостиной, а система воздушного отопления Антарес Комфорт разносила этот нагретый воздух уже по всем помещениям. Впоследствии хозяин дома заменил кондиционер тепловым насосом, и проблема с недостающими киловаттами была решена.

 

 

Тепловой расчет системы отопления — определяем нагрузку на систему и расход тепла

Тепловой расчёт системы отопления большинству представляется легким и не требующим особого внимания занятием. Огромное количество людей считают, что те же радиаторы нужно выбирать исходя из только площади помещения: 100 Вт на 1 м.кв. Всё просто. Но это и есть самое большое заблуждение. Нельзя ограничиваться такой формулой. Значение имеет толщина стен, их высота, материал и многое другое. Конечно, нужно выделить час-другой, чтобы получить нужные цифры, но это по силам каждому желающему.

Исходные данные для проектирования системы отопления

Чтобы произвести расчет расхода тепла на отопление, нужен, во-первых, проект дома.

План дома позволяет получить практически все исходные данные, которые нужны для определения теплопотерь и нагрузки на отопительную систему

Он должен содержать внутренние и наружные размеры каждого помещения, окон, наружных дверных проёмов. Внутренние двери остаются без внимания, поскольку на тепловые потери они не оказывают никакого влияния.

Во-вторых, понадобятся данные о расположении дома по отношению к сторонам света и районе строительства – климатические условия в каждом регионе свои, и то, что подходит для Сочи, не может быть применено к Анадырю.

В-третьих, собираем информацию о составе и высоте наружных стен и материалах, из которых изготовлены пол (от помещения до земли) и потолок (от комнат и наружу).

После сбора всех данных можно приступать к работе. Расчет тепла на отопление можно выполнить по формулам за один-два часа. Можно, конечно, воспользоваться специальной программой от компании Valtec.

Для расчёта теплопотерь отапливаемых помещений, нагрузки на систему отопления и теплоотдачи от отопительных приборов в программу достаточно внести только исходные данные. Огромное количество функций делают её незаменимым помощником и прораба, и частного застройщика

Она значительно всё упрощает и позволяет получить все данные по тепловым потерям и гидравлическому расчету системы отопления.

Формулы для расчётов и справочные данные

Расчет тепловой нагрузки на отопление предполагает определение тепловых потерь(Тп) и мощности котла (Мк). Последняя рассчитывается по формуле:

Мк=1,2* Тп, где:

• Мк – тепловая производительность системы отопления, кВт;
• Тп – тепловые потери дома;
• 1,2 – коэффициент запаса (составляет 20%).

Двадцатипроцентный коэффициент запаса позволяет учесть возможное падение давления в газопроводе в холодное время года и непредвиденные потери тепла (например, разбитое окно, некачественная теплоизоляция входных дверей или небывалые морозы). Он позволяет застраховаться от ряда неприятностей, а также даёт возможность широкого регулирования режима температур.

Как видно из этой формулы мощность котла напрямую зависит от теплопотерь. Они распределяются по дому не равномерно: на наружные стены приходится порядка 40% от общей величины, на окна – 20%, пол отдаёт 10%, крыша 10%. Оставшиеся 20% улетучиваются через двери, вентиляцию.

Плохо утеплённые стены и пол, холодные чердак, обычное остекление на окнах — всё это приводит к большим потерям тепла, а, следовательно, к увеличению нагрузки на систему отопления. При строительстве дома важно уделить внимание всем элементам, ведь даже непродуманная вентиляция в доме будет выпускать тепло на улицу

Материалы, из которых построен дом, оказывают самое непосредственное влияние на количество потерянного тепла. Поэтому при расчётах нужно проанализировать, из чего состоят и стены, и пол, и всё остальное.

В расчётах, чтобы учесть влияние каждого из этих факторов, используются соответствующие коэффициенты:

• К1 – тип окон;
• К2 – изоляция стен;
• К3 – соотношение площади пола и окон;
• К4 – минимальная температура на улице;
• К5 – количество наружных стен дома;
• К6 – этажность;
• К7 – высота помещения.

Для окон коэффициент потерь тепла составляет:

• обычное остекление – 1,27;
• двухкамерный стеклопакет – 1;
• трёхкамерный стеклопакет – 0,85.

Естественно, последний вариант сохранит тепло в доме намного лучше, чем два предыдущие.

Правильно выполненная изоляция стен является залогом не только долгой жизни дома, но и комфортной температуры в комнатах.  В зависимости от материала меняется и величина коэффициента:

• бетонные панели, блоки – 1,25-1,5;
• брёвна, брус – 1,25;
• кирпич (1,5 кирпича) – 1,5;
• кирпич (2,5 кирпича) – 1,1;
• пенобетон с повышенной теплоизоляцией – 1.

Чем больше площадь окон относительно пола, тем больше тепла теряет дом:

Соотношение площади окон к площади пола	Значение коэффициента
10%	0,8
10-19%	0,9
20%	1,0
21-29%	1,1
30%	1,2
31-39%	1,3
40%	1,4
50%	1,5

Температура за окном тоже вносит свои коррективы. При низких показателях теплопотери возрастают:

• До -10С – 0,7;
• -10С – 0,8;
• -15C — 0,90;
• -20C — 1,00;
• -25C — 1,10;
• -30C — 1,20;
• -35C — 1,30.

Теплопотери находятся в зависимости и от того, сколько внешних стен у дома:

• четыре стены – 1,33;%
• три стены – 1,22;
• две стены – 1,2;
• одна стена – 1.

Хорошо, если к нему пристроен гараж, баня или что-то ещё.  А вот если его со всех сторон обдувают ветра, то придётся покупать котёл помощнее.

Количество этажей или тип помещения, которые находится над комнатой определяют коэффициент К6 следующим образом: если над дом имеет два и более этажей, то для расчётов берём значение 0,82, а вот если чердак, то для теплого – 0,91 и 1 для холодного.

Что касается высоты стен, то значения будут такими:

• 4,5 м – 1,2;
• 4,0 м – 1,15;
• 3,5 м – 1,1;
• 3,0 м – 1,05;
• 2,5 м – 1.

Помимо перечисленных коэффициентов также учитываются площадь помещения (Пл) и удельная величина теплопотерь (УДтп).

Итоговая формула для расчёта коэффициента тепловых потерь:

Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7.

Коэффициент УДтп равен 100 Ватт/м2.

Разбор расчетов на конкретном примере

Дом, для которого будем определять нагрузку на систему отопления, имеет двойные стеклопакеты (К1 =1), пенобетонные стены с повышенной теплоизоляцией (К2= 1), три из которых выходят наружу (К5=1,22). Площадь окон составляет 23% от площади пола (К3=1,1), на улице около 15С мороза (К4=0,9). Чердак дома холодный (К6=1), высота помещений 3 метра (К7=1,05). Общая площадь составляет 135м2.

Исходные данные известны, значит дальше всё как в школе: подставляет в формулу цифры и получаем ответ:

Пт = 135*100*1*1*1,1*0,9*1,22*1*1,05=17120,565 (Ватт) или Пт=17,1206 кВт

Теперь можно рассчитать мощность отопительной системы:

Мк=1,2*17,1206=20,54472 (кВт).

Расчёт нагрузки и теплопотерь можно выполнить самостоятельно и достаточно быстро. Нужно всего потратить пару часов на приведение в порядок исходных данных, а потом просто подставить значения в формулы. Цифры, которые вы в результате получите помогут определиться с выбором котла и радиаторов.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Отопление для частного дома своими руками: схемы и расчет

Как сделать загородное жилье комфортным для проживания? В этом деле поможет грамотная организация автономного отопления загородного дома. Но в процессе создания системы отопления возникает целый ряд вопросов. Одна из основных проблем – расчет отопления. 

Давайте разберемся, что включает расчет отопления загородного дома? Здесь всего две составляющие:

1. Определение мощности используемой системы отопления;

2. Подсчет количества секций радиатора в каждом из помещений.

Чтобы расчеты были точными, важно принимать во внимание типы котлов:

Эти котлы доступные, но не слишком удобные в использовании, так как требуют топки с периодичностью 3-4 раза в день. Их теплоотдача имеет циклический характер, а колебание температуры достигает 3-5 градусов.

Котлы данного типа потребляют слишком много энергии. И этот недостаток можно назвать одним из основных.

В экологическом плане данные котлы самые непривлекательные в отличие от оборудования других типов.

Такие котлы отопительные просты в эксплуатации и не нуждаются в запасах горючего вещества. Выбор в пользу этого оборудования даст экономию в 20-30% в сравнении с центральным отоплением. А КПД газовых котлов достигает 95%.

Упрощенный расчет отопления: как произвести?

При упрощенном расчете важно учитывать два основных фактора – площадь помещения (S) и мощность котла (W) в расчете на 10 м². Стоит помнить и о климатических параметрах вашего региона. Для Беларуси показатель удельной мощности при расчете на 100 м² составит 0,81-1 кВт. Соответственно, формула расчета будет иметь следующий вид:

W (котла) = 100×0,8/10 = 8 (кВт)

Узнать подробнее про тепловые потери и методику расчета можно в статье.  Для расчета тепловых потерь дома, можете использовать наш калькулятор.  

Расчет радиаторов отопления в частном доме

Для правильности выполнения этого расчета необходимо учитывать площадь каждого отдельного помещения, а также фиксировать помещения, которые не будут отапливаться (коридоры, кладовки и пр.). Мощность каждой секции определяется типом материала, из которого он изготовлен. К примеру, у стального радиатора мощность равна 85 Вт, у чугунного – 110 Вт, у алюминиевого – 190 Вт.

Допустим, вам нужно произвести расчет системы отопления для помещения площадью 25 м², для обогрева которого используется чугунный радиатор с мощностью 110 Вт.  Формула расчета будет выглядеть следующим образом:

25×100/110 = 22 секции.

Но если комната угловая или расположена в торце дома, нужно умножить получившиеся число на 1,2. Получим: 22×1,2 = 26 секций.

Монтаж системы отопления: требования к установке

• Необходимо устанавливать радиаторы точно под окнами, чтобы теплый воздух не пропускал холодный;

• Центральная часть радиатора должна размещаться точно под центром окна, погрешность не должна превышать 20 мм;

• Монтаж всех радиаторов необходимо выполнять на одном уровне;

• Расстояние от пола до радиатора должно быть в пределах 50 мм, а от подоконника до радиатора – более 50 мм.

Специалисты компании «Хитон» выполнят точный расчет и разработку проекта системы отопления для вашего дома по демократичным ценам! 

Возврат к списку

Сколько тепла вам нужно? | Калькулятор отопления

Обогрев вашего помещения имеет решающее значение для безопасности ваших сотрудников и гостей, а в определенных обстоятельствах — для эффективности вашего проекта. Когда приходит время определить, какая система отопления лучше всего подходит для вас, в вашем списке предстоит еще много дел.

Вы должны начать со сбора инструментов, необходимых для вашего пространства, чтобы максимально повысить его эффективность. Это означает уменьшение сквозняков, использование вентиляторов и знакомство с вашим термостатом для контроля температуры в комнате.Узнайте больше о том, как эффективно обогреть строительную площадку.

Затем вам нужно будет выбрать правильную единицу измерения для вашего помещения. Узнайте больше о разнице между обогревателями прямого и косвенного нагрева. После того, как вы решите, использовать ли устройство косвенного, прямого или электрического тока, вам нужно ответить на большой вопрос — сколько тепла вам нужно?

Это сложный вопрос, но не о чем беспокоиться! Воспользуйтесь нашим калькулятором, чтобы подобрать для себя подходящую систему отопления. Просто оцените кубические футы отапливаемого помещения, выберите желаемое повышение температуры и выберите уровень изоляции.Калькулятор сгенерирует количество БТЕ в час, необходимое для обогрева помещения.

Подсчитайте, сколько тепла нужно для обогрева вашего помещения

Пример:

Если у вас есть здание площадью 3500 квадратных футов с 10-футовыми потолками (35000 кубических футов), и вы хотите, чтобы температура поднялась на 30 градусов, и в вашем здании есть все двери, окна и крыша, но нет изоляции, тогда вы потребуется 84000 БТЕ / час, чтобы нагреть эту область до желаемой температуры.

Теперь, когда вы знаете, сколько тепла вам нужно, взгляните на предлагаемые нами портативные обогреватели. Если у вас возникла проблема с вашей системой отопления, вы можете использовать нашу серию видео по поиску и устранению неисправностей, чтобы решить эту проблему.

В некоторых случаях вам может потребоваться несколько устройств для обогрева помещения. Лучше всего связаться с нами напрямую, чтобы запросить дополнительную информацию.

Не забудьте арендовать временные обогреватели на время обслуживания ОВК

Как вы планируете обеспечить контроль температуры во время обслуживания HVAC? Большинство зданий требуют обслуживания HVAC два раза в год.Если вы не планируете обслуживание, ваша система может выйти из строя. Рассмотрите возможность аренды электрических обогревателей на время технического обслуживания, чтобы ваше пространство оставалось теплым, пока ваш агрегат обслуживается.

Для получения дополнительных тепловых ресурсов, ознакомьтесь с нашими услугами по аренде временного обогревателя для конкретной отрасли:

ASHRAE Расчет нагрузки на отопление и охлаждение | Открытия

Метод теплового баланса ASHRAE был впервые определен как предпочтительный метод для расчета нагрузки в Справочнике ASHRAE 2001 г. Основные принципы, а в настоящее время он является наиболее широко применяемым методом расчета нагрузки в нежилых помещениях практикующими инженерами-проектировщиками.Стандартный метод теплового баланса ASHRAE включает ряд важных концепций, три из которых описаны ниже.

(1) Включить все поверхности пространства

Существует три «тепловых баланса», показанных на рисунке 1 метода теплового баланса (HB), и два из этих «тепловых балансов» применяются к каждой поверхности пространства или комнаты.

С точки зрения проектирования и разработки есть два важных вывода:

• Точная геометрия модели необходима и должна учитывать все поверхности пространства или комнаты, включая внутренние стены, потолки и полы.В некоторых случаях пол, соприкасающийся с землей, с высокой тепловой массой может даже отводить тепло из помещения во время расчета охлаждающей нагрузки.
• Слежение за солнечным светом должно учитываться в во всех пространствах , включая внутренние пространства, которые могут получать солнечное излучение утром или ближе к вечеру, когда угол наклона солнца ниже. Баланс кондуктивного, конвективного и радиационного тепла рассчитывается непосредственно для каждой поверхности в помещении, поэтому отслеживание падающего солнечного излучения имеет решающее значение для точных расчетов солнечного излучения по периметру внутренних пространств и .На Рисунке 1 отчет о нагрузке на охлаждение для внутренней зоны показывает, что 11,5% нагрузки связано с усилением солнечной энергии.

(2) Сумма выигрышей ≠ Нагрузка на охлаждение

Метод теплового баланса ASHRAE утверждает, что «сумма всех мгновенных тепловыделений помещения в любой момент времени не обязательно (или даже часто) равна охлаждающей нагрузке для помещения в то же время ». На рисунке 2 делается попытка передать это явление, демонстрируя временную задержку, связанную с обсуждением «Прирост против нагрузок».

С точки зрения проектирования и разработки есть три важных вывода:

• Разработчикам следует рассмотреть возможность выполнения расчетов охлаждающей нагрузки для помещений и зон с полностью включенным внутренним усилением (например, максимальной вместимостью), чтобы учесть это расчетное условие, независимо от того, насколько редко может происходить такой сценарий. Мы называем эту практику «насыщением» внутренней выгоды для расчетов расчетной охлаждающей нагрузки.
  • Обратите внимание, при выборе размеров центрального оборудования HVAC (например,грамм. Вентилятор и охлаждающий змеевик AHU) следует учитывать некоторое разнообразие нагрузок. Типичные значения могут составлять 90% для людей, находящихся в помещении, 80% для освещения и 50% для оборудования со штекерной нагрузкой, в зависимости от функции помещения и режима работы. Некоторые исключения могут включать лабораторные, медицинские или фармацевтические приложения, которые могут иметь постоянное требование ACH.
  • При прогнозировании годовой энергоэффективности здания / затрат / выбросов углерода мы не поощряем этот подход и вместо этого используем почасовые рабочие профили.
• В то время как типичный расчет нагрузки относится к «расчетному дню», почасовые расчеты для каждого месяца следует рассчитывать, чтобы учесть все влияющие факторы, поскольку пиковая нагрузка не обязательно может произойти в месяц пиковой нагрузки на внешнюю сушку. температура лампы.База данных прогнозов погоды ASHRAE предоставляет эти данные для тысяч мест по всему миру. Расчетные данные включают максимальные внешние температурные условия по сухому термометру для каждого месяца и соответствующие месячные совпадающие температурные условия по влажному термометру, если скрытая нагрузка или меньший угол солнечного света являются влиятельной причиной пикового состояния.
• Все строительные материалы в зданиях обладают теплоемкостью, поэтому тепловая масса каждой строительной конструкции включается в расчеты охлаждающей нагрузки, включая внутренние строительные конструкции.Обзор любых заданных характеристик конструкции в сборе (общий коэффициент теплопередачи, коэффициент сопротивления изоляции) должен также включать тепловую массу конструкции в сборе (легкая, тяжелая).

(3) Проверить результаты на соответствие служебным правилам

Хотя самая последняя версия Руководства ASHRAE — Основы (глава 18) предоставляет исключительные подробности о методе теплового баланса, она не включает много информации о результатах нагрузок и о том, как эти результаты сравниваются с практическими правилами.Существуют различные варианты, позволяющие сообщать и просматривать результаты загрузки.

С точки зрения проектирования и разработки, такая проверка дает три общих результата:

• Сравните с практическими правилами. Общие практические правила будут различаться в зависимости от климата и функций пространства (например, коридор или лаборатория). Например, типичные опубликованные значения на основе Справочника ASHRAE:
  • Нагрев: ~ 10 БТЕ / ч.фут ² [31.5 Вт / м ² ]
  • Явное охлаждение
    • ~ 15 БТЕ / ч · фут ² [47 Вт / м ² ]
    • ~ 1,0 куб. Фут / мин / фут ² [4,5 л / сек / м ² ]
• Добавьте запас прочности (превышение допустимых значений). В двух отчетах электронной таблицы IESVE, которые отображаются автоматически, включены 10% для явных нагрузок охлаждения и 10% для нагрузок нагрева. Это может варьироваться от компании к компании и даже от инженера к инженеру в одной компании.Многие факторы могут влиять на факторы безопасности, включая потери при распределении, качество строительства в регионе, использование площадей и пусковые мощности.
• Выбор и размер типов систем HVAC. Например, типичный излучающий пол может обеспечить ощутимое охлаждение ~ 13 БТЕ / ч.фут2 [~ 40 Вт / м2] при условии отсутствия солнечной энергии и 30 БТЕ / ч.фут2 [~ 90 Вт / м2] явного нагрева в зависимости от на готовое напольное покрытие. В качестве альтернативы, если должна быть выбрана воздушная система, можно выбрать диффузоры и размеры воздуховодов.Следующим шагом является расчет мощности центральной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

IESVE Software использует метод теплового баланса (HB) для расчета охлаждающей и отопительной нагрузок комнат, зон и зданий в соответствии со стандартом 183 ANSI / ASHRAE / ACCA. Чтобы узнать больше о программном обеспечении для расчетов, см. Свободные руки -на обучающем видео: Нагрузки на отопление и охлаждение ASHRAE и определение размеров оборудования HVAC.

Сделайте расчет тепловой нагрузки частью вашего процесса подготовки к строительству — Sobieski Services

Проектирование нового дома или бизнес-объекта требует внимательного отношения к факторам, которые повлияют на текущие расходы, связанные с новой структурой.От водопровода до качества воздуха в помещении и энергоэффективности — решения, принятые на этапе подготовки к строительству, окажут значительное влияние не только на уровень комфорта, но и на ежемесячные расходы здания. Одним из наиболее важных аспектов нового строительства является надлежащее отопление нового здания. Чтобы понять, сколько тепла требуется для нового дома, склада, офисного здания или розничного магазина, необходимо, чтобы ваш подрядчик по строительству или HVAC выполнил расчет тепловой нагрузки.

Что такое расчет тепловой нагрузки?
Расчет тепловой нагрузки — это сложный математический метод, позволяющий точно определить, сколько тепла необходимо для поддержания дома или другой конструкции на том уровне, который предпочитают жители. Все конструкции имеют тепловую нагрузку (и соответствующую охлаждающую нагрузку), которая зависит от конструктивных характеристик здания, шагов, которые были предприняты для повышения энергоэффективности конструкции, и предпочтений людей, которые будут проводить в здании свое время в комфорте. .

Что входит в расчет тепловой нагрузки?
Когда ваш эксперт по HVAC проводит расчет тепловой нагрузки, он проведет обширную инспекцию на месте существующего здания или оценку планов предлагаемого строительства. Обладая данными этих процессов, технический специалист сможет произвести точную количественную оценку потребностей в отоплении конструкции. При расчете тепловой нагрузки будут учитываться тепловые характеристики, структурные характеристики, местный климат и география, в том числе:

• Погодные условия и температура в районе, включая сезонные колебания и тенденции
• Форма, размер и ориентация конструкции
• Уплотнение или герметичность конструкции
• Существующие утечки воздуха в уплотнениях или воздуховодах или конструктивные особенности воздуховодов, которые могут вызвать потерю энергии
• Расположение и эффективность вентиляции, регистров, а также воздуховодов подачи и возврата
• Количество, тип и расположение изоляции
• Количество, расположение и типы окон
• Количество приборов, светильников и других устройств, выделяющих тепло
• Тип строительных материалов, используемых в здании
• Ландшафтный дизайн, включая деревья, кустарники, земляные ограждения или другие элементы, которые могут увеличить или уменьшить количество солнечного света, ветра и других природных элементов, которые могут повлиять на структуру ure
• Энергоэффективность и меры, принятые для ее повышения, такие как герметизация утечек воздуха, установка энергоэффективных окон и добавление теплоизоляции
• Количество людей и их температурные предпочтения

Зачем нужен расчет тепловой нагрузки?
Информация, полученная в результате расчета тепловой нагрузки, жизненно важна, чтобы помочь вам и вашему подрядчику HVAC выбрать правильный размер и мощность отопительного оборудования для новой конструкции.Правильный выбор оборудования HVAC включает в себя выбор и установку систем отопления, которые являются достаточно большими и мощными, чтобы выдерживать тепловую нагрузку конструкции, не будучи чрезмерно крупными или настолько большими, что они неэффективно расходуют энергию и тепло. Зная точную тепловую нагрузку здания, вы и ваш подрядчик по ОВКВ сможете выбрать оборудование, которое обеспечит необходимое количество тепла.

Каков источник расчета тепловой нагрузки?
Расчет тепловой нагрузки должен выполняться в соответствии с процедурами, содержащимися в Руководстве J, «Расчет нагрузки на жилые помещения», опубликованном Подрядчиками по кондиционированию воздуха Америки (ACCA).В этом руководстве изложены принятые в отрасли процедуры, технические данные и рекомендации по точному расчету тепловой нагрузки.

Дополнительные факторы, которые следует учитывать:

• Используйте самую последнюю версию Руководства J.
• Принимайте и применяйте только экспертную интерпретацию данных тепловой нагрузки.
• Не устанавливайте отопительные системы, размер которых превышает 15 процентов.
• Используйте руководство ACCA, Руководство S, «Выбор оборудования для отопления и охлаждения жилых помещений», для получения достоверной информации и рекомендаций по выбору системы отопления.

Наша цель — помочь обучить наших клиентов сантехнике, HVACR, противопожарной защите и системам сигнализации в механических, коммерческих и жилых помещениях. Для получения дополнительной информации о важности расчета тепловой нагрузки в процессе проектирования строительства и просмотра проектов, над которыми мы работали, посетите наш веб-сайт!

Кредит изображения: Gilderic Photography

Калькулятор тепловых потерь | Котельная компания США

Окна / двери	H.М.
Одиночный	67
с одинарной изоляцией	41
Буря	34
Двойная изоляция	30

Стенка	Х.
Без изоляции	15
2 дюйма	6
4 дюйма	5
6 дюймов	4

Потолок	H.М.
3 дюйма	5
6 дюймов	4
9 дюймов	3
10 дюймов	2

Этаж	Х.
3 дюйма	5
6 дюймов	4
9 дюймов	3
10 дюймов	2

Проникновение	H.М.
1 1/2 воздухообмен	1,61
1 Воздухозаборник	1,07
3/4 воздухообмен	0,81

Окна / Двери	H.M.	Стена	H.M.	потолок	H.M.	Этаж	H.M.	Проникновение	Х.М.
Одиночный	67	Без изоляции	15	3 дюйма	5	Без изоляции	4	1 1/2 воздухообмен	1,61
с одинарной изоляцией	41	2 дюйма	6	6 дюймов	4	Свес 3 «	5	1 Воздухозаборник	1.07
Шторм	34	4 дюйма	5	9 дюймов	3	Свес 6 «	3	3/4 воздухообмен	0,81
Двойная изоляция	30	6 дюймов	4	10 дюймов	2	Свес 9 «	2

Расчет потерь тепла Приложение: Отлично подходит для определения потерь тепла в здании в целом.

Этот расчет поможет определить размер котла для дома.

Это должно использоваться в качестве оценки. Перед установкой нового котла необходимо предоставить подробную информацию о тепловых потерях.

* Множители нагрева (H.M.) BTU / Hr на основе
разницы температур 60 градусов F (T.D.)

Процедура

1. Измерьте общую длину всех внешних стен дома. Рассчитайте общую площадь стены, умножив общую длину на высоту стен.
2. Измерьте площадь окна и двери. Выберите подходящий H.M.
3. Record Net Wall Area = (Общая площадь стены минус площадь двери и окна) выберите правильный H.M.
4. Измерьте площадь потолка и выберите H.M.
5. Измерьте площадь пола и выберите H.M. (ХМ из 4 человек используется в неотапливаемом подвале)
6. Умножьте площадь этажа на высоту потолка, чтобы получить объем дома и выбрать подходящий коэффициент воздухообмена: 1,61 для дома с открытой планировкой — 1,07 для дома со средним уровнем — 0,81 для дома с ограниченным объемом.
7. Сложите результаты шагов 1–6, чтобы получить общую теплопотери в доме.

% PDF-1.7 % 2553 0 объект > эндобдж xref 2553 87 0000000016 00000 н. 0000003771 00000 н. 0000004094 00000 н. 0000004148 00000 п. 0000004278 00000 н. 0000004623 00000 н. 0000005297 00000 н. 0000005336 00000 н. 0000005451 00000 п. 0000005722 00000 н. 0000006384 00000 п. 0000007047 00000 н. 0000007606 00000 н. 0000007863 00000 н. 0000008471 00000 п. 0000009024 00000 н. 0000009275 00000 п. 0000009876 00000 н. 0000010239 00000 п. 0000055144 00000 п. 0000081857 00000 п. 0000111042 00000 н. 0000113693 00000 н. 0000123521 00000 н. 0000123779 00000 п. 0000124128 00000 н. 0000189671 00000 н. 0000189746 00000 н. 0000189834 00000 н. 0000189992 00000 н. 00001

00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 0000190631 00000 н. 0000190688 00000 н. 0000190847 00000 н. 0000190903 00000 н. 0000191065 00000 н. 0000191181 00000 н. 0000191370 00000 н. 0000191426 00000 н. 0000191580 00000 н. 0000191706 00000 н. 0000191861 00000 н. 0000191917 00000 н. 0000192025 00000 н. 0000192149 00000 н.

Тепловая нагрузка в зданиях — Designing Buildings Wiki

Тепловая нагрузка (или тепловая нагрузка) — это термин, который можно использовать по-разному, когда речь идет о строительной физике.

Может использоваться для обозначения количества тепла в единицу времени (обычно более часа), которое требуется для обогрева данного помещения, чтобы поддерживать его при заданной температуре. В плохо утепленных зданиях тепловая нагрузка будет больше, чем в теплоэффективных зданиях. Напротив, в здании с очень высоким уровнем теплового КПД потребность в отоплении может быть практически незначительной. В пассивных домах это около 15 кВтч / (м2a)), что составляет примерно 10% энергии, используемой в обычных зданиях.

Термин «тепловая нагрузка» может также относиться к расчетному количеству тепла, используемому для определения производительности системы охлаждения, позволяющей ей поддерживать температуру ниже требуемого уровня в здании или пространстве. Для этого необходимо учитывать все возможные виды деятельности по производству тепла (источники тепла), включая солнечное излучение, людей, машины, освещение, кухни, компьютеры и т. Д. В этом здании или пространстве.

Например, центр обработки данных, в котором размещены компьютеры и серверы, будет производить определенную тепловую нагрузку, обусловленную электрической нагрузкой.Эта тепловая нагрузка должна поглощаться и передаваться наружу системой охлаждения здания. После количественной оценки тепловой нагрузки инженеры HVAC могут спроектировать необходимую систему охлаждения, чтобы обеспечить эффективное поддержание заданной температуры в помещении.

Примерный и готовый метод расчета тепловой нагрузки в офисах с 2-3 рабочими и 3-4 компьютерами дается следующей формулой:

Если пассажиров больше, добавьте 500 БТЕ за каждого дополнительного человека:

Итак, если прибудут четыре дополнительных пассажира, тепловая нагрузка будет:

• 8,460 + (500 x 4) = 10460 БТЕ.

Тепловая нагрузка (и приток тепла) также могут быть выражены в киловаттах (кВт).

• Для преобразования БТЕ в кВт 1 БТЕ = 0,00029307107 кВт.
• Итак, из приведенного выше примера 10460 БТЕ = 3,065 кВт.

Описанный выше метод может дать общее представление о тепловой нагрузке. Для достижения большей точности следует использовать более подробные методы.

Расчет тепловой нагрузки: важность при проектировании HVAC

Расчет тепловой нагрузки является фундаментальным навыком для проектировщиков и консультантов HVAC.Учтите, что охлаждение помещений — одна из самых высоких затрат энергии в зданиях, особенно летом. Однако, чтобы правильно рассчитать систему охлаждения помещения, сначала мы должны знать количество тепла, которое необходимо отвести — это как раз и является целью расчета тепловой нагрузки.

Тепло в зданиях может исходить от внутренних источников, таких как электрические приборы, или от внешних источников, таких как солнце. При расчете тепловой нагрузки учитываются все имеющиеся источники и определяется их общий эффект.

Обзор основных источников тепла

Несмотря на то, что существует много способов, которыми может производиться тепло, прямо или косвенно, ниже приведены некоторые из основных источников тепла внутри зданий:

1) Прирост солнечного тепла: Существует три различных способа, которыми солнечное тепло может достигать внутренних помещений — теплопроводность, конвекция и излучение. Электропроводность возникает через стены и крыши, поскольку они подвергаются разнице температур между внутренними помещениями здания и более теплой внешней средой.Конвекция относится к передаче тепла из-за массового движения горячего наружного воздуха или движения воздуха в помещении между поверхностями при разных температурах. Наконец, излучение — это прямая форма передачи тепла, которая происходит, когда солнечный свет проникает в здания через окна или другие прозрачные поверхности. И излучение, и конвекция могут взаимодействовать с теплопроводностью на поверхностях стен и крыш. Для многих зданий солнце является самым большим источником тепла.

Прирост солнечного тепла для конкретной комнаты во многом зависит от ее направления или расположения — учтите, что положение солнца на небе меняется в течение дня.По утрам стены и окна, выходящие на восток, попадают под прямые солнечные лучи. Поверхности, обращенные на юг, подвергаются воздействию прямых солнечных лучей в полдень, а поверхности, обращенные на запад, — во второй половине дня. Стены, выходящие на север, получают наименьшее количество солнечного тепла.

В зависимости от того, как происходит поступление солнечного тепла, его эффекты могут ощущаться немедленно или через определенный период времени. Например, солнечное тепло, проникающее через стеклянные окна (излучение), дает немедленный эффект. С другой стороны, когда теплопроводность происходит через стены, сами стены накапливают тепло, и в ночное время оно продолжает выделяться в помещении.

2) Тепло от людей: Жильцы также являются основным источником тепла внутри зданий. Учтите, что человек ежедневно потребляет сотни калорий в виде пищи, и часть этой энергии выделяется в виде тепла во время метаболических процессов. Тепло, выделяемое людьми, еще выше во время интенсивных физических нагрузок из-за потоотделения (потоотделения).

Учтите, что тепловое воздействие людей также увеличивается в зависимости от плотности населения. В результате человеческий вклад в общую тепловую нагрузку может быть особенно высоким в больших помещениях с кондиционированием воздуха, таких как холлы, аудитории, театры, кинотеатры и аэропорты.

3) Нагрев наружного воздуха: Более теплый воздух за пределами кондиционируемых помещений называется наружным воздухом или атмосферным воздухом. Из-за более высокой температуры наружный воздух имеет тенденцию повышать среднюю температуру в помещении, когда попадает в помещения.

Хотя некоторый воздухообмен является нормальным, когда двери и окна открыты, наружный воздух также может попадать в кондиционируемые помещения через утечки вокруг дверей, окон и других элементов ограждающих конструкций здания. Тепло, удерживаемое наружным воздухом, в значительной степени исходит от солнца, но оно также может исходить от транспортных средств или других зданий.

4) Тепло от электрических и электронных устройств: Внутренние помещения заполнены электрическими и электронными приборами, такими как осветительные приборы, телевизоры, кофеварки, водонагреватели и т. Д. Эти приборы потребляют электричество и выделяют некоторое количество тепла в помещениях с кондиционированием воздуха. . Используйте энергоэффективные приборы, чтобы свести к минимуму их нагревательный эффект.

---

Ищете инженера-проектировщика HVAC?

---

Процедура расчета тепловой нагрузки

Для расчета тепловой нагрузки необходимо провести обследование всех помещений в здании и определить все имеющиеся источники тепла.Затем, исходя из рассчитанной тепловой нагрузки, проектировщик HVAC рекомендует тип системы кондиционирования воздуха, подходящий для применения, и ее требуемую мощность. Такой подход помогает владельцам собственности избегать крупногабаритных систем с более высокими начальными и текущими затратами, чем необходимо, а также систем меньшего размера, которые обеспечивают недостаточное охлаждение.

Расчет тепловой нагрузки — это узкоспециализированная, трудоемкая и сложная задача, которую может выполнить только квалифицированный специалист по HVAC. Это также очень важный шаг для достижения оптимальных характеристик здания, который дает основу для выбора системы кондиционирования воздуха надлежащего типа и мощности для конкретного применения: жилое здание, холл, аудитория, театр, кинотеатр, аэропорт и т. Д.

Если вы являетесь владельцем недвижимости, учтите, что специалисты по HVAC обычно запрашивают дополнительную информацию, например, архитектурные планы здания. Процедура расчета начинается после того, как будут собраны все необходимые данные. Существует два возможных метода расчета тепловой нагрузки: вручную или с помощью программного обеспечения.

Ручной процесс: Данные, собранные в результате обследования здания и дополнительной документации, анализируются с использованием предварительно определенных уравнений и табличных параметров.Точные уравнения и значения таблиц для использования определяются на основе геометрии здания, строительных материалов, а также приборов и строительных систем, находящихся внутри. Основываясь на этих расчетах, проектировщик HVAC рекомендует систему кондиционирования воздуха подходящего типа и вместимости.

Использование программного обеспечения: В настоящее время большинство проектировщиков систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют программное обеспечение, такое как Trace 700 и HAP (программа почасового анализа), для выполнения расчетов тепловой нагрузки. Это по-прежнему требует обширных технических знаний, но многие повторяющиеся и трудоемкие задачи автоматизированы.Все, что вам нужно сделать, это ввести данные, полученные в результате обследования здания, архитектурных планов и другой соответствующей собранной документации. Программа автоматически выполняет расчеты тепловой нагрузки, а также рекомендует необходимую мощность системы кондиционирования, что упрощает и ускоряет процесс.

Расчет тепловой нагрузки выполняется для всех участков здания, а также определяется общая нагрузка на здание. На основе этих расчетов проектировщики и консультанты HVAC могут предоставить технические рекомендации для достижения максимальной производительности.

Заключительные рекомендации

Услуги профессионального дизайна могут показаться расходом, но на самом деле это инвестиции. Хорошо спроектированная система HVAC соответствует охлаждающей нагрузке здания, которое она обслуживает, при оптимальной стоимости владения. Работа с профессионалами также гарантирует соблюдение кодекса и ускоряет оформление документов, что может занять очень много времени в Нью-Йорке.

Если у вашей собственности достаточно места на крыше, рассмотрите возможность использования солнечной энергии. В Нью-Йорке есть отличные программы скидок, и вы можете уменьшить эффект солнечного нагрева, получая при этом чистый источник электроэнергии.