Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Содержание
  1. Расчет печного отопления — разбор особенности на примере
  2. Ограничения на установку рециркуляционного оборудования
  3. Классификация воздушных отопительных систем
  4. Расчет потерь тепла дома
  5. Плюсы заказа проектирования системы печного отопления в компании
  6. Выводы и полезное видео по теме
  7. Проектирование печного отопления: ключевые принципы и пример расчета
  8. Расчет потерь тепла дома
  9. Пример расчета потерь тепла дома
  10. Плюсы заказа проектирования системы печного отопления в компании
  11. Расчет печного отопления: ключевые принципы + пример расчета
  12. Расчет потерь тепла дома
  13. Главная методика расчета СВО
  14. Пример расчета потерь тепла дома
  15. Варианты расчетов для СВО
  16. Выводы и полезное видео по теме
  17. Точка J
  18. Обзоры и рейтинги статьи
  19. Расчет печного отопления: разбор особенности на примере
  20. Расчет потерь тепла дома
  21. Главная методика расчета СВО
  22. Пример расчета потерь тепла дома
  23. Варианты расчетов для СВО
  24. Выводы и полезное видео по теме
  25. Как сделать расчет системы печного отопления
  26. Расчет системы печного отопления -- обычная методика
  27. Главная методика расчета системы печного отопления
  28. Пример расчета потерь тепла дома
  29. Расчет воздуха в системе
  30. Выбор воздухонагревателя
  31. Расчет количества решеток для вентиляции
  32. Аэродинамический расчёт системы
  33. Оборудование дополнительного характера, повышающее результативность воздушных систем отопления
  34. Использование тепловых тепловых завес

Расчет печного отопления — разбор особенности на примере

Опубликовано Артём в 18.04.2019 18.04.2019

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Монтаж системы печного отопления нереален без подготовительной подготовки проекта. Разработанный план должен быть достоверным и содержать максимально правдивые сведения.

Получить их своими силами как правило невозможно, без специального инженерного образования. Благодаря этому, наша фирма предлагает воспользоваться собственными услугами по проектированию систем печных отоплений.

Мы поможем создать схему расположения оборудования печного отопления в комплексе с услугами по его монтажу и запуску в эксплуатирование, либо отдельно от них.

Ограничения на установку рециркуляционного оборудования

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Хороший расчёт — залог Вашей экономии.
Не разрешается рециркулирование в следующих помещениях:

  1. с выделяющимися веществами 1,2 классов опасности, с резко выраженным запахом, либо же с присутствием болезнетвроных бактерий или грибков;
  2. с присутствием возгоняющихся веществ которые вредны для здоровья, которые могут контактировать с нагретым воздухом, если не предусматривается предочистка перед поступлением в нагреватели;
  3. категории А или Б (помимо воздушно-тепловых завес или тепловых завес у наружных ворот или дверей);
  4. вокруг оборудования в радиусе 5 метров в категориях помещений В, Г или Д, когда в подобных зонах могут возникать смеси горючих газов или взрывчатые пары и аэрозоли;
  5. где установлены местные отсосы для веществ которые вредны для здоровья или взрывоопасных смесей;
  6. в шлюзах и тамбурах, лабораторий или комнат для выполнения работ с вредными газами и парами, или взрывоопасными веществами и аэрозолями.

Установка рециркуляционных систем допускается в системах здешних отсосов для пылевоздушных смесей (помимо взрывоопасных и веществ которые вредны для здоровья) после агрегатов для очищения их от пыли.

Формулы и параметры для расчета отопительных систем

Пример расчета системы печного отопления выполняется по формуле:
Где LB — считается объемом расхода воздуха за конкретное время;
Qnp — поток тепла для помещения которое отапливается;
С – теплоемкость носителя тепла;
tв — температура в помещении;
tпр — температура носителя тепла, подаваемого в пространство помещения, которая рассчитываемого по формуле:
Где tH — внешняя температура окружающей среды;
t — дельта температурные изменения в воздухонагревателе;
р — давление потока носителя тепла после вентилятора.
Расчет системы печного отопления должен быть такой, чтобы нагревание носителя тепла в рециркуляционных и приточных установках соответствовали категориям строений, в которых установлены эти агрегаты. Она не должна быть больше, чем 150 градусов.

Классификация воздушных отопительных систем

Подобные системы обогрева делятся по таким признакам:
По виду источников энергии: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам.

По характеру поступления нагретого носителя тепла: механическим (с помощью вентиляторов или нагнетателей) и настоящим побуждением.
По виду схем вентилирования в обогреваемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.

По определению места нагрева носителя тепла: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (подогрев выполняется в общем централизованном агрегате и дальше транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).

Расчет потерь тепла дома

Для выбора СВО нужно установить кол-во воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздушном канале для благоприятного обогрева помещения. Чтобы выяснить эти данные, следует рассчитать потери тепла дома, а к ключевым подсчетам приступать позднее.

Любое здание в период холодов теряет энергию тепла. Максимальное ее кол-во покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и прочие компоненты ограждения (дальше — ОК), выходящие одной стороной на улицу.

Чтобы обеспечить конкретную температуру в доме, необходимо определить теплопроизводительность, которая способна возместить тепловые расходы и поддержать в доме необходимую температуру.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Расчеты для печного отопления дома за городом проводятся для квалифицированного выбора обогревательного агрегата, способного генерить нужное кол-во энергии тепла

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Водогрейный котел, в качестве которых в коттеджах как правило применяются камины и русские печи, должен покрывать теплопотери дома через строительные конструкции

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

В системах печного отопления подготовку носителя тепла делают все разновидности котлов. Они сначала греют воду или пар, которые со своей стороны передают тепло потокам воздуха

Невязка гидравлического расчета (кратко основные принципы)

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Газовые, электрические и водяные калориферы поставляют воздух который нагрелся в пространство помещения без применения каналов

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

При применении агрегатов, поставляющих нагретую воздушную массу прямо в пространство помещения, их ставят в количестве не менее 2 штук на помещение. Чтобы в случае неполадки одного устройства, второе могло обеспечить температуру в +5 градусов

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

При соединении печного отопления с вентиляционными системами и кондиционирования стоит предусмотреть потери энергии на обогрев подмешиваемой свежей порции уличного воздуха

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

В канальных вариантах систем печного отопления воздух который нагрелся двигается по трубам, поверхность которых передает тепло в пространство помещения

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

В канальных воздушных системах функцию отопительных систем делает трубопровод. Его площадь берут во внимание, определяя передачу тепла.

Есть неправильное суждение, что потери тепла такие же для любого дома. Одни источники говорят, что для отапливания маленького дома любой комбинации достаточно 10 кВт, иные обходятся числами в 7-8 кВт на кв. метр.
Согласно простой схеме расчетов каждые 10 м2 эксплуатируемой площади на севере и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт мощности тепла.

Данную цифру, индивидуальную для любого сооружения, умножают на показатель 1,15, таким образом делают запас мощности тепла на случай непредвиденных потерь.
Но подобные оценки довольно грубые, притом в них не берутся во внимание качества, характерности материалов, применяющихся при домостроительстве, условия климата и иные факторы, которые влияют на тепловые издержки.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Кол-во уходящего тепла зависит от площади элемента ограждений, теплопроводимости любого из его слоев. Самое большое кол-во энергии тепла покидает помещение через стены, пол, крышу, окна

Если в возведении дома применялись современные материалы для утепления с малой теплопроводностью, то и потери тепла конструкции будут меньшими, а это означает, теплопроизводительность потребуется меньшая.
Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую нужную, то возникнет излишек тепла, который в большинстве случаев восполняют при помощи вентиляции.

В данном варианте возникают дополнительные денежные растраты.
Если для СВО выбрано оборудование небольшой мощности, то в помещении будет чувствоваться дефицит тепла, так как устройство не сможет генерить необходимо кол-во энергии, благодаря чему потребуется покупать дополнительные тепловые установки.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Применение искусственного латекса, стекловолокна и прочих современных теплоизоляторов дает возможность добиться самой большой теплоизоляции помещения
Тепловые расходы строения зависят от:

  • сооружения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
  • площади обогреваемой поверхности;
  • ориентированности относительно сторон света;
  • небольшой температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
  • длительности сезона отопления;
  • процессов инфильтрации, вентиляции;
  • бытовых теплопоступлений;
  • расхода тепла на домашние нужды.

Правильно проссчитать теплопотери нереально без учета инфильтрации и вентиляции, значительно оказывающих влияние на количественную составляющую. Инфильтрация — нормальный процесс перемещения масс воздуха, который происходит при движении людей по помещению, открытия окон для проветривания и прочих бытовых процессов.

Система вентиляции — специально поставленная система, через какую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в пространство помещения с меньшей температурой.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Через вентиляцию уходит в 9 раза больше тепла, чем во время естественной инфильтрации
Тепло поступает в пространство помещения не только через систему отопления, но и через нагревающиеся электрические приборы, лампы общего назначения, людей. Главное не забыть учесть также издержки тепла на обогрев холодных предметов, принесённых с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектировкой системы обогрева важно с высокой точность проссчитать потери тепла дома. Это можно выполнить при помощи бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно применять математические формулы, которые дают большую точность расчетов.

Для расчета общих потерь тепла Q дома нужно определить тепловые расходы конструкций ограждения , издержки энергии на вентиляцию и инфильтрацию , взять во внимание домашние издержки . Потери измеряются и пишутся в Вт.

Обозначение потерь тепла конструкций ограждения

Через компоненты ограждения дома (стены, двери, окна, пол и потолок) выходит самое большое кол-во тепла. Для определения нужно отдельно проссчитать потери тепла, которые несет любой компонент конструкции.

Другими словами рассчитывается по формуле:
Чтобы узнать Q любого элемента дома, предстоит выяснить его строение и показатель теплопроводимости или показатель сопротивления тепла, который указывают в паспорте материала.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Для вычисления тепловых затрат берут во внимание слои, которые влияют на теплоизоляцию. К примеру, теплоизоляторы, кладку, отделку и др
Расчет потерь тепла происходит для любого гомогенного слоя элемента ограждений.

К примеру, если стенка состоит из 2-ух разнородных слоев (материала для утепления и кладки из кирпича), то расчет совершается отдельно для материала для утепления и для кладки из кирпича.
Вычисляют тепловые издержки слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:

В выражении переменные имеют следующий смысл:

  • S — площадь слоя, м2;
  • – желаемая температура в доме, Со; для угловых комнат температура берется на 2 градуса больше;
  • — температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
  • k — показатель теплопроводимости материала;
  • B – толщина каждого слоя элемента ограждений, м;
  • l– табличный параметр, предусматривает характерности теплозатрат для ОК, размещенных в различных сторон света.

Если в стене, для которой выполняется расчет, установлены двери либо окна, то при расчитывании Q из всей площади ОК нужно вычесть площадь двери либо окна, так как издержки их тепла будут другими.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

В техпаспорте на двери либо окна иногда указывают коэффициент передачи тепла D, благодаря ему можно облегчить вычисления (+)
Показатель сопротивления тепла высчитывается по формуле:
Формулу потерь тепла для взятого отдельно слоя можно представить в виде:

В действительности для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что облегчает процесс расчетов.

Учет затрат инфильтрации и вентиляции

В пространство помещения из вентиляционные системы может попадать воздух невысокой температуры, который значительно оказывает влияние на потери тепла. Общая формула для данного процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

  • – расход поступающего воздуха, м3/ч;
  • — плотность воздуха в помещении при установленной температуре, кг/м3;
  • – температура в доме, Со;
  • — температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
  • c — теплоемкость воздуха, кДж/(кг*oC).

Параметр берется из технических свойств вентиляционные системы. Во многих случаях приточный обмен воздуха обладает удельным расходом 3 м3/ч, исходя из чего вычисляется по формуле:
В формуле — площадь пола, м2.

Плотность воздуха в помещении определяется высказыванием:
Тут – установленная температура в доме, измеряется в Со.

Теплоемкость с считается постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С0).

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

При природной вентиляции прохладный воздух попадает через окна, двери, вытесняя тепло через дымотвод
Неорганизованная система вентиляции, или инфильтрация, определяется по формуле:

  • — расход воздуха через каждое заграждение, считается табличным значением, кг/ч;
  • — показатель влияния теплового потока воздуха, берется из таблицы;
  • , — установленные температуры в середине помещения и с наружной стороны, Со.

При открывании дверей происходят наиболее существенные потери тепла воздуха, благодаря этому, если вход оснащен воздушно-тепловыми завесами, их также нужно учитывать.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Воздушная завеса собой представляет удлиненный тепловой вентилятор, формирующий мощный поток в границах дверного либо оконного проема. Она уменьшает или фактически исключает теплопотери и проникновение уличного воздуха даже при открытой двери или окне

Для расчета потерь тепла дверей применяется формула:

  • — расчетные потери тепла входных дверей;
  • H — высота строения, м;
  • j — табличный показатель, зависящий от типа дверей и их расположения.

Если в доме есть организованная система вентиляции или инфильтрация, то расчеты совершаются по первой формуле.
Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух.

Эти потери тепла считаются несущественными, однако их также возможно определить. Это можно выполнить исключительно программными методами, так как произвести вычисления отдельных функций без применения приложений нереально.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Очень точную картину о настоящих потерях тепла даёт тепловизионное исследование дома. Такой способ диагностики дает возможность обнаружить невидимые ошибки строительства, прорехи в тепловой изоляции, утечки системы водопровода, уменьшающие теплотехнические качества строения и прочие недостатки

Домашние поступления тепла

Через электроприборы, человеческое тело, лампы в пространство помещения приходит дополнительное тепло, которое тоже берут во внимание при расчетах потерь тепла.
Эксперементальным путем установлено, что подобные поступления не могут быть больше отметку 10 Вт на 1 м2.

Плюсы заказа проектирования системы печного отопления в компании

Проектирование печного отопления – неразрешимая задача для неопытного пользователя. Она требует выяснения нескольких моментов, самостоятельное обозначение которых затруднено.

Проектирование печных отоплений стоит поручить профессиональной компании по следующим причинам:

  • правдивость каждого критерия;
  • выполнение профессиональных расчетов;
  • составление самой лучшей схемы расположения системы;
  • учет комбинации и свойств помещений.

Выяснить стоимость проектирования системы печного отопления можно позвонив в офис нашей компании по номеру +7 (495) 255-53-39. Для удобства наших клиентов, мы работаем круглые сутки.

Выводы и полезное видео по теме

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО нужно профессионалам, ведь только профессионалы обладают опытом, необходимыми знаниями, учтут все тонкости при вычислениях.
Кол-во блоков: 8 | Общее кол-во символов: 17035
Кол-во использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Проектирование печного отопления: ключевые принципы и пример расчета

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Монтаж системы печного отопления нереален без подготовительной подготовки проекта. Разработанный план должен быть достоверным и содержать максимально правдивые сведения.

Получить их своими силами как правило невозможно, без специального инженерного образования. Благодаря этому, наша фирма предлагает воспользоваться собственными услугами по проектированию систем печных отоплений.

Мы поможем создать схему расположения оборудования печного отопления в комплексе с услугами по его монтажу и запуску в эксплуатирование, либо отдельно от них.

Расчет потерь тепла дома

Процесс проектирования печного отопления учитывает учет подобранного типа оборудования. Определиться с его вариацией можно выяснив кол-во воздуха, нужное для работы системы, а еще начальную температуру воздуха для обогрева помещения. Определиться с перечисленными критериями поможет расчет потерь тепла.

В холодный период года, тёплый воздух покидает помещение через окна, двери, крышу и стены. Чтобы обеспечить хорошую температуру в середине дома, нужно определить теплопроизводительность, дающую возможность возместить теплопотери и поддержать приятную температуру в помещении.
Теплопотери рассчитываются персонально для любого личного дома.

Расчеты можно провести вручную или прибегнув к помощи специализированной программы.
Для расчета теплопотерь дома (Q), нужно тепловые расходы конструкций ограждения (Qogr.k), издержки на вентиляцию и инфильтрацию (Qv) с учетом бытовых затрат (Qt).

Вычисленные потери измеряются в Вт.
С целью вычисления расходов применяем очередную формулу:

Обозначение размера потерь тепла некоторых источников рассмотрим немного ниже.

Пример расчета потерь тепла дома

Так как общие потери тепла дома за городом складываются из теплопотери окон, дверей, стен, потолка и других элементов строения, его формула представляется как сумма этих показателей. Принцип расчета выглядит так:
Qorg.k = Qpol + Qst + Qokn + Qpt + Qdv

Определить потери тепла любого элемента можно имея в виду характерности его сооружения, проводимость тепла и показатель сопротивления тепла, указанный в паспорте определенного материала.
Расчет потерь тепла дома трудно рассматривать только на формулах, благодаря этому мы рекомендуем воспользоваться наглядным примером.

Например, что дом для которого нужно выполнить расчеты размещен в Перми. Температура окружающей среды в наиболее холодную пятидневку составляет — 38°С, температура грунта — +2°С, желаемая температура в середине помещения — +22°С.

  1. Ширина – 7 м;
  2. Длина – 9 м;
  3. Высота – 2,8 м.

Исходя из перечисленных данных, можно приступить к расчетам.
Вычисление потерь тепла стен

В расчет тепловой потери стен берется любой слой элемента ограждений. Например, стенка может быть утеплена слоем вспененного пластика или мин. ваты.

В данном случае, их критерии рассчитываются в отдельности.
Потери тепла каждого слоя можно проссчитать по следующей формуле:

S – площадь слоя, выраженная в метрах квадратных.
tv – температура, которую домовладелец думает поддерживать в середине помещения.

Единица ее измерения – градусы. Стандартно, берется значение на пару раз больше желаемого.
tn – температура в среднем за 5 дней.

В расчет берется очень холодные дни, свойственные для региона. Критерий измеряется в градусах.
к – показатель теплопроводимости материала.

В – толщина ограждающего слоя. Мерная единица – метры.

l – параметр из таблицы, учитывающей характерности тепловых расходов.
Стены рассматриваемого на примере строения состоят из газоблоков, толщиной В = 0,25 м. Его показатель (к) составляет 2,87.
Qst = 22,21 ? (22 + 38) ? 0,25 ? 1,1/2,87 = 877 Вт

В случае, когда в стене имеются двери или окна, их площадь отнимается от первичных критериев, а потери тепла рассчитываются отдельно.
Потери тепла через двери и окна

Расчет тепловой потери дверей выполняется по формуле:
Qd – теплосопротивление двери.

H – показатель, который берется из таблицы. Его величина зависит от типа дверей и их расположения.
Для расчета потерь тепла окон применяется следующая формула:
dT – табличный показатель.

R – тепловое сопротивление окна.
При подсчете потери тепла окон главное не забыть учесть материал ее изготовления.
В нашем здании, поставлена одна парадная дверь и семь металлопластиковых окна.

Qdv = 2,3 ? 2,81 ? 1,05 = 6,79 Вт
Общаяя потеря тепла дверей и окон будет составлять 23 Вт

Расчет потерь тепла потолка и пола
Теплопотери через пол и потолок можно проссчитать, применяя очередную формулу:
kpt/p – показатель теплопередачи.
Fpt/p – площадь потолка/пола.

Расшифровка других критерий приведена выше в остальных формулах.
Вся площадь потолка и пола составляет 51,52 м. Показатель теплопередачи равён 1.
Qpt/p = 1 ? 51,52(22+38) = 3151 Вт

Вычисление потерь тепла вентиляции
Система вентиляции также считается источником теплопотери.

Через нее прохладный воздух попадает в пространство помещения. Общая формула расчета теплопотерь выглядит так:
Qv = 0.28 ? Ln ? pv ? c ? (tv – tn)

Ln – расход воздуха, поступающего из системы вентиляции (м3/ч).
pv – плотность воздуха (кг/м3).
c – теплоемкость воздуха (кДж/(кг*oC)).

tn – температура в среднем зимой в регионе (С°).
Критерий Ln берется из технических свойств системы вентиляции.
В помещении работает система вентиляции с расходом воздуха 3 м3/ч.

Критерий Pv равён 1,2. Теплоемкость воздуха составляет 1,005 кДж/(кг*°C)).

Qv = 0,28 ? 154,56 ? 1,2 ? 1,005 ? (22+38) = 3132 Вт
Подобным образом, потери тепла через систему вентиляции составляют 3132 Вт.

Домашние тепловые поступления
При расчетах бытовых потерь необходимо помнить про то, что от приборов которые используются в домашних условиях исходит маленькое тепло.

Оно должно иметь в виду в расчетах.
Эксперементальным путем доказали, что аналогичное тепло выделяется не больше 10 Вт на 1 м2. Если из этого исходить можно составить формулу:

Для нашего примера домашние тепловые поступления составят 515 Вт.
Подводя итоги, следует вычислить общие потери тепла дома.
Qorg.k = 877 + 23 + 3151 + 3132 – 515 = 6668 Вт

В качестве рабочего значения можно взять 7000 Вт или 7 кВт. Напомним, что приведенные данные в примере, могут не подходить показателям определенного дома.

Мы приводим их для облегчения самостоятельного расчета.

Главная методика расчета СВО (система печного отопления)

Рабочий принцип СВО состоит в передаче тепла холодному воздуху за счёт контактирования с носителем тепла. При этом, важными элементами системы считается тепловой генератор и теплопровод.

В пространство помещения воздух подается уже нагретым до конкретной температуры (tr) с целью поддержания желаемой температуры (tv). Благодаря этому кол-во выделяемой энергии должно приравниваться к общим потерям тепла (Q). В этом случае имеет место следующее равноправие:

С – теплоемкость воздуха, равная 1,005 Дж/(кг*К)
E – расход тёплого воздуха для отапливания помещения.

Варианты расчетов для СВО

Если СВО применяется в качестве системы вентиляции. При расчетах необходимо учесть кол-во воздуха для проветривания и отопления.

С этой целю подбирают рециркуляционную (РСВО) систему или с частичной циркуляцией (ЧРСВО).
Обозначение количества воздуха для РСВО

Кол-во воздуха для РСВО (Eot) определяется как:
По этой формуле определяется исключительно кол-во тёплого воздуха, подаваемого в рециркуляционных системах.
Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для ЧРСВО кол-во воздуха определяется по формуле:
Erec = Eot ? (tr – tn) + Event ? pv ? (tr – tv)

Eot – кол-во смешанного воздуха до желаемой температуры
Event – расход воздуха на вентиляцию

Для нашего примера расход воздуха на вентиляцию будет составлять 110 м3/ч
Erec = 116 ? (22+38) + 110 ? 1.2 ? (22+38) = 14880

Обозначение начальной температуры окружающей среды
Обозначение начальной температуры окружающей среды можно проссчитать по формуле:

Обозначение каждого критерия приведено в указанных выше формулах.
Из вышеизложенного следует, что во время движения воздуха теряется порядка 4 градусов тепла.

Плюсы заказа проектирования системы печного отопления в компании

Проектирование печного отопления – неразрешимая задача для неопытного пользователя. Она требует выяснения нескольких моментов, самостоятельное обозначение которых затруднено.

Проектирование печных отоплений стоит поручить профессиональной компании по следующим причинам:

  • правдивость каждого критерия;
  • выполнение профессиональных расчетов;
  • составление самой лучшей схемы расположения системы;
  • учет комбинации и свойств помещений.

Выяснить стоимость проектирования системы печного отопления можно позвонив в офис нашей компании по номеру +7 (495) 255-53-39. Для удобства наших клиентов, мы работаем круглые сутки.

Расчет печного отопления: ключевые принципы + пример расчета

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Монтаж системы обогрева нереален без выполнения предварительных вычислений. Полученные сведения обязаны быть максимально точными, благодаря этому расчет печного отопления делают специалисты с применением профильных программ, имея в виду маленькие детали конструкции.
Проссчитать систему печного отопления (дальше – СВО) можно лично, обладая простыми знаниями в математике и физике.

В данном материале мы постараемся рассказать, как проссчитать уровень потерь тепла дома и СВО. Для того чтобы все было максимально ясно будут приведены определенные варианты вычислений.

Расчет потерь тепла дома

Для выбора СВО нужно установить кол-во воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздушном канале для благоприятного обогрева помещения. Чтобы выяснить эти данные, следует рассчитать потери тепла дома, а к ключевым подсчетам приступать позднее.
Любое здание в период холодов теряет энергию тепла.

Максимальное ее кол-во покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и прочие компоненты ограждения (дальше – ОК), выходящие одной стороной на улицу.
Чтобы обеспечить конкретную температуру в доме, необходимо определить теплопроизводительность, которая способна возместить тепловые расходы и поддержать в доме необходимую температуру.

Есть неправильное суждение, что потери тепла такие же для любого дома. Одни источники говорят, что для отапливания маленького дома любой комбинации достаточно 10 кВт, иные обходятся числами в 7-8 кВт на кв. метр.

Согласно простой схеме расчетов каждые 10 м 2 эксплуатируемой площади на севере и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт мощности тепла. Данную цифру, индивидуальную для любого сооружения, умножают на показатель 1,15, таким образом делают запас мощности тепла на случай непредвиденных потерь.

Но подобные оценки довольно грубые, притом в них не берутся во внимание качества, характерности материалов, применяющихся при домостроительстве, условия климата и иные факторы, которые влияют на тепловые издержки.

Если в возведении дома применялись новые материалы используемые в строительстве проводимость тепла которых невысокая, то и потери тепла конструкции будут меньшими, а это означает, теплопроизводительность потребуется меньшая.
Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую нужную, то возникнет излишек тепла, который в большинстве случаев восполняют при помощи вентиляции.

В данном варианте возникают дополнительные денежные растраты.
Если для СВО выбрано оборудование небольшой мощности, то в помещении будет чувствоваться дефицит тепла, так как устройство не сможет генерить необходимо кол-во энергии, благодаря чему потребуется покупать дополнительные тепловые установки.

Тепловые расходы строения зависят от:

  • сооружения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
  • площади обогреваемой поверхности;
  • ориентированности относительно сторон света;
  • небольшой температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
  • длительности сезона отопления;
  • процессов инфильтрации, вентиляции;
  • бытовых теплопоступлений;
  • расхода тепла на домашние нужды.

Правильно проссчитать теплопотери нереально без учета инфильтрации и вентиляции, значительно оказывающих влияние на количественную составляющую. Инфильтрация – нормальный процесс перемещения масс воздуха, который происходит при движении людей по помещению, открытия окон для проветривания и прочих бытовых процессов.

Система вентиляции – специально поставленная система, через какую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в пространство помещения с меньшей температурой.

Тепло поступает в пространство помещения не только через систему отопления, но и через нагревающиеся электрические приборы, лампы общего назначения, людей. Главное не забыть учесть также издержки тепла на обогрев холодных предметов, принесённых с улицы, одежды.
Перед выбором оборудования для СВО, проектировкой системы обогрева важно с высокой точность проссчитать потери тепла дома.

Это можно выполнить при помощи бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно применять математические формулы, которые дают большую точность расчетов.
Для расчета общих потерь тепла Q дома нужно определить тепловые расходы конструкций ограждения Qorg.k, издержки энергии на вентиляцию и инфильтрацию Qv, взять во внимание домашние издержки Qt.

Потери измеряются и пишутся в Вт.
Для вычисления общих теплозатрат Q применяют формулу:

Дальше рассмотрим формулы для определения тепловых расходов:

Обозначение потерь тепла конструкций ограждения

Через компоненты ограждения дома (стены, двери, окна, пол и потолок) выходит самое большое кол-во тепла. Для определения Qorg.k нужно отдельно проссчитать потери тепла, которые несет любой компонент конструкции.

Другими словами Qorg.k рассчитывается по формуле:
Чтобы узнать Q любого элемента дома, предстоит выяснить его строение и показатель теплопроводимости или показатель сопротивления тепла, который указывают в паспорте материала.

Расчет потерь тепла происходит для любого гомогенного слоя элемента ограждений. К примеру, если стенка состоит из 2-ух разнородных слоев (материала для утепления и кладки из кирпича), то расчет совершается отдельно для материала для утепления и для кладки из кирпича.
Вычисляют тепловые издержки слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:
В выражении переменные имеют следующий смысл:

  • S – площадь слоя, м 2 ;
  • tv – желаемая температура в доме, °С; для угловых комнат температура берется на 2 градуса больше;
  • tn – температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, °С;
  • k – показатель теплопроводимости материала;
  • B – толщина каждого слоя элемента ограждений, м;
  • l– табличный параметр, предусматривает характерности теплозатрат для ОК, размещенных в различных сторон света.

Если в стене, для которой выполняется расчет, установлены двери либо окна, то при расчитывании Q из всей площади ОК нужно вычесть площадь двери либо окна, так как издержки их тепла будут другими.

Показатель сопротивления тепла высчитывается по формуле:
Формулу потерь тепла для взятого отдельно слоя можно представить в виде:

В действительности для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что облегчает процесс расчетов.

Учет затрат инфильтрации и вентиляции

В пространство помещения из вентиляционные системы может попадать воздух невысокой температуры, который значительно оказывает влияние на потери тепла. Общая формула для данного процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

  • Ln – расход поступающего воздуха, м 3 /ч;
  • pv – плотность воздуха в помещении при установленной температуре, кг/м 3 ;
  • tv – температура в доме, °С;
  • tn – температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, °С;
  • c – теплоемкость воздуха, кДж/(кг*°C).

Параметр Ln берется из технических свойств вентиляционные системы. Во многих случаях приточный обмен воздуха обладает удельным расходом 3 м 3 /ч, исходя из чего Ln вычисляется по формуле:

В формуле Spol – площадь пола, м 2 .
Плотность воздуха в помещении pv определяется высказыванием:
Тут tv – установленная температура в доме, измеряется в °С.

Теплоемкость с считается постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг? °С).

Неорганизованная система вентиляции, или инфильтрация, определяется по формуле:

  • Gh – расход воздуха через каждое заграждение, считается табличным значением, кг/ч;
  • kt – показатель влияния теплового потока воздуха, берется из таблицы;
  • tv , tn – установленные температуры в середине помещения и с наружной стороны, °С.

При открывании дверей происходят наиболее существенные потери тепла воздуха, благодаря этому, если вход оснащен воздушно-тепловыми завесами, их также нужно учитывать.

Для расчета потерь тепла дверей применяется формула:

  • Qdv – расчетные потери тепла входных дверей;
  • H – высота строения, м;
  • j – табличный показатель, зависящий от типа дверей и их расположения.

Если в доме есть организованная система вентиляции или инфильтрация, то расчеты совершаются по первой формуле.
Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна – на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух.

Эти потери тепла считаются несущественными, однако их также возможно определить. Это можно выполнить исключительно программными методами, так как произвести вычисления отдельных функций без применения приложений нереально.

Домашние поступления тепла

Через электроприборы, человеческое тело, лампы в пространство помещения приходит дополнительное тепло, которое тоже берут во внимание при расчетах потерь тепла.
Эксперементальным путем установлено, что подобные поступления не могут быть больше отметку 10 Вт на 1 м 2 . Благодаря этому расчетная формула как правило имеет вид:
В выражении Spol – площадь пола, м 2 .

Главная методика расчета СВО

Важный принцип работы любой СВО состоит в передаче энергии тепла через воздух путем охлаждения носителя тепла. Важные ее детали – теплогенератор и теплопровод.
Воздух в пространство помещения подается уже нагретым до температуры tr, чтобы поддерживать необходимую температуру tv.

Благодаря этому кол-во накопляемой энергии должно равняться общим потерям тепла строения, другими словами Q. Имеет место равноправие:
Q = Eot ? c ? (tv – tn)
В формуле E – расход воздуха который нагрелся кг/с для отапливания помещения.

Из равенства можем выразить Eot:
Отметим, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг?К).

По формуле формируют исключительно кол-во подаваемого воздуха, применяемого только для отапливания только в рециркуляционных системах (дальше – РСВО).

Если СВО применяют в качестве вентиляции, то кол-во подаваемого воздуха вычисляют так:

  • Если кол-во воздуха для отапливания превосходит кол-во воздуха для проветривания или равно ему, то берут во внимание кол-во воздуха для отапливания, а систему подбирают прямоточной (дальше – ПСВО) или с частичной рециркуляцией (дальше – ЧРСВО).
  • Если кол-во воздуха для отапливания меньше количества воздуха, нужного для проветривания, то учитывают только кол-во воздуха, нужного для проветривания, внедряют ПСВО (иногда – ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле: tr = tv + Q/c ? Event.

В случае увеличения критерием tr допустимых показателей, следует расширить кол-во вводимого через воздушную вентиляцию.
Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха делают меньше.

Для взятого отдельно помещения критерий tr может быть различным. Технически осуществить идею подачи различной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но значительно проще подавать во все жилые помещения воздух одинаковой температуры.

В данном варианте общую температуру tr берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда кол-во подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей Eot.

Дальше определим формулу для расчета объема, который поступает воздуха Vot при температуре его нагревания tr:
Ответ записывается в м 3 /ч.
Впрочем обмен воздуха в помещении Vp отличается от величины Vot, так как определять его стоит исходя из внутренней температуры tv:

В формуле для определения Vp и Vot критерии плотности воздуха pr и pv (кг/м 3 ) вычисляются с учетом температуры воздуха который нагрелся tr и температуры в помещении tv.
Подаваемая температура в помещении tr должна быть выше tv. Это сделает меньше количество подаваемого воздуха и даст возможность уменьшить размеры каналов систем с настоящим движением воздуха или уменьшить затраты электричества например если применяется механическое побуждение для циркуляции нагретой массы воздуха.

Классически максимальная температура приходящего в пространство помещения воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 °С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура в большинстве случаев приравнивается к 45 °С .
Для помещений жилого фонда высотой 2.5 м допустимый предел температур 60 °С. Во время установки температуры выше обстановка теряет собственные свойства и негодна для вдыхания.

Если воздушно-тепловые завесы находятся у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то разрешается температура входящего воздуха 70 °С , для завес, присутствующих в наружных дверях, до 50 °С.
На подаваемую температуры воздействуют способы воздушной подачи, направление струйки (вертикально, по наклону, в горизонтальном положении и др.). Если в помещении регулярно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует сделать меньше до 25 °С.

После выполнения предварительных вычислений, можно определять нужные теплозатраты на нагрев воздуха.
Для РСВО тепловые расходы Q1 рассчитываются по выражению:
Для ПСВО расчет Q2 выполняется по формуле:

Расход тепла Q3 для ЧРСВО находится по уравнению:

  • Eot и Event – расход воздуха в кг/с на отопление (Eot) и вентиляцию (Event);
  • tn – температура воздуха снаружи в °С.

Другие характеристики переменных прежние.
В ЧРСВО кол-во рециркуляционного воздуха определяется по формуле:

Переменная Eot выражает кол-во смешанного воздуха, нагретого до температуры tr.
В ПСВО с настоящим побуждением есть характерность – кол-во двигающегося воздуха меняется в зависимости от температуры с наружной стороны.

Если внешняя температура падает, то давление системы увеличивается. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура увеличивается, то происходит обратный процесс.

Также в СВО, в отличии от вентиляционных систем, воздух передвигается с меньшей и меняющейся плотностью если сравнивать с плотностью воздуха, окружающего воздушные каналы.
Из-за данного явления происходят следующие процессы:

  1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздушные каналы, ощутимо охлаждается во время передвижения
  2. При естественном движении кол-во поступающего в помещении воздуха с течением сезона отопления меняется.

Перечисленные выше процессы не берутся во внимание, если в СВО для воздушной циркуляции применяются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту.
Если же система имеет очень много разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то нужно уменьшить процесс воздушного охлаждения в воздушных каналах, сделать меньше перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

Чтобы контролировать процесс воздушного охлаждения, выполняют расчет тепла воздушных каналов. Для этого следует установить начальную температуру воздуха и узнать его расход при помощи формул.
Для вычисления потока тепла Qohl через стенки воздушного канала, длина которого равна l, применяют формулу:

В выражении величина q1 означает поток тепла, который проходит через стенки воздушного канала длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:
В уравнении D1 – сопротивление передачи тепла от воздуха который нагрелся со средней температурой tsr через площадь S1 стенок воздушного канала длиной 1 м в помещении при температуре tv.

Уравнение теплового баланса смотрится подобным образом:

  • Eot – кол-во воздуха, нужного для отапливания помещения, кг/ч;
  • c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);
  • tnac – температура окружающей среды перед началом воздушного канала, °С;
  • tr – температура выпускаемого в пространство помещения воздуха,°С.

Уравнение теплового баланса дает возможность установить начальную температуру воздуха в воздушном канале по заданной конечной температуре и, наоборот, выяснить конечную температуру при заданной начальной, а еще определить расход воздуха.
Температуру tnach также можно найти по формуле:
Тут ? – часть от Qohl, поступающая в пространство помещения, в расчетах берется равной нулю.

Характеристики других переменных были названы выше.
Уточненная формула расхода горячего воздуха станет смотреться так:

Все буквенные значения в выражении определялись выше. Переходим к рассмотрению примера расчета печного отопления для определенного дома.

Пример расчета потерь тепла дома

Рассматриваемый дом размещается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку может достигать -31 градусов, температура грунта – +5 °С. Желаемая температура в помещении – +22 °С.

Рассматривать будем дом с такими размерами:

  • ширина – 6.78 м;
  • длина – 8.04 м;
  • высота – 2.8 м.

Величины будут применяться для вычисления площади ограждающих элементов.

  • газосиликата толщиной В=0.21 м, показателем теплопроводимости k=2.87;
  • пенополистирола В=0.05 м, k=1.678;
  • лицевого кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При подсчете k необходимо применять сведения из таблиц, а лучше – информацию из технического паспорта, так как состав материалов различных изготовителей отличается, стало быть, иметь разнообразные характеристики.

Пол дома состоит из следующий слоев:

  • песка, В=0.10 м, k=0.58;
  • щебня, В=0.10 м, k=0.13;
  • бетона, В=0.20 м, k=1.1;
  • материала для утепления эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
  • армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном проекте дома пол имеет одинаковое строение по всей территории, подвал отсутствует.

  • мин. ваты, В=0.10 м, k=0.05;
  • гипса, B=0.025 м, k= 0.21;
  • сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У перекрытия потолка выходов на чердачный этаж нет.
В доме окон всего 8, они все с двумя камерами с К-стеклом, аргоном, критерий D=0.6.

Шесть окон имеют размеры 1.2?1.5 м, одно – 1.2?2 м, одно – 0.3?0.5 м. Двери имеют размеры 1?2.2 м, критерий D по паспорту равён 0.36.

Вычисление потерь тепла стен

Расчет потерь тепла будем делать для каждой стены по отдельности.
Для начала найдем площадь северной стены:

На поверхности стены отсутствуют проемы дверей и оконные отверстия, благодаря этому в расчетах будем применять это значение S.

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:
Для нахождения D воспользуемся формулой:
Тогда, подставив исходные значения, получаем:

Ds.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14
Для подсчетов применяем формулу:

Если учесть, что показатель l для северной стены равён 1.1, получаем:
Qsev.st = 22.51 ? (22 + 31) ? 0.14 ? 1.1 = 184
В южной стене размещается одно окно площадью:

Благодаря этому в расчетах из S южной стены нужно вычесть S окна, дабы получить максимально точные результаты.
Параметр l для южного направления равён 1. Тогда:
Qsev.st = 22.36 ? (22 + 31) ? 0.14 ? 1 = 166

Для восточной, западной стены уточняющий показатель l=1.05, благодаря этому достаточно определить поверхностную площадь ОК без учета S окон и двери.
Szap+vost = 2 ? 6.78 ? 2.8 – 2.2 – 2.4 – 10.8 = 22.56
Qzap+vost = 22.56 ? (22 + 31) ? 0.14 ? 1.05 = 176

В конечном счете, общая Q стен равна сумме Q всех стен, другими словами:
Qsten = 184 + 166 + 176 = 526

В итоге, тепло уходит через стенки в количестве 526 Вт.

Потери тепла через двери и окна

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, стало быть, параметр l=1.05. Вся площадь 7 окон, имея в виду вышеизложенные вычисления, равна:

Для них Q, взяв во внимание то, что D=0.6, будет рассчитываться так:
Qok4 = 13.2 ? (22 + 31) ? 0.6 ? 1.05 = 630

Вычислим Q южного окна (l=1).
Qok5 = 0.15 ? (22 + 31) ? 0.6 ? 1 = 5
Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:

Qdv = 2.2 ? (22 + 31) ? 0.36 ? 1.05 = 43
Суммируем полученные потери тепла и получаем:

Дальше определим Q для потолочной поверхности и пола.

Расчет потерь тепла потолка и пола

Для потолочной поверхности и пола l=1. Рассчитаем их площадь.
Имея в виду состав пола, определим общее D.

Dpol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61
Тогда потери тепла пола взяв во внимание то, что температура земли равна +5, равны:

Qpol = 54.51 ? (21 – 5) ? 6.1 ? 1 = 5320
Рассчитаем общее D потолка:
Dpot = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Тогда Q потолка будет равно:
Qpot = 54.51 ? (22 + 31) ? 2.26 = 6530

Общие потери тепла через ОК будут равны:
Qogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

В итоге, потери тепла дома будут равны 13054 Вт или практически 13 кВт.

Вычисление теплопотельпотерь вентиляции

В помещении работает система вентиляции с удельным обменом воздуха 3 м 3 /ч, вход оснащен воздушно-тепловым навесом, благодаря этому для расчетов нужно только воспользоваться формулой:
Рассчитаем плотность воздуха в помещении при установленной температуре +22 градуса:
Параметр Ln равён произведению удельного расхода на площадь пола, другими словами:

Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг? °С).
Приняв во внимание все сведения, найдем Q вентиляции:
Qv = 0.28 ? 163.53 ? 1.2 ? 1.005 ? (22 + 31) = 3000

В итоге тепловые издержки на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.

Домашние тепловые поступления

Поступления бытового характера вычисляются по формуле.
Другими словами, подставляя знаменитые значения, получаем:
Подводя итоги, можно заметить, что общие потери тепла Q дома будут равны:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509
Возьмём в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.

Варианты расчетов для СВО

Пускай температура подаваемого воздуха (tr) – 55 °С, желаемая температура в помещении (tv) – 22 °С, потери тепла дома (Q) – 16000 Вт.

Обозначение количества воздуха для РСВО

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре tr применяется формула:
Подставляя в формулу значения показателей, получаем:

Eot = 16000/(1.005 ? (55 – 22)) = 483
Рельефное кол-во подаваемого воздуха рассчитывается по формуле:

Для начала вычислим плотность p:
Обмен воздуха в помещении определяется по формуле:

Vp = Eot /pv
Определим плотность воздуха в помещении:

Подставляя значения в формулу, получаем:
Подобным образом, обмен воздуха в помещении равён 405 м 3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равён 451 м 3 за час.

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмём полученные сведения из предыдущего примера, а еще tr = 55 °С, tv = 22 °С; Q=16000 Вт. Кол-во воздуха, нужного для проветривания, Event=110 м 3 /ч. Расчетная внешняя температура tn=-31 °С.

Для расчета ЧРСВО применяем формулу:
Подставляя значения, получаем:
Q3 = [483 ? (55 – 22) + 110 ? 1.19 ? (55 – 31)] ? 1.005 = 27000

Объем рециркуляционного воздуха будет составлять 405-110=296 м 3 в ч. Дополнительный расход тепла равён 27000-16000=11000 Вт.

Обозначение начальной температуры окружающей среды

Сопротивление механического воздушного канала D=0.27 и берется из его технических свойств. Длина воздушного канала вне помещения которое отапливается l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а нужная температура для отапливания помещения равна 55 градусам.

Определим Eot по вышеизложенным формулам. Получаем:
Eot = 10 ? 3.6 ? 1000/ (1.005 ? (55 – 22)) = 1085

Величина потока тепла q1 будет составлять:
Начальная температура при отклонении ? = 0 будет составлять:
tnach = 22 + (16 ? 1000 + 137 ? 15) ? (55 – 22)/ 1000 ? 16 = 60

Уточним среднюю температуру:
Qotkl = ((574 -22)/0.27) ? 15 = 1972
С учетом полученных сведений найдем:
tnach = 22 + (16 ? 1000 + 1972) ? (55 – 22)/(1000 ? 16) = 59

Из данного следует вывод, что во время движения воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы сделать меньше теплопотери, нужно утеплить трубы.

Также советуем вам познакомиться со второй нашей статьей, в которой детально описывается процесс благоустройства системы печного отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО нужно профессионалам, ведь только профессионалы обладают опытом, необходимыми знаниями, учтут все тонкости при вычислениях.
Возникли вопросы, нашли неточности в приведенных вычислениях или желаете дополнить материал ценными сведениями?

Оставляйте, пожалуйста, собственные комментарии в размещенном ниже блоке.

Точка J

Обзоры и рейтинги статьи

Расчет печного отопления: разбор особенности на примере

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Монтаж системы обогрева нереален без выполнения предварительных вычислений. Полученные сведения обязаны быть максимально точными, благодаря этому расчет печного отопления делают специалисты с применением профильных программ, имея в виду маленькие детали конструкции.

Проссчитать систему печного отопления (дальше — СВО) можно лично, обладая простыми знаниями в математике и физике.

  • Расчет потерь тепла дома
    • Обозначение потерь тепла конструкций ограждения
    • Учет затрат инфильтрации и вентиляции
    • Домашние поступления тепла
  • Главная методика расчета СВО
  • Пример расчета потерь тепла дома
    • Вычисление потерь тепла стен
    • Потери тепла через двери и окна
    • Расчет потерь тепла потолка и пола
    • Вычисление теплопотельпотерь вентиляции
    • Домашние тепловые поступления
  • Варианты расчетов для СВО
    • Обозначение количества воздуха для РСВО
    • Расчет количества воздуха для ЧРСВО
    • Обозначение начальной температуры окружающей среды
  • Выводы и полезное видео по теме

Расчет потерь тепла дома

Для выбора СВО нужно установить кол-во воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздушном канале для благоприятного обогрева помещения. Чтобы выяснить эти данные, следует рассчитать потери тепла дома, а к ключевым подсчетам приступать позднее.
Любое здание в период холодов теряет энергию тепла.

Максимальное ее кол-во покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и прочие компоненты ограждения (дальше — ОК), выходящие одной стороной на улицу. Чтобы обеспечить конкретную температуру в доме, необходимо определить теплопроизводительность, которая способна возместить тепловые расходы и поддержать в доме необходимую температуру.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Есть неправильное суждение, что потери тепла такие же для любого дома. Одни источники говорят, что для отапливания маленького дома любой комбинации достаточно 10 кВт, иные обходятся числами в 7-8 кВт на кв. метр.
Согласно простой схеме расчетов каждые 10 м 2 эксплуатируемой площади на севере и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт мощности тепла.

Данную цифру, индивидуальную для любого сооружения, умножают на показатель 1,15, таким образом делают запас мощности тепла на случай непредвиденных потерь.
Но подобные оценки довольно грубые, притом в них не берутся во внимание качества, характерности материалов, применяющихся при домостроительстве, условия климата и иные факторы, которые влияют на тепловые издержки.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Если в возведении дома применялись современные материалы для утепления с малой теплопроводностью, то и потери тепла конструкции будут меньшими, а это означает, теплопроизводительность потребуется меньшая.
Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую нужную, то возникнет излишек тепла, который в большинстве случаев восполняют при помощи вентиляции. В данном варианте возникают дополнительные денежные растраты.

Если для СВО выбрано оборудование небольшой мощности, то в помещении будет чувствоваться дефицит тепла, так как устройство не сможет генерить необходимо кол-во энергии, благодаря чему потребуется покупать дополнительные тепловые установки.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Тепловые расходы строения зависят от:

  • сооружения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
  • площади обогреваемой поверхности;
  • ориентированности относительно сторон света;
  • небольшой температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
  • длительности сезона отопления;
  • процессов инфильтрации, вентиляции;
  • бытовых теплопоступлений;
  • расхода тепла на домашние нужды.

Правильно проссчитать теплопотери нереально без учета инфильтрации и вентиляции, значительно оказывающих влияние на количественную составляющую. Инфильтрация — нормальный процесс перемещения масс воздуха, который происходит при движении людей по помещению, открытия окон для проветривания и прочих бытовых процессов.

Система вентиляции — специально поставленная система, через какую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в пространство помещения с меньшей температурой.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Тепло поступает в пространство помещения не только через систему отопления, но и через нагревающиеся электрические приборы, лампы общего назначения, людей. Главное не забыть учесть также издержки тепла на обогрев холодных предметов, принесённых с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектировкой системы обогрева важно с высокой точность проссчитать потери тепла дома. Это можно выполнить при помощи бесплатной программы Valtec.

Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно применять математические формулы, которые дают большую точность расчетов.
Для расчета общих потерь тепла Q дома нужно определить тепловые расходы конструкций ограждения , издержки энергии на вентиляцию и инфильтрацию , взять во внимание домашние издержки . Потери измеряются и пишутся в Вт.

Для вычисления общих теплозатрат Q применяют формулу:
Дальше рассмотрим формулы для определения тепловых расходов:

Обозначение потерь тепла конструкций ограждения

Через компоненты ограждения дома (стены, двери, окна, пол и потолок) выходит самое большое кол-во тепла. Для определения нужно отдельно проссчитать потери тепла, которые несет любой компонент конструкции.

Другими словами рассчитывается по формуле:
Чтобы узнать Q любого элемента дома, предстоит выяснить его строение и показатель теплопроводимости или показатель сопротивления тепла, который указывают в паспорте материала.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Расчет потерь тепла происходит для любого гомогенного слоя элемента ограждений. К примеру, если стенка состоит из 2-ух разнородных слоев (материала для утепления и кладки из кирпича), то расчет совершается отдельно для материала для утепления и для кладки из кирпича.

Вычисляют тепловые издержки слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:
В выражении переменные имеют следующий смысл:

  • S — площадь слоя, м 2 ;
  • – желаемая температура в доме, С о ; для угловых комнат температура берется на 2 градуса больше;
  • — температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, С о ;
  • k — показатель теплопроводимости материала;
  • B – толщина каждого слоя элемента ограждений, м;
  • l– табличный параметр, предусматривает характерности теплозатрат для ОК, размещенных в различных сторон света.

Если в стене, для которой выполняется расчет, установлены двери либо окна, то при расчитывании Q из всей площади ОК нужно вычесть площадь двери либо окна, так как издержки их тепла будут другими.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Показатель сопротивления тепла высчитывается по формуле:
Формулу потерь тепла для взятого отдельно слоя можно представить в виде:

В действительности для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что облегчает процесс расчетов.

Учет затрат инфильтрации и вентиляции

В пространство помещения из вентиляционные системы может попадать воздух невысокой температуры, который значительно оказывает влияние на потери тепла. Общая формула для данного процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

  • – расход поступающего воздуха, м 3 /ч;
  • — плотность воздуха в помещении при установленной температуре, кг/м 3 ;
  • – температура в доме, С о ;
  • — температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, С о ;
  • c — теплоемкость воздуха, кДж/(кг* o C).

Параметр берется из технических свойств вентиляционные системы. Во многих случаях приточный обмен воздуха обладает удельным расходом 3 м 3 /ч, исходя из чего вычисляется по формуле:
В формуле — площадь пола, м 2 .
Плотность воздуха в помещении определяется высказыванием:

Тут – установленная температура в доме, измеряется в С о .
Теплоемкость с считается постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С 0 ).

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Неорганизованная система вентиляции, или инфильтрация, определяется по формуле:

  • — расход воздуха через каждое заграждение, считается табличным значением, кг/ч;
  • — показатель влияния теплового потока воздуха, берется из таблицы;
  • , — установленные температуры в середине помещения и с наружной стороны, С о .

При открывании дверей происходят наиболее существенные потери тепла воздуха, благодаря этому, если вход оснащен воздушно-тепловыми завесами, их также нужно учитывать.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Для расчета потерь тепла дверей применяется формула:

  • — расчетные потери тепла входных дверей;
  • H — высота строения, м;
  • j — табличный показатель, зависящий от типа дверей и их расположения.

Если в доме есть организованная система вентиляции или инфильтрация, то расчеты совершаются по первой формуле.
Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти потери тепла считаются несущественными, однако их также возможно определить.

Это можно выполнить исключительно программными методами, так как произвести вычисления отдельных функций без применения приложений нереально.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Домашние поступления тепла

Через электроприборы, человеческое тело, лампы в пространство помещения приходит дополнительное тепло, которое тоже берут во внимание при расчетах потерь тепла.
Эксперементальным путем установлено, что подобные поступления не могут быть больше отметку 10 Вт на 1 м 2 . Благодаря этому расчетная формула как правило имеет вид:
В выражении — площадь пола, м 2 .

Главная методика расчета СВО

Важный принцип работы любой СВО состоит в передаче энергии тепла через воздух путем охлаждения носителя тепла. Важные ее детали — теплогенератор и теплопровод.

Воздух в пространство помещения подается уже нагретым до температуры , чтобы поддерживать желаемую температура . Благодаря этому кол-во накопляемой энергии должно равняться общим потерям тепла строения, другими словами Q. Имеет место равноправие:
В формуле E — расход воздуха который нагрелся кг/с для отапливания помещения.

Из равенства можем выразить :
Отметим, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг*К).
По формуле формируют исключительно кол-во подаваемого воздуха, применяемого только для отапливания только в рециркуляционных системах (дальше — РСВО).

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Если СВО применяют в качестве вентиляции, то кол-во подаваемого воздуха вычисляют так:

  • Если кол-во воздуха для отапливания превосходит кол-во воздуха для проветривания или равно ему, то берут во внимание кол-во воздуха для отапливания, а систему подбирают прямоточной (дальше — ПСВО) или с частичной рециркуляцией (дальше — ЧРСВО).
  • Если кол-во воздуха для отапливания меньше количества воздуха, нужного для проветривания, то учитывают только кол-во воздуха, нужного для проветривания, внедряют ПСВО (иногда — ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле .

В случае увеличения критерием допустимых показателей, следует расширить кол-во вводимого через воздушную вентиляцию.
Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха делают меньше.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Для взятого отдельно помещения критерий может быть различным. Технически осуществить идею подачи различной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но значительно проще подавать во все жилые помещения воздух одинаковой температуры.

В данном варианте общую температуру берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда кол-во подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей .
Дальше определим формулу для расчета объема, который поступает воздуха при температуре его нагревания .
Ответ записывается в м 3 /ч.

Впрочем обмен воздуха в помещении отличается от величины , так как определять его стоит исходя из внутренней температуры .
В формуле для определения и критерии плотности воздуха и (кг/м 3 ) вычисляются с учетом температуры воздуха который нагрелся и температуры в помещении .
Подаваемая температура в помещении должна быть выше . Это сделает меньше количество подаваемого воздуха и даст возможность уменьшить размеры каналов систем с настоящим движением воздуха или уменьшить затраты электричества например если применяется механическое побуждение для циркуляции нагретой массы воздуха.
Классически максимальная температура приходящего в пространство помещения воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 о С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура в большинстве случаев приравнивается к 45 о С.
Для помещений жилого фонда высотой 2.5 м допустимый предел температур 60 о С. Во время установки температуры выше обстановка теряет собственные свойства и негодна для вдыхания.

Если воздушно-тепловые завесы находятся у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то разрешается температура входящего воздуха 70 о С, для завес, присутствующих в наружных дверях, до 50 о С.
На подаваемую температуры воздействуют способы воздушной подачи, направление струйки (вертикально, по наклону, в горизонтальном положении и др.).

Если в помещении регулярно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует сделать меньше до 25 о С.
После выполнения предварительных вычислений, можно определять нужные теплозатраты на нагрев воздуха.
Для РСВО тепловые расходы Q1 рассчитываются по выражению:

Для ПСВО расчет Q2 выполняется по формуле:
Расход тепла Q3 для ЧРСВО находится по уравнению:

  • Eot и Event — расход воздуха в кг/с на отопление (Eot) и вентиляцию (Event);
  • tn — температура воздуха снаружи в С о .

Другие характеристики переменных прежние.
В ЧРСВО кол-во рециркуляционного воздуха определяется по формуле:
Переменная выражает кол-во смешанного воздуха, нагретого до температуры .
В ПСВО с настоящим побуждением есть характерность — кол-во двигающегося воздуха меняется в зависимости от температуры с наружной стороны.

Если внешняя температура падает, то давление системы увеличивается. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура увеличивается, то происходит обратный процесс.

Также в СВО, в отличии от вентиляционных систем, воздух передвигается с меньшей и меняющейся плотностью если сравнивать с плотностью воздуха, окружающего воздушные каналы. Из-за данного явления происходят следующие процессы:

  1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздушные каналы, ощутимо охлаждается во время передвижения
  2. При естественном движении кол-во поступающего в помещении воздуха с течением сезона отопления меняется.

Перечисленные выше процессы не берутся во внимание, если в СВО для воздушной циркуляции применяются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту. Если же система имеет очень много разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то нужно уменьшить процесс воздушного охлаждения в воздушных каналах, сделать меньше перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Чтобы контролировать процесс воздушного охлаждения, выполняют расчет тепла воздушных каналов. Для этого следует установить начальную температуру воздуха и узнать его расход при помощи формул.
Для вычисления потока тепла через стенки воздушного канала, длина которого равна l, применяют формулу:

В выражении величина q1 означает поток тепла, который проходит через стенки воздушного канала длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:
В уравнении D1 — сопротивление передачи тепла от воздуха который нагрелся со средней температурой tsr через площадь S1 стенок воздушного канала длиной 1 м в помещении при температуре tv.

Уравнение теплового баланса смотрится подобным образом:

  • Eot — кол-во воздуха, нужного для отапливания помещения, кг/ч;
  • c — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг о С);
  • tnac — температура окружающей среды перед началом воздушного канала, о С;
  • tr — температура выпускаемого в пространство помещения воздуха, о С.

Уравнение теплового баланса дает возможность установить начальную температуру воздуха в воздушном канале по заданной конечной температуре и, наоборот, выяснить конечную температуру при заданной начальной, а еще определить расход воздуха.
Температуру tnach также можно найти по формуле:
Тут — часть от Qohl, поступающая в пространство помещения, в расчетах берется равной нулю.

Характеристики других переменных были названы выше.
Уточненная формула расхода горячего воздуха станет смотреться так:
Все буквенные значения в выражении определялись выше.

Переходим к рассмотрению примера расчета печного отопления для определенного дома.

Пример расчета потерь тепла дома

Рассматриваемый дом размещается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку может достигать -31 градусов, температура грунта — +5 о С. Желаемая температура в помещении — +22 о С.
Рассматривать будем дом с такими размерами:

  • ширина — 6.78 м;
  • длина — 8.04 м;
  • высота — 2.8 м.

Величины будут применяться для вычисления площади ограждающих элементов.

Воздушное отопление — основы расчета.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета
  • газосиликата толщиной В=0.21 м, показателем теплопроводимости k=2.87;
  • пенополистирола В=0.05 м, k=1.678;
  • лицевого кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При подсчете k необходимо применять сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, так как состав материалов различных изготовителей отличается, стало быть, иметь разнообразные характеристики.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Пол дома состоит из следующий слоев:

  • песка, В=0.10 м, k=0.58;
  • щебня, В=0.10 м, k=0.13;
  • бетона, В=0.20 м, k=1.1;
  • материала для утепления эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
  • армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном проекте дома пол имеет одинаковое строение по всей территории, подвал отсутствует.

  • мин. ваты, В=0.10 м, k=0.05;
  • гипса, B=0.025 м, k= 0.21;
  • сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У перекрытия потолка выходов на чердачный этаж нет.
В доме окон всего 8, они все с двумя камерами с К-стеклом, аргоном, критерий D=0.6.

Шесть окон имеют размеры 1.2х1.5 м, одно — 1.2хдва метра, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют размеры 1х2.2 м, критерий D по паспорту равён 0.36.

Вычисление потерь тепла стен

Расчет потерь тепла будем делать для каждой стены по отдельности.
Для начала найдем площадь северной стены.

На поверхности стены отсутствуют проемы дверей и оконные отверстия, благодаря этому в расчетах будем применять это значение S.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:
Для нахождения D воспользуемся формулой:

Тогда, подставив исходные значения, получаем:
Для подсчетов применяем формулу

Если учесть, что показатель l для северной стены равён 1.1, получаем
В южной стене размещается одно окно площадью
Благодаря этому в расчетах из S южной стены нужно вычесть S окна, дабы получить максимально точные результаты.

Параметр l для южного направления равён 1. Тогда
Для восточной, западной стены уточняющий показатель l=1.05, благодаря этому достаточно определить поверхностную площадь ОК без учета S окон и двери.
В конечном счете, общая Q стен равна сумме Q всех стен, другими словами:

В итоге, тепло уходит через стенки в количестве 526 Вт.

Потери тепла через двери и окна

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, стало быть, параметр l=1.05. Вся площадь 7 окон, имея в виду вышеизложенные вычисления, равна:
Для них Q, взяв во внимание то, что D=0.6, будет рассчитываться так:

Вычислим Q южного окна (l=1).
Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:

Суммируем полученные потери тепла и получаем:
Дальше определим Q для потолочной поверхности и пола.

Расчет потерь тепла потолка и пола

Для потолочной поверхности и пола l=1. Рассчитаем их площадь.
Имея в виду состав пола, определим общее D.

Тогда потери тепла пола взяв во внимание то, что температура земли равна +5, равны:
Рассчитаем общее D потолка
Тогда Q потолка будет равно:

Общие потери тепла через ОК будут равны:
В итоге, потери тепла дома будут равны 13054 Вт или практически 13 кВт.

Вычисление теплопотельпотерь вентиляции

В помещении работает система вентиляции с удельным обменом воздуха 3 м 3 /ч, вход оснащен воздушно-тепловым навесом, благодаря этому для расчетов нужно только воспользоваться формулой:
Рассчитаем плотность воздуха в помещении при установленной температуре +22 градуса:

Параметр равён произведению удельного расхода на площадь пола, другими словами:
Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг* С 0 ).
Приняв во внимание все сведения, найдем Q вентиляции:

В итоге тепловые издержки на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.

Домашние тепловые поступления

Поступления бытового характера вычисляются по формуле.
То, есть, подставляя знаменитые значения, получаем:

Подводя итоги, можно заметить, что общие потери тепла Q дома будут равны:
Возьмём в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.

Варианты расчетов для СВО

Пускай температура подаваемого воздуха (tr) — 55 о С, желаемая температура в помещении (tv) — 22 о С, потери тепла дома (Q) — 16000 Вт.

Обозначение количества воздуха для РСВО

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре tr применяется формула:
Подставляя в формулу значения показателей, получаем:

Рельефное кол-во подаваемого воздуха рассчитывается по формуле
Для начала вычислим плотность :
Обмен воздуха в помещении определяется по формуле:

Определим плотность воздуха в помещении:
Подставляя значения в формулу, получаем:

Подобным образом, обмен воздуха в помещении равён 405 м 3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равён 451 м 3 за час.

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмём полученные сведения из предыдущего примера, а еще tr=55 о С, tv =22 о С; Q=16000 Вт. Кол-во воздуха, нужного для проветривания, Event=110 м 3 /ч.

Расчетная внешняя температура tn=-31 o C.
Для расчета ЧРСВО применяем формулу:
Подставляя значения, получаем:

Объем рециркуляционного воздуха будет составлять 405-110=296 м 3 в ч. Дополнительный расход тепла равён 27000-16000=11000 Вт.

Обозначение начальной температуры окружающей среды

Сопротивление механического воздушного канала D=0.27 и берется из его технических свойств. Длина воздушного канала вне помещения которое отапливается l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а нужная температура для отапливания помещения равна 55 градусам.

Определим Eot по вышеизложенным формулам. Получаем:
Величина потока тепла q1 будет составлять:

Начальная температура при отклонении будет составлять:
Уточним среднюю температуру:

С учетом полученных сведений найдем:
Из данного следует вывод, что во время движения воздуха теряется 4 градуса тепла.

Чтобы сделать меньше теплопотери, нужно утеплить трубы.

Выводы и полезное видео по теме

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО нужно профессионалам, ведь только профессионалы обладают опытом, необходимыми знаниями, учтут все тонкости при вычислениях.

Как сделать расчет системы печного отопления

Тут вы узнаете:

Подобные системы обогрева делятся по таким признакам: По виду источников энергии: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам. По характеру поступления нагретого носителя тепла: механическим (с помощью вентиляторов или нагнетателей) и настоящим побуждением.

По виду схем вентилирования в обогреваемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.
По определению места нагрева носителя тепла: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (подогрев выполняется в общем централизованном агрегате и дальше транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).

Расчет системы печного отопления — обычная методика

Проектирование печного отопления не легкая задача. Для ее решения нужно узнать ряд моментов, самостоятельное обозначение которых может быть затруднено.

Профессионалы компании РСВ могут бесплатно сделать для вас подготовительный проект по печному отоплению помещения на основе оборудования ГРЕЕРС.

Гидравлический расчёт системы отопления в программе VALTEC.PRG

Система печного отопления, как и любая иная, не может быть создана наобум.

Для обеспечения медицинской нормы температуры и чистого воздуха в помещении потребуется набор оборудования, выбор которого базируется на точном расчете. Есть несколько методик расчета печного отопления, различной степени трудности и точности.

Обыкновенная проблема расчетов данного типа состоит без учета влияния тонких эффектов, учесть которые не всегда есть возможность
Благодаря этому делать самостоятельный расчет, не будучи специалистом в области отопления и вентиляции, опасно возникновением ошибок или просчетов. Но все таки, можно подобрать достаточно недорогой способ, который основан на выборе мощности системы отопления.

Смысл данной методики заключается в том, что мощность отопительных систем, не зависимо от их типа, должна возместить потери тепла строения. Подобным образом, найдя потери тепла, приобретаем величину мощности нагрева, по которой можно подобрать определенное устройство.

Формула определения потерь тепла:

  • Q — величина потерь тепла (вт)
  • S — площадь всех конструкций строения (помещения)
  • T — разница внешней и внутренней температур
  • R — тепловое сопротивление конструкций ограждения

Здание площадью 800 м2 (20?40 м), высотой 5 м, есть 10 окон размером 1,5?2 м. Находим площадь конструкций:
800 + 800 = 1600 м2 (площадь потолка и пола)
1,5 ? 2 ? 10 = 30 м2 (площадь окон)
(20 + 40) ? 2 ? 5 = 600 м2 (габариты стен). Вычитаем отсюда площадь окон, приобретаем «чистую» габариты стен 570 м2
В таблицах СНиП находим тепловое сопротивление стен из бетона, перекрытия и пола и окон. Можно определить его своими силами по формуле:

  • R — тепловое сопротивление
  • D — толщина материала
  • K — показатель теплопроводимости

Для простоты примем толщину пола и стен с потолком одинаковой, равной 20 см. Тогда тепловое сопротивление будет равно 0,2 м / 1,3= 0,15 (м2*К)/Вт
Тепловое сопротивление окон подберём из таблиц: R = 0,4 (м2*К)/Вт
Температурную разницу примем за 20°С (20°С в середине и 0°С с наружной стороны).

  • 2150 м2 ? 20°С / 0,15 = 286666=286 кВт
  • Для окон: 30 м2 ? 20°С/ 0,4 = 1500=1,5 кВт.
  • Суммарные потери тепла: 286 + 1,5 = 297,5 кВт.

Такая величина потерь тепла, которые следует возместить с помощью печного отопления мощностью около 300 кВт
Необходимо отметить, что при применении напольного утепления и стен потери тепла уменьшаются как минимум на порядок.

Главная методика расчета системы печного отопления

Важный принцип работы любой СВО состоит в передаче энергии тепла через воздух путем охлаждения носителя тепла. Важные ее детали – теплогенератор и теплопровод.
Воздух в пространство помещения подается уже нагретым до температуры tr, чтобы поддерживать необходимую температуру tv.

Благодаря этому кол-во накопляемой энергии должно равняться общим потерям тепла строения, другими словами Q. Имеет место равноправие:
В формуле E – расход воздуха который нагрелся кг/с для отапливания помещения.

Из равенства можем выразить Eot:

Отметим, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг?К).

По формуле формируют исключительно кол-во подаваемого воздуха, применяемого только для отапливания только в рециркуляционных системах (дальше – РСВО).

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

В приточно-рециркуляционных системах часть воздуха берется из улицы, в иная часть – из помещения. Две части перемешиваются и после подогрева до требующейся температуры поставляют в пространство помещения
Если СВО применяют в качестве вентиляции, то кол-во подаваемого воздуха вычисляют так:

  • Если кол-во воздуха для отапливания превосходит кол-во воздуха для проветривания или равно ему, то берут во внимание кол-во воздуха для отапливания, а систему подбирают прямоточной (дальше – ПСВО) или с частичной рециркуляцией (дальше – ЧРСВО).
  • Если кол-во воздуха для отапливания меньше количества воздуха, нужного для проветривания, то учитывают только кол-во воздуха, нужного для проветривания, внедряют ПСВО (иногда – ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле: tr = tv + Q/c ? Event.

В случае увеличения критерием tr допустимых показателей, следует расширить кол-во вводимого через воздушную вентиляцию.
Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха делают меньше.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Включенные электроприборы генерируют около 1% тепла помещении. Если одно или более устройство будет работать регулярно, их теплопроизводительность нужно взять во внимание в расчетах

Для взятого отдельно помещения критерий tr может быть различным. Технически осуществить идею подачи различной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но значительно проще подавать во все жилые помещения воздух одинаковой температуры.

В данном варианте общую температуру tr берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда кол-во подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей Eot.
Дальше определим формулу для расчета объема, который поступает воздуха Vot при температуре его нагревания tr:
Впрочем обмен воздуха в помещении Vp отличается от величины Vot, так как определять его стоит исходя из внутренней температуры tv:
В формуле для определения Vp и Vot критерии плотности воздуха pr и pv (кг/м3) вычисляются с учетом температуры воздуха который нагрелся tr и температуры в помещении tv.
Подаваемая температура в помещении tr должна быть выше tv. Это сделает меньше количество подаваемого воздуха и даст возможность уменьшить размеры каналов систем с настоящим движением воздуха или уменьшить затраты электричества например если применяется механическое побуждение для циркуляции нагретой массы воздуха.
Классически максимальная температура приходящего в пространство помещения воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 °С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура в большинстве случаев приравнивается к 45 °С .
Для помещений жилого фонда высотой 2.5 м допустимый предел температур 60 °С. Во время установки температуры выше обстановка теряет собственные свойства и негодна для вдыхания.
Если воздушно-тепловые завесы находятся у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то разрешается температура входящего воздуха 70 °С , для завес, присутствующих в наружных дверях, до 50 °С.
На подаваемую температуры воздействуют способы воздушной подачи, направление струйки (вертикально, по наклону, в горизонтальном положении и др.). Если в помещении регулярно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует сделать меньше до 25 °С.
После выполнения предварительных вычислений, можно определять нужные теплозатраты на нагрев воздуха.
Для РСВО тепловые расходы Q1 рассчитываются по выражению:
Для ПСВО расчет Q2 выполняется по формуле:
Расход тепла Q3 для ЧРСВО находится по уравнению:
Q3 = [Eot ? (tr – tv) + Event ? (tr – tv)]? c

  • Eot и Event – расход воздуха в кг/с на отопление (Eot) и вентиляцию (Event);
  • tn – температура воздуха снаружи в °С.

Другие характеристики переменных прежние.
В ЧРСВО кол-во рециркуляционного воздуха определяется по формуле:
Переменная Eot выражает кол-во смешанного воздуха, нагретого до температуры tr.

В ПСВО с настоящим побуждением есть характерность – кол-во двигающегося воздуха меняется в зависимости от температуры с наружной стороны. Если внешняя температура падает, то давление системы увеличивается. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом.

Если же температура увеличивается, то происходит обратный процесс.
Также в СВО, в отличии от вентиляционных систем, воздух передвигается с меньшей и меняющейся плотностью если сравнивать с плотностью воздуха, окружающего воздушные каналы.

Из-за данного явления происходят следующие процессы:

  1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздушные каналы, ощутимо охлаждается во время передвижения
  2. При естественном движении кол-во поступающего в помещении воздуха с течением сезона отопления меняется.

Перечисленные выше процессы не берутся во внимание, если в СВО для воздушной циркуляции применяются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту.
Если же система имеет очень много разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то нужно уменьшить процесс воздушного охлаждения в воздушных каналах, сделать меньше перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

При расчитывании требуемой мощности протяженных и разветвленных систем печного отопления требуется иметь в виду не только нормальный процесс охлаждения массы воздуха во время перемещения по воздушному каналу, но и действие естественного давления массы воздуха при прохождении по каналу
Чтобы контролировать процесс воздушного охлаждения, выполняют расчет тепла воздушных каналов. Для этого следует установить начальную температуру воздуха и узнать его расход при помощи формул.
Для вычисления потока тепла Qohl через стенки воздушного канала, длина которого равна l, применяют формулу:
В выражении величина q1 означает поток тепла, который проходит через стенки воздушного канала длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:
q1 = k ? S1 ? (tsr – tv) = (tsr – tv)/D1
В уравнении D1 – сопротивление передачи тепла от воздуха который нагрелся со средней температурой tsr через площадь S1 стенок воздушного канала длиной 1 м в помещении при температуре tv.
Уравнение теплового баланса смотрится подобным образом:

  • Eot – кол-во воздуха, нужного для отапливания помещения, кг/ч;
  • c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);
  • tnac – температура окружающей среды перед началом воздушного канала, °С;
  • tr – температура выпускаемого в пространство помещения воздуха,°С.

Уравнение теплового баланса дает возможность установить начальную температуру воздуха в воздушном канале по заданной конечной температуре и, наоборот, выяснить конечную температуру при заданной начальной, а еще определить расход воздуха.
Температуру tnach также можно найти по формуле:
tnach = tv + ((Q + (1 – ?) ? Qohl)) ? (tr – tv)

Тут ? – часть от Qohl, поступающая в пространство помещения, в расчетах берется равной нулю. Характеристики других переменных были названы выше.

Уточненная формула расхода горячего воздуха станет смотреться так:
Eot = (Q + (1 – ?) ? Qohl)/(c ? (tsr – tv))

Переходим к рассмотрению примера расчета печного отопления для определенного дома.

Пример расчета потерь тепла дома

Рассматриваемый дом размещается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку может достигать -31 градусов, температура грунта — +5оС. Желаемая температура в помещении — +22оС.

Рассматривать будем дом с такими размерами:

  • ширина — 6.78 м;
  • длина — 8.04 м;
  • высота — 2.8 м.

Величины будут применяться для вычисления площади ограждающих элементов.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Для расчетов комфортнее всего изобразить план дома на бумажном носителе, отметив на нем ширину, длину, высоту строения, оконное размещение и дверей, их размеры
Стены строения состоят из:

  • газосиликата толщиной В=0.21 м, показателем теплопроводимости k=2.87;
  • пенополистирола В=0.05 м, k=1.678;
  • лицевого кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При подсчете k необходимо применять сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, так как состав материалов различных изготовителей отличается, стало быть, иметь разнообразные характеристики.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Композиционный материал из бетона и стали имеет наиболее высокую проводимость тепла, плиты минераловатные — самую маленькую, благодаря этому их лучше всего применять в строительстве тёплых домов
Пол дома состоит из следующий слоев:

  • песка, В=0.10 м, k=0.58;
  • щебня, В=0.10 м, k=0.13;
  • бетона, В=0.20 м, k=1.1;
  • материала для утепления эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
  • армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном проекте дома пол имеет одинаковое строение по всей территории, подвал отсутствует.

  • мин. ваты, В=0.10 м, k=0.05;
  • гипса, B=0.025 м, k= 0.21;
  • сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У перекрытия потолка выходов на чердачный этаж нет.
В доме окон всего 8, они все с двумя камерами с К-стеклом, аргоном, критерий D=0.6.

Шесть окон имеют размеры 1.2х1.5 м, одно — 1.2хдва метра, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют размеры 1х2.2 м, критерий D по паспорту равён 0.36.

Расчет воздуха в системе

Зная потери тепла, рассчитаем расход воздуха в системе применяя формулу
G- групповой расход воздуха, кг/с

Qп- потери тепла помещения, Дж/с
C- теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кгК
tг- температура воздуха который нагрелся (приток), К
tв – температура окружающей среды в помещении, К
Напоминаем что К= 273+°С, другими словами чтобы перевести ваши градусы Цельсия в градусы Кельвина необходимо к ним добавить 273.

А чтобы перевести кг/с в кг/ч необходимо кг/с помножить на 3600.
Перед расчетом расхода воздуха предстоит выяснить нормы обмена воздуха для для этого типа строения. Самая большая температура приточного воздуха 60°С, однако если воздух подается на высоте меньше трех метров от пола эта температура уменьшается до 45°С.

Еще одно, во время проектирования системы печного отопления возможно применение отдельных средств энергосбережения, например как рекуперация или рециркуляция. При расчитывании количества воздуха системы с подобными условиями необходимо уметь пользоваться id диаграммой ненасыщенного воздуха.

Обозначение количества воздуха для РСВО

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре tr применяется формула:
Подставляя в формулу значения показателей, получаем:

Eot = 16000/(1.005 ? (55 – 22)) = 483
Рельефное кол-во подаваемого воздуха рассчитывается по формуле:
Для начала вычислим плотность p:

Обмен воздуха в помещении определяется по формуле:
Определим плотность воздуха в помещении:

Подставляя значения в формулу, получаем:
Подобным образом, обмен воздуха в помещении равён 405 м3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равён 451 м3 за час.

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмём полученные сведения из предыдущего примера, а еще tr = 55 °С, tv = 22 °С; Q=16000 Вт. Кол-во воздуха, нужного для проветривания, Event=110 м3/ч.

Расчетная внешняя температура tn=-31 °С.
Для расчета ЧРСВО применяем формулу:
Q3 = [Eot ? (tr – tv) + Event ? pv ? (tr – tv)] ? c
Подставляя значения, получаем:

Q3 = [483 ? (55 – 22) + 110 ? 1.19 ? (55 – 31)] ? 1.005 = 27000
Объем рециркуляционного воздуха будет составлять 405-110=296 м3 в ч. Дополнительный расход тепла равён 27000-16000=11000 Вт.

Обозначение начальной температуры окружающей среды

Сопротивление механического воздушного канала D=0.27 и берется из его технических свойств. Длина воздушного канала вне помещения которое отапливается l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а нужная температура для отапливания помещения равна 55 градусам.
Определим Eot по вышеизложенным формулам.

Получаем:
Eot = 10 ? 3.6 ? 1000/ (1.005 ? (55 – 22)) = 1085
Величина потока тепла q1 будет составлять:

Начальная температура при отклонении ? = 0 будет составлять:
tnach = 22 + (16 ? 1000 + 137 ? 15) ? (55 – 22)/ 1000 ? 16 = 60
Уточним среднюю температуру:
Qotkl = ((574 -22)/0.27) ? 15 = 1972

С учетом полученных сведений найдем:
tnach = 22 + (16 ? 1000 + 1972) ? (55 – 22)/(1000 ? 16) = 59
Из данного следует вывод, что во время движения воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы сделать меньше теплопотери, нужно утеплить трубы.

Также советуем вам познакомиться со второй нашей статьей, в которой детально описывается процесс благоустройства системы печного отопления.

Выбор воздухонагревателя

Подбираем воздухонагреватель, по мощности, нужной для обеспечения нагрева воздуха до нужной температуры. Помним, что если система печного отопления связана с вентиляцией то Qот ? Qвент+Qп.

Расчет количества решеток для вентиляции

Рассчитывается кол-во вентрешеток и скорость воздуха в воздушном канале:
1)Задаемся количеством решёток и выбираем из каталога их размеры

2) Зная их кол-во и расход воздуха, рассчитываем кол-во воздуха для 1 решётки
3) Рассчитываем скорость выхода воздуха из воздухораспределителя за формулой V= q /S, где q- кол-во воздуха на одну решётку, а S- площадь воздухораспределителя.

Обязательно следует ознакомится с нормативной скоростью вытока, и исключительно после того как рассчитанная скорость окажется меньшей нормативной можно считать , что кол-во решёток выбрано правильно.

Аэродинамический расчёт системы

5. Делаем аэродинамический расчет системы. Для облегчения расчета эксперты рекомендуют примерно определить сечение магистрального воздушного канала за суммарным расходом воздуха:

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

Как выбрать правильно воздушные каналы для печного отопления?

Оборудование дополнительного характера, повышающее результативность воздушных систем отопления

Для хорошей работы этой системы отопления, следует предусматривать установку запасного вентилятора либо же устанавливать не меньше 2-ух агрегатов отопления на одно помещение.
При отказе ключевого вентилятора, допускается уменьшение температуры в помещении ниже нормы, однако не более чем на 5 градусов при условиях подачи воздуха снаружи.
Температура подающегося в помещения потока воздуха должна быть не менее чем на 20 ниже, чем опасная температура самовоспламенения газов и аэрозолей, присутствующих в здании.

Для обогрева носителя тепла в воздушных отопительных системах используются калориферные установки разных видов конструкций.

При их помощи также могут укомплектовываться устройства для отопления или вентиляционные приточные камеры.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Схема печного отопления дома. Нажмите с целью увеличения.

В подобных калориферах нагрев масс воздуха выполняется за счёт энергии, отбираемой у носителя тепла (пара, воды или газов дыма), а еще они могут разогреваться электроэнергетическими установками.
Устройства для отопления могут применяться для обогрева рециркуляционного воздуха.

Они состоят из вентилятора и калорифера, а еще аппарата, который сформировывает и направляет потоки носителя тепла, подающегося в пространство помещения.
Большие устройства для отопления применяют для обогрева больших производственных или помещений промышленного типа (к примеру, в вагоносборочных цехах), в которых санитарно-гигиенические и технологичные требования не исключают вероятность рециркуляции воздуха.

Также большие отопительные воздушные системы применяются в нерабочее время для дежурного отопления.

Использование тепловых тепловых завес

Что такое отопление воздух-воздух или воздушное отопление?

Для снижения объема, который поступает воздуха в пространство помещения при открывании наружных ворот или дверей, в холодный период года применяют особые воздушные тепловые завесы.

В другое время года они могут быть применены как рециркуляционные установки. Такие воздушные завесы лучше всего использовать:

  1. для входных дверей или проемов в помещениях с мокрым режимом;
  2. у регулярно открывающихся проемов во внешних стенах строений, которые не оснащены тамбурами и могут отворяться более пяти раз за 40 минут, или в районах с расчетной температурой воздуха ниже 15 градусов;
  3. для уличных дверей строений, если к ним прилегают помещения без тамбура, которые оснащены системами кондиционирования;
  4. у проемов в межкомнатных перегородках или в перегородках помещений на производстве чтобы избежать перехода носителя тепла из одного помещения в иное;
  5. у ворот или дверей помещения с воздушным кондиционированием с особыми технологичными требованиями.

Пример расчета печного отопления для каждой из указанных выше целей может послужить дополнением к технико-экономическому обоснованию установки подобного вида оборудования.

В тепловом и воздушном балансе строения теплота, подаваемая с помощью завес периодического действия, не принимается во внимание.

Температуру воздуха, который подается в пространство помещения воздушными завесами, принимают не выше чем 50 градусов у уличных дверей, и не больше чем 70 градусов — у наружных ворот или проемов.
Создавая расчет системы печного отопления, принимают следующие температурные значения смеси, поступающей через двери или проемы (в градусах):
5 — для промышленных помещения при трудных работах и расположении мест для работы не ближе чем на 3 метра к фасадным стенам или 6 метров от дверей;
8 — при тяжёлых видах работ для помещений на производстве;
12 — при работах средней тяжести в помещениях для производственных нужд, или в вестибюлях общественных или зданий административного значения.
14 —при легких работах для помещений промышленного типа.

Расчет воздушного отопления основные принципы + пример расчета

Для хорошего обогрева дома нужно правильное расположение элементов отопления. Нажмите с целью увеличения.

Расчет систем печного отопления воздушными завесами выполняется для разных внешних условий.
Тепловые воздушные завесы у входных дверей, проемов или ворот рассчитываются с учетом давления ветра.
Расход носителя тепла в подобных агрегатах определяется из скорости ветра и температуры воздуха снаружи при параметрах Б (при скорости не более пяти метров в секунду).

В том случае, когда скорость ветра при параметрах А больше, чем при параметрах Б, то воздуногреватели необходимо проверить при влиянии показателей А.
Скорость исхода воздуха из щелей или наружных отверстий воздушных завес принимают не более восьми метров в секунду у входных дверей и 25 м в секунду — у технологических проемов или ворот.
При расчетах отопительных систем воздушными агрегатами за расчетные параметры воздуха снаружи принимаются параметры Б.

Одна из систем в нерабочее время может действовать в дежурном режиме.
Положительными качествами систем печного отопления считаются:

  1. Уменьшение первоначальных инвестиций, за счёт сокращения затрат на покупку устройств для обогрева помещения и прокладки трубо-проводов.
  2. Обеспечение гигиенических и санитарных требований к условиям среды в помещениях промышленного типа за счёт одинакового температурного распределения воздуха в объемных помещениях, а еще проведения предварительного обеспыливания и увлажнения носителя тепла.

К минусам систем печного отопления можно отнести большие размеры воздушных каналов, высокие потери тепла при движении масс воздуха по таким трубопроводам.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.