Расчет водяного отопления: пример расчета теплового баланса

Расчет радиаторов

Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай.

На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Способы подключения радиаторов

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

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м.

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2

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

Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных).

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

0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 кВт,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу»; 21 – площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – число ватт в киловатте.

Установка радиаторов отопления

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

Тепловой расчет системы отопления

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

Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения».

Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Итак, исходя из предыдущих статей стало ясно, что комфортные параметры внутреннего воздуха в помещениях в зимний период зависят напрямую от того соответствует ли мощность системы отопления здания количеству потерь тепла. В устоявшемся режиме здания все теплопотери должны быть равны мощности системы отопления. Это и называется тепловым балансом здания.

Если в помещении есть много источников выделения тепла (тепловыделения от большого количества людей, от солнечной радиации или иных процессов, сопровождающихся выделением тепла), то данные показатели также должны быть учтены в тепловом балансе здания.

Теплопотери и теплопоступления в помещении общественного здания.

Но, как правило, в условиях континентального климата для жилых зданий этими показателями пренебрегают, устанавливая системы автоматики на системы отопления здания или термостатические вентиля на приборы отопления.

Этими мероприятиями можно поддерживать постоянную температуру в помещениях независимо от колебаний температуры наружного воздуха или внутренних тепловых возмущений.

В производственных или административных зданиях такие теплопоступления обычно компенсируются системами вентиляции.

Qот=Qогр Qвент(инф) /-Qвнутр,

где, Qогр – теплопотери через ограждающие конструкции здания,

Qвент(инф) – потери тепла на нагрев инфильтрации или приточных систем вентиляции,

Qвнутр – поступления тепла от внутренних источников (люди, оборудование, солнечная радиация и пр.).

Тепловой баланс здания определяется по максимальным значениям потерь тепла в зимний период года при минимальных расчетных температурах наружного воздуха, влажности и скорости ветра для конкретного региона строительства. Все расчетные параметры регламентируются в нормативной документации, а, в частности, в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Для рассматриваемого примера теплопотери здания, а конкретно нагрузка на систему отопления, могут значительно отличаться по каждому помещению, поэтому использование удельных показателей, рассчитанных ранее носит чисто информационный характер. На практике следует выполнить точный теплотехнический расчет.

Q=(Qуд Qуд.инф)*8,12м?

Q100мм=(103 44)*8,12=1 194 Вт

Q150мм=(81 44)*8,12=1 015 Вт

Q200мм=(70 44)*8,12=926 Вт

Радиаторы или конвекторы являются главными элементами отопительной системы, так как их основной функцией является передача тепла от теплоносителя воздуху в помещении или поверхностям комнаты. Мощность радиаторов при этом должна четко соответствовать тепловым потерям по помещениям. Из предыдущих разделов цикла статей видно, что укрупнено мощность радиаторов можно определить по удельным показателям по площади или объему комнаты.

Так, для отопления помещения в 20 м? с одним окном требуется в среднем установить прибор отопления мощностью 2 кВт, а если учесть небольшой запас на поверхность в размере 10-15%, то мощность радиатора составит 2,2 кВт ориентировочно.

Этот метод подбора радиаторов является достаточно грубым, так как не учитывает много значимых особенностей и строительных характеристик здания.

Более точным является подбор радиаторов на основании теплотехнического расчета жилого дома, который выполняется специализированными проектными организациями.

Основным параметром для подбора типоразмера прибора отопления является его тепловая мощность. А в случае с секционными алюминиевыми или биметаллическими радиаторами указывается мощность одной секции.

Наиболее часто используемыми в системах отопления радиаторами являются приборы с межосевым расстоянием 350 или 500 мм, выбор которых основан, прежде всего на конструкции окна и отметке подоконника относительно финишного напольного покрытия.

Мощность 1 секции
радиатора
по паспорту, Вт
Площадь комнаты, м2
10 12 14 16 18 20 22
Количество секций
140 8 9 10 12 13 15 16
150 7 8 10 11 12 14 15
160 7 8 9 10 12 13 14
180 6 7 8 9 10 12 13
190 6 7 8 9 10 11 12
200 5 6 7 8 9 10 11

В техническом паспорте на приборы отопления производители указывают тепловую мощность применительно к каким-либо температурным условиям. Стандартными являются параметры теплоносителя 90-70 °C, в случае низкотемпературного отопления тепловую мощность следует корректировать согласно коэффициентам, указанных в технической документации.

Расчет водяного отопления: пример расчета теплового баланса

Q=A*k*?T,

А – площадь теплоотдачи, м?

k – коэффициент теплопередачи радиатора, Вт/м?*°C.

?T – температурный напор, °C

?T= (Тпод Тобр)/2 — tпомещ

Паспортными данными является мощность радиатора Q и температурный напор, определенные в стандартных условиях. Произведение коэффициентов k*A является величиной постоянной и определяется сначала для стандартных условий, а затем можно подставить в формулу для определения фактической мощности радиатора, который будет работать в системе отопления с параметрами, отличающимися от принятых.

Для каркасного дома, рассматриваемого в качестве примера с толщиной изоляции 150 мм, подбор радиатора для помещения площадью 8,12 м2 будет выглядеть следующим образом.

Ранее мы определили, что удельные теплопотери для углового помещения с учетом инфильтрации 125 Вт/м2, значит, мощность радиатора должна составлять не менее 1 015 Вт, а с запасом в 15% 1 167 Вт.

Расчет водяного отопления: пример расчета теплового баланса

Для установки доступен радиатор мощностью 1,4 кВт при параметрах теплоносителя 90/70 градусов, что соответствует температурному напору ?T= 60 градусов. Планируемая система отопления будет работать на параметрах воды 80/60 градусов (?T=50) Следовательно, чтобы удостовериться в том, что радиатор сможет полностью перекрыть теплопотери помещения необходимо определить его фактическую мощность.

  • Для этого, определив значение k*A=1400/60=23,3 Вт/град, определяем фактическую мощность Qфакт=23,3*50=1167 Вт, что полностью удовлетворяет требуемой тепловой мощности прибора отопления, который должен быть установлен в данном помещении.
  • Видео ролик на тему расчета мощности радиатора:

При расчете фактической мощности радиаторов следует знать, что теплоотдача приборов также зависит и от способа размещения.

Фактическая мощность, полученная в результате расчетов, показывает какое количество тепла радиатор отдаст при расчетных параметрах теплоносителя, грамотной схеме подключения, сбалансированной системе отопления, а также при установке открыто на стене или под окном без использования декоративных экранов.

Как правило, оконные проемы являются строительными элементами с максимальными потерями тепла вне зависимости от количества камер и прочих  энергоэффективных показателей. Поэтому радиаторы отопления принято размещать в пространстве под окном.

При смешивании холодного воздуха с теплыми потоками от радиатора возникают конвективные потоки в помещении, которые позволяют увеличить скорость прогрева.

Рекомендуется устанавливать радиаторы шириной не меньше половины ширины оконного проема.

Еще одним требованием увеличить эффективность обогрева комнаты является подбор габарита радиатора относительно ширины оконного проема. Длину радиатора рекомендуется подбирать не мене половины ширины оконного проема. В противном случае будет велика вероятность образования холодных зон в непосредственной близости к окну и будет заметно снижена конвективная составляющая обогрева помещения.

Если в здании присутствует большое количество угловых комнат, то следует размещать такое количество приборов отопления, равное количеству наружных ограждающих конструкций.

Формула расчета

Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция

Главным назначением отопительных систем является компенсация всех потерь тепла в жилом доме или здании иного назначения, какими являются:

  • Потери тепла через наружные ограждающие конструкции (стены, оконные и дверные проемы, крышу, перекрытия нижнего этажа и заглубленный цокольный этаж);
  • Тепло, необходимое на нагрев воздуха, поступающего в отапливаемые помещения вследствие работы систем вытяжной вентиляции или прорывающегося через открытые двери, неплотности в оконных проемах или через наружные стены. Этот процесс носит название инфильтрации воздуха и зависит от качества строительных работ, материалов и наличия или отсутствия сбалансированной вентиляции.

Если в частном доме есть приточная вентиляция с функцией обогрева, то при расчете радиаторов отопления теплом на нагрев инфильтрационного воздуха можно пренебречь.

  • Тепло, необходимое на нагрев вносимых предметов или материалов, а также транспортных средств (отношения к жилищному строительству практически не имеет, поэтому в расчетах учитывается редко).

Теплопотери дома зависят от наружной температуры, то есть региона строительства. Чем ниже и экстремальнее температуры зимой, тем больше тепла теряется через наружные конструкции и, следовательно, большее количество тепла требуется для обогрева 1м? площади.

При большой площади наружных конструкций и низких теплоизоляционных свойствах затраты тепловой энергии также растут. Как известно, большая составляющая всех теплопотерь происходит через оконное остекление, поэтому для регионов России с низкими температурами зимой габариты переплетов необходимо проектировать небольшими с возможностью установки под ними отопительных приборов.

Расчет водяного отопления: пример расчета теплового баланса

Еще одной важной задачей современных систем отопления является как поддержание температуры воздуха в жилом здании на заданном уровне без перегрева помещений, так и температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Это позволяет снизить количество вырабатываемого тепла отопительными котлами, экономить топливо и энергоресурсы в целом

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  ТОП-15 лучших электрокотлов для отопления частного дома рейтинг и советы по выбору

Функционально такие задачи выполняет система автоматизации отопительных сетей дома, которая является неотъемлемой частью современных систем отопления.

» title=»Тепловой аккумулятор»{amp}gt;

Тепловой аккумулятор

В некоторых отопительных системах устанавливаются вспомогательные элементы, которые также частично могут заполняться теплоносителем. Наиболее вместительным из них является тепловой аккумулятор.

Проблема в вычислении общего объема воды в отопительной системе вместе с этим компонентом заключается в конфигурации теплообменника. Фактически тепловой аккумулятор не заполняется горячей водой из системы – он служит для ее нагрева от имеющейся в нем жидкости. Для корректного расчета нужно знать конструкцию внутреннего трубопровода. Увы, но производители не всегда указывают тот параметр. Поэтому можно воспользоваться примерной методикой вычислений.

Перед установкой теплового аккумулятора его внутренний трубопровод заполняется водой. Ее количество рассчитывается самостоятельно и учитывается при вычислении общего объема отопления.

Если отопительная система модернизируется, устанавливаются новые радиаторы или трубы – необходимо выполнить дополнительный перерасчет ее общего объема. Для этого можно взять характеристики новых приборов и вычислить их вместимость по вышеописанным методикам.

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

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

Первый этап расчета заключается в расчете тепловых потерь комнаты. Потолок, пол, количество окон, материал из которых изготовлены стены, наличие межкомнатной или входной двери — все это источники теплопотерь.

Рассмотрим на примере угловой комнаты объемом 24,3 куб. м.:

  • площадь комнаты — 18 кв. м. (6 м х 3 м)
  • 1 этаж
  • потолок высотой 2,75 м,
  • наружные стены — 2 шт. из бруса (толщина18 см), обшитые изнутри гипроком и оклеенные обоями,
  • окно — 2 шт. 1,6 м х 1,1 м каждое
  • пол — деревянный утепленный, снизу — подпол.

Расчеты площадей поверхностей:

  • наружных стен за минусом окон: S1 = (6 3) х 2,7 — 2×1,1×1,6 = 20,78 кв. м.
  • окон: S2 = 2×1,1×1,6=3,52 кв. м.
  • пола: S3 = 6×3=18 кв. м.
  • потолка: S4 = 6×3= 18 кв. м.

Теперь, имея все расчеты теплоотдающих площадей, оценим теплопотери каждой:

  • Q1 = S1 х 62 = 20,78×62 = 1289 Вт
  • Q2= S2 x 135 = 3×135 = 405 Вт
  • Q3=S3 x 35 = 18×35 = 630 Вт
  • Q4 = S4 x 27 = 18×27 = 486 Вт
  • Q5=Q Q2 Q3 Q4=2810 Bт

Итого. суммарные теплопотери комнаты в самые холодные дни равны 2,81 кВт. Это число записывается со знаком минус и теперь известно сколько тепла необходимо подать в комнату для комфортной температуры в ней.

Это самый простой вариант обогрева, который не потребует значительных финансовых вложений. Проектирование и монтаж системы не предусматривает проведения сложных работ, а все комплектующие и материалы доступны. Поэтому такая система водяного отопления частного дома может быть выполнена самостоятельно – подробное описание содержится в инструкции к оборудованию.

Принцип функционирования водяного отопления с естественной циркуляцией крайне прост. Нагреваемая в котле вода, поднимается по трубопроводу вверх (это происходит из-за разницы температур), и со временем попадает во все радиаторы, разведенные по дому. Уже охлажденная вода снова возвращается в котел. Таким образом, теплоноситель циркулирует по системе отопления естественно, без применения специального оборудования.

При монтаже нужно прокладывать магистральные трубы с небольшим уклоном – обычно достаточно 3-5 градусов на 1 метр (примерно 10 миллиметров). Если этого не сделать, отопительная система тоже будет работать, но не столь эффективно, в результате чего расход топлива увеличится.

Для разводки используются трубы разного диаметра – выбор зависит от особенностей оборудования и радиаторов. Обязательно должно соблюдаться уменьшение сечения труб в сторону крайней точки отопительной системы – последней батареи.

Труба, по которой вода, нагретая в котле, подается в систему, устанавливается таким образом, чтобы наблюдался максимальный уклон в сторону батарей. Место входа в теплогенератор обратки делается как можно ниже относительно радиаторов – это необходимо для эффективной циркуляции теплоносителя. С этой целью нагревательный котел часто устанавливают на цокольном этаже или в подвале.

Неотъемлемая часть водяной конструкции с естественной циркуляцией – расширительный бак. Данное устройство устанавливается, в отличие от котла, в самой высокой точке дома, например, на чердаке. Также иногда используются гидроаккумулирующие баки, но в данном случае необходимо произвести монтаж предохранительных и воздушных клапанов, манометров.

Поскольку обычно чердаки не отапливаются, то расширительный бак приходится утеплять – выбор материалов для этого достаточно широк. Однако нужно учитывать, что утеплитель должен быть устойчивым к влиянию высоких температур и не менять своих свойств даже при 90 градусах (подробнее: «Как выбрать утеплитель для труб отопления и нужен ли он «).

Для разводки отопительной системы можно использовать не только металлические, но и пластиковые трубы. Последние из них легко устанавливаются, и время выполнения работ уменьшается.

Для начала необходимо обустроить отопительные приборы. Как правило, радиаторы монтируются под окнами, так как горячий воздух препятствует поступлению холодного воздуха из окон. Установка отопительных приборов осуществляется при помощи перфоратора и уровня. Никакого специального оборудования не потребуется.

При монтаже отопительных приборов потребуется соблюдать единую высоту размещения радиаторов, в противном случае вода не сможет добираться до более высоких участков, и циркуляция нарушится.

Сварка пластиковых труб. Нажмите на фото для увеличения.

Установив отопительные приборы, необходимо проложить до них трубы. Для их установки потребуются такие инструменты, как строительные ножницы, паяльник и рулетка. Перед началом монтажа нужно замерить общую длину прокладываемых труб и подсчитать наличие всех заглушек, сгибов и тройников. На пластиковых трубах обычно присутствуют насечки со вспомогательными линиями, что помогает производить монтаж грамотно и аккуратно.

Важно знать: соединяя трубы паяльником, не разъединяйте их после неудачной пайки, в противном случае может образоваться протечь. Работать с паяльником нужно аккуратно, предварительно потренировавшись на кусках трубы, которые уже не понадобятся при монтаже. . Дополнительные устройства

Если опереться на статистику, отопительная система с пассивной циркуляцией способна эффективно обогревать площадь помещения, не превышающую 110 м2. Для больших помещений потребуется оборудовать водонагревательный котел специальным насосом, сделав циркуляцию теплоносителя регулируемой. Некоторые производители выпускают тепловые генераторы, которые уже оборудованы насосом.

Следуя вышеуказанным рекомендациям, вы сможете произвести индивидуальный расчет системы отопления частного коттеджа, а также расчет стоимости предполагаемого оснащения. Для установки водонагревательной системы не потребуется много рабочей силы (2-3 человека) и особых навыков установки.

Расчет системы отопления – мероприятие, которому следует уделить повышенное внимание. Следует предусмотреть все сопряженные с этим нюансы: наличие дымохода, количества этажей вашего дома, тип отопительного котла, систему разводки отопления и др

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Для вашего удобства на данной странице предусмотрен удобный пользовательский интерфейс, благодаря которому вы без труда сумеете предусмотреть все необходимые элементы отопления и рассчитать конечную стоимость работ по монтажу.

К дополнительным приспособлениям относятся, например насос. В системе отопления размещенной на площади менее 100 м2 циркуляция будет происходить естественной системой, но для большей площади необходим насос. Если котел импортного производства и автоматический, то насос уже стоит в системе, а значит дополнительный не нужно.

В продаже легко можно найти насос отечественного или импортного производства, все они подходят для систем с естественной циркуляцией. Стоят насосы для системы отопления от 1200 руб. Но хороший от 3500, он менее энергозатратен и бесшумен, при этом имеет небольшие размеры. Монтаж насоса выполняют на конце естественной системы циркуляции своими руками, конкретно на обратке перед входом в котел. Так его контакт с горячей водой будет минимален, и он прослужит долгое время.

Таблица расчета мощности радиаторов по площади помещения

К еще одному виду дополнительного оборудования относится применение расширительного бака. Емкость расширительного бака имеет различный объем воды и выбирается именно из этих параметров. В автоматических котлах расширительный бак уже стоит, о его объем воды недостаточен для системы с циркуляцией жидкости на площади более 100 м2. Для чего же необходима установка расширительного бака в системе отопления?

Школьникам 8 класса понятно, что нагретая вода расширяется. Внутри системы отопления у воды все время меняется температура, весной и осенью понижается, зимой повышается, а значит, ее объем все время меняется. Излишки объема воды можно контролировать при помощи специальной емкости, расширительного бака или, как говорят профессионалы, экспансомат. Его необходимо устанавливать как при автоматической, так и с естественной циркуляцией воды в системе.

Использование расширительного бака целесообразно в двух случаях:

  1. Если система отопления имеет замкнутый контур.
  2. Теплоноситель имеет определенный уровень вместимости.

При увеличении объема в замкнутой цепочке труб появится гидравлическое давление, которое может повредить ее. Ученые рассчитали, что при повышении температуры на 10 0С объем воды увеличивается на 0,3%. Это небольшой показатель для маленького объема воды, но в системе может быть до 1 т. Поэтому установка расширительного бака необходима в любом частном доме. Установить его можно своими руками, а стоит такая конструкция от 1200 руб.

Рассмотрев основные узлы системы отопления и этапы монтажа, сало ясно, что осуществить работы можно своими руками. А невысокая стоимость на комплектующие и правильный расчет, делают современную систему отопления экономичной и функциональной.

Этап №1. Вначале рассчитываются теплопотери здания – эти сведения необходимы для того, чтобы определить мощность отопительного котла и каждого из радиаторов в частности. В этом вам поможет наш калькулятор теплопотерь! Что характерно, их следует рассчитывать для каждого помещения, в котором имеется наружная стена.

Этап №2. Далее нужно выбрать температурный режим. В среднем, для расчетов используется значение 75/65/20, что полностью соответствует требованиям EN 442. Если выберите именно этот режим, то уж точно не ошибетесь, ведь на него настроена большая часть всех импортных отопительных котлов.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Солнечное отопление частного дома обзор лучших конструкций

Этап №3. После этого подбирается мощность радиаторов с учетом полученных теплопотерь в помещении. Также вам может пригодиться бесплатный калькулятор расчета количества секций радиатора отопления.

Этап №4. Для подбора подходящего циркуляционного насоса и труб нужного диаметра производится гидравлический расчет. Чтобы выполнить его, нужны специальные знания и соответствующие таблицы. Также можно воспользоваться калькулятором расчета производительности циркуляционного насоса.

Этап №5. Теперь нужно выбрать котел. Детальнее о выборе отопительного котла можно узнать из статей данной рубрики нашего сайта.

Этап №6. В конце необходимо рассчитать объем системы отопления. Ведь именно от вместительности сети будет зависеть объем расширительного бака. Здесь вам поможет калькулятор расчета общего объема системы отопления.

На заметку! Эти, а также многие другие онлайн-калькуляторы можно найти в данной рубрике сайта. Воспользуйтесь ими, чтобы максимально облегчить рабочий процесс!

Объем расширительного бака

Тип радиаторов:— чугунные МС-140 с межосевым 500 мм— чугунные МС-140 с межосевым 300 мм— чугунные ЧМ-2 с межосевым 500 мм— чугунные ЧМ-2 с межосевым 300 мм— алюминиевые с межосевым 500 мм— алюминиевые с межосевым 350 мм— биметаллические с межосевым 500 мм— биметаллические с межосевым 350 мм

Общее количество секций

Объем прибора по паспорту, литров

Количество приборов, шт

Теплый пол

— нет— есть

Тип и диаметр трубы

— металлопластиковые 16 мм— металлопластиковые 20 мм— металлопластиковые 25 мм— PE-X 16 мм— PE-X 20 мм

Общая длина контуров, м

Стальные трубы ВГП

— нет— есть

Ø ½”, метров

Ø ¾”, метров

Расчет мощности системы отопления по объему жилья

Ø 1”, метров

Ø 1¼”, метров

Ø 1½”, метров

Ø 2”, метров

Армированные полипропиленовые трубы

— нет— есть

Ø 20 мм, метров

Ø 25 мм, метров

Ø 32 мм, метров

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

Ø 40 мм, метров

Ø 50 мм, метров

Металлопластиковые трубы

— нет— есть

Ø 20 мм, метров

Виды стеклопакетов

Ø 25 мм, метров

Ø 32 мм, метров

Ø 40 мм, метров

Ø 50 мм, метров

Наличие дополнительных приборов и устройств— нет— есть

Суммарный объем дополнительных элементов системы, литров

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

Общий объем теплоносителя

Куда отправить результат?Не заполняйте, если отправка результатов не нужна

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

Payment options

Защита от спама

Введите код с картинки

Отправить результат мне на почту

Отправить результат мне на почту

Для работы с программой понадобятся некоторые данные, которые необходимо ввести в соответствующие поля, а именно:

  • Количество жидкости в котле. Этот параметр водится в литрах. Найти его можно в технической документации оборудования;
  • Объем расширительного бачка, так же в литрах;
  • Тип радиаторов отопления. Если они разборные, то ниже этой позиции выставляем при помощи «бегунка» общее количество секций. Если же это конвекторы или неразборные радиаторы, «бегунок» устанавливается на отметке «0». Тогда в графе ниже необходимо указать объем одного радиатора по паспорту и их общее количество;
  • Указываем, есть ли теплый пол. Если есть, то какие использованы трубы, их длина и диаметр;
  • Теперь общий контур отопления. Указывается материал труб, диаметр и общая протяженность;
  • Отмечаем, есть ли дополнительное оборудование (гидрострелка или теплообменник). Если есть, то суммарную вместимость в литрах.

Самостоятельно просчитать количество жидкости в трубах вряд ли удастся

Это карта среднемесячных температур в России на январь

Теперь остается нажать на кнопку «рассчитать объем теплоносителя» и получить точный результат объема системы в литрах. Никаких сложностей нет.

Допуски

Если все данные указаны точно, то никаких допусков делать не требуется. Основная задача пользователя – это верная информация, а уж программа ошибок не допустит.

1. Программа aqua—therm 4 hcr — позволяет редактировать планы и развертки любой системы центрального радиаторного отопления в одно- или двухтрубной системе, а также систем отопления полов и стен. Охватывает также системы хладоснабжения. Графический редактор позволяет самостоятельно начертить схему здания, используя сканированные строительные чертежи либо применяя более выгодное для проектировщика решение – импорт строительных чертежей из файлов dwg, dxf,  с распознаванием стен и помещений.

2. Программа Aquathermheat{amp}amp;energy 4 —  служит для выполнения расчета теплопотерь  здания и сезонного потребления энергии. Программа определяет баланс вентиляционного воздуха в помещениях, рассчитывает температуру воздуха в неотапливаемых помещениях. Программа считывает конструкцию здания из чертежа, записанного программой Aqua-therm 4 HCR, благодаря чему конструкция, загруженная из файла dwg или dxf, либо начерченная в графическом редакторе программы Aqua-therm, требует лишь дополнения таких данных, как  структура стен, данные для вентиляции и т.п.

3. Программа Aquatherm—san 4 TS – служит для проектирования внутренних систем водоснабжения  и канализации. Оснащена графическим редактором, который позволяет быстро начертить план и развертку системы и дополнить данные . Выполняет гидравлические и тепловые расчеты, а также автоматически создает полную спецификацию материалов.

Загрузить программу Aquatherm Project UA

Программа полноценная, бесплатная, с открытой лицензией до 01.03.2018г.

AD-AQTUA-1700-000-FH – для активации Aquatherm-heat{amp}amp;energy/Aqua-therm 4 HCR

DD-AQTUA-1700-000-UD — для активации Aquatherm-San 4

Двухтрубная схема нижней разводки ситемы отопления

Системаотопления предназначена для созданияв холодный период года в помещенияхздания заданной температуры воздуха,соответствующей комфортным условиями отвечающей требованиям технологическогопроцесса. Тепловой режим в зависимостиот назначения помещений может быть какпостоянным, так и переменным.

Постоянныйтепловой режимдолжен поддерживаться круглосуточнов течение всего отопительного периодав зданиях: жилых, производственных снепрерывным режимом работы, детских илечебных учреждений, гостиниц, санаториеви т.д. теплообменфурье отопление вентиляция

Переменныйтепловой режимхарактерен для производственных зданийс одно- и двухсменной работой, а такжедля ряда общественных зданий(административные, торговые, учебные ит.п.) и зданий предприятий обслуживаниянаселения.

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

Теплопотери в доме

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

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

Расчет системы отопления в частном доме

Они могут иметь разные формы и размеры в зависимости от требуемой производительности, но основным критерием выбора агрегата является площадь его рабочей поверхности.

Она определяется с помощью теплового расчета теплообменника при его создании или эксплуатации.

  • Расчет может нести в себе проектный (конструкторский) или проверочный характер.
  • Конечным результатом конструкторского расчета является определение площади поверхности теплообмена, необходимой для обеспечения заданных тепловых потоков.
  • Проверочный расчет, напротив, служит для установления конечных температур рабочих теплоносителей, то есть тепловых потоков при имеющейся площади поверхности теплообмена.

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

Соответственно, при создании устройства проводится конструкторский расчет, а при эксплуатации – проверочный. Оба расчета идентичны и, по сути, являются взаимообратными.

  1. Основой для расчета теплообменников являются уравнения теплопередачи и теплового баланса.
  2. Уравнение теплопередачи имеет следующий вид:
  3. Q = F‧k‧Δt, где:
  • Q – размер теплового потока, Вт;
  • F – площадь рабочей поверхности, м2;
  • k – коэффициент передачи тепла;
  • Δt – разница между температурами носителей на выходе в аппарат и на выходе из него. Также величина называется температурным напором.

F = Q/ k‧Δt

Q = G1cp1(t1вх-t1вых) = G2cp2(t2вых-t2вх), где:

  • G1 и G2 – расходы масс греющего и нагреваемого носителей соответственно, кг/ч;
  • cp1 и cp2 – удельные теплоемкости (принимаются по нормативным данным), кДж/кг‧ ºС.

В процессе обмена тепловой энергией носители изменяют свои температуры, то есть в устройство каждый из них входит с одной температурой, а выходит – с другой. Эти величины (t1вх;t1вых и t2вх;t2вых) являются результатом проверочного расчета, с которым сравниваются фактические температурные показатели теплоносителей.

Вместе с тем большое значение имеют коэффициенты теплоотдачи несущих сред, а также особенности конструкции агрегата. При детальных конструкторских расчетах составляются схемы теплообменных аппаратов, отдельным элементом которых являются схемы движения теплоносителей. Сложность расчета зависит от изменения коэффициентов теплопередачи k на рабочей поверхности.

Такие данные, как коэффициенты теплоотдачи носителей, а также типовые размеры элементов при конструировании аппарата или при проверочном расчете, учитываются в соответствующих нормативных документах (ГОСТ 27590).

Для большей наглядности представим пример конструкторского расчета теплообмена. Этот расчет имеет упрощенный вид, и не учитывает потерь теплоты и особенностей конструкции теплообменного аппарата.

Исходные данные:

  • Температура греющего носителя при входе t1вх = 14 ºС;
  • Температура греющего носителя при выходе t1вых = 9 ºС;
  • Температура нагреваемого носителя при входе t2вх = 8 ºС;
  • Температура нагреваемого носителя при выходе t2вых = 12 ºС;
  • Расход массы греющего носителя G1 = 14000 кг/ч;
  • Расход массы нагреваемого носителя G2 = 17500 кг/ч;
  • Нормативное значение удельной теплоемкости ср =4,2 кДж/кг‧ ºС;
  • Коэффициент теплопередачи k = 6,3 кВт/м2.
  • 1) Определим мощность теплообменного аппарата с помощью уравнения теплового баланса:
  • Qвх = 14000‧4,2‧(14 – 9) = 294000 кДж/ч
  • Qвых = 17500‧4,2‧(12 – 8) = 294000 кДж/ч

Qвх = Qвых. Условия теплового баланса выполняются. Переведем полученную величину в единицу измерения Вт. При условии, что 1 Вт = 3,6 кДж/ч, Q = Qвх = Qвых = 294000/3,6 = 81666,7 Вт = 81,7 кВт.

Мощность и теплоотдача радиаторов

2) Определим значение напора t. Он определяется по формуле:

  1. 3) Определим площадь поверхности теплообмена с помощью уравнения теплопередачи:
  2. F = 81,7/6,3‧1,4 = 9,26 м2.
  3. Как правило, при проведении расчета не все идет гладко, ведь необходимо учитывать всевозможные внешние и внутренние факторы, влияющие на процесс обмена теплом:
  • особенности конструкции и работы аппарата;
  • потери энергии при работе устройства;
  • коэффициенты теплоотдачи тепловых носителей;
  • различия в работе на разных участках поверхности (дифференциальный характер) и т.д.

Вы можете самостоятельно провести тепловой расчет на основе уравнений выше и получить результат в pdf-формате (в полях «Допустимые потери», «Давление расч.» и «Tmax» можно указать произвольные данные, единственное ограничение: Tmax {amp}gt; t1).

ВАЖНО: Для наиболее точного и достоверного расчета инженер должен понимать сущность процесса передачи тепла от одного тела к другому. Также он должен быть максимально обеспечен необходимой нормативной и научной литературой, поскольку в расчете на множество величин составлены соответствующие нормы, которых специалист обязан придерживаться.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Пеллетные котлы отопления виды преимущества и правила выбора

Что мы получаем в результате расчета и в чем его конкретное применение?

Допустим, что на предприятие поступил заказ. Необходимо изготовить тепловой аппарат с заданной поверхностью теплообмена и производительностью. То есть перед предприятием не стоит вопрос размеров аппарата, но стоит вопрос материалов, которые обеспечат нужную производительность с заданной рабочей площадью.

Для решения данного вопроса производится тепловой расчет, то есть определяются температуры теплоносителей на входе и выходе из аппарата. Исходя из этих данных выбираются материалы для изготовления элементов устройства.

В конечном итоге, можно сказать, что рабочая площадь и температура носителей на входе и выходе из аппарата – основные взаимосвязанные показатели качества работы теплообменника. Определив их путем теплового расчета инженер сможет разработать основные решения для конструирования, ремонта, контроля и поддержания работы теплообменников.

Расчет водяного отопления: пример расчета теплового баланса

Если в рабочеевремя теплопоступления превышают потеритеплоты, то устраивают только дежурноеотопление.

Qсо=Qпот—Qпост, (3.1)

где:Qсо– теплонедостаток, т.е. расчётнаямощность системы отопления, Вт;

  • Qпот
    – суммарные тепловые потери помещениями,
    Вт;
  • Qпост
    – суммарные теплопоступления в помещения,
    Вт.
  • Если
    в здании (обычно производственном)
    Qпост{amp}gt;Qпот,
    то отапливать помещение не нужно, а
    теплоизбыток устраняется, например,
    работой приточной вентиляции.
  • В
    общем случае потери теплоты определяются
    следующим образом:
  • Qпот=Qогр Qи Qмат Qпроч, (3.2)
  • где:
    Qогр
    – теплопотери через наружные ограждающие
    конструкции, Вт;
  • Qи
    – теплопотери на нагревание инфильтрующегося
    воздуха, Вт;
  • Qмат
    – теплопотери на нагревание материалов
    и транспорта, поступающих в помещение,
    и имеющих температуру ниже температуры
    воздуха в помещении, Вт;
  • Qпроч
    – прочие неучтённые теплопотери, Вт.
  • Теплопоступления
    в помещение в общем случае определяются
    по формуле:
  • Qпост=Qоб Qмат Qбыт Qэл Qчел Qср Qпроч, (3.3)
  • где:
    Qоб
    – теплопоступления от технологического
    оборудования, Вт;
  • Qмат
    – теплопоступления от материалов и
    транспорта, поступающих в помещение, и
    имеющих температуру выше температуры
    воздуха в помещении, Вт;
  • Qбыт
    – бытовые тепловыделения, Вт;
  • Qэл
    – теплопоступления от электрооборудования
    и освещения, Вт;
  • Qчел
    – теплопоступления от людей, Вт;
  • Qср
    – теплопоступления за счёт солнечной
    радиации, Вт;
  • Qпроч
    – прочие неучтённые теплопоступления,
    Вт.

Дляпомещений конкретных зданий выражения(3.2) и (3.3) упрощаются, так как не всегдаимеются все виды теплопотерь итеплопоступлений, вошедших в этивыражения.

  1. Так,
    для комнат и кухонь жилых зданий учитывают
    только теплопотери через ограждающие
    конструкции и потери, связанные с
    нагреванием инфильтрующегося воздуха,
    а также бытовые тепловыделения.
  2. Определение
    тепловой мощности системы отопления
    [6,
    приложение 12]
  3. В
    соответствии с требованиями приложения
    12 [6] расчётная
    тепловая мощность, кВт, системы отопления
    должна определяться по формуле:
  4. Q=Q1b1b2 Q2Q3, (3.4)
  5. где:
    Q1
    – расчётные тепловые потери здания,
    кВт, определяемые по формуле:
  6. Q1=(Qа Qв), (3.5)
  7. где:
    Qа
    — тепловой поток, кВт, через ограждающие
    конструкции;
  8. Qв
    — потери теплоты, кВт, на нагревание
    инфильтрующегося воздуха.
  9. Величины
    Qа
    и Qв
    рассчитываются для каждого отапливаемого
    помещения.
  10. b1
    – коэффициент учёта дополнительного
    теплового потока устанавливаемых
    отопительных приборов за счёт округления
    сверх расчётной величины, принимаемый
    по таблице 1 приложения 12 [6];
  11. b2
    – коэффициент учёта дополнительных
    потерь теплоты отопительными приборами,
    расположенными у наружных ограждений
    при отсутствии теплозащитных экранов,
    принимаемый по таблице 2 приложения 12
    [6];
  12. Q2
    – потери теплоты, кВт, трубопроводами,
    проходящими в не отапливаемых помещениях;

Q3— тепловой поток, кВт, регулярно поступающийот освещения, оборудования и людей,который следует учитывать в целом насистему отопления здания. Для жилыхдомов величину следует учитывать израсчёта 0,01 кВт на 1м2общей площади.

  • Теплопотери
    через ограждающие конструкции [1,
    с.106-112]
  • Тепловой
    поток Qа,
    кВт, рассчитывается для каждого элемента
    ограждающей конструкции по формуле:
  • Qа=(1/R)A(tвtн)(1-)n10-3, (3.6)
  • где:
    А
    – расчётная площадь ограждающей
    конструкции, м2.

Площадиотдельных ограждений измеряются попланам и разрезам здания в соответствиис рис. 4.1 и 4.2.

Дляподсчёта площадей ограждающих конструкцийлинейные размеры их принимаются спогрешностью до 0,1м, а величины площадей округляются спогрешностью 0,1м2.Потери теплоты через полы, расположенныена грунте или на лагах, из-за сложноститочного решения задачи определяютсяна практике упрощённым методом – позонам-полосам шириной 2 м, параллельнымнаружным стенам (см. рис. 4.2).

R– сопротивление теплопередаче ограждающейконструкции, м2С/Вт,которое определяется согласно требованиямСНиП II-3-79**(кроме полов на грунте). Для полов нагрунте и стен, расположенных ниже уровняземли, сопротивление теплопередачеопределяется согласно п.3 приложения12 [6].

  1. tв
    – расчётная температура внутреннего
    воздуха, С,
    принимаемая согласно требованиям норм
    проектирования зданий различного
    назначения с учётом повышения её в
    зависимости от высоты помещения;
  2. tн
    – расчётная температура наружного
    воздуха, С,
    принимаемая по данным приложения 8 [6],
    или температура воздуха смежного
    помещения, если его температура более
    чем на 3С
    отличается от температуры помещения,
    для которого рассчитываются теплопотери;
  3. n
    – коэффициент, принимаемый в зависимости
    от положения наружной поверхности
    ограждающей конструкции по отношению
    к наружному воздуху и определяемый по
    СНиП II-3-79**;
  4.  – добавочные
    потери теплоты в долях от основных
    потерь, учитываемые:
  1. Тепловой расчет существенно упрощает бюрократические процессы, связанные с газификацией частного дома.
  2. Определение мощности, требуемой для отопления жилья, позволяет выбрать нагревательный котел с оптимальными характеристиками. Вы не переплатите за избыточные характеристики изделия и не будет испытывать неудобств из-за того, что котел недостаточно мощен для вашего дома.
  3. Тепловой расчет позволяет более точно подобрать радиаторы, трубы, запорную арматуру и прочее оборудование для отопительной системы частного дома. И в итоге все эти довольно дорогостоящие изделия проработают столько времени, сколько заложено в их конструкции и характеристиках.
Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Схема, иллюстрирующая систему отопления частного дома

Теплопотери в доме

Теплопотери в доме

Вычисления какие надо и как их провести

Расчет водяного отопления: пример расчета теплового баланса

Гидравлический расчет– это сложный этап в проектировании системы обогрева. Расчет отопительной конструкции в деревянном или кирпичном строении производится по одинаковой схеме.

Современные системы выполняются из качественных материалов и позволяют вести контроль и отмечать незначительные изменения температуры.

Использование современных схем позволяет уменьшить уровень потребления энергии и повысить экономичность конструкции.

Чтобы выполнить гидравлический расчет трубопроводов получаются следующие данные:

  1. Вычисляется показатель теплового баланса отапливаемых строений.
  2. Подбирается вид теплообменника и выполняется расстановка.
  3. Выбирается разновидность трубопровода и арматура.
  4. Выполняется чертеж конструкции. Графический вид схемы отображает тепловые нагрузки и расстояния участков для расчета.
  5. Монтируется контур с циркуляцией, который представляет замкнутое кольцо.

Вычисление позволяет получить следующую информацию:

  • выбор подходящего сечения труб для работы конструкции;
  • обеспечение гидравлической стабильности оборудования в разных областях отопления;
  • показатели давления и расхода воды во время работы системы.

Основной задачей расчета является подбор сечения для трубопроводной линии и определение перепадов давления для выбора насоса.

Гидравлический расчет простого трубопровода состоит из следующих этапов:

  1. Если известна мощность радиаторов, то производится чертеж расстановки приборов.
  2. Определяется расход теплоносителя и диаметра магистрали.
  3. Выполняется расчет гидравлического сопротивления трубопровода и выбор насоса.
  4. Рассчитывается объем жидкости в конструкции и размеры расширительной емкости.

Для определения расхода теплоносителя применяется следующая формула: G =860q/∆t. При этом G – это расход теплоносителя, q – это мощность батареи; ∆t – это разница температур на обратной и подающей линии. Для определения сечения труб используются таблицы шевелева для гидравлического расчета. В них отображается значение диаметра в зависимости от расхода теплоносителя.

Кроме того, выполняя расчет водоснабжения, требуется учитывать такие показатели как мощность насосного оборудования, понижение температуры и показатель потерь давления.

Инструменты в Главном меню программы Valtec

Программа Instal-Therm HCR предоставляет возможность рассчитать обогрев поверхностей и радиаторы. Она предлагается в комплекте программы Тесе, в которой содержится программа для расчета тепловых потерь, сканирование чертежей и проектирование разных типов водоснабжения. Программа оснащена разнообразными каталогами, которые содержат фитинги, теплоизоляцию, батареи и различную арматуру.

Расчет системы отопления предоставляется в виде спецификаций.

Программный результат расчета предоставляет следующие возможности:

  • выбор трубопроводной линии, что позволяет сделать расчет диаметра трубопровода;
  • выбор батарей;
  • определение высоты для размещения насосного оборудования;
  • вычисление значений отопительных поверхностей;
  • вычисление температурного значения.

Схема отопления двухэтажного дома

Данная программа не предусматривает функции вывода на печать. В бесплатной версии предоставляется возможность сделать три проекта.

Расчет давления в трубопроводе считается важной составляющей схемы регулирования. Чтобы правильно подобрать регулирующую арматуру потребуются точные данные

От этого зависит работа конструкции.

Регулировка существующей конструкции производится с помощью подбора мощности и необходимого оборудования. Программа помогает выбрать характеристики арматуры.

Результаты расчетов можно перевести в операционную систему в удобном варианте.

У Valtec, как и у любой другой программы, вверху расположено главное меню.

В крайнем левом выбираем ту физическую величину, с которой работаем, например, давление. В среднем столбце — единицу, из которой нужно перевести (например, Паскали – Па), а в правом – в которую нужно перевести (например, в атмосферы технические). В левом верхнем углу калькулятора есть две строки, в верхнюю будем вбивать полученное при расчетах значение, а в нижней будет сразу отображаться перевод в требуемые единицы измерения… Но обо всём  этом поговорим в своё время, когда дойдёт до практики.

Это нужно для проектировщиков, выполняющих проекты на заказ. Если мы делаем отопление только в своём доме, то «Генератор бланков» нам без надобности.

Она для управления внешним видом окна программы – подстраивает под то программное обеспечение, которое установлено на вашем компьютере. По мне так ненужный прибамбас, т. к. я из тех, для кого главное не «шашечки», а доехать. А вы для себя решайте сами.

Рассмотрим более подробно инструменты, находящиеся под этой кнопкой.

Потери тепла в доме зависят не только от материалов стен и прочих конструкций, а и от климата местности, где здание находится. Следовательно, и требования к системе отопления зависят от климата.

В левой колонке находим район, в котором живём (республику, область, край, город). Если нашего населённого пункта здесь нет, то выбираем ближайший.

Это нам понадобится при гидравлических расчётах – для определения мощности .

Эти характеристики — теплоёмкость, плотность, вязкость.

Не всегда в качестве теплоносителя используют воду, бывает, что в систему заливают антифризы, называемые в простонародии «незамерзайками». О выборе теплоносителя поговорим в отдельной статье.

Любой отопительный прибор (радиатор, вентиль, термостат и пр.) создаёт сопротивление для движения теплоносителя, и эти сопротивления нужно учесть, чтобы правильно подобрать мощность  циркуляционного насоса.

Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector