Правильный расчет отопления — по объему помещения
Делать ли расчет отопления по объему помещения или ограничиться расчетами по площади? Давайте рассмотрим, чем расчет отопления по объему помещения в доме предпочтительнее и лучше, чем распространенные цифры «1 кВт на каждые 10 квадратных метров площади».
Итак, если вы делаете расчет отопления по объему помещения, вы включаете в него три величины – площадь помещения, высота потолков и толщина перекрытий. Кроме того, в расчете участвует не только толщина, но будет важен также и материал перекрытия. Почему? Поясним чуть ниже.
Когда же вы рассчитываете отопление, отталкиваясь от площади помещения, в ваших расчетах участвует только один показатель = площадь ваших помещений. Почему первый вариант точнее и почему он предпочтительнее?
Гидравлический расчет
Гидравлический расчет помогает правильно выбрать трубы и оборудование — котел и циркуляционный насос, клапаны и краны
Рассчитать гидравлику для отопления, проложенного в частном доме можно, если знать:
- конфигурацию магистрали, вид трубопровода и арматуры;
- диаметр труб на основных участках;
- параметры давления в различных зонах;
- потерю тепловым носителем давления;
- способ гидравлической увязки элементов теплотрассы.
Для примера можно использовать гравитационную двухтрубную магистраль с параметрами:
- расчетной тепловой нагрузки – 133 кВт;
- температуры — tг = 750 градусов, tо = 600 градусов;
- расчетного расхода теплоносителя – 7,6 кубометров за час;
- способа подключения к котлу – гидравлический горизонтальный распределитель;
- постоянная температура, поддерживаемая автоматикой на протяжении года – 800 градусов;
- наличие регулятора давления – у ввода каждого из распределителей;
- тип трубопровода – металлопластиковые распределительные, стальные для теплоснабжения.
Диаметр трубопровода
Зависимость расхода воды и тепла от диаметра труб
Разница между температурой охлажденного и горячего теплоносителя в двухтрубной системе – 20 градусов. Площадь комнаты – 18 квадратов, потолки высотой 2,7 м, циркуляция теплотрассы принудительного типа. Вычисления производятся так:
- Определение среднестатистических данных. Расход мощности составляет 1 кВт на 30 м3, запас тепловой мощности – 20 %.
- Вычисление объема помещения. 18 х 2,7 = 48,6 м³.
- Определение затрат мощности. 48,6 / 30 = 1,62 кВт.
- Поиск запаса мощности в холодную погоду. 1,62х20% = 0,324 кВт.
- Вычисление суммарной мощности. 1,62 + 0,324 = 1,944 кВт.
Подходящий диаметр труб можно определить по таблице.
| Суммарная мощность | Скорость движения теплоносителя | Диаметр труб |
| 1226 | 0,3 | 8 |
| 1635 | 0,4 | 10 |
| 2044 | 0,5 | 12 |
| 2564 | 0,6 | 15 |
| 2861 | 0,7 | 20 |
Параметры давлений
Общие потери давления представляют собой потери давления на каждом из участков. Эта величина рассчитывается как сумма потерь при трении движущегося теплоносителя и местного сопротивления. Алгоритм подсчета:
- Поиск местного давления на участке по формуле Дарси-Вейсбаха.
- Поиск коэффициента гидравлического трения по формуле Альшутля.
- Использование табличных данных с учетом материала труб.
| Наружный диаметр, мм | Коэффициент потери при трении | Скорость движения теплоносителя, кг/ч | Местные потери, кг/ч |
Стальная труба | |||
| 13,5 | 5,095 | 229,04 | 0,0093 |
| 17 | 3,392 | 439,1 | 0,0025 |
| 21,3 | 2,576 | 681,74 | 0,0010 |
Электросварная труба | |||
| 57 | 0,563 | 7193,82 | 0,0000094 |
| 76 | 0,379 | 13 552,38 | 0,0000026 |
Полиэтиленовая труба | |||
| 14 | 2,328 | 276,58 | 0,0063 |
| 16 | 1,853 | 398,27 | 0,0030 |
| 18 | 1,528 | 542,1 | 0,0016 |
| 20 | 1,293 | 708,04 | 0,00097 |
Гидравлическая увязка
Гидравлическая увязка – это необходимый шаг для выравнивания гидропотерь. Расчеты производятся на основании проектной нагрузки, удельного сопротивления и технических параметров труб, местного сопротивления участков. Также понадобится учесть установочные характеристики клапанов.
Алгоритм вычисления по технологии характеристик сопротивления:
- Расчет потерь давления на 1 кг/ч теплоносителя. Они измеряются в ∆P, Па и являются пропорциональными квадрату расхода воды на участке G, кг/ч.
- Использование коэффициента местных сопротивлений и суммирования всех параметров.
Информацию и динамическом давлении труб можно взять в инструкции производителя.
Расчет отопления по площади помещения — подробный разбор методов
Если у вас возникла необходимость замены старых, вышедших из строя радиаторов, или же вы собираетесь произвести установку новой системы в строящемся доме, следует знать, как произвести расчет отопления по площади помещения.
Чтобы работа системы была эффективной, следует точно определить количество секций устанавливаемых радиаторов, чтобы теплоотдача и прогревание были оптимальными.
Если секций будет недостаточно, то комната никогда не прогреется должным образом, а большое их количество приведет к неэкономному и чрезмерному расходованию тепла, и соответственно пагубно скажется на ваших финансах и бютжете. Потребности помещений стандартного типа и планировки можно определить с помощью довольно простых расчетов, а чтобы добиться большей точности, необходимо обязательно учитывать и некоторые дополнительные параметры и особенности.
Расчет теплопотерь и котла для отопления дома онлайн
С помощью нашего калькулятора расчета отопления для частного дома вы сможете с легкостью узнать необходимую мощность котла для обогрева вашего уютного “гнездышка”.
Как вы помните, для того чтобы рассчитать показатель теплопотерь, необходимо знать несколько значений основных компонентов дома, на которые в сумме приходится более 90% от общих потерь. Для вашего удобства мы добавили в калькулятор только те поля, которые вы можете заполнить без специальных знаний:
- остекление;
- теплоизоляция;
- соотношение площади окон и пола;
- температура снаружи помещения;
- число стен выходящих наружу;
- какое помещение над рассчитываемым;
- высота помещения;
- площадь помещения.
После того, как вы получите значение теплопотерь дома, для вычисления необходимой мощности котла берется поправочный коэффициент запаса равный 1.2.
Порядок работы на калькуляторе
Помните, что чем толще остекление и качественнее теплоизоляция, тем меньшей мощности отопление потребуется.
Для получения результатов необходимо ответить себе на следующие вопросы:
- Выберите один из предложенных типов остекления (тройной или двойной стеклопакет, обычное двухкамерное стекло).
- Как утеплены ваши стены? Добротное толстое утепление из пары слоев минеральной ваты, пенопласта, ЭППС для севера и Сибири. Может быть, живете в Центральной России и вам хватит одного слоя утеплителя. Или вы из тех, кто строит дом в южных регионах и ему подойдет двойной пустотелый кирпич.
- Какое у вас соотношение площади окон к полам, в %. Если вы не знаете это значение, то оно рассчитывается очень просто: делите площадь полов на площадь окон и умножайте на 100%.
- Укажите минимальную температуру в зимний период за пару сезонов и округляйте в большую сторону. Не нужно использовать среднюю температуру по зимам, иначе вы рискуете получить котел меньшей мощности, и дом будет недостаточно отапливаться.
- Рассчитываем для всего дома или только для одной стены?
- Что находится над нашим помещением. Если у вас одноэтажный дом, выберите тип чердака (холодный или теплый), если второй этаж, то обогреваемое помещение.
- Высота потолков и площадь помещения, необходимы для расчета объема квартиры, который в свою очередь, является основой для всех вычислений.
Пример расчетов:
- одноэтажный дом в Калининградской области;
- длина стен 15 и 10 м, утеплены одним слоем минеральной ваты;
- высота потолка 3 м;
- 6 окон по 5 м2 из двухкамерного стеклопакета;
- минимальная температура за последние 10 лет – 26 градусов;
- рассчитываем для всех 4 стен;
- сверху теплый отапливаемый чердак;
Площадь нашего дома равна 150 м2, а площадь окон 30 м2. 30/150*100=20% соотношение между окнами и полом.
Все остальное нам известно, выбираем соответствующие поля в калькуляторе и получаем, что наш дом будет терять 26.79 кВт тепла.
26,79*1.2=32.15 кВт – необходимая теплопроизводительность котла.
Инфракрасные обогреватели: как подсчитать их мощность?
Такое устройство нагревает предметы и людей, их тепло дальше распространяется по комнате. Поэтому требуемая производительность определяется иначе. Рассчитать мощность инфракрасного обогревателя в пространстве можно так: в зависимости от модели на 1 кв. м предполагаются затраты до 0,1 киловатта. Это число может начинаться от 0,01 кВт.
Обращайте внимание на заводские характеристики, чтобы понять, как рассчитать мощность обогревателя. Современные инфракрасные производители тепла дают существенную экономию и в неотапливаемом помещении
Но их эффективность в среднем в 2 раза меньше. То есть на 1 кв. м затраты могут достигать 0,2 киловатта.
- Каталог
- Климатическое оборудование
- Водонагревательное оборудование
- Тепловое оборудование
- Техника для дома
- Дезинфицирующие аппараты
Все права на материалы, находящиеся на сайте, охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах. При любом использовании материалов сайта и сателлитных проектов, гиперссылка (hyperlink) на сайт обязательна.
Когда нужно расставить все точки над “i”
Но возникает вполне резонный вопрос. «А как посчитать то, что невидимо и способно улетучится вмиг, буквально в форточку». Отчаиваться от этой борьбы с воздухом не стоит, оказывается, существуют вполне внятные математические расчёты полученных калорий на отопление.
Более того, все эти расчёты скрыты в официальных документах государственных коммунальных организаций. Как обычно в этих учреждениях, документов таких несколько, но основным является так и называемый «Правила учета тепловой энергии и теплоносителя». Именно он и поможет решить вопрос – как рассчитать гкал на отопление.
Собственно задача может решиться совсем просто и не понадобятся никакие расчёты, если у вас стоит счётчик не просто воды, а именно горячей воды. В показания подобного счётчика уже «забиты» данные по полученному теплу. Снимая показания, вы умножаете его на стоимостной тариф и получаете результат.
Основная формула
Ситуация усложняется, если такого счётчика у вас нет. Тогда придётся руководствоваться следующей формулой :
- Q — количество тепловой энергии;
- V – объём расхода горячей воды в кубических метрах или тоннах;
- T1 — температура горячей воды в градусах Цельсия. Точнее в формуле использовать температуру, но приведённую к соответствующему давлению, так называемую, «энтальгию». Но за неимением лучшего — соответствующего датчика, используем просто температуру, которая близка к энтальгии. Профессиональные узлы учёта тепла способны вычислять именно энтальгию. Часто эта температура не доступна для измерения, поэтому руководствуются константой «от ЖЭКА», которая может быть различна, но обычно составляет 60-65 градусов;
- T2 — температура холодной воды в градусах Цельсия. Данная температура берётся в трубопроводе холодной воды системы отопления. У потребителей нет, как правило, доступа к этому трубопроводу, поэтому принято брать постоянные рекомендуемые величины в зависимости от отопительного сезона. в сезон – 5 градусов; вне сезона – 15;
- Коэффциент “1000” позволяет избавиться от 10-разрядых чисел и получить данные в гигакалориях (а не просто в калориях).
Как следует из формулы, удобнее использовать закрытую систему отопления, в которую однажды заливается необходимый объём воды и в будущем её поступления не происходит. Но в этом случае вам запрещено пользоваться горячей водой из системы.
Новейшие разработки в области радиаторов в какой-то степени, может, и позволят вам сохранить тепло, но желание всё-таки всё посчитать не отпадёт все равно
Использование закрытой системы заставляет слегка усовершенствовать приведенную формулу, которая уже принимает вид :
Q = ( ( V1 * ( T1 – T ) ) — ( V2 * ( T2 – T ) ) ) / 1000
- V1 – расход теплоносителя в подающем трубопроводе, причём независимо от того, служит ли теплоносителем вода или пар;
- V2 — расход теплоносителя в обратном трубопроводе;
- T1 — температура теплоносителя на входе, в подающем трубопроводе;
- T2 — температура теплоносителя на выходе, в обратном трубопроводе;
- T — температура холодной воды.
Таким образом, формула состоит из разности двух сомножителей – первый выдает значение поступившего тепла в калориях, второй – значение тепла на выходе.
Полезный совет! Как видите, математики не много, но вычисления всё-таки проводить приходится. Вы, конечно, тут же можете броситься к своему калькулятору на мобильнике. Но советует вам создать несложные формулы в одной из самых известных компьютерных офисных программ – так называемом, табличном процессоре Microsoft Excel. входящим в пакет Microsoft Office. В Excel вы не только сможете всё быстро подсчитать, но и «поиграть» с исходными данными, смоделировать различные ситуации. Более того, Excel поможет вам с построением графиков получения – расхода тепла, а это «неубиенная» карта при будущем возможном разговоре с государственными органами.
Простые способы вычисления тепловой нагрузки
Любой расчет тепловой нагрузки нужен для оптимизации параметров системы отопления или улучшения теплоизоляционных характеристик дома. После его выполнения выбираются определенные способы регулирования тепловой нагрузки отопления. Рассмотрим нетрудоемкие методики вычисления этого параметра системы отопления.
Зависимость мощности отопления от площади
Таблица поправочных коэффициентов для различных климатических зон России
Для дома со стандартными размерами комнат, высотой потолков и хорошей теплоизоляцией можно применить известное соотношение площади помещения к требуемой тепловой мощности. В таком случае на 10 м² потребуется генерировать 1 кВт тепла. К полученному результату нужно применить поправочный коэффициент, зависящий от климатической зоны.
Предположим, что дом находится в Московской области. Его общая площадь составлять 150 м². В таком случае часовая тепловая нагрузка на отопление будет равна:
Главным недостатком этого метода является большая погрешность. Расчет не учитывает изменение погодных факторов, а также особенности здания – сопротивление теплопередачи стен, окон. Поэтому на практике его использовать не рекомендуется.
Укрупненный расчет тепловой нагрузки здания
Укрупненный расчет нагрузки на отопление характеризуется более точными результатами. Изначально он применялся для предварительного расчета этого параметра при невозможности определить точные характеристики здания. Общая формула для определения тепловой нагрузки на отопление представлена ниже:
Где q° — удельная тепловая характеристика строения. Значения нужно брать из соответствующей таблицы, а – поправочный коэффициент, о котором говорилось выше, Vн – наружный объем строения, м³, Tвн и Tнро – значения температуры внутри дома и на улице.
Таблица удельных тепловых характеристик зданий
Предположим, что необходимо рассчитать максимальную часовую нагрузку на отопление в доме с объемом по наружным стенам 480 м³ (площадь 160 м², двухэтажный дом). В этом случае тепловая характеристика будет равна 0,49 Вт/м³*С. Поправочный коэффициент а = 1 (для Московской области). Оптимальная температура внутри жилого помещения (Твн ) должна составлять +22°С. Температура на улице при этом будет равна -15°С. Воспользуемся формулой для расчета часовой нагрузки на отопление:
По сравнению с предыдущим расчетом полученная величина меньше. Однако она учитывает важные факторы – температуру внутри помещения, на улице, общий объем здания. Подобные вычисления можно сделать для каждой комнаты. Методика расчета нагрузки на отопление по укрупненным показателям дает возможность определить оптимальную мощность для каждого радиатора в отдельно взятом помещении. Для более точного вычисления нужно знать среднетемпературные значения для конкретного региона.
Такой метод расчета можно применять для вычисления часовой тепловой нагрузки на отопление. Но полученные результаты не дадут оптимально точную величину тепловых потерь здания.
Точные расчеты тепловой нагрузки
Значение теплопроводности и сопротивление теплопередачи для строительных материалов
Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.
Что же такое сопротивление теплопередачи (R )? Это величина, обратная теплопроводности (λ ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d ). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:
Расчет по стенам и окнам
Сопротивление теплопередачи стен жилых зданий
Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.
В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:
- Площадь стен – 280 м². В нее включены окна – 40 м² ;
- Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56 ). Толщина наружных стен – 0,36 м. Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи — R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт ;
- Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм. Для него λ=0,036. Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт ;
- Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
- Сопротивление теплопередачи окон — 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).
Фактически тепловые потери через стены составят:
(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С
Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:
Расчет по вентиляции
Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:
(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час
Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:
Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:
(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт
Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.
К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.
Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.
Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec. В видеоматериале показа пример работы с ней.
Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта
Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта
Уважаемая Ольга! Извините,что обращаюсь к Вам еще раз. Что-то у меня по Вашим формулам получается немыслимая тепловая нагрузка: Кир=0,01*(2*9,8*21,6*(1-0,83)+12,25)=0,84 Qот=1,626*25600*0,37*((22-(-6))*1,84*0,000001=0,793 Гкал/час По укрупненной формуле, приведенной выше, получается всего 0,149 Гкал/час. Не могу понять, в чем дело? Разъясните пожалуйста! Извините за беспокойство. Анатолий.
Анатолий Коневецкий, Крым, Ялта
Очень точный расчет
Выше мы привели в пример очень простой расчет количества батарей отопления на площадь. Он не учитывает многие факторы, такие как качество теплоизоляции стен, вид остекления, минимальная наружная температура и многие другие. Пользуясь упрощенными вычислениями, мы можем наделать ошибок, в результате чего некоторые комнаты получатся холодными, а некоторые – слишком жаркими. Температура поддается коррекции с помощью запорных кранов, но лучше всего предусмотреть все заранее – хотя бы ради экономии материалов.
Если во время строительства своего дома вы уделили достойное внимание его утеплению, то в дальнейшем вы хорошо сэкономите на отоплении. Как производится точный расчет количества радиаторов отопления в частном доме? Будем учитывать понижающие и повышающие коэффициенты
Для начала затронем остекление. Если в доме установлены одинарные окна, используем коэффициент 1,27. Для двойных стеклопакетов коэффициент не применяется (на самом деле он составляет 1,0). Если в доме стоят тройные стеклопакеты, применяем понижающий коэффициент 0,85
Как производится точный расчет количества радиаторов отопления в частном доме? Будем учитывать понижающие и повышающие коэффициенты. Для начала затронем остекление. Если в доме установлены одинарные окна, используем коэффициент 1,27. Для двойных стеклопакетов коэффициент не применяется (на самом деле он составляет 1,0). Если в доме стоят тройные стеклопакеты, применяем понижающий коэффициент 0,85.
Стены в доме выложены в два кирпича или в их конструкции предусмотрен утеплитель? Тогда применяем коэффициент 1,0. Если обеспечить дополнительную теплоизоляцию, можно смело использовать понижающий коэффициент 0,85 – расходы на обогрев уменьшатся. Если теплоизоляции нет, применяем повышающий коэффициент 1,27.
Обратите внимание, что обогрев домовладения с одинарными окнами и плохой теплоизоляцией приводит к большим тепловым (и денежным) потерям.
Выполняя расчет количества батарей отопления на площадь, необходимо учитывать соотношение площади полов и окон. В идеале это соотношение составляет 30% – в этом случае применяем коэффициент 1,0. Если вы любите большие окна, а соотношение составит 40%, следует применить коэффициент 1,1, а при соотношении 50% нужно умножить мощность на коэффициент 1,2. Если соотношение составит 10% или 20%, применяем понижающие коэффициенты 0,8 или 0,9.
Высота потолков – не менее важный параметр. Применяем здесь следующие коэффициенты:
Таблица расчета количества секций в зависимости от площади помещения и высоты потолков.
- до 2,7 м – 1,0;
- от 2,7 до 3,5 м – 1,1;
- от 3,5 до 4,5 м – 1,2.
За потолком находится чердак или еще одна жилая комната? И здесь мы применяем дополнительные коэффициенты. Если наверху отапливаемый чердак (или с утеплением), умножаем мощность на 0,9, а если жилое помещение – на 0,8. За потолком обычный неотапливаемый чердак? Применяем коэффициент 1,0 (или просто не берем его в расчет).
После потолков примемся за стены – вот коэффициенты:
- одна наружная стена – 1,1;
- две наружные стены (угловая комната) – 1,2;
- три наружные стены (последняя комната в вытянутом доме, хате) – 1,3;
- четыре наружные стены (однокомнатный домик, хозпостройка) – 1,4.
Также в расчет берется средняя температура воздуха в самый холодный зимний период (тот самый региональный коэффициент):
- холода до –35 °C – 1,5 (очень большой запас, позволяющий не замерзнуть);
- морозы до –25 °C – 1,3 (подходит для Сибири);
- температура до –20 °C – 1,1 (средняя полоса России);
- температура до –15 °C – 0,9;
- температура до –10 °C – 0,7.
Последние два коэффициента используются в жарких южных регионах. Но даже тут принято оставлять солидный запас на случай холодов или специально для теплолюбивых людей.
Получив итоговую тепловую мощность, необходимую для обогрева выбранного помещения, следует разделить ее на теплоотдачу одной секции. В результате мы получим требуемое количество секций и сможем отправиться в магазин
Обратите внимание, что данные расчеты предусматривают базовую мощность обогрева в размере 100 Вт на 1 кв. м
