Не пропусти
Главная » Ремонт своими руками » Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

Содержание:

  • Определение потерь тепла через наружные ограждения
  • Расход на подогрев вентиляционного воздуха
  • Тепловая нагрузка от нагрева воды для ГВС
  • Заключение

Чтобы выяснить, какой мощностью должно располагать теплосиловое оборудование частного дома, нужно определить общую нагрузку на систему отопления, для чего и выполняется тепловой расчет. В данной статье мы не станем говорить об укрупненной методике подсчетов по площади или объему здания, а представим более точный способ, используемый проектировщиками, только в упрощенном виде для лучшего восприятия. Итак, на систему отопления дома ложится 3 вида нагрузок:

  • компенсация потерь тепловой энергии, уходящей сквозь строительные конструкции (стены, полы, кровлю);
  • нагрев воздуха, потребного для вентиляции помещений;
  • подогрев воды для нужд ГВС (когда в этом задействован котел, а не отдельный нагреватель).

Рассмотрим, как правильно рассчитать каждую из этих нагрузок по отдельности и определить общую мощность отопления здания.

Определение потерь тепла через наружные ограждения

Для начала представим формулу из СНиП, по которой производится расчет тепловой энергии, теряемой через строительные конструкции, отделяющие внутреннее пространство дома от улицы:

Q = 1/R х (tв – tн) х S, где:

  • Q – расход тепла, уходящего через конструкцию, Вт;
  • R – сопротивление передаче тепла сквозь материал ограждения, м2ºС / Вт;
  • S – площадь этой конструкции, м2;
  • tв – температура, которая должна быть внутри дома, ºС;
  • tн – средняя уличная температура за 5 самых холодных дней, ºС.

Для справки. Согласно методике расчет теплопотерь выполняется отдельно для каждого помещения. С целью упростить задачу предлагается взять здание в целом, приняв приемлемую среднюю температуру 20—21 ºС.

Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

Площадь для каждого вида наружного ограждения вычисляется отдельно, для чего измеряются окна, двери, стены и полы с кровлей. Так делается, потому что они изготовлены из разных материалов различной толщины. Так что расчет придется делать отдельно для всех видов конструкций, а результаты потом просуммировать. Самую холодную уличную температуру в своем районе проживания вы наверняка знаете из практики. А вот параметр R придется рассчитать отдельно по формуле:

R = δ / λ, где:

  • λ – коэффициент теплопроводности материала ограждения, Вт/(мºС);
  • δ – толщина материала в метрах.

Примечание. Значение λ – справочное, его нетрудно отыскать в любой справочной литературе, а для пластиковых окон этот коэффициент вам подскажут производители. Ниже приводится таблица с коэффициентами теплопроводности некоторых стройматериалов, причем для вычислений надо брать эксплуатационные значения λ.

Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

В качестве примера подсчитаем, сколько тепла потеряет 10 м2 кирпичной стены толщиной 250 мм (2 кирпича) при разнице температур снаружи и в доме 45 ºС:

R = 0.25 м / 0.44 Вт/(м · ºС) = 0.57 м2 ºС / Вт.

Q = 1/0.57 м2 ºС / Вт х 45 ºС х 10 м2 = 789 Вт или 0.79 кВт.

Если стена состоит из разных материалов (конструкционный материал плюс утеплитель), то их тоже надо считать отдельно по приведенным выше формулам, а результаты суммировать. Таким же образом просчитываются окна и кровля, а вот с полами дело обстоит иначе. Первым делом необходимо нарисовать план здания и разбить его на зоны шириной 2 м, как это сделано на рисунке:

Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

Теперь следует вычислить площадь каждой зоны и поочередно подставить в главную формулу. Вместо параметра R нужно взять нормативные значения для зоны I, II, III и IV, указанные ниже в таблице. По окончании расчетов результаты складываем и получаем общие потери тепла через полы.

Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

Расход на подогрев вентиляционного воздуха

Малосведущие люди часто не учитывают, что приточный воздух в доме тоже надо подогревать и эта тепловая нагрузка тоже ложится на отопительную систему. Холодный воздух все равно попадает в дом извне, хотим мы того или нет, и на его нагрев нужно затратить энергию. Больше того, в частном доме должна функционировать полноценная приточно-вытяжная вентиляция, как правило, с естественным побуждением. Воздухообмен создается благодаря наличию тяги в вентиляционных каналах и дымоходе котла.

Предлагаемая в нормативной документации методика определения тепловой нагрузки от вентиляции достаточно сложна. Довольно точные результаты можно получить, если просчитать эту нагрузку по общеизвестной формуле через теплоемкость вещества:

Qвент = cmΔt, здесь:

  • Qвент – количество теплоты, потребное для нагрева приточного воздуха, Вт;
  • Δt – разница температур на улице и внутри дома, ºС;
  • m – масса воздушной смеси, поступающей извне, кг;
  • с – теплоемкость воздуха, принимается 0.28 Вт / (кг ºС).

Сложность расчета этого типа тепловой нагрузки заключается в правильном определении массы нагреваемого воздуха. Выяснить, сколько его попадает внутрь дома, при естественной вентиляции сложно. Поэтому стоит обратиться к нормативам, ведь здания строят по проектам, где заложены потребные воздухообмены. А нормативы говорят, что в большинстве комнат воздушная среда должна меняться 1 раз в час. Тогда берем объемы всех помещений и прибавляем к ним нормы расхода воздуха на каждый санузел – 25 м3/ч и кухонную газовую плиту – 100 м3/ч.

Чтобы произвести расчет тепловой нагрузки на отопление от вентиляции, полученный объем воздуха надо пересчитать в массу, узнав его плотность при разных температурах из таблицы:

Как выполняется расчет тепловой нагрузки на отопление

Предположим, что общее количество приточного воздуха составляет 350 м3/ч, температура снаружи – минус 20 ºС, внутри – плюс 20 ºС. Тогда его масса составит 350 м3 х 1.394 кг/м3 = 488 кг, а тепловая нагрузка на отопительную систему — Qвент = 0.28 Вт / (кг ºС) х 488 кг х 40 ºС = 5465.6 Вт или 5.5 кВт.

Тепловая нагрузка от нагрева воды для ГВС

Для определения этой нагрузки можно воспользоваться той же простой формулой, только теперь надо посчитать тепловую энергию, расходуемую на подогрев воды. Ее теплоемкость известна и составляет 4.187 кДж/кг °С или 1.16 Вт/кг °С. Учитывая, что семье из 4 человек на все потребности достаточно 100 л воды на 1 сутки, нагретой до 55 °С, подставляем эти цифры в формулу и получаем:

QГВС = 1.16 Вт/кг °С х 100 кг х (55 – 10) °С = 5220 Вт или 5.2 кВт теплоты в сутки.

Примечание. По умолчанию принято, что 1 л воды равен 1 кг, а температура холодной водопроводной воды равна 10 °С.

Единица мощности оборудования всегда отнесена к 1 часу, а полученные 5.2 кВт – к суткам. Но делить эту цифру на 24 нельзя, ведь горячую воду мы хотим получать как можно скорее, а для этого котел должен располагать запасом мощности. То есть, эту нагрузку надо прибавить к остальным как есть.

Заключение

Данный расчет нагрузок на отопление дома даст гораздо более точные результаты, нежели традиционный способ по площади, хотя потрудиться придется. Конечный результат нужно обязательно умножить на коэффициент запаса – 1.2, а то и 1.4 и по рассчитанному значению подбирать котельное оборудование. Еще один способ укрупненного расчета тепловых нагрузок по нормативам показан на видео:

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Как установить печь в бане

Содержание: Рекомендации по выбору места для банной печи Возведение печи из кирпича Советы по строительству Установка печи с выносной топкой ...

Как обложить металлическую печь в бане кирпичом

Содержание: Зачем обкладывать кирпичом металлическую печь Каким кирпичом лучше обложить печь Чем ещё обложить печь в бане кроме кирпича Раствор ...

Как сварить печь для бани из металлической трубы

Содержание: Банная печь из трубы – что в ней хорошего? Вертикальная печь Печь с внутренней каменкой и баком для воды ...

Как построить угловой камин

Содержание: С чего начать возведение камина? Расчет размеров камина Выбор проекта углового камина Подготовительный этап Устройство фундамента Возведение углового камина Угловой фальш-камин из гипсокартона Заключение ...

Как построить уличный мангал из кирпича

Содержание: Схемы стационарных мангалов из кирпича Уличные печные комплексы Необходимые материалы для строительства Заложение фундамента Рекомендации по кладке Заключение Процесс ...

Как сделать печку из колесных дисков

Содержание: Какие печки можно сделать из автомобильных дисков? Теплогенератор на дровах, сваренный из дисков Печь для бани Печь для шашлыка ...

Как сделать декоративный фальш-камин

Содержание: Виды декоративных каминов Инструкция по изготовлению Фальш-камин из дерева Искусственный камин из гипсокартона Имитация огня в камине Заключение Как правило, ...

Как сделать печку для гаража

Содержание: Дровяная печь Печь на отработанном масле Рекомендации по установке Заключение Самый простой и удобный путь обогреть зимой гараж – ...

Как выбрать термостойкий герметик для печей, каминов и дымохода

Содержание: Виды герметиков для печных работ Силиконовые составы Силикатные составы Как работать с герметиком? Известные торговые марки жаростойких герметиков Заключение ...

Как правильно топить печь дровами и углем

Содержание: Подготовительный этап Заготовка топлива Процесс топки печи Топка печи дровами Топка углем Топка банных печей Заключение Многие люди, мало ...

Как приготовить глину для кладки печи

Содержание: Подготовка к замешиванию раствора Как приготовить кладочный раствор? Шамотная глина для кладки Заключение В печном деле мелочей не бывает. ...

Как сделать свечной камин

Содержание: Выбор материала для камина Подготовка к монтажу Порядок выполнения работ Заключение Наличие в доме настоящего камина с весело полыхающими ...

Банные печи Термофор

Содержание: Конструктивные особенности Печи – сетки Печи с подогревом воды Заключение Где, как не в Сибири с ее суровым холодным ...

Банные печи Везувий

Содержание: Модельный ряд печей Везувий Обзор стальных печей Серия «Скиф» Серия «Тайфун» Серии «Русичъ», «Лава» Серии «Русский пар» и «Премиум» ...

Как правильно сложить отопительный щиток

Содержание: Отопительный щиток — знакомство Разновидности и схемы щитков Рекомендации по выполнению кладки Заключение Если вы по разным причинам интересовались ...

Как сделать буржуйку длительного горения из газового баллона

Содержание: Схема и принцип работы буржуйки Рекомендации по изготовлению О буржуйке верхнего горения Как правильно сделать дымоход для буржуйки Заключение ...

Рейтинг@Mail.ru