Содержание:
Советы
Точность расчетов позволит собрать максимально комфортную систему для вашего жилья. При правильном подходе можно сделать любую комнату достаточно теплой. Грамотный подход влечет за собой и финансовые преимущества. Вы точно сэкономите, не переплачивая за лишнее оборудование. Еще больше можно сэкономить при условии грамотного монтажа оборудования.
Особой сложностью отличается однотрубная система отопления. Здесь в каждый последующий отопительный прибор носитель поступает все более холодный. Для расчета мощности однотрубной системы для каждого радиатора в отдельности нужно пересчитывать температуру.
Чтобы последняя в ветке батарея не получилась огромной, на практике проблема решается установкой температуры через байпас. Это поможет отрегулировать теплоотдачу, что в итоге компенсирует температуру теплоносителя.
Если стоит задача приблизительно подсчитать количество секций радиаторов, то сделать это несложно и быстро. Куда больше внимания и времени уйдет на корректировку, связанную с особенностями помещения, выбором способа подключения и расположения устройств.
Например, специалисты при подсчетах вносят корректировки в зависимости от средних температурных показателей.
Стандартные коэффициенты выглядят следующим образом:
- -10 градусов – 0,7;
- -15 градусов – 0,9;
- -20 градусов – 1,1;
- -25 градусов – 1,3;
- -30 градусов – 1,5.
На мощность теплового излучения будет влиять и режим отопительной системы. При выборе радиатора по паспортным показателям стоит понимать, что производители обычно указывают максимальную мощность. Высокотемпературный режим системы отопления предполагает, что в ней курсирует носитель, нагретый до 90 градусов. При таком режиме в помещении с точно высчитанным количеством радиаторов будет около 20 градусов тепла.
Однако в таком режиме системы отопления работают редко. Режимы современных систем обычно средние или низкие. Для внесения корректировки нужно определить температурный напор системы. Здесь учитывается разница между температурой в помещении и отопительных приборов.
Сколько чугунных радиаторов отопления нужно при высокотемпературном и низкотемпературном режимах, высчитаем на примере: размер стандартной секции – 50 см, помещение – 16 кв. м.
Одна секция из чугуна, работающая в высокотемпературном режиме (90/70/20), обогреет 1,5 м2. Для обеспечения тепла потребуется 16/1,5 – 10,6 секций, то есть 11 штук. В системе с низкотемпературным режимом (55/45/20) понадобится вдвое больше секций – 22.
Расчет будет выглядеть следующим образом:
(55+45) /2-20=30 градусов;
(90+70) /2-20=60 градусов.
Батарея из 22 секций получается очень большой, поэтому чугунный вариант точно не подойдет. Это одна из причин, почему чугунные радиаторы не рекомендуют использовать в низкотемпературных системах.
О том, как произвести расчет радиаторов отопления, смотрите далее.
Порядок расчета тепловой мощности
Знание тепловой мощности одной секции позволит узнать необходимое их количество, но как вычислить этот параметр.
В данной статье будут рассмотрено несколько вариантов, как сделать необходимые расчеты в зависимости от разных переменных:
Расчет мощности по площади
Как рассчитать батареи отопления — количество и размер
«).
Разумеется, что подобный метод не может обеспечить абсолютную точность, поскольку:
- панорамный способ остекления в одну нитку значительно увеличивает потерю тепла по сравнению с тем, когда стена сплошная;
- несмотря на то, что расположение квартир внутри здания не учитывают, при наличии теплых стен при одинаковом количестве батарей в них будет намного теплее, чем в угловом помещении, имеющем стену, соприкасающуюся с улицей;
- расчет верен только в том случае, когда высота потолков не превышает 2,5 — 2,7 метра (стандартный параметр для квартир, построенных в советское время). Уточненных вычислений требуют помещения в сталинках, у которых трехметровые потолки. Кроме этого, в начале 20-го века во многих строящихся домах высота потолков достигала 4 — 4,5 метра.
Порядок действий следующий:
- сначала определяют площадь 3х5=15м²;
- потом вычисляют требуемую тепловую мощность отопления — 15м² х100Вт х0,7= 1050 ватт. 0,7 – региональный коэффициент;
- если мощность каждой секции составляет 180 ватт, тогда потребуется 1050: 180 = 5,83 секции. После округления до целых значений получается 6 секций.
Простые вычисления мощности по объему
Поскольку расчет мощности батареи отопления в зависимости от объема воздуха в помещении учитывает высоту потолка, он является более точным. На один кубометр требуется 40 ватт мощности отопительного оборудования.
Расчет производится для той же комнаты в Краснодарском крае при том, что ее построили с высотой потолков, равной 3,1 метра:
- прежде всего, вычисляют объем помещения 3х5х 3,1 = 46,5 кубометра;
- радиаторы должны обладать мощностью 46,5х 40 = 1860 ватт, а с учетом регионального коэффициента 1860х0,7 = 1302 ватта или 8 чугунных секций (1302: 180 =7,23).
Уточненные вычисления мощности по объему
Более точный расчет мощности батарей отопления производят c учетом разных переменных:
- количества окон и дверей. В среднем теплопотери по причине наличия одного окна стандартного размера составляют 100 ватт, а одной двери – 200 ватт;
- если помещение располагается в углу здания или в его торце, используют коэффициент 1,1 – 1,3, который зависит от толщины стен и материала их изготовления;
- для частных домовладений применяют коэффициент 1,5, так как в них отмечаются повышенные теплопотери через крышу и пол, поскольку снизу и сверху нет теплых квартир.
Теперь расчет мощности тепла для радиаторов отопления будет выполнен для помещения аналогичного по площади (как в Краснодарском крае), но находящегося в углу частного домовладения в Оймяконе, где средняя температура в январе опускается до — 54 градусов, а температурный минимум за все время наблюдений достигал 82 градусов мороза. Особо неприятный момент заключается в том, что дверь выходит на улицу и имеется окно.
Последовательность вычислений такая:
- поскольку известна базовая мощность, равная 1860 ватт, к ней прибавляют 300 ватт (окно плюс дверь) и получают 2160 ватт;
- так как дом частный, происходит потеря тепла за счет холодного пола и крыши — 2160х1,5 = 3240 ватт;
- угол дома вынуждает использовать коэффициент 1,3 и в итоге получится – 3240х1,3 = 4212 ватт;
- Оймяконский климат требует применения регионального коэффициента, равного 2 — 4212х2 = 8424 ватта.
Если радиаторы будут чугунными, то количество секций должно быть равным 8424: 180 = 46,8, а с округлением – 47. Поскольку длина секции составляет 93 миллиметра, то батарея растянется на 4,4 метра.
Видео о стандартах расчетов мощности батарей отопления:
Цель теплотехнического расчета
От теплотехнических особенностей капитальных ограждений здания зависит многое. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, которые влияют на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и перекрытиях.
Расчет покажет, будут ли поддерживаться стабильные температурные и влажностные характеристики при плюсовой и минусовой температуре. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряющегося ограждающими конструкциями строения в холодный период.
Нельзя начинать проектирование, не имея всех этих данных. Опираясь на них, выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.
По регламенту ГОСТ 30494-96 температурные значения внутри помещений. В среднем она равна 21⁰. При этом относительная влажность обязана пребывать в комфортных рамках, а это в среднем 37%. Наибольшая скорость перемещения массы воздуха — 0,15 м/с
Теплотехнический расчет ставит перед собой цели определить:
- Идентичны ли конструкции заявленным запросам с точки зрения тепловой защиты?
- Настолько полно обеспечивается комфортный микроклимат внутри здания?
- Обеспечивается ли оптимальная тепловая защита конструкций?
Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой.
На внутреннюю температуру не должны существенно влиять изменения теплового потока. Эту характеристику называют теплоустойчивостью.
Путем выполнения теплового расчета определяют оптимальные пределы (минимальный и максимальный) габаритов стен, перекрытий по толщине. Это является гарантией эксплуатации здания на протяжении длительного периода как без экстремальных промерзаний конструкций, так и перегревов.
4.1 Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления
Поверхность
нагрева отопительных приборов в
однотрубных системах отопления
рассчитывается с учетом температуры
теплоносителя на входе в каждый прибор
tвх
, С,
количества теплоносителя, проходящего
через прибор Gпр,
кг/ч, и величины тепловой нагрузки
прибора Qпр,
Вт.
Расчет
площади каждого отопительного прибора
осуществляется в определенной
последовательности:
а)
Вычерчивается расчетная схема стояка,
принимается тип отопительного прибора
и место установки, схема подачи
теплоносителя в прибор, конструкция
узла прибора. На расчетной схеме
проставляются диаметры труб, тепловая
нагрузка прибора, равная теплопотерям
данного помещения, Qт.п.,
Вт.
б)
Рассчитывается общее количество воды,
кг/ч, циркулирующей по стояку, по формуле:
(4.1)
где
–
коэффициент учета дополнительного
теплового потока, (для данного вида
отопительных приборов=
1,02);
–
коэффициент учета дополнительных потерь
теплоты отопительных приборов у наружных
ограждений, принимаемый по таблице 4.1;
с
=4,187 кДж/(кг.оС)
удельная массовая теплоемкость воды;
–суммарные
теплопотери в помещениях, обслуживаемых
стояком, Вт.
Таблица
4.1 – Коэффициент учета дополнительных
потерь теплоты отопительных приборов
у наружных ограждений
Наименование
отопительного прибораКоэффициент
учета,
у наружной стены, в том числе под
световыми проемамиРадиатор
чугунный секционный1,02
Рекомендуемые
диаметры трубопроводов узла нагревательных
приборов приведены в таблице 4.2.
Таблица
4.2 – Рекомендуемые диаметры трубопроводов
узла нагревательного прибора
Наименование
узла стоякаДиаметр
труб Dу,
ммстояка
замыкающего
участкаподводки
1
3
4
5
Этажестояк
со смещенным обходным участком15
20
25
15
20
20
15
20
25/20
Этажестояк
с осевым замыкающим участком и краном
типа КРП15
20
15
15
15
20
Этажестояк
проточный15
20
–
–
15
20
То
же15
20
15
20
15
20
Узел
верхнего этажа при нижней разводке
и кране типа КРП15
20
15
15
15
20
То
же15
20
15
20
15
20
Тепловая
нагрузка Qст,
Вт и общее количество воды Gст,
кг/ч, циркулирующей по стояку, сведены
в таблицу 4.3.
Например:
Qст1
определяется суммированием теплопотерь
в помещениях 101, 201, 301; Qст2
– в помещениях 102, 202, 302.
Таблица
4.3 – Сводная таблица расчета расхода
воды в стояках
№ ст
Qст,
ВтGст,
кг/ч1
2
3
…
Qст
Gст
В
данном курсовомпроекте проводим
оценочный расчет нагревательных
приборов.
Расчетная
наружная площадь поверхности отопительного
прибора, м2,
определяется по формуле:
(4.2)
гдеQпр
– тепловая нагрузка на прибор, Вт,
Qпр=Qпом;
qном
– усредненное значение номинальной
плотности теплового потока, Вт/м2:
–
для радиаторов чугунных – qном=595,Вт/м2.
Расчетное
количество секций радиаторов по помещению
(стояку) определяется по формуле:
(4.3)
где
а1
– площадь одной секции радиатора марки
М140-АО (ГОСТ
8690-75),
м2,а1
= 0,254 м2;
3
– поправочный коэффициент, учитывающий
число секций в одном радиаторе; 3
=;
4
– поправочный коэффициент, учитывающий
способ установки радиатора в помещении;
4
= 1.
Таблица
4.4 – Значения поправочного коэффициента
β3,
учитывающего число секций в одном
радиаторемарки МС 140-АО
Число | до | 15-20 | 21 |
β3 | 1,0 | 0,98 | 0,96 |
При
округлении дробного числа элементов
приборов любого типа до целого допускается
уменьшать их расчетную площадь Апр
не более чем на 5% (0,1 м2).
При других условиях принимается ближайший
нагревательный прибор.
Результаты
расчетов отопительных приборов каждого
стояка системы водяного отопления
сведены в таблицу 4.5.
Таблица
4.5 – Результаты расчета отопительных
приборов системы водяного отопления
№ помещения | Qпр, Вт | Апр, м2 | , секц. | , |
Повышение эффективности теплоотдачи
При обогреве радиатором внутреннего воздуха помещения происходит также интенсивный нагрев внешней стены в области за батареей. Это ведет к дополнительным неоправданным потерям тепла.
Предлагается для повышения эффективности теплоотдачи радиатора отгораживать отопительный прибор от наружной стены теплоотражающим экраном.
Рынок предлагает множество современных изоляционных материалов с отражающей тепло фольгированной поверхностью. Фольга защищает согретый батареей теплый воздух от контакта с холодной стеной и направляет его внутрь комнаты.
Для правильной работы границы установленного отражателя должны превышать габариты радиатора и с каждой стороны на 2-3 см выступать. Промежуток между отопительным прибором и поверхностью тепловой защиты следует оставлять величиной 3-5 см.
Для изготовления теплоотражающего экрана можно посоветовать изоспан, пенофол, алюфом. Из приобретенного рулона вырезается прямоугольник необходимых размеров и закрепляется на стене в месте установки радиатора.
Фиксировать экран, отражающий тепло отопительного прибора, на стене лучше всего силиконовым клеем или посредством жидких гвоздей
Рекомендуется отделять лист изоляции от внешней стены небольшой воздушной прослойкой, например, с помощью тонкой пластиковой решетки.
Если отражатель стыкуется из нескольких частей изоляционного материала, места соединений со стороны фольги необходимо проклеивать металлизированной клейкой лентой.
Несложные подходы к расчету по площади комнаты
Для того чтобы расчет количества секций радиатора по площади был произведен правильно, и в холодную погоду вы чувствовали себя комфортно в вашем доме, нужно, чтобы система отопления удовлетворяла два требования. Эти условия в какой-то степени зависят друг от друга, поэтому разделить их вряд ли получится.
Во-первых, поддержание требуемой температуры воздуха во всем отапливаемом помещении. Естественно, что температурные показатели могут слегка отличаться, однако эти отклонения должны быть минимальными. На практике весьма комфортным показателем средней температуры считается 20 ˚С – именно ее берут за эталон, перед тем, как рассчитать количество батарей в доме.
Проще говоря, отопительная система должна справляться с прогревом определенного количества воздуха.
Говоря о точности расчетов, проводимых для отдельных помещений, для жилых домов существуют стандарты микроклимата, их можно найти в ГОСТе 30494-96. Вся информация находится в соответствующих таблицах.
Для выполнения конкретных задач система отопления должна иметь заданную тепловую мощность. Поэтому она должна не только отвечать нуждам помещения, но и иметь корректное распределение, исходя из площади и целого перечня иных не менее важных нюансов.
Для того чтобы рассчитать сколько надо батарей в комнату как можно эффективнее, сначала высчитывают нужный объем тепловой энергии для всех помещений, а уже готовые значения складывают и набавляют приблизительно 10 % для запаса, чтобы оборудованию не приходилось работать на грани своих возможностей. По результатам можно будет судить, какой котел по мощности придется приобрести. А расчеты по каждой комнате потребуются для того, чтобы понять, сколько секций радиатора нужно на комнату.
Зачастую, в качестве нормы на 1 м2 площади берут 100 Вт тепловой энергии – это считается самым простым методом для тех, кто делает расчет мощности отопления по объему помещения своими руками.
Для просчетов пользуются формулой Q = S×100, где:
Q – искомая тепловая мощность для комнаты;
S – площадь комнаты(м²);
100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).
Метод является довольно простым. Формулой пользуются условно, когда высота потолков не превышает 2,5-3 м. Более точный результат можно получить, если обсчитывать объем помещения. В этом случае удельную мощность приравнивают к значению 41 Вт/м3 – если дом состоит из железобетонных панелей, и 34 Вт/м3 – для кирпичных и других сооружений.
Более совершенная формула выглядит так Q = S×h×41 (34), где:
h – высота потолков (м);
41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).
В результате мы получаем более точные измерения, потому как кроме линейных размеров помещения в расчет берутся и параметры стен.
Рассчитываем батареи исходя из условий – правильный подбор
Примите к сведению, что производители радиаторов указывают в характеристиках максимально возможные параметры мощности, которые актуальны лишь для самых благоприятных условий. Если же необходимо вычислить тепловую мощность в реальных условиях, потребуется вычислить такой показатель, как температурный напор или «дельту системы». Допустим, если в месте входа температура воды в системе составляет 90 ℃, а на выходе – 70 ℃, и комнату нужно прогревать до 20 ℃, то дельта системы будет 70 ℃.
Если в комнате нужна температура, например в 23 ℃, а теплоноситель не разогревают даже до 70 ℃, потребуется пересчет мощности.
Сначала высчитываем температурный напор, определив среднее значение между входящей и выходящей температурой теплоносителя и отняв от него показатели нагрева комнаты.
Например, на входе теплоноситель нагрет до 70 ℃, а на выходе до 60 ℃, при этом комфортная температура в комнате нужна 23 ℃. Тогда дельта температур будет (70+60):2-23=42 ℃. После этого следует воспользоваться таблицей для переопределения мощности и взять из нее коэффициент, соответствующий дельте. В нашем случае к значению в 42 ℃ привязан коэффициент 0,51.
Итак, если вы приобрели радиатор с заявленной мощностью в 185 Вт, то реальная мощность будет: 185×0,51=94,35 Вт. То есть с учетом настоящих условий мощность радиатора будет почти вдвое меньше заявленной.
В связи с этим, перед тем как выбирать радиатор по площади, стоит выяснить настоящие условия эксплуатации для вашей отопительной системы, чтобы в результате в вашей квартире были созданы комфортные для жизни условия.
Дата: 25 сентября 2020