Расчет тепла на отопление: как рассчитать количество секций на комнату, сколько секций батарей нужно на площадь

Расчет тепловой мощности для обогрева помещения

Прежде чем выбирать обогреватель, необходимо рассчитать минимальную тепловую мощность, необходимую для вашего конкретного помещения.

Обычно для приблизительного расчета достаточно объем помещения в кубических метрах разделить на 30. Таким способом обычно и пользуются менеджеры, консультируя покупателей по телефону. Такой расчет позволяет быстро приблизительно прикинуть какая совокупная тепловая мощность может понадобиться для прогрева помещения.

Например, для выбора тепловой пушки в комнату (или офис) площадью 50 м? и высотой потолков 3 м (150 м?) потребуется 5.0 кВт тепловой мощности. Наш расчет выглядит так: 150 / 30 = 5.0

Такой вариант расчетов в основном используется для расчетов дополнительного обогрева в те помещения, где уже есть какое-то отопление и необходимо просто догреть воздух до комфортной температуры.

Однако, такой способ расчета не подойдет для неотапливаемых помещений, а также если необходимо помимо объема помещения учесть разницу температур внутри-снаружи, и конструктивные особенности самого здания (стены, изоляцию и т. п.)

Точный расчет тепловой мощности обогревателя.

Для расчета тепловой мощности, учитывающего дополнительные условия помещения и температурные режимы, используется следующая формула:

V *T * K = ккал/час, или

V *T *K / 860 = кВт, где

V — Объем обогреваемого помещения в кубических метрах;

T — Разница между температурами воздуха внутри и снаружи. Например, если температура воздуха снаружи -5 °C, а необходимая температура внутри помещения +18 °C, то разница температур составляет 23 градуса;

K — Коэффициент теплоизоляции помещения. Он зависит от типа конструкции и изоляции помещения.

K=3.0–4.0 — Упрощенная деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа. Без теплоизоляции.

K=2.0–2.9 — Упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши. Небольшая теплоизоляция.

K=1.0–1.9 — Стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей. Средняя теплоизоляция.

K=0.6–0.9 — Улучшенная конструкция здания, кирпичные стены с двойной изоляцией, небольшое число окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала. Высокая теплоизоляция.

При выборе значения коэффициента теплоизоляции обязательно нужно учитывать старое это здание или новое, т. к. старые здания требуют большего количества тепла для прогрева (соответственно, значение коэффициента должно быть выше).

Для нашего примера, если учесть разницу температур (например, 23 °C) и уточнить коэффициент теплоизоляции (например, у нас старое здание с двойной кирпичной кладкой, возьмем значение 1.9), то расчет необходимой тепловой мощности обогревателя будет выглядеть так:

150 *23 *1.9 / 860 = 7.62

Т. е., как видите, уточненный расчет показал, что для прогрева данного конкретного помещения понадобится большая тепловая мощность обогрева, чем была рассчитана по упрощенной формуле.

Подобный способ расчета применим к любым видам теплового оборудования, за исключением, возможно, инфракрасных обогревателей, т. к. там используется принцип ощущаемого тепла. Для любых других видов обогревателей — водяных, электрических, газовых и жидкотопливных, он подходит.

После вычисления необходимой тепловой мощности можно приступать к выбору типа и модели обогревателя. Компания Будпрокат предоставляет в аренду широкий ассортимент нагревателей: газовых, электрических, дизельных.

Расчет тепловой нагрузки на отопление

]]>

Подборка наиболее важных документов по запросу Расчет тепловой нагрузки на отопление (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).

Судебная практика: Расчет тепловой нагрузки на отопление

Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Расчет тепловой нагрузки на отопление

Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Статья: Теплоснабжение: понятие, порядок учета, условия поставки
(Подготовлен для системы КонсультантПлюс, 2021)При неисправности ПУ или истечения срока поверки, для расчета берется среднесуточное количество тепловой энергии, теплоносителя, определенное по приборам учета за время штатной работы в отчетный период, приведенное к расчетной температуре наружного воздуха. При нарушении срока передачи данных ПУ — среднесуточное количество за предыдущий расчетный период. Если же такое значение высчитать невозможно, например, из-за отсутствия данных за прошлый период, иной отопительный сезон и т.п., то принимаются во внимание при расчете значения, установленные в договоре теплоснабжения — величина тепловой нагрузки, — количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени (п. п. 118, 119, 121 Правил учета, п. 7 ст. 2 Закона о теплоснабжении).

Нормативные акты: Расчет тепловой нагрузки на отопление

Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ
(ред. от 02.07.2021)
«О теплоснабжении»
(с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2021)5. Проверка готовности к отопительному периоду теплоснабжающих организаций, теплосетевых организаций осуществляется в целях определения соответствия источников тепловой энергии и тепловых сетей требованиям, установленным правилами оценки готовности к отопительному периоду, наличия соглашения об управлении системой теплоснабжения, готовности указанных организаций к выполнению графика тепловых нагрузок, поддержанию температурного графика, утвержденного схемой теплоснабжения, соблюдению критериев надежности теплоснабжения, установленных техническими регламентами, а источников тепловой энергии также в целях подтверждения наличия нормативных запасов топлива. Теплоснабжающие организации и теплосетевые организации, кроме того, обязаны:

Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ
(ред. от 11.06.2021)
«Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»8. В отопительный сезон лицо, ответственное за содержание многоквартирного дома, обязано проводить действия, направленные на регулирование расхода тепловой энергии в многоквартирном доме в целях ее сбережения, при наличии технической возможности такого регулирования и при соблюдении тепловых и гидравлических режимов, а также требований к качеству коммунальных услуг, санитарных норм и правил. Если расчеты за потребляемую в многоквартирном доме тепловую энергию осуществляются с учетом величины тепловой нагрузки, лицо, ответственное за содержание многоквартирного дома, обязано определить величину тепловой нагрузки при соблюдении установленных требований к качеству коммунальных услуг, санитарных норм и правил и произвести иные предусмотренные законодательством Российской Федерации действия в целях оптимизации расходов собственников помещений в многоквартирном доме на оплату тепловой энергии. Лицо, ответственное за содержание многоквартирного дома, обязано доводить до сведения собственников помещений в многоквартирном доме информацию о проводимых в соответствии с требованиями настоящей части действиях или об отсутствии возможности их проведения по технологическим причинам.

Разъяснения нового порядка расчета стоимости отопления

С начала 2019 года установлен новый порядок расчета стоимости отопления. Новые формулы, введенные в Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утв. ПП РФ от 06.05.2011 №354 (далее – Правила 354), Постановлением Правительства РФ от 28.12.2018 № 1708, предусматривают четыре варианта расчета для случая централизованного отопления вместо ранее действующих трех случаев, а также используют дополнительные величины (S^ои, S^инд). Порядок расчета явно стал более сложным, но как ни странно, многие исполнители коммунальной услуги по отоплению не считают необходимым изучать новые формулы. Часть исполнителей заявляет, что у них в МКД нет никаких помещений, оснащенных «индивидуальными источниками тепловой энергии», часть указывает, что ни у кого в квартирах не установлены индивидуальные приборы учета, а кто-то игнорирует новые формулы по причине того, что квитанции делают различного рода Расчетно-кассовые центры. Попробуем разобраться, требуется ли всем перечисленным категориям исполнителей знание новых формул?

Установка ИПУ отопления

С 01.01.2019 вступило в силу постановление Правительства РФ от 28.12.2018 № 1708, которым внесены поправки Правила 354 в части расчета стоимости отопления. В частности, новая редакция предусматривает, что в случае, если многоквартирный дом (далее – МКД) оборудован общедомовым прибором учета (далее – ОПУ) тепла, и хотя бы одно помещение в этом МКД будет оборудовано индивидуальным прибором учета (далее – ИПУ) отопления, то показания такого ИПУ теперь должны учитываться в расчетах, независимо от того, имеются ли ИПУ отопления в других помещениях такого дома или нет.

При этом согласно подпунктам «т», «у» пункта 31 Правил 354 исполнитель коммунальной услуги обязан «не создавать препятствий потребителю в реализации его права на установку индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета» и «осуществлять по заявлению потребителя ввод в эксплуатацию установленного индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета… не позднее месяца, следующего за датой его установки, а также приступить к осуществлению расчетов размера платы за коммунальные услуги исходя из показаний введенного в эксплуатацию прибора учета, начиная с 1-го числа месяца, следующего за месяцем ввода прибора учета в эксплуатацию».

В то же время в соответствии с подпунктами «з», «и» пункта 33 Правил 354 потребитель имеет право «принимать решение об установке индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета… и обращаться за выполнением действий по установке такого прибора учета к лицам, осуществляющим соответствующий вид деятельности» и «требовать от исполнителя совершения действий по вводу в эксплуатацию установленного индивидуального, общего (квартирного) или комнатного прибора учета…, а также требовать осуществления расчетов размера платы за коммунальные услуги исходя из показаний введенного в эксплуатацию прибора учета, начиная с 1-го числа месяца, следующего за месяцем ввода прибора учета в эксплуатацию».

Таким образом, собственник любого помещения в МКД в любой момент может оборудовать свое помещение ИПУ отопления, после чего исполнитель обязан будет учитывать показания этого прибора в своих расчетах.

Разумеется, отказ исполнителя учитывать показания таких ИПУ вследствие того, что «такой расчет не предусмотрен программным обеспечением исполнителя», «новый порядок расчета стоимости отопления не изучен исполнителем», «исполнитель не осведомлен об изменении порядка расчета» и по иным нелепым причинам, будет неправомерным.

Переустройство системы отопления

Согласно новым поправкам, при расчете стоимости отопления должна учитываться «общая площадь жилых и нежилых помещений, в которых технической документацией на многоквартирный дом не предусмотрено наличие приборов отопления, или жилых и нежилых помещений, переустройство которых, предусматривающее установку индивидуальных источников тепловой энергии, осуществлено в соответствии с требованиями к переустройству, установленными действующим на момент проведения такого переустройства законодательством Российской Федерации». Для указанных помещений величина V_i, которую условно можно определить как «объем теплоэнергии, потребляемой из централизованной системы отопления на отопление непосредственно в i-том помещении», приравнивается нулю.

То есть, величина V_i в формулах расчета равна нулю для помещений, в которых изначально не предусмотрено наличие приборов отопления, либо в которых осуществлено переустройство в части установки индивидуальных источников тепловой энергии.

В соответствии с частью 1 статьи 25 ЖК РФ «Переустройство помещения в многоквартирном доме представляет собой установку, замену или перенос инженерных сетей, санитарно-технического, электрического или другого оборудования».

Важно отметить, что в соответствии с частью 1 статьи 26 ЖК РФ «Переустройство и (или) перепланировка помещения в многоквартирном доме проводятся с соблюдением требований законодательства по согласованию с органом местного самоуправления (далее — орган, осуществляющий согласование) на основании принятого им решения».

То есть, при проведении переустройства собственник помещения не обязан получать согласия исполнителя услуг.

Следовательно, в любой момент исполнителю коммунальной услуги по отоплению от любого собственника любого из помещений дома может быть преподнесен «сюрприз» в виде уведомления о том, что в каком-либо из помещений дома проведено переустройство, и расчет стоимости отопления как для этого помещения, так и для всех остальных помещений в МКД уже надо вести в ином порядке.

«А мы работаем с Расчетным центром»

Исполнитель коммунальной услуги может привлекать какую-либо организацию или индивидуального предпринимателя для начисления платы за коммунальные услуги и подготовки доставки платежных документов потребителям (подп. «е» пункта 32 Правил 354). Часть 15 статьи 155 ЖК РФ позволяет лицам, в пользу которых вносится плата за жилое помещение и коммунальные услуги, взимать такую плату при участии платежных агентов, осуществляющих деятельность по приему платежей физических лиц.

То есть, действующее жилищное законодательство действительно позволяет взимать платежи с потребителей услуг при участии различных Расчетных центров и иных платежных агентов.

Однако, важно понимать, что ответственность перед потребителями за правильность расчетов продолжают нести исполнители услуг (УО/ТСЖ/РСО).

В том числе, например, именно исполнитель услуг обязан «производить непосредственно при обращении потребителя проверку правильности исчисления предъявленного потребителю к уплате размера платы за коммунальные услуги, задолженности или переплаты потребителя за коммунальные услуги, правильности начисления потребителю неустоек (штрафов, пеней) и немедленно по результатам проверки выдавать потребителю документы, содержащие правильно начисленные платежи. Выдаваемые потребителю документы по его просьбе должны быть заверены подписью руководителя и печатью исполнителя (при наличии)» (подпункт «д» пункта 31 Правил 354).

И предлагать потребителю обращаться за проверкой правильности начислений в Расчетный центр или в иную нанятую исполнителем подрядную организацию, исполнитель услуги права не имеет.

Кроме того, именно исполнитель услуги (а вовсе не его платежный агент!) при нарушении порядка расчета платы за коммунальные услуги обязан оплатить штраф в пользу потребителя (ч.6 ст.157 ЖК РФ, п.155.2 Правил 354).

И в случае если потребитель начнет обжаловать порядок расчета стоимости отопления, то аргумент «А мы работаем с Расчетным центром», конечно же, не будет приниматься во внимание, и при обнаружении нарушений порядка расчета виновным лицом будет признан именно исполнитель услуги.

Выводы

К сожалению, многие исполнители услуг действуют по принципу «пока меня не коснулось, мне это неинтересно», оправдывая таким аргументом свое нежелание изучать действующее законодательство, разбираться в изменениях, анализировать формулы расчета стоимости услуг. Однако, как показывает практика, это приводит лишь к неготовности таких исполнителей решать проблемы, в возможность возникновения которых эти исполнители без каких-либо причин попросту не верили.

Именно исполнитель несет ответственность за правильность расчета стоимости услуги, и от этой ответственности исполнителя не избавляет ни наличие платежных агентов, ни отсутствие надлежащего программного обеспечения, ни сложность законодательства, ни уж тем более – игнорирование требований этого законодательства.

Новый порядок расчета стоимости отопления, введенный с 01.01.2019, действительно вызывает вопросы. Но необоснованный отказ от их разрешения вовсе не избавляет исполнителя услуг от проблем, а наоборот – создает дополнительные проблемы. Важно понимать, что если сейчас в отдельных помещениях МКД не производилось переустройство системы отопления и не устанавливались ИПУ, это не значит, что указанные обстоятельства не произойдут завтра.

Учитывая, что СМИ активно распространяют сведения о том, что Конституционный суд обязал учитывать при расчетах стоимости отопления ИПУ в отдельных помещениях и фактически разрешил проводить переустройство системы отопления и переход на индивидуальные источники теплоэнергии, нельзя исключать, что прямо сейчас, пока специалисты исполнителя коммунальной услуги по отоплению читают эту статью, потребители отопления уже проводят демонтаж радиаторов в своих помещениях или устанавливают ИПУ теплоэнергии, и в ближайшее время потребуют от исполнителя применять новый порядок расчета.

Для тех, кто хочет разобраться в новом порядке расчета отопления и во всех особенностях коммунальной услуги по отоплению, АКАТО предлагает к приобретению полные версии видеозаписей вебинаров:

«Коммунальная услуга по отоплению: технические и юридические особенности» (дата вебинара 21.12.2018) > > >

«Новый порядок расчета отопления с 01.01.2019» (дата вебинара 21.02.2019) > > >

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности расчетных параметров, цена, фото

Как вычисляется расчетная тепловая нагрузка на отопление? Какие факторы влияют на потребность дома в тепловой энергии? Каким образом подобрать отопительные приборы оптимальной мощности? В статье мы постараемся ответить на эти и некоторые другие вопросы.

Распределение теплопотерь частного дома.

Проще, еще проще

Сразу оговорим один нюанс: эта статья ориентирована на владельцев частных домов и квартир с автономным отоплением. Методики расчетов систем отопления многоквартирных зданий довольно сложны и должны учитывать массу факторов: работу вентиляции, розу ветров, степень инсоляции здания и многое другое.

В случае же, когда речь идет об отоплении одного небольшого дома, тепловую мощность проще подобрать с определенным запасом. Цена нескольких дополнительных секций батареи едва ли покажется разорительной на фоне общей стоимости строительства.

Эксплуатационные расходы же при должной организации не увеличатся вовсе: термостаты и дроссели ограничат тепловую мощность в теплые дни, когда она не будет востребованной.

Итак: наша цель – научиться выполнять расчет нагрузки на отопление максимально простыми и понятными неспециалисту способами.

Что считаем

Нам предстоит научиться рассчитывать:

• Общую тепловую мощность (суммарную мощность отопительных приборов, а в случае автономной системы – еще и мощность котла).
• Мощность отдельного отопительного прибора в отдельно взятом помещении.

Кроме того, мы затронем несколько смежных величин:

Закрытая автономная система не будет работать без расширительного бака.

• Подбор производительности циркуляционного насоса.
• Выбор оптимального диаметра розлива.

Общая тепловая мощность

По площади

СНиПы полувековой давности предлагают простейшую схему расчета, которой многие пользуются по сей день: на 1 квадратный метр площади отапливаемого помещения берется 100 ватт тепла. На дом площадью 100 квадратов нужно 10 КВт. Точка.

Просто, понятно и… слишком неточно.

Причины?

1. СНиПы разрабатывались для многоквартирных домов. Утечки тепла в квартире, окруженной отапливаемыми помещениями, и в частном доме с ледяным воздухом за стенами несопоставимы.
2. Расчет верен для квартир с высотой потолка 2,5 метра. Более высокий потолок увеличит объем помещения, а, стало быть, и затраты тепла.

Отапливать квадратный метр площади в этом доме явно труднее, чем в хрущевке.

3. Через окна и двери теряется куда больше тепловой энергии, чем через стены.
4. Наконец, будет логичным предположить, что потери тепла в Сочи и Якутске будут сильно различаться. Увеличение дельты температур между помещением и улицей в два раза увеличит затраты тепла на отопление ровно вдвое. Физика, однако.

По объему

Для помещений с нормированным тепловым сопротивлением ограждающих конструкций (для Москвы – 3,19 м2*С/Вт) можно использовать расчет тепловой мощности по объему помещения.

• На кубометр отапливаемого объема квартиры берется 40 ватт тепла. На кубометр объема частного дома без общих стен с соседними отапливаемыми строениями – 60.

Для таунхаусов и квартир на крайних этажах берутся промежуточные значения.

• На каждое окно к базовому значению добавляется 100 ватт тепловой энергии. На каждую ведущую на улицу дверь – 200.
• Полученная мощность умножается на региональный коэффициент:

Давайте еще раз рассчитаем потребность в тепловой мощности отопления для дома площадью 100 квадратов, однако теперь конкретизируем задачу:

Зима в Тынде.

1. Высота потолков в 3,2 метра даст нам внутренний объем дома в 3,2*100=320 м3.
2. Базовая тепловая мощность составит 320*60=19200 ватт.
3. Окна и двери внесут свою лепту: 19200+(100*8)+(200*2)=20400 ватт.
4. Бодрящий холод января заставит нас использовать климатический коэффициент 1,7. 20400*1,7=34640 ватт.

Как нетрудно заметить, разница с расчетом по первой схеме не просто велика – она разительна.

Что делать, если качество утепления дома существенно лучше или хуже, чем предписывает СНиП “Тепловая защита зданий”?

По объему и коэффициенту утепления

Инструкция для этой ситуации сводится к использования формулы вида Q=V*Dt*K/860, в которой:

• Q – заветный показатель тепловой мощности в киловаттах.
• V – Объем отапливаемого помещения.
• Dt -дельта температур между помещением и улицей в пик холодов.
• K – коэффициент, зависящий от степени утепления здания.

Дом из sip-панелей явно будет терять меньше тепла, чем кирпичный.

Две переменных требуют отдельных комментариев.

Дельта температур берется между предписанной СНиП температурой жилого помещения (+18 для регионов с нижней границей зимних холодов до -31С и +20 – для зон с более сильными морозами) и средним минимумом наиболее холодного месяца. Ориентироваться на абсолютный минимум не стоит: рекордные холода редки и, простите за невольный каламбур, погоды не делают.

Коэффициент утепления можно вывести аппроксимацией данных из следующей таблицы:

Давайте еще раз выполним расчет тепловых нагрузок на отопление для нашего дома в Тынде, уточнив, что он утеплен пенопластовой шубой толщиной 150 мм и защищен от непогоды окнами с тройными стеклопакетами.

Собственно, иначе современные дома в условиях Крайнего Севера не строятся.

Жители северных регионов страны вынуждены очень серьезно относиться к утеплению дома.

1. Температуру внутри дома примем равной +20 С.
2. Средний минимум января услужливо подскажет общеизвестная интернет-энциклопедия. Он равен -33С.
3. Таким образом, Dt=53 градуса.
4. Коэффициент утепления возьмем равным 0,7: описанное нами утепление близко к верхней границе эффективности.

Q=320*53*0,7/860=13,8 КВт. Именно на это значение и стоит ориентироваться при выборе котла.

Подбор мощности отопительного прибора

Как вычислить тепловую нагрузку на участок контура, соответствующий отдельно взятому помещению?

Проще простого: выполнив расчет по одной из приведенных выше схем, но уже для объема комнаты. Скажем, на комнату площадью 10 м2 будет приходиться ровно 1/10 общей тепловой мощности; согласно расчету по последней схеме она равна 1380 ватт.

Как подобрать отопительный прибор с нужными характеристиками?

В общем случае – просто-напросто изучив документацию на присмотренный вами радиатор или конвектор. Производители обычно указывают значение теплового потока для отдельной секции или всего прибора.

Параметры некоторых биметаллических секционных радиаторов.

Нюанс: тепловой поток обычно указывается для 70-градусной дельты температур между теплоносителем и воздухом в комнате.
Уменьшение этой дельты вдвое повлечет за собой двукратное падение мощности.

Если в силу каких-то причин документация и сайт производителя недоступны, можно ориентироваться на следующие средние значения:

Отдельно стоит оговорить расчет теплоотдачи регистра.

Для горизонтальной трубы круглого сечения она рассчитывается по формуле Q=Pi*Dн*L*k*Dt, в которой:

• Q – тепловая мощность в ваттах;
• Pi – число “пи”, принимаемое равным 3,1415;
• Dн – наружный диаметр секции регистра в метрах.
• L – длина трубы в метрах.
• k – коэффициент теплопроводности, который для стальной трубы берется равным 11,63 Вт/м2*С;
• Dt – дельта температур между теплоносителем и воздухом в комнате.

Типичный регистр состоит из нескольких секций. При этом все они, кроме первой, находятся в восходящем потоке теплого воздуха, что уменьшает параметр Dt и прямо влияет на теплоотдачу. Именно поэтому для второй и прочих секций используется дополнительный коэффициент 0,9.

Сопроводим примером и этот расчет.

Давайте вычислим тепловую мощность четырехсекционного регистра длиной три метра, выполненного из трубы с наружным диаметром 208 мм, при температуре теплоносителя 70 градусов и температуре воздуха в комнате 20 градусов.

Четырехрядный отопительный регистр.

1. Мощность первой секции составит 3,1415*0,208*3*11,63*50=1140 ватт (с округлением до целого числа).
2. Мощность второй и прочих секций равна 1140*0,9=1026 ватт.
3. Полная тепловая мощность регистра – 1140+(1026*3)=4218 ватт.

Объем расширительного бака

Это один из параметров, нуждающихся в расчете в автономной отопительной системе. Расширительный бак должен вместить избыток теплоносителя при его температурном расширении. Цена его недостаточного объема – постоянное срабатывание предохранительного клапана.

Однако: завышенный объем бачка никаких негативных последствий не имеет.

В простейшем варианте расчета бак берется равным 10% общего количества теплоносителя в контуре. Как узнать количество теплоносителя?

Вот пара простых решений:

• Система заполняется водой, после чего та сливается в любую мерную посуду.
• Кроме того, в сбалансированной системе объем теплоносителя в литрах примерно равен 13-кратной мощности котла в киловаттах.

Мощность котла должна соответствовать количеству теплоносителя.

Более сложная (но и дающая более точный результат) формула расчета бачка выглядит так:

V = (Vt х E)/D.

В ней:

• V – искомый объем бака в литрах.
• Vt – объем теплоносителя в литрах.
• Е – коэффициент расширения теплоносителя при максимальной рабочей температуре контура.
• D – коэффициент эффективности бака.

И в этом случае пара параметров нуждается в комментариях.

Коэффициент расширения воды, которая чаще всего выступает в качестве теплоносителя, при нагреве с исходной температуры в +10С можно взять из следующей таблицы:

Полезно: водно-гликолевые смеси, использующиеся в качестве антифризов для отопительных контуров, расширяются при нагреве несколько сильнее.
Разница достигает 0,45% при нагреве на 100 градусов 30-процентного раствора гликоля.

На фото – антифриз для системы отопления.

Коэффициент эффективности расширительного бачка вычисляется по следующей формуле: D = (Pv – Ps) / (Pv + 1).

В ней:

• Pv – максимально допустимое рабочее давление в контуре. На него выставляется срабатывание предохранительного клапана. Как правило, оно выбирается равным 2,5 атмосферы.
• Ps – давление зарядки бака. Оно обычно соответствует высоте водяного столба в контуре над баком. Скажем, в системе отопления, где верх радиаторов на втором этаже возвышается над баком, смонтированным в подвале, на 5 метров, бак заряжается давлением в 0,5 атмосферы (что соответствует пятиметровому напору).

Давайте в качестве примера выполним своими руками расчет бачка для следующих условий:

• Объем теплоносителя в контуре равен 400 литрам.
• Теплоноситель – вода, нагреваемая котлом с 10 до 70 градусов.
• Предохранительный клапан выставлен на 2,5 кгс/см2.
• Расширительный бак накачан воздухом до давления в 0,5 кгс/см2.

Итак:

1. Коэффициент эффективности бака равен (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Вместо расчета коэффициент эффективности бака можно взять из таблицы.

2. Коэффициент расширения воды при нагреве на 60 градусов равен 2,25%, или 0,0225.
3. Бак должен иметь минимальный объем в 400*0,0225/0,57=16 (с округлением до ближайшего значения из линейки размеров бачков) литров.

Насос

Как подобрать оптимальный напор и производительность насоса?

С напором все просто. Минимального его значения в 2 метра (0,2 кгс/см2) достаточно для контура любой разумной протяженности.

Справка: система отопления многоквартирного дома функционирует при перепаде между смесью и обраткой именно в два метра.

Перепад между смесью (справа вверху) и обраткой (внизу) регистрируется не всяким манометром.

Производительность может быть рассчитана по простейшей схеме: весь объем контура должен оборачиваться трижды за час. Так, для приведенного нами выше количества теплоносителя в 400 литров разумный минимум производительности циркуляционного насоса отопительной системы при рабочем напоре должен быть равен 0,4*3=1,2 м3/час.

Для отдельных участков контура, снабжающихся собственным насосом, его производительность может быть рассчитана по формуле G=Q/(1,163*Dt).

В ней:

• G – заветное значение производительности в кубометрах в час.
• Q – тепловая мощность участка системы отопления в киловаттах.
• 1,163 – константа, средняя теплоемкость воды.
• Dt – разница температур между подающим и обратным трубопроводами в градусах по шкале Цельсия.

Подсказка: в автономных системах она обычно берется равной 20 градусам.

Так, для контура с тепловой мощностью в 5 киловатт при 20-градусной дельте между подачей и обраткой нужен насос с производительностью не менее 5/(1,163*20)=0,214 м3/час.

Параметры насоса обычно указываются в его маркировке.

Диаметр труб

Как подобрать оптимальный диаметр розлива в контуре с известной тепловой мощностью?

Здесь поможет формула D=354*(0,86*Q/Dt)/v.

В ней:

• D – внутренний диаметр трубы в сантиметрах.
• Q – тепловая мощность контура в киловаттах.
• Dt – дельта температур между подачей и обратным трубопроводом. Напомним, что типичное значение Dt для автономной отопительной системы – 20 С.
• v – скорость потока. Диапазон ее значений – от 0,6 до 1,5 м/с. При более низкой скорости растет разница температур между первыми и последними радиаторами в контуре; при более высокой – становятся заметными гидравлические шумы.

Давайте вычислим минимальный диаметр для пресловутого контура мощностью 5 КВт при скорости воды в трубах, равной 1 м/с.

D=354*(0,86*5/20)/1=4,04 мм. С практической стороны это означает, что можно брать трубы минимально доступного размера и не бояться медленной циркуляции в них.

Не забудьте, что нами рассчитан внутренний диаметр. Пластиковые трубы маркируются наружным.

Заключение

Надеемся, что обилие формул и сухих цифр не утомило уважаемого читателя. Как обычно, прикрепленное видео предложит его вниманию дополнительную тематическую информацию. Успехов!

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?.

Изменились ли формулы расчёта платы за отопление: объясняет юрист

С 1 января 2019 года начали действовать новые формулы расчёта платы за отопление. Вид у них, мягко скажем, отпугивающий. Наш постоянный эксперт Елена Шерешовец объяснила, как изменились формулы расчёта платы за отопление и кому не понравятся нововведения.

Как в 2019 году изменилась система расчётов платы за отопление МКД

Что случилось

Елена Шерешовец рассказывает, на самом ли деле изменились формулы

Постановление Правительства РФ от 28.12.2018 № 1708 года внесло изменения в Правила предоставления коммунальных услуги утвердило новые формулы расчёта платы за отопление.

Для домов, которые не оборудованы общедомовыми приборами учёта, действуют две формулы: формула 2(3) для расчёта размера платы за отопление равномерно в течение года и формула 2(4) для расчёта платы в отопительный период.

Если в доме установлен общедомовый прибор учёта, расчёт размера платы будет зависеть от наличия в доме индивидуальных счётчиков тепла. Если индивидуальных приборов нет, расчёт производится по формуле 3, она переписана в новом виде.

Если помещения оборудованы индивидуальными приборами учёта частично, работает формула 3(1), это новая формула. Когда все помещения оборудованы ИПУ, расчёт ведётся по формуле 3(3), которая переписана.

Вот как это выглядит в виде схемы:

На первый взгляд кажется, что формулы сильно изменились. Елена Шерешовец уточняет, что формулы поменялись только для многоквартирных домов, где есть помещения, которые отказались от централизованного отопления и перешли на индивидуальные источники тепла или где есть помещения, которые не являются общим имуществом. В этих помещениях в принципе не предусмотрено наличие приборов отопления.

Для домов, где таких помещений нет, всё осталось без изменений. Рассмотрим на примерах.

Почему КС РФ потребовал пересмотреть систему расчётов за отопление

Дом не оборудован ОДПУ или используются ИПУ

Формула 2(3) предназначена для расчёта отопления в многоквартирном доме, не оборудованном общедомовым прибором учёта.

Если в МКД нет помещений, где не предусмотрены приборы отопления или используются индивидуальные источники отопления, то Sинд равна нулю. В таком случае формула приобретает прежний вид:

Вот как это получилось:

Настоящий квест для ценителей математических расчётов

Дом оборудован ОДПУ, индивидуальных приборов учёта нет

Для расчёта платы за отопление в домах, которые оборудованы общедомовым прибором учёта тепла, но индивидуальных приборов учёта там нет, действует формула 3.

Если в таком многоквартирном доме нет помещений с автономным отоплением, то Sинд становится равна нулю, и формула приобретает прежний вид. Это действует и для регионов, где расчёт ведётся равномерно в течение отопительного сезона, и для регионов, где начисления производятся только в отопительный период.

Посмотрите, как это получилось:

Взыскание задолженности за отопление при отсутствии радиаторов

Дом оборудован ОДПУ и хотя бы в одном помещении есть ИПУ

Для случая, когда многоквартирный дом оборудован общедомовым прибором учёта тепловой энергии и хотя бы в одном, но не во всех жилых и нежилых помещениях установлены индивидуальные приборы учёта тепловой энергии, предусмотрена новая формула:

Размер платы за отопление складывается из двух частей:

• Vi – это плата за тепловую энергию, потреблённую в помещении;
• страшная дробь – плата за тепловую энергию, потреблённую на общедомовые нужды.

Если индивидуальными приборами учёта оборудовано небольшое количество помещений, то числитель дроби получается большим, в таком случае размер платы за ОДН тоже увеличивается.

Елена Шерешовец объяснила, что в определённом случае есть опасность применить эту новую формулу и получить отрицательное значение ОДН. Так происходит, когда кто-либо из потребителей неправильно передаст показания – завысит их. Это может случиться вследствие технической ошибки или человеческого фактора.

По нашей новой формуле при расчете общедомовой платы от Vд – это объём тепловой энергии по показаниям общедомового прибора – отнимается сумма всех показаний индивидуальных приборов учёта. Если кто-то из потребителей ошибётся с показаниями, средний расход за помещения с ИПУ превысит средний расход по дому. Получится отрицательное значение. ОДН будет отрицательный.

Делаем вывод – необходимо постоянно контролировать и проверять корректность переданных показаний, даже если они снимаются в автоматическом режиме.

Расчет расхода тепла на отопление

Частный дом можно рассматривать как термодинамическую систему, обладающую внутренней энергией и ведущую теплообмен с окружающей средой. Энергия, которую дом получает или теряет в ходе теплообмена, называют теплотой. Источником теплоты в частном доме является теплогенератор: котел, конвектор, печь, нагревательный элемент и т.д.

Чем интенсивнее идет теплообмен между домом и окружающей средой, тем быстрее «уходит» тепло дома и тем интенсивнее должен работать источник тепловой энергии, компенсирующий потери. Понятно, что интенсивная работа котла сопряжена с большим расходом топлива, что ведет к росту расходов на отопление.

Но не это главное: понятие комфорта в жилище в холодное время года неразрывно связано с теплом в доме, что возможно только при равновесии между потерями тепловой энергии и ее производством.

Однако возможности любого теплогенератора ограничены его конструктивными особенностями. Это значит, что для обеспечения тепла и комфорта в доме котел или иной источник тепловой энергии нужно подбирать в соответствии с тепловыми потерями строения, делая при этом некоторый запас (обычно 20%) на случай ветреной погоды или сильных морозов.

Итак, мы определились: прежде чем выбрать котел для обогрева дома нужно определить его (дома) тепловые потери.

Определяем тепловые потери

Теплопотери здания можно рассчитывать отдельно для каждой комнаты, имеющей внешнюю часть, контактирующую с окружающей средой. Затем полученные данные суммируются. Для частного дома удобнее определять тепловые потери всего строения в целом, считая потери тепла отдельно через стены, кровлю, и поверхность пола.

Следует отметить, что расчет тепловых потерь дома достаточно сложный процесс, требующий специальных знаний. Менее точный, но при этом вполне достоверный результат можно получить на основе онлайн калькулятора расчета тепловых потерь.

При выборе онлайн калькулятора предпочтение лучше отдавать моделям, учитывающим все возможные варианты потери тепла. Вот их перечень:

• поверхность наружных стен

• поверхность кровли

• поверхность пола

• окна

• двери

• вентиляционная система

Решив воспользоваться калькулятором, необходимо знать геометрические размеры строения, характеристики материалов, из которых сделан дом, а также их толщину. Наличие теплоизоляционного слоя и его толщина учитываются отдельно.

На основании перечисленных исходных данных онлайн калькулятор выдает общее значение тепловых потерь дома. Определить, насколько точные получены результаты можно разделив полученный результат на общий объем здания и получив при этом удельные потери тепла, величина которых должна находиться в интервале от 30 до 100 Вт.

Если цифры, полученные с помощью онлайн калькулятора, выходят далеко за пределы указанных значений, можно предположить, что в расчет закралась ошибка. Чаще всего причиной ошибок в расчетах является несоответствие размерности используемых в расчете величин.

Немаловажный факт: данные онлайн калькулятора актуальны только для домов и строений с качественными окнами и хорошо работающей системой вентиляции, в которых нет места сквознякам и иным потерям тепла.

Для уменьшения потерь тепла можно выполнить дополнительную тепловую изоляцию строения, а также использовать подогрев воздуха, поступающего в помещение.

Тепловые потери знаем, что дальше?

На следующем этапе производится выбор отопительного агрегата (котла). Его тепловая мощность должна превосходить значение тепловых потерь не менее чем на 20%. Если котел используется еще и для горячего водоснабжения, выбирается тепловой агрегат с дополнительным запасом мощности. Для этого необходимо произвести дополнительный расчет, учитывающий потребности в горячем водоснабжении.

Затем подбираются отопительные приборы, суммарная мощность которых должна соответствовать мощности котла отопления без учета горячего водоснабжения.

Гидравлический расчет системы отопления

Подобрав оборудование, необходимо обеспечить его работу. Для этого нужны трубы, циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

Если собственник дома решит произвести подбор труб отопления самостоятельно, можно воспользоваться справочной литературой и подобрать требуемый диаметр по таблицам. Протяженность труб рассчитывается по проектной документации. Для этого на схеме строения просто прокладывается дополнительно схема разводки системы отопления и производится подсчет длины трубопровода.

Если схемы дома по какой-либо причине нет, ее придется нарисовать самостоятельно, а затем, с ее помощью, рассчитать протяженность трубопровода.

Зная протяженность трубопровода, диаметр труб и имея технические данные приборов отопления, рассчитывается внутренний объем системы отопления, по которому подбирается расширительный бак и циркуляционный насос.

Правильный гидравлический расчет необходим также для того, чтобы все тепло, вырабатываемое котлом, равномерно распределялось по дому и доходило в полном объеме до потребителя.

Подведем итоги

Количество тепла, необходимое для отопления дома, напрямую зависит от его тепловых потерь. Уменьшить тепловые потери можно с помощью дополнительной тепловой изоляции, установке качественных окон и утепленных дверей, а также при использовании рекуперации в системе вентиляции.

Величина тепловых потерь определяет мощность котла отопления. Суммарная мощность приборов отопления должна быть равна мощности котла. Для обеспечения качественной работы котла и радиаторов производится гидравлический расчет отопления, в ходе которого определяется диаметр труб, их протяженность, внутренний объем отопления. По этим данным подбирается циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

На случай сильный морозов котел покупают с запасом мощности не менее 20%.

Потеря тепла происходит из-за:

• проникновения холодной температуры с наружных стен помещения, через оконные щели,
• плохой герметизации оконных рам.

Устанавливая отопительные системы, нужно учесть региональную особенность температуры за окном и исходя из полученных параметров, выбирать тот или иной вид нагревательного оборудования. Но даже самая эффективная нагревательная техника не даст желаемого результата, если не избавиться от так называемых «точек утечки тепла». При установке оконных рам следует один раз потратиться на качественные, и обладающие высоким коэффициентом сохранения тепла. Чтобы эффективно провести утеплительные работы стен, рынок теплоизоляционных материалов представляет большой выбор.

Расход тепла на отопление будет в разы уменьшаться, если работы по герметизации помещения проведены качественно. Любое современное отопительное оборудование можно регулировать, контролируя поступление теплых масс воздуха в помещение. Мощность нагревательных приборов возрастает по мере уменьшения поступлений холодного воздуха.

Для полного комфорта необходимо выполнить два условия:

• обеспечить оптимальную температуру в помещении в 20-22 градуса;
• разница температуры воздуха внутри помещения и наружной стены должна быть не более 4 градусов, при этом температура стены должна быть выше температуры точки росы.

Точка росы – это охлаждение наружного воздуха до начала конденсации и превращения его паров в росу. Такого легко достигнуть при наличии мощного котла. Но немаловажно при этом уменьшить расходы на отопление.

Расход тепла на отопление имеет два варианта нормы потребления:

1. Первый – установленная норма на сопротивление теплоподачи наружных стен, оконных рам и т.д.
2. Второй – определяется норматив расхода энергии на отопление дома. Второй способ позволяет уменьшать сопротивление теплоподаче ограждающих конструкций. Таким образом, можно выбрать оптимальную толщину стен помещения.

Профессиональные строители зачастую используют первый вариант. Воздвигая бетонные стены, им они выполняют работы по дополнительному утеплению различными теплоизоляционными материалами. Такой способ существенно усложняет процесс и повышает стоимость работ.

При построении частных домов не обязательно утеплять наружные стены, достаточно создать более утепленный слой на чердаке и в подполье. Также следует придать дому форму, которая является энергосберегающей, учитывая компактность строения. Для большего утепления к дому пристраивают веранды, лоджии, оконные рамы делают меньше по размерам и т.д. Таким образом, расход тепла на отопление во много раз уменьшается.

Ликвидировав все недостатки, можно приступать к выбору отопительного оборудования. Стоит обратить внимание на параметры отопительной системы, которая будет установлена в помещении. От качества материалов, из которых будут изготовлены теплоносители, радиаторы и котлы отопительного оборудования, зависит и состояние температуры в доме. Современные системы отопления имеют в резерве большой список новых технологически оснащенных приборов для сбережения тепла. Автоматические контроллеры для поддержания оптимальной температуры в комнате будут главными помощниками в плане расхода теплоэнергии на отопление.

При построении энергосберегающего дома или заказа уже готового проекта внимательно стоит рассмотреть вопросы по утеплению здания с привлечением опытных специалистов. Работа требует комплексного подхода и только в таком случае можно построить комфортный, теплый и уютный дом.

Радиаторы отопления и терморегуляторы

В радиаторах температура теплоносителя не должна превышать 90 градусов. При выборе мощных и стойких радиаторов такая температура вполне подходит для холодных зим. Чтобы атмосфера в комнате была приемлемой для всех, нужно установить терморегуляторы. Их существует два вида – механический и автоматический. Механический нужно постоянно регулировать вручную, не упуская момента смены тепловых величин. Открытое положение регулятора обеспечивает максимальный режим, закрытое – минимальный. При потере подачи горячей воды батарея быстро остывает.

Автоматический терморегулятор, в свою очередь, требует меньшего внимания. Достаточно зафиксировать на шкале необходимую отметку, и автомат сам подгоняет температурный уровень. Использование терморегулятора возможно только при параллельном положении труб, использование установленных друг за другом регуляторов блокирует циркуляцию теплоносителя в трубах.

Расход тепловой энергии на отопление несет в себе немалые затраты, если система отопления установлена без учета других затрат, например бойлер, кухня, ванная.

Найти «течь»

Чтобы больше сэкономить, при подведении отопительной системы нужно учесть все «больные» места утечки тепла. Не лишним будет сказать, что окна должны быть герметизированы. Толщина стен позволяет удержать теплоту, теплые полы сохраняют температурный фон на положительной отметке. Расход тепловой энергии на отопление в помещении зависит от высоты потолков, типа вентиляционной системы, строительных материалов при постройке здания.

После вычета всех теплопотерь, нужно серьезно подойти к выбору отопительного котла. Здесь главное – бюджетная часть вопроса. В зависимости от мощности и универсальности варьируется и цена прибора. Если в доме уже проведен газ, то идет экономия на электричестве (стоимость которого немалая), и вместе с приготовлением, например, ужина, заодно и прогревается система.

Еще одним моментом в сохранении тепла является тип обогревателя – конвектор, радиатор, батарея и т.д. Самое подходящее решение вопроса – радиатор, количество секций которого высчитывается при помощи несложной формулы. Одна секция (ребро) радиатора имеет мощность в 150 Вт, для комнаты в 10 метров достаточно 1700 Вт. Путем разделения получаем 13 секций, необходимых для комфортного обогрева помещения.

Установка теплых полов решит наполовину вопрос экономии энергии. По подсчетам специалистов, количество потребленной теплоэнергии сокращается в 2-3 раза. Экономный расход тепловой энергии на отопление налицо.

При установке отопительной системы путем размещения радиаторов можно сразу же подключить систему теплых полов. Постоянная циркуляция теплоносителя создает равномерную температуру во всем помещении.

Энергия для отопления дома

Теплоотдача от вашего дома может происходить за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Обычно это моделируется с точки зрения теплопроводности, хотя проникновение через стены и вокруг окон может привести к значительным дополнительным потерям, если они плохо герметизированы. Потери излучения можно минимизировать, используя изоляцию с фольгой в качестве радиационного барьера.

В промышленности США по отоплению и кондиционированию воздуха почти полностью используются старые британские стандарты и стандарты U.S. общие единицы для своих расчетов. Для совместимости с обычно встречающимися величинами этот пример будет выражен в этих единицах.

I. Рассчитайте скорость потери стенки в БТЕ в час.

Для помещения размером 10 футов на 10 футов с потолком 8 футов, со всеми поверхностями, изолированными до R19 в соответствии с рекомендациями Министерства энергетики США, с внутренней температурой 68 ° F и наружной температурой 28 ° F:

II. Рассчитайте потери за день при этих температурах.

Тепловые потери в день = (674 БТЕ / час) (24 часа) = 16168 БТЕ

Обратите внимание, что это просто потеря через стены. Потери через пол и потолок рассчитываются отдельно и обычно включают разные значения R.

III. Рассчитайте потерю за «градусный день».

Это потеря за день с разницей в один градус между внутренней и внешней температурой.

Если бы условия случая II преобладали в течение всего дня, вам потребовалось бы 40 градусо-дней отопления, и, следовательно, потребовалось бы 40 градусо-дней x 404 БТЕ / градус дня = 16168 БТЕ для поддержания постоянной внутренней температуры.

IV. Рассчитайте теплопотери за весь отопительный сезон.

Типичная потребность в отоплении для отопительного сезона в Атланте, с сентября по май, составляет 2980 градусо-дней (долгосрочное среднее значение).

Типичное количество градусо-дней нагрева или охлаждения для данного географического местоположения обычно можно получить в службе погоды.

V. Рассчитайте потери тепла за отопительный сезон для типичного неизолированного южного дома в Атланте.

Диапазон уровней потерь, указанный Министерством энергетики для неизолированных типовых жилищ, составляет от 15 000 до 30 000 БТЕ / градус в день. Выбирая 25000 БТЕ / градус в день:

VI. Рассчитайте годовую стоимость отопления.

Предположим, что стоимость природного газа составляет 12 долларов за миллион БТЕ в печи, работающей с КПД 70%.

Предположим, что электрический резистивный нагрев с КПД 100% *, 9 / кВтч.

Предположим, электрический тепловой насос с КПД = 3

* 100% -ная эффективность использования электричества в вашем доме для производства тепла — это распространенный маркетинговый ход электроэнергетических компаний.Это заблуждение, потому что вам нужно сжечь около 3 единиц первичного топлива, чтобы доставить 1 единицу электроэнергии в дом из-за теплового узкого места в производстве электроэнергии. Таким образом, 100% эффективное использование в вашем доме составляет около 33% эффективности использования основного топлива.

Когда вы отапливаете природным газом, вы используете основное топливо в своем доме, и это явно предпочтительнее, чем использование электрического резистивного отопления, которое является расточительным по сравнению с высококачественной поставляемой электрической энергией.Используя электрический тепловой насос, по крайней мере, на юге США, вы можете получить коэффициент полезного действия около 3. То есть вы закачиваете в дом три единицы тепла, затрачивая всего одну единицу высококачественной электрической энергии. энергия. Это практически компенсирует потери 3: 1 в процессе выработки электроэнергии, о которых говорилось выше. В приведенном выше примере расчетная стоимость электрического теплового насоса значительно дешевле, чем стоимость нагрева природного газа, но это может быть связано с тем, что текущая стоимость природного газа в то время была необычно высокой.За последние 25 лет или около того отопление с использованием природного газа и электрического теплового насоса оставалось сопоставимым по стоимости.

Расчет потерь тепла

107

Преобразование нагрузок нагрева и охлаждения в потоки воздуха — физика

Когда вы приступаете к проекту по изучению строительной науки, первое, с чем вы сталкиваетесь, — это концепция нагрузок на нагрев и охлаждение.Они есть в каждом здании. (Да, даже в проектах пассивного дома.) Вот почему мы выполняем расчет тепловой и охлаждающей нагрузки. Мы вводим все детали здания, устанавливаем проектные условия и получаем нагрузку на отопление и охлаждение для каждой комнаты в здании. Здесь, в США, мы все еще используем те устаревшие единицы, которые дают британские тепловые единицы в час (БТЕ / час) для нагрузок. В большинстве стран мира результат измеряется в ваттах или киловаттах.

Но что тогда? Мы не просто включаем кран BTU.Обычно мы перемещаем эти БТЕ в комнаты дома с жидкостью, такой как воздух или вода, и из них. Итак, как мы узнаем, сколько кубических футов в минуту (кубических футов в минуту) воздуха даст нам правильное количество БТЕ в час? Сегодня мы поговорим об этой связи между BTU / hr и CFM. (Я собираюсь оставить обсуждение использования воды для распределения тепла своим друзьям в области гидроники, но это аналогично тому, что я объясняю ниже.)

Прежде чем мы начнем, позвольте мне отметить, что впереди еще немного математики.Это действительно не так уж и плохо, и если вы сможете следовать по тексту, вы лучше поймете физику, лежащую в основе перемещения тепла с воздухом. Если после слова «математика» вы уже задыхаетесь, можете перейти к разделу «Выводы».

Сколько тепла может удерживать воздух?

Материя — довольно интересная штука. Он обладает всевозможными интересными свойствами, которые веками скрывали ученых в лабораториях. (Я слышал, что Галилей все еще трудится в подвале Пизанской башни.) Когда говорят о способности воздуха удерживать тепло, соответствующее свойство называется — вы не поверите — теплоемкостью. Ага. Это термин, который я иногда упоминал в этом пространстве, но так и не дал точного определения, так что давайте займемся этим сегодня.

Теплоемкость — это своего рода КПД. Это соотношение цены и качества. При эффективности уравнение выводится поверх ввода. Теплоемкость — это отношение добавленного или отведенного тепла к изменению температуры. Вот уравнение:

Если мы добавим определенное количество тепла (измеряемое в БТЕ) к определенному количеству вещества (в нашем случае воздух), мы получим определенное изменение температуры.Это уравнение говорит нам, что отношение этих двух величин является мерой того, сколько тепла может удерживать вещество. Если мы получим вдвое меньшее изменение температуры при заданном количестве добавленного тепла, этот материал будет иметь вдвое большую теплоемкость. Таким образом, это количество, теплоемкость, является важным свойством материалов для всех, кто интересуется энергоэффективностью или обогревом и охлаждением.

Обычно легче говорить об удельной теплоемкости, потому что Q в приведенном выше уравнении будет меняться с разным количеством воздуха, представляющего здесь интерес.Разделив правую часть приведенного выше уравнения на массу воздуха, мы получим удельную теплоемкость. Если мы немного изменим порядок, используя магию алгебры, мы получим уравнение, которое вы можете вспомнить из средней школы или колледжа. (Он появляется на вводных курсах как физики, так и химии.) Вот он:

Знакомо? Если нет, подождите еще немного, и я покажу вам уравнение, которое вы, возможно, видели раньше.

Следующим шагом будет небольшое преобразование массового члена.Когда мы имеем дело с жидкостями, обычно легче работать с плотностью, которая равна массе, разделенной на объем. Таким образом, мы заменяем термин м выше на плотность (греческая буква ро, ρ ), умноженная на объем ( V ). Вот как теперь выглядит наше уравнение:

Вне зависимости от того, вызывает ли у вас гипервентиляцию математика или нет, давайте сделаем шаг назад и вспомним, куда мы идем. Первоначальный вопрос заключался в том, как мы измеряем тепловые и охлаждающие нагрузки в БТЕ / час и определяем, какой расход воздуха нам нужен в кубических футах в минуту.Теперь у нас есть член в уравнении для объема, а куб.фут / мин — это просто объем во времени. Одна из замечательных особенностей алгебры заключается в том, что мы можем делить (или умножать) обе части уравнения на одно и то же. Фактически, это приветствуется!

Итак, давайте разделим обе части приведенного выше уравнения на время. Слева мы получаем Q / t , что подводит нас к BTU / час, которые мы обсуждали. Справа объем V , разделенный на время, дает нам кубические футы в минуту. Конечно, чтобы получить БТЕ в час с одной стороны и кубических футов в минуту с другой стороны, нам нужно добавить коэффициент 60.Он идет с правой стороны.

Также на правой стороне у нас есть ρc , плотность воздуха, умноженная на удельную теплоемкость воздуха (при постоянном давлении, но это другое обсуждение). Плотность и удельная теплоемкость — это всего лишь два числа, которые мы можем умножить, и для ясности мы говорим о воздухе на уровне моря и температуре, близкой к комнатной. Вы не можете использовать это уравнение внизу, высоко в горах или при температурах далеко от воздуха, которым вы дышите прямо сейчас. Когда мы умножаем плотность (0,075) на удельную теплоемкость (0.24), а также на 60, получаем 1,08. Окончательное уравнение выглядит так:

Это уравнение, которое, как я сказал, вы, возможно, видели раньше. Его преподают в программах HVAC и классах BPI, а также в других местах. Если мы изменим это уравнение, чтобы получить поток воздуха слева, мы получим:

И вот оно. Как только мы узнаем, сколько тепла нужно подавать или отводить в комнату, мы можем сделать простой расчет, чтобы узнать, сколько кубических футов в минуту воздушного потока нам нужно.Конечно, необходимая нам CFM будет зависеть от местоположения. Как я сказал выше, нельзя просто везде использовать 1.08. И нам также необходимо знать, насколько изменяется температура воздуха, когда он проходит через печь или воздухообрабатывающий агрегат, ΔT в приведенных выше уравнениях.

Это все?

Я знаю, о чем сейчас думают некоторые из вас. Вы смотрите на все, что я сделал выше, и говорите себе, что это разумно. И вы абсолютно правы. Приведенные выше уравнения относятся только к явному теплу, добавляемому к воздуху или удаляемому из него.Он не включает скрытую теплоту кондиционирования воздуха, которая занимается удалением влаги.

Мы могли бы вернуться к началу и провести аналогичный процесс для отвода скрытой теплоты. Черт возьми, мы могли бы пойти еще дальше и поговорить о частной производной энтальпии по температуре. Но как насчет того, чтобы избавить вас от этих подробностей и дать ответ сразу. Вот аналогичное уравнение для общего тепла (явное плюс скрытое):

Снова сделав небольшую магию алгебры, мы получим уравнение охлаждения cfm:

Единственное, что здесь нового — это переменная Δw .Это представляет собой изменение соотношения влажности, а индекс г относится к зернам. Коэффициент влажности (часто ошибочно называемый абсолютной влажностью) является одной из основных переменных на психрометрической диаграмме и измеряется в зернах водяного пара на фунт сухого воздуха. Зерно — это странный способ говорить о массе водяного пара, когда один фунт (масса) воздуха эквивалентен 7000 гран.

В основном, Δw измеряет изменение количества водяного пара в воздухе, проходящем через кондиционер, когда часть его конденсируется на холодном змеевике испарителя.Когда воздух проходит над холодным змеевиком испарителя, происходят две вещи. Температура воздуха падает ( ΔT ), и концентрация водяного пара в воздухе также падает ( Δw ) по мере того, как водяной пар конденсируется на змеевике. Оба эти изменения являются частью охлаждающей способности единицы оборудования.

Выводы

Если вы запутались в математике наверху и прыгнули здесь, позвольте мне посмотреть, смогу ли я немного подытожить для вас вещи. Я начал с изучения физики воздушного потока и тепла.Все это было основано на определении теплоемкости, которая является мерой того, насколько сильно изменяется температура материала при заданном количестве добавленного или удаленного тепла. Это привело к паре уравнений, которые связывают три переменные: БТЕ / час, куб.фут / мин и ΔT. В уравнении тоже есть число (1,08), и хотя оно выглядит как константа, это не так. Не забудьте отрегулировать его, если плотность воздуха отличается от плотности воздуха на уровне моря при комнатной температуре. (Теплоемкость тоже может варьироваться, но для того, что мы здесь делаем, вам придется регулировать в основном плотность.)

Затем я показал, что эти два уравнения предназначены только для явного тепла; то есть тепло, вызывающее изменения температуры. Если у вас влажный воздух (а кто этого не хочет!) И вы его охлаждаете, вы также должны учитывать тепло, необходимое для удаления водяного пара из воздушного потока путем его конденсации на змеевике холодного кондиционера. Это привело нас ко второй паре уравнений, которая включает эту теплоту, скрытую теплоту.

Если бы нам пришлось начинать с первых принципов и применять всю физику каждый раз, когда мы проектируем систему отопления и кондиционирования воздуха, мы бы, вероятно, просто сидели у костра зимой или обмахивались листьями пальметто летом.Вместо этого у нас есть процедуры для получения результатов расчета нагрузки и получения нужного оборудования, которое перемещает нужное количество воздуха с нужным количеством БТЕ. Это инженерная сторона.

Итак, у вас есть ответ на исходный вопрос. Мы знаем, как перейти от тепловой или охлаждающей нагрузки в БТЕ / ч до кубических футов в минуту воздушного потока, необходимого для удовлетворения нагрузки. В основе его — чистая физика. Процесс проектирования — это инженерия, и это тема одной из будущих статей.

Статьи по теме

Тепло — вещь лишняя BTU!

3 причины, по которым ваш 3-тонный кондиционер на самом деле не 3 тонны

Психрометрия — непостижимая таблица или путь к пониманию?

Магия холода, часть 2 — Принципы промежуточного кондиционирования воздуха

ПРИМЕЧАНИЕ: Комментарии модерируются.Ваш комментарий не появится ниже, пока не будет одобрен.

Как выбрать размер обогревателя для бассейна

Всякий раз, когда я разговариваю с другим специалистом по бассейнам о расчете размера нагревателя, я обычно вижу, как их глаза тускнеют. Не то чтобы подобрать нагреватель для бассейна очень сложно, но если вы хотите сделать это правильно, вам нужно сначала произвести некоторые расчеты.

Как и насосы, размеры нагревателей обычно не рассчитываются. Обычно это вопрос выбора модели, которую вы использовали в аналогичных приложениях.Например, если вы работаете над бассейном с прилегающей к нему гидромассажной ванной, большинство установщиков предложат обогреватель на 400 000 британских тепловых единиц, который является самым большим из доступных в большинстве жилых помещений.

В этом случае профессионал может не чувствовать, что ему или ей нужно проводить расчеты, потому что он знает, что присоединенную гидромассажную ванну, циркулирующую при температуре бассейна, необходимо будет нагреть перед использованием. И чем выше мощность нагревателя в британских тепловых единицах, тем быстрее нагреватель будет поднимать воду с температуры бассейна до температуры спа.

Никто не хочет включать спа за два часа, чтобы он согрелся. С гигантским нагревателем емкостью 400 000 британских тепловых единиц средняя гидромассажная ванна размером 8 на 8 футов может нагреваться от 80 до 104 градусов примерно за час. (Подробнее об этом позже.)

Точно так же, когда домовладелец спрашивает, какой размер обогревателя им следует использовать, большинство установщиков просто выбирают свой любимый обогреватель стоимостью от 200 000 до 350 000 британских тепловых единиц, зная по опыту, что он будет работать в бассейне размером примерно с тот, о котором идет речь.

Это «предположение» в определенной степени работает, но эта статья предназначена для того, чтобы помочь вам освоиться с быстрыми вычислениями, чтобы вы знали, что принимаете правильные решения. Никто не выигрывает, когда вы устанавливаете новый обогреватель, только для того, чтобы обнаружить, что он недостаточно нагревает бассейн или ему нужно постоянно работать, чтобы поддерживать желаемую температуру.

БОЛЬШЕ О BTU

Прежде чем мы начнем, важно понять, что не имеет значения, о каком нагревателе вы говорите — все нагреватели для бассейнов измеряются в британских тепловых единицах (британских тепловых единицах), которые измеряют количество тепла (энергии), необходимое для повышения температуры. температура одного фунта воды на один градус Фаренгейта.Понятие рейтингов BTU применимо ко всем видам нагревателей для бассейнов:

• Газовые обогреватели для бассейнов и пропановые обогреватели для бассейнов — самые мощные обогреватели, доступные для жилых бассейнов. Эти агрегаты имеют самый высокий выход британских тепловых единиц, варьирующийся от 100000 до 500000 британских тепловых единиц в некоторых регионах (400000 британских тепловых единиц в большинстве районов Канады и США).
• Электрические тепловые насосы используют электричество, но не нагревательный элемент, как в обычном водонагревателе с электрическим приводом.Вместо этого электрический тепловой насос по сути работает как реверсивный кондиционер, используя окружающий воздух и солнечный свет для нагрева воды в бассейне. Электрический тепловой насос не способен производить столько тепла, как газовый обогреватель, но в правильных условиях он может нагревать воду в бассейне более экономично, чем газовый обогреватель.
• Солнечные нагреватели для бассейнов производят самую низкую мощность в британских тепловых единицах среди всех нагревателей для бассейнов. Однако солнечное отопление также имеет самые низкие затраты на британскую тепловую единицу, поскольку они нагревают воду за счет тепла солнца.

Примечание: Использование нагревательного элемента для нагрева воды, как в случае с электрическим чайником или традиционным нагревателем для джакузи, является наименее эффективным методом. Хотя вы можете повысить температуру в небольшом водоеме с помощью электрического нагревателя, он должен быть достаточно хорошо изолирован со всех сторон, иначе расходы быстро возрастут.

Для такого большого объекта, как бассейн (даже меньшего), электрические нагреватели не идеальны. Например, предположим, что мы смотрим на большой электрический водонагреватель мощностью 11 кВт.Этому обогревателю потребуется до 60 ампер, огромное количество электроэнергии для большинства домов, только для выработки максимум 37 000 британских тепловых единиц.

При таком уровне производительности вам нужно будет потратить ОЧЕНЬ много денег, чтобы нагреть что-нибудь больше, чем джакузи. Это не только из-за низкой теплоотдачи, но и из-за потерь мощности при передаче энергии.

РАЗМЕРЫ

Чтобы принять обоснованное решение о том, какой размер нагревателя бассейна вам нужен для конкретного применения, вам необходимо знать следующее:

1) Объем бассейна

Объем бассейна с прямыми стенками можно приблизительно рассчитать по следующей формуле (в футах):

средняя длина x средняя ширина x средняя глубина x 7.5 = объем в галлонах

Если вы работаете с бассейном произвольной формы (любой бассейн без прямых стенок), вот несколько более точная формула:

средняя длина x средняя ширина x средняя глубина x 7 = объем в галлонах

2) Идеальная температура воды для клиента

Вам необходимо определить, при какой температуре предпочитают плавать ваши клиенты (в градусах Фаренгейта).

Указывает, какую производительность вы ожидаете от вашего обогревателя в различных условиях окружающей среды.Например, если к бассейну примыкает гидромассажная ванна, максимальная температура воды для расчета потребности в британских тепловых единицах может достигать 104 градусов по Фаренгейту.

3)

Самая низкая температура окружающего воздуха , при которой нагреватель должен поддерживать заданную температуру воды

Для расчета размера обогревателя вам необходимо знать, какой будет самая холодная температура окружающего воздуха, когда вы все еще ожидаете, что обогреватель будет поддерживать тепло в бассейне.

Помимо этих факторов, вам также необходимо определить скорость, с которой нагревается вода.Например, если у вашего покупателя есть бассейн, но нет гидромассажной ванны, она будет поддерживать постоянную температуру, поэтому скорость, с которой вода нагревается, не имеет большого значения. И наоборот, если у вашего домовладельца есть пристроенная гидромассажная ванна с температурой воды в бассейне, вам, безусловно, стоит подумать о том, сколько времени потребуется, чтобы повысить температуру воды в этом спа.

Как только вы сможете присвоить номера вышеуказанным значениям, вы можете приступить к расчетам нагревателя. Есть несколько разных способов приблизиться к расчету потребности в тепловой энергии в британских тепловых единицах, например, рассчитывать ли вы количество тепла для обслуживания или количество тепла, необходимое для повышения температуры воды с холодной до теплой.

Какой расчет вы должны использовать для своего пула, будет полностью зависеть от уникальных условий пула, над которым вы работаете. В следующем разделе будут приведены примеры для каждого из этих факторов.

РАСЧЕТ НАГРЕВАТЕЛЯ

Чтобы все это стало понятным, давайте воспользуемся некоторыми реальными примерами. В следующих сценариях мы предположим, что работаем над прямоугольным бассейном размером 16 на 32 фута со средней глубиной 5 футов, что равняется примерно 20 000 галлонов воды (19 200 с округлением в большую сторону).Мы также предположим, что владелец бассейна любит плавать при разумной температуре 80 градусов по Фаренгейту.

Постоянная британская тепловая единица = 1 фунт воды, нагретой на 1 градус по Фаренгейту

водная постоянная = 8,3 фунта воды на галлон

20000 галлонов x 8,3 фунта / галлон = 166000 фунтов воды, которую необходимо нагреть

Поскольку для нагрева фунта воды на один градус требуется одна британская тепловая единица, теперь мы знаем, что для увеличения всего этого бассейна емкостью 20 000 галлонов на один градус потребуется 166 000 британских тепловых единиц тепловой энергии.Если вы хотите повысить температуру воды на 10 градусов, вам потребуется 1 660 000 британских тепловых единиц тепловой энергии.

Разность температур: Следующим шагом является использование идеальной температуры воды для плавания и самой холодной температуры окружающего воздуха для определения разницы температур, которую ваш обогреватель должен будет преодолеть. В этом примере предположим, что самая холодная температура окружающего воздуха ночью для нашего бассейна будет около 50 градусов по Фаренгейту. Это означает, что в худшем случае вода в бассейне должна нагреться с 50 до 80 градусов.

Время нагрева: Затем нам нужно определить скорость, с которой нагреватель поднимает температуру воды от самой холодной температуры окружающей среды до идеальной температуры для купания.

Примечание: Для этого расчета часто используется 24-часовое окно, но на самом деле это выдуманное число. Вы можете выбрать обогреватель меньшего размера и при этом иметь возможность нагревать воду. Просто это займет больше времени.

Итак, для этого примера у нас есть максимальный перепад температур 30 градусов по Фаренгейту вместе с 24-часовым окном нагрева.Чтобы 20 000 галлонов воды в бассейне нагрелись на 30 градусов, необходимо выполнить следующие вычисления:

20 000 (галлонов) x 8,3 (водная постоянная) x 30 (перепад температур) = 4 980 000 всего британских тепловых единиц

Теперь разделите это общее количество британских тепловых единиц на 24 (часы), чтобы определить количество британских тепловых единиц в час, необходимое для нагрева воды:

4 980 000/24 ​​= 207 500 БТЕ в час

Это означает, что потребуется 207 500 британских тепловых единиц в час, чтобы поднять этот бассейн объемом 20 000 галлонов с 50 до 80 градусов за 24 часа.

Переменные размера нагревателя

В примере, приведенном в этой статье, мы определили, что нам потребуется 207 500 БТЕ в час, чтобы нагреть наш бассейн емкостью 20 000 галлонов на 30 градусов в течение 24 часов.

Реальность, однако, такова, что большинству владельцев бассейнов не нужно будет нагревать свой бассейн с 50 до 80 градусов очень часто или делать это в течение произвольно назначенных 24 часов. Означает ли это, что нагреватель на 175 000 британских тепловых единиц не может быть использован для нагрева примера бассейна?

Фактически можно использовать нагреватель на 175 000 британских тепловых единиц.Единственная разница в том, что для того, чтобы нагреть бассейн с 50 до 80 градусов, потребуется больше 24 часов. Нагревателю на 175 000 британских тепловых единиц потребуется 28,45 часа, чтобы выполнить то, на что способен обогреватель на 207 500 британских тепловых единиц всего за 24 часа. Именно так работает солнечный нагреватель (или электрический тепловой насос) для нагрева бассейна. В отличие от газовых обогревателей, они имеют гораздо более низкий выходной потенциал британских тепловых единиц, далеко не 200000 британских тепловых единиц в час. Тем не менее, эти обогреватели работают, потому что они нагревают бассейн, но намного медленнее, чем газовый обогреватель.

Стив Гудейл — специалист по плавательным бассейнам во втором поколении из Онтарио, Канада. Вы можете узнать больше о Стиве, а также о строительстве, обслуживании и ремонте бассейнов на его веб-сайте: SwimmingPoolSteve.com.

Выполните расчет тепловых потерь, чтобы выбрать лучшую печь для вашего дома

Когда вы собираетесь модернизировать систему отопления в своем доме в Венделле, Северная Каролина, ваш технический специалист должен выполнить расчет теплопотерь, чтобы убедиться, что будет установлена ​​печь нужного размера.В этой статье мы собираемся объяснить, что такое расчет теплопотерь и почему так важен размер печи.

Что такое расчет тепловых потерь?

Расчет теплопотерь, также известный как расчет тепловой нагрузки, определяет, сколько тепла уходит из дома за определенное время. Профессионалы используют измерения и информацию, полученные в ходе этих расчетов, чтобы определить, какой размер печи лучше всего подходит для эффективного обогрева вашего дома. Под нагрузкой понимается количество энергии, необходимое для достаточного обогрева дома.Существует три основных расчета нагрузки, которые помогут подрядчикам по ОВКВ найти лучшую печь для вашего дома:

1. Расчет расчетной нагрузки
2. Расчет предельной нагрузки
3. Расчет частичной нагрузки

Что такое расчетная нагрузка?

При расчетах проектной нагрузки используются постоянные характеристики дома, такие как ориентация и планировка дома, а также коэффициент сопротивления изоляции R для определения необходимой тепловой энергии. Переменные характеристики, такие как разница температур внутри и снаружи дома, называются проектными условиями.

Согласно руководству J, разработанному Подрядчиками по кондиционированию воздуха Америки, необходимо понимать, каковы проектные условия, чтобы правильно рассчитать размер вашей печи.

Важно сложить все расчеты, включая расчетные условия, вместе, чтобы найти нагреватель подходящего размера для максимальной эффективности нагрева.

Что такое экстремальная нагрузка?

При расчете экстремальной нагрузки учитывается самый холодный день в году — отсюда и название «экстремальный».Ваша система отопления должна адекватно обогревать ваш дом в экстремальную погоду, особенно если ваш дом недостаточно теплоизолирован. Если ваш дом теряет тепло быстрее, чем может генерировать печь, то вам нужна либо более крупная система, либо лучшая изоляция. Учет количества изоляции и ее R-значения является важной частью расчета теплопотерь.

Что такое частичная загрузка?

Частичная нагрузка — самый важный расчет. Обычно ваш дом находится где-то между расчетной нагрузкой и экстремальной нагрузкой.Этот расчет влияет на то, как ваш обогреватель будет работать в обычных зимних условиях. При расчете частичной нагрузки учитывается ряд факторов, например:

• Сколько человек в доме.
• Насколько высокие потолки.
• Сколько окон и дверей в доме.
• Сколько там мебели и ковров.
• Сколько есть бытовой техники.
• Сколько у вас озеленения.

Это переменные, которые могут меняться со временем из-за ремонта дома, дополнительных жильцов или переезда людей.

Почему размер имеет значение?

Размер имеет значение, потому что, если он неправильный, печь не будет эффективно обогревать ваш дом. Когда вы включаете обогреватель, вы ожидаете, что он согреет ваш дом до комфортной температуры. В противном случае это не подходит для вашего дома. Давайте рассмотрим проблемы, с которыми вы столкнетесь при использовании обогревателя неподходящего размера.

• Если система слишком большая: , она будет работать с коротким циклом, что означает, что она постоянно включается и выключается. Если ваш обогреватель работает с короткими циклами, он не работает достаточно долго, чтобы обогреть ваш дом.Короткие циклы отнимают огромное количество энергии, увеличивают износ системы и сокращают срок ее службы.
• Если система слишком мала: она будет работать постоянно, не достигая желаемой температуры. Мало того, что вашей семье будет холодно, но и ваши счета за электроэнергию вырастут, потому что система работает все время. Переработанная печь может привести к выходу из строя или преждевременной поломке системы. Наличие печи правильного размера поддерживает комфортную температуру в вашем доме и экономит ваши деньги.

Все три расчета нагрузки необходимы, чтобы помочь специалисту по HVAC найти печь подходящего размера для вашего дома. Если ваша текущая печь не работает, подумайте о ее модернизации, чтобы в вашем доме было комфортно, вы сэкономите деньги на счетах за электроэнергию, а при регулярном профилактическом обслуживании ваша печь прослужит долгие годы.

Позвоните нашей опытной команде в Alford Mechanical сегодня, чтобы назначить встречу для модернизации печи. Вы можете связаться с нами по телефону 919-246-5265 .

Изображение предоставлено iStock

Сколько БТЕ тепла на кв. Фут?

Сколько БТЕ мне нужно для обогрева 1500 кв. Футов? Сколько квадратных футов нагреют 30 000 БТЕ?

Вопросы такого рода очень часто возникают при планировании ваших потребностей в отоплении. Очень важно правильно оценить количество БТЕ, необходимое для обогрева дома. Назначение «Калькулятора БТЕ тепла» , приведенного ниже, состоит в том, чтобы как можно точнее определить, сколько БТЕ тепла вам нужно .

BTU или «Британская тепловая единица» — это единица тепла. 1 БТЕ достаточно тепла, чтобы поднять температуру фунта воды на 1 ° F. Домашним хозяйствам в США требуется от 20 000 до 300 000 британских тепловых единиц зимой тепловой энергии.

Чтобы рассчитать, сколько БТЕ тепловой мощности вам нужно, вам нужно знать только 3 фактора:

1. Общая площадь квадратных метра вашего дома или места, которое нужно обогревать зимой. Это может быть что угодно, от комнаты площадью 150 кв. Футов до дома площадью более 3000 кв. Футов.
2. Ваша климатическая зона . Для отопления дома в Майами, Флорида, очевидно, потребуется меньше тепловых единиц, чем для отопления дома в Чикаго, штат Иллинойс.

Чтобы использовать калькулятор БТЕ для обогрева, вам сначала нужно измерить место, которое вы хотите нагреть . Вам нужно знать, отапливаете ли вы, например, дом площадью 1000 квадратных футов, 1500 квадратных футов, 3000 квадратных футов или комнату площадью 400 квадратных футов.

Во-вторых, нужно разобраться, в какой климатической зоне вы живете .Это определит, сколько БТЕ на квадратный фут вам нужно для отопления (подробнее об этом позже). США разделены на 7 основных климатических зон или регионов. Пример: Майами, Флорида, находится в климатической зоне 2 и требует 35 БТЕ тепла на квадратный фут. Чикаго, штат Иллинойс, находится в климатической зоне 5 и требует 50 БТЕ тепла на квадратный фут

Чтобы помочь вам определить, какую климатическую зону вы должны ввести в калькулятор БТЕ для отопления, вы можете использовать эту карту Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии:

Климатические зоны зависят от температуры и влажности.Источник: 2012 IECC — Международный кодекс энергосбережения

. Имея эту информацию, вы можете использовать калькулятор БТЕ для отопления, чтобы получить общее представление о том, сколько БТЕ вам нужно для обогрева дома.

Мы также объясним, сколько квадратных футов занимает обогреватель (печь, обогреватель и т. Д.) С определенным выходным теплом в БТЕ. Кроме того, мы рассмотрим несколько примеров нагрева BTU ниже, и если вы не найдете ответа, вы можете использовать раздел комментариев, и мы постараемся вам помочь.

Вот этот удобный и простой в использовании калькулятор для нагрева БТЕ:

Калькулятор БТЕ (введите квадратные футы и климатическую зону)

Вот краткий пример того, как работает этот калькулятор:

Допустим, у вас есть дом площадью 1200 кв. Футов в Нэшвилле, штат Теннесси.Вы пытаетесь выяснить, сколько БТЕ должна производить печь или система центрального отопления, чтобы поддерживать тепло в доме зимой.

Перед использованием калькулятора БТЕ для обогрева сверьтесь с приведенной выше картой климатической зоны и увидите, что Нэшвилл попадает в климатическую зону 4. При этом вы можете ввести в калькулятор и 1 200 кв. Футов, и «Климатическую зону 4» и получить оценку того, сколько БТЕ вам потребуется для надлежащего обогрева вашего дома, например:

Как видите, по наилучшей оценке, вам потребуется 54 000 БТЕ тепла в зимний период.

Есть два типа вопросов, которые задают люди при расчете BTU для отопления. Это:

1. Сколько БТЕ мне нужно, чтобы нагреть X квадратных футов? X обозначает размер дома; обычно от 500 до 5000 БТЕ.
2. Сколько квадратных футов обогреет X BTU? X здесь обозначает количество британских тепловых единиц (BTU). Это очень актуальный вопрос при принятии решения о размере обогревателей; не печи или системы центрального отопления.Обычно мы говорим здесь от 1000 до 30 000 БТЕ.

Чтобы помочь вам получить некоторые ответы, мы рассчитали две таблицы БТЕ для каждого вопроса:

Сколько БТЕ мне нужно для обогрева дома? (Таблица 1)

Используя калькулятор отопления BTU, мы можем оценить, сколько тепловой мощности вам необходимо для обогрева дома с определенной площадью в квадратных футах.

Чтобы помочь вам, мы собрали данные о требованиях к отоплению домов от 500 до 5000 квадратных футов.

Эти требования в БТЕ имеют, в зависимости от того, где в США вы живете, довольно большой интервал. Пример: Сколько БТЕ мне нужно, чтобы обогреть 1500 квадратных футов?

Ответ: 45 000 БТЕ — 90 000 БТЕ . Точное количество зависит от того, где вы живете. Если вы живете в климатической зоне 1 (очень жаркий климат), вам потребуется 45 000 БТЕ. Если вы живете недалеко от границы с Канадой — климатической зоны 7 (очень холодный климат), вам потребуется 90 000 БТЕ. Большинство людей живут где-то посередине, и им требуется около 67 500 БТЕ. Мы обозначим это как «стандартный климат» в приведенной ниже таблице нагрева в БТЕ:

.

Таблица тепловых единиц (приблизительные оценки)

Сколько квадратных футов нагреется от 1000 до 30 000 БТЕ?

Примерно таким же образом мы можем ответить, сколько квадратных футов обогреет обогреватель с определенной тепловой мощностью (выраженной в BTU).

Теперь вы можете ответить, сколько квадратных футов нагреется до 5000 БТЕ.В среднем он может обогреть комнату площадью около 110 кв. Футов. На холодном севере 5000 БТЕ будет достаточно, чтобы обогреть 80 кв. Футов, а на жарком юге таким обогревателем можно будет обогреть комнату площадью 170 кв. Футов.

Ключевой вопрос, как видите, заключается в том, в какой климатической зоне вы живете. Основываясь на климатической зоне, вы знаете, сколько БТЕ тепла вам нужно на квадратный фут.

Давайте посмотрим, сколько БТЕ тепла вам нужно в конкретной климатической зоне:

Сколько БТЕ тепла вам нужно на квадратный фут? (В зависимости от климатической зоны)

Чтобы создать калькулятор БТЕ тепла, вам необходимо знать, сколько БТЕ тепла на квадратный фут вам необходимо в определенной климатической зоне.Очевидно, что на холодном севере вам понадобится больше БТЕ на квадратный фут, чем на теплом юге. Сколько именно БТЕ?

Вот аккуратная таблица с БТЕ на квадратный фут для всех 7 климатических зон (для справки см. Карту нагрева выше с климатическими зонами):

Как видите, на севере вам потребуется примерно вдвое больше тепловой мощности для обогрева 1 квадратного фута по сравнению с крайним югом.

Пример: Используя 35 000 БТЕ, вы можете обогреть дом площадью 1000 кв. Футов во Флориде. Если вы из Чикаго, обогреватель на 35 000 БТЕ удовлетворительно обогреет дом площадью 600 кв. Футов.

Если вам нужна дополнительная консультация, вы можете дать нам представление о том, какого размера дом вам нужно отапливать и где, и мы сделаем все возможное, чтобы помочь вам с расчетом отопления в БТЕ.

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Введение

Когда ток течет по проводнику, в проводнике генерируется тепловая энергия.Нагревательный эффект электрического тока зависит от трех факторов:

• Сопротивление R проводника. Чем выше сопротивление, тем больше тепла.
• Время t, в течение которого течет ток. Чем больше время, тем больше выделяется тепла
• Величина тока I. Чем выше сила тока, тем больше выделяется тепла.

Следовательно, эффект нагрева, создаваемый электрическим током I через проводник сопротивления R в течение некоторого времени, t определяется как H = I ² Rt.Это уравнение называется уравнением Джоуля электрического нагрева.

Электроэнергия и мощность

Работа, выполняемая при проталкивании заряда по электрической цепи, определяется выражением w.d = VIt

.

Таким образом, мощность, P = w.d / t = VI

Электроэнергия, потребляемая электроприбором, определяется как P = VI = I ² R = V ² / R

Пример

1. Электрическая лампочка имеет маркировку 100 Вт, 240 В.Вычислить:

а) Ток через нить накала при нормальной работе лампы
б) Сопротивление нити накала лампы.

Решение

1. I = P / V = ​​100/240 = 0,4167A
2. R = P / I ² = 100 / 0,4167 ² = 576,04 Ом или R = V ² / P = 240 ² /100 = 576 Ом

1. Найдите энергию, рассеиваемую за 5 минут электрической лампочкой с нитью накала 500 Ом, подключенной к источнику питания 240 В.{ анс. 34,560J }

Решение

E = Pt = V2 / R * t = (240 ² * 5 * 60) / 500 = 34,560 Дж

1. Для нагрева воды используется погружной нагреватель мощностью 2,5 кВт. Вычислить:

1. Рабочее напряжение нагревателя при сопротивлении 24 Ом
2. Электрическая энергия, преобразованная в тепловую за 2 часа.

{ ANS. 244,9488 В, 1,8 * 10 ⁷ Дж }

Решение

1. P = VI = I ² R

I = (2500/24) ^1/2 = 10.2062A

В = ИК = 10,2062 * 24 = 244,9488 В

1. E = VIt = Pt = 2500 * 2 * 60 * 60 = 1,8 * 10 ⁷ J

ИЛИ E = VIt = 244,9488 * 10,2062 * 2 * 60 * 60 = 1,8 * 10 ⁷ Дж

Электрическая лампочка имеет маркировку 100W, 240V. Вычислить:
Ток через нить накала
Сопротивление нити накала лампы.

Решение

P = VI I = P / V = ​​100/240 = 0,4167 A
Согласно закону Ома, V = IR R = V / I = 240 / 0,4167 = 575,95 Ом

Применение нагревающего эффекта электрического тока

Большинство бытовых электроприборов таким образом преобразуют электрическую энергию в тепло.К ним относятся лампы накаливания, электрический нагреватель, электрический утюг, электрический чайник и т. Д.

В осветительных приборах

1. Лампы накаливания — изготовлены из вольфрамовой проволоки, заключенной в стеклянную колбу, из которой удален воздух. Это потому, что воздух окисляет нить. Нить нагревается до высокой температуры и становится раскаленной добела. Вольфрам используется из-за его высокой температуры плавления; 3400 ⁰ Колба заполнена неактивным газом, например. аргон или азот при низком давлении, что снижает испарение вольфрамовой проволоки.Однако одним из недостатков инертного газа является то, что он вызывает конвекционные токи, которые охлаждают нить накала. Эта проблема сводится к минимуму за счет наматывания проволоки таким образом, чтобы она занимала меньшую площадь, что снижает потери тепла за счет конвекции.
2. Люминесцентные лампы — эти лампы более эффективны по сравнению с лампами накаливания и служат намного дольше. У них есть пары ртути в стеклянной трубке, которая при включении испускает ультрафиолетовое излучение. Это излучение заставляет порошок в трубке светиться (флуоресцировать) i.е. излучает видимый свет. Из разных порошков получаются разные цвета. Обратите внимание, что люминесцентные лампы дороги в установке, но их эксплуатационные расходы намного меньше.

В электрическом обогреве

1. Электрические плиты — электрические плиты раскалены докрасна, и произведенная тепловая энергия поглощается кастрюлей посредством теплопроводности.
2. Электронагреватели — лучистые обогреватели становятся красными при температуре около 900 ⁰ ° C, а испускаемое излучение направляется в комнату с помощью полированных отражателей.
3. Электрические чайники — нагревательный элемент размещается на дне чайника так, чтобы нагреваемая жидкость покрывала его. Затем тепло поглощается водой и распределяется по всей жидкости за счет конвекции.
4. Электрические утюги — когда через нагревательный элемент протекает ток, выделяемая тепловая энергия передается на основание из тяжелого металла, повышая его температуру.