На сегодняшний день наиболее известной системой отопления частного дома является независимый обогрев при помощи водонагревательного котла. Печки на масле, электрические камины, тепловые вентиляторы и инфракрасные обогреватели обычно применяются в качестве дополнительного отопления помещений.
Отопительная система частного дома базируется на таких элементах, как обогревательные устройства (радиаторы, батареи), магистральная труба и запорно-контролирующий прибор. Все элементы системы необходимы для обеспечения помещений частного дома тепловой энергией, которая поступает в обогревательные устройства из теплового генератора. Срок службы и производительность системы обогрева на базе водонагревательного котла напрямую зависят от качественной установки и бережного пользования. Но существует фактор, который играет не менее важную роль, — умелый расчет системы отопления.
Расчет отопления загородного дома
Рассмотрим одну из простейших формул подсчета водонагревательной системы отопления частного дома. Для простоты понимания будут учтены стандартные виды помещений. Расчеты в примере базируются на одноконтурном обогревательном котле, поскольку он является самым распространенным видом теплового генератора в системе отопления загородного участка.
В качестве примера взят двухэтажный дом, на втором этаже которого расположены 3 спальни и 1 туалет. На первом этаже располагаются гостиная, коридор, второй туалет, кухонная и ванная комнаты. Для вычисления объема комнат применяется следующая формула: площадь помещения, умноженная на его высоту, равняется объему помещения. Калькулятор вычислений выглядит следующим образом:
· спальня №1: 8 м2 × 2,5 м = 20 м3;
· спальня №2: 12 м2 × 2,5 м = 30 м3;
· спальня №3: 15 м2 × 2,5 м = 37,5 м3;
· туалет №1: 4 м2 × 2,5 м = 10 м3;
· гостиная: 20 м2 × 3 м = 60 м3;
· коридор: 6 м2 × 3 м = 18 м3;
· туалет №2: 4 м2 × 3 м = 12 м3;
· кухня: 12 м2 × 3 м = 36 м3;
· ванная: 6 м2 × 3 м = 18 м3.
После подсчета объема всех помещений необходимо суммировать полученные результаты. В итоге общий объем дома составил 241,5 м3 (округляется до 242 м3). В подсчетах обязательно учитываются помещения, в которых может и не быть отопительных устройств (коридор). Как правило, тепловая энергия в доме выходит за пределы помещений и пассивным образом отапливает зоны, где не установлены обогревательные устройства.
Основные элементы отопительных систем.
На очереди вычисление мощности водонагревательного котла, которое производится исходя из требуемого количества теплоэнергии на м3. В каждой климатической зоне показатель варьируется, с ориентировкой на минимальную наружную температуру в зимний период. Для расчета берется произвольный показатель предполагаемого региона страны, который составляет 50 Вт/м3. Формула вычисления выглядит следующим образом: 50 Вт × 242 м3 = 12100 Вт.
Получившийся показатель потребуется возвести в коэффициент, равняющийся 1,2. Это позволит добавить 20% резервной мощности котлу, которая обеспечит его функционирование в сберегательном режиме без особых перегрузок. В итоге мы получили мощность котла, которая равняется 14,6 кВт. Водонагревательную систему с такой мощностью довольно просто найти, поскольку стандартный одноконтурный котел имеет мощность 10-15 кВт.
Расчет отопительных приборов
За основу вычислений взяты стандартные алюминиевые батареи. Каждая из секций батареи производит 150 Вт тепловой энергии при температуре воды 70°C.
Вычислив необходимую теплоэнергию на отдельное помещение, требуется разделить ее на 150. Калькулятор отопления радиаторов выглядит следующим образом:
· спальня №1: 20 м3 × 50 Вт × 1,2 = 1200 Вт (радиатор с 8 секциями);
· спальня №2: 30 м3 × 50 Вт × 1,2 = 1800 Вт (радиатор с 12 секциями);
· спальня №3: 37,5 м3 × 50 Вт × 1,2 = 2250 Вт (радиатор с 15 секциями);
· туалет №1: 10 м3 × 50 Вт × 1,2 = 600 Вт (радиатор с 4 секциями);
· гостиная: 60 м3 × 50 Вт × 1,2 = 3600 Вт (радиатор с 24 секциями);
· коридор: 18 м3 × 50 Вт × 1,2 = 1080 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями);
· туалет №2: 12 м3 × 50 Вт × 1,2 = 720 Вт (округляется до 750 Вт, потребуется радиатор с 5 секциями);
· кухня: 36 м3 × 50 Вт × 1,2 = 2160 Вт (округляется до 2250 Вт, потребуется радиатор с 15 секциями);
· ванная: 18 м3 × 55 Вт × 1,2 = 1188 Вт (округляется до 1200 Вт, потребуется радиатор с 8 секциями).
Ванная должна отапливаться лучше, поэтому среднее значение увеличено до 55 Вт.
В помещениях большого объема необходимо производить монтаж нескольких радиаторов с общим числом требуемых секций. Например, в спальне №2 можно установить 3 радиатора с 5 секциями на каждом.
Калькулятор показывает, что общая мощность радиаторов составила 14,8 кВт. Это означает, что водонагревательный котел мощностью 15 кВт справится с обеспечением отопительных устройств теплоэнергией.
Методика расчета отопления дома.
Коэффициенты для расчета отопления (К)
Окна (К1)
Тройной стеклопакет К1=0,85 Двойной стеклопакет К1=1,0 Обычное(двойное)остекленение К1=1,27
Стены (К2)
Хорошая изоляция К2=0,85 Кирпич (2 кирпича) или утеплитель(150мм) К3= 1,0 Плохая изоляция К3=1,27
Соотношение площадей окон и пола (К3)
10% К3=0,8 20% К3=0,9 30% К3=1,0 40% К3=1,1 50% К3=1,2
Температура с наружи помещения (К4)
-10С К4=0,7 -15С K4=0,9 -20С K4=1,1 -25С K4=1,3 -35С K4=1,5
Число стен выходящих наружу (K5)
Одна K5=1,1 Две K5=1,2 Три K5=1,3 Четыре K5=1,4
Тип помещения над рассчитываемым (K6)
Обогреваемое помещение K6=0,8 Теплый чердак K6=0,9 Холодный чердак K6=1,0
Высота помещения (K7)
2,5м K7=1,0 3,0м K7=1,05 3,5м K7=1,1 4,0м K7=1,15 4,5м K7=1,2
Qт= 100ватт/м2 х м2 х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7 = ватт
Где:
- Qт – теплопотери дома.,
- ватт/м2 – удельная величина тепловых потерь (65-80 ватт/м2)., которая состоит из теплового потока через материалы окон, стен и потолка, вентиляция и т.п.,
- м2 – площадь помещения.,
- К – коэффициенты.
2. Пример расчета отопления дома.
- К1 – двойной стеклопакет К1=1,0
- К2 – материал стен (ж/бетон,кирпич,утеплитель) К2=1,0
- К3 – отношение площади окон к площади пола 20% К3=1,0
- К4 – температура на улице -20°С К4=1,0
- К5 – число наружных стен К5=1,33
- К6 – помещение над расчетным (холодный чердак) К6=1,0
- К7 – высота комнат 2,5м К7=1,0
Qт=100ватт/м2 х72,5м2 х 1,0 х 1,0 х 1,0 х 1,0 х1,33 х 1,0 х 1,0 = 9642 ватт
Таким образом, расчет отопления дома показывает что для отопления этого дома потребуется котел мощностью ~10кВт.
Расчет тепловой нагрузки посредством использования увеличенных показателей
Расчет отопления
Для того чтобы максимально правильно определить размер необходимого количества топлива, осуществить расчет киловатт отопления, а также просчитать наибольшую эффективность работы отопительной системы при условии использования условленного типа горючего, специалистами жилищно-коммунальных служб была создана специальная методика и программа для расчета отопления, по которой получать необходимую информацию, используя заранее известные факторы, значительно проще.
Такая методика позволяет правильно произвести расчет отопления – нужное количество топлива любого типа.
А, кроме того, полученные результаты являются важным показателем, который непременно учитывается при расчете тарифов за услуги жилищно-коммунального хозяйства, а также при составлении сметы финансовых потребностей данной организации. Ответим же на вопрос, как правильно рассчитать отопление по увеличенным показателям.
Особенности методики
Данная методика, которую можно использовать, применяя калькулятор расчета отопления, регулярно используется для расчета технико-экономической эффективности внедрения различного типа энергосберегающих программ, а также во время применения нового оборудования и запуска энергоэффективных процессов.
Для того чтобы произвести расчет отопления помещения – расчет тепловой нагрузки (часовой) в отопительной системе отдельного здания, можно использовать формулу:
В данной формуле, производящей расчет отопления здания:
· а – коэффициент, показывающий возможную поправку разницы температуры внешнего воздуха при расчете эффективности работы отопительной системы, где to от to = -30°С, и при этом определяется необходимый параметр q0;
· Показатель V (м3) в формуле – это внешний объем отапливаемого здания (его можно найти в проектной документации здания);
· q0 (ккал/м3 ч°С)является при отоплении здания удельной характеристикой с учетом to = -30°С;
· Kи.р выступает коэффициентом инфильтрации, который учитывает такие дополнительные характеристики, как сила ветра, тепловой поток. Данный показатель указывает на расчет затрат на отопление – это уровень теплопотерь здания при инфильтрации, при этом теплопередача осуществляется по внешнему ограждению, и учитывается температура внешнего воздуха, применяемая ко всему проекту.
В случае если в здании, по которому проводится расчет отопления онлайн, присутствует чердак (чердачное перекрытие), то показатель V вычисляется методом произведения показателя горизонтального сечения здания (имеется ввидупоказатель, полученный на уровне пола 1-го этажа) на высоту здания.
При этом высота определяется до верхней точки теплоизоляции чердачного помещения. Если же в здании крыша совмещена с чердачным перекрытием, то формула расчета отопления использует показатель высоты здания до средней точки крыши. Следует отметить, что в случае наличия в здании выступающих элементов и ниш, они не учитываются при вычислении показателя V.
Перед тем, как рассчитывается отопление, следует учесть, что если в здании есть цокольное помещение или подвал, который также нуждается в отапливании, то следует к показателю V добавить и 40% площади этого помещения.
После того, как рассчитать объем потребления отопления, для определения площади цокольного этажа (подвала) следует умножить площадь его горизонтального сечения на высоту.
Для определения показателя Kи.р используется следующая формула:
в которой:
· g – ускорение, получаемое при свободном падении (м/с2);
· L – высота дома;
· w0 – согласно СНиП 23-01-99 – условная величина скорости ветра, присутствующего в данном регионе в отопительный период;
В тех регионах, где используется расчетный показатель температуры внешнего воздуха t0 £ -40, при создании проекта отопительной системы, перед тем, как как рассчитать отопление помещения, следует добавлять теплопотерю в 5%. Это допустимо в тех случаях, если планируется, что в доме будет неотапливаемый подвал. Такая теплопотеря вызвана тем, что пол помещений 1-го этажа будет всегда холодным.
Теплопотери дома
Для каменных домов, возведение которых уже закончено, следует учитывать более высокуютеплопотерю в первый отопительный период и вносить определенные поправки. При этом расчет отопления по укрупненным показателям учитывает срок окончания строительства:
Май-июнь — 12%;
Июль-август – 20%;
Сентябрь – 25%;
Отопительный сезон (октябрь-апрель) – 30%.
Для расчета удельной отопительной характеристики здания q0 (ккал/м3 ч) следует рассчитывать по такой формуле:
Горячее водоснабжение
После того, как рассчитать отопление, для определения среднего показателя нагрузки горячего водоснабжения в отопительный период следует использовать следующую формулу:
При этом:
· а – норма потребления горячей воды абонентом (л/ед) в сутки. Данный показатель утверждается местными органами власти. Если же норма не утверждена – показатель берется из таблицы СНиП 2.04.01-85 (приложение 3).
· N – количество жителей (учеников, работников) в здании, соотносимое к суткам.
· tc – показатель температуры воды, подаваемой в отопительный сезон. В случае если данный показатель отсутствует, берется приближенное значение, а именно — tс = 5 °С.
· Т – определенный отрезок времени в сутки, когда осуществляется горячее водоснабжение абонента.
· Qт.п – показатель теплопотери в системе горячего водоснабжения. Чаще всего данный показатель отображает теплопотерю наружного циркуляционного и подающего трубопровода.
Для определения среднего показателя тепловой нагрузки системы горячего водоснабжения в период, когда отопление отключено, следует производить вычисления по формуле:
Здесь:
· Qhm – средняя величина уровня тепловой нагрузки системы горячего водоснабжения в отопительный период. Единица измерения — Гкал/ч.
· b – показатель, демонстрирующий степень снижения часовой нагрузки в системе горячего водоснабжения в неотопительный период, по сравнению с тем же показателем отопительного периода. Такой показатель должен определяться городским самоуправлением. В случае если значение показателя не определено, используется усредненный параметр:
· 0,8 для ЖКХ городов, расположенных в средней полосе России;
· 1,2-1,5 – показатель, применимый для южных (курортных) городов.
Для предприятий, расположенных в любом регионе России, используется единый показатель – 1,0.
· ths, th — показатель температуры горячей воды, подаваемой абонентам в отопительный и неотопительный период.
· tcs, tc – показатель температуры водопроводной воды в отопительный и неотопительный период. Если данный показатель неизвестен, можно воспользоваться усредненными данными — tcs = 15 °С, tc = 5 °С.
|