Факторы, влияющие на потребность в тепле
Тепловая мощность зависит от площади помещения, климата региона, степени утепления здания
К основным факторам, определяющим потребность в тепловой энергии для помещения, относят:
- полный объем нагреваемых пространств;
- тип и качество утеплительного материала;
- климатическая зона, в которой располагается здание.
От объема помещения зависит количество воздушного пространства, нуждающегося в обогреве. Чем объемнее отапливаемое помещение, тем больше тепла потребуется для поддержания нужного микроклимата. При одинаковой высоте потолков (порядка 2,5 метров) обычно применяется упрощенный расчет, при котором за основу берется площадь комнаты.
О качестве утепления судят по способам теплоизоляции стен, а также по площади и комплекту окон и дверей. Учитывается также вид остекления – простой и тройной стеклопакет различны по тепловым потерям. Влияние климатического фактора сказывается при прочих равных условиях и учитывается как разность температур на улице и в комнате, где установлен котел.
Для прибора (батареи отопления)
Степень теплопроводности металлов – из некоторых изготавливают радиаторы
При рассмотрении факторов, влияющих на мощность нагрева радиаторов отопления, выделяются три основных:
- показатель, соответствующий разнице нагрева теплоносителя и окружающей воздушной среды – с его повышением увеличивается тепловая мощность;
- площадь поверхности, отдающей тепло;
- теплопроводность используемого материала.
В этом случае наблюдается та же линейная зависимость: с увеличением поверхности батареи возрастает и величина тепловой отдачи. По этой причине многие современные отопительные радиаторы дополняются специальными алюминиевыми ребрами, повышающими общую теплоотдачу.
Закон Джоуля-Ленца: определение, формулы
Мы ежедневно пользуемся электронагревательными приборами, не задумываясь, откуда берётся тепло. Разумеется, вы знаете, что тепловую энергию вырабатывает электричество. Но как это происходит, а тем более, как оценить количество выделяемого тепла, знают не все. На данный вопрос отвечает закон Джоуля-Ленца, обнародованный в позапрошлом столетии.
В 1841 году усилия английского физика Джоуля, а в 1842 г. исследования русского учёного Ленца увенчались открытием закона, применение которого позволяет количественно оценить результаты теплового действия электрического тока . С тех пор изобретено множество приборов, в основе которых лежит тепловое действие тока. Некоторые из них, изображены на рис. 1.
Общие принципы выполнения расчетов гкал
Расчет квт для отопления подразумевает выполнение специальных вычислений, порядок которых регламентирован особыми нормативными актами. Ответственность за них лежит на коммунальных организациях, которые способны помочь при выполнении данной работы и дать ответ касательно того, как рассчитать гкал на отопление и расшифровка гкал.
Безусловно, подобная проблема будет полностью исключена в случае наличия в жилом помещении счетчика на горячую воду, так как именно в этом приборе имеются уже заранее выставленные показания, отображающие полученное тепло. Умножив эти результаты на установленный тариф, модно получить конечный параметр расходуемого тепла.
Расчет нагревательных элементов
Электронагреватели широко используются в бытовых электроприборах: чайниках, утюгах, каминах, плитках, паяльниках и т. д. Чтобы изготовить или отремонтировать электронагреватель, нужно предварительно произвести электрические расчеты нагревательных элементов.
При прохождении электрического тока через неподвижные металлические проводники
единственным результатом работы тока является нагревание этих проводников, и, следовательно, по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло.
Работа (в джоулях), совершаемая током при прохождении его через участок цепи, вычисляется по формуле:
А = Ult,
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.
Что такое гигакалория или как рассчитать тепловую энергию
Сразу нужно обратить внимание, что именно такая единица измерения как «калория» (кал или cal) широко используется для расчетов объемов потребления энергии, в том числе и тепловой. Калория является специальной или внесистемной единицей измерения, которая приравнивается к 4,19 Дж
Именно столько энергии используется для нагрева всего 1 г воды на 1 ° C при нормальном атмосферном давлении. Использование такой величины позволяет легко производить расчеты теплосодержания воды, поставляемой на различные объекты коммунального или промышленного назначения. А учитывая тот факт, что тепло в дома и квартиры, чаще всего, попадает при помощи жидкого теплоносителя, в роли которого за редким исключением традиционно выступает вода, то именно учет в Гкал стал наиболее оптимальным вариантом.
Важно обратить внимание, что из-за того, что 1 калория представляет собой практически мизерную величину, то для удобства учета, единицей измерения тепла выступает Гкал, которая равна 1 млрд. калорий. Следует уточнить и тот факт, что учет тепловой энергии в Гкал для коммунальной сферы в России применяется с 1995 г., именно тогда было принято соответствующее постановление министерства топлива и энергетики
В соответствии с этим документом вводилась норма потребления тепловой энергии на 1 м2, усредненное значение которой составляла 0,0342 в месяц. Но нужно отметить, что это показатель отличается в разных регионах и в зависимости от климатических условий может быть выше или ниже
Следует уточнить и тот факт, что учет тепловой энергии в Гкал для коммунальной сферы в России применяется с 1995 г., именно тогда было принято соответствующее постановление министерства топлива и энергетики. В соответствии с этим документом вводилась норма потребления тепловой энергии на 1 м2, усредненное значение которой составляла 0,0342 в месяц. Но нужно отметить, что это показатель отличается в разных регионах и в зависимости от климатических условий может быть выше или ниже.
Следует обратить внимание и на то, что в основном в качестве единицы измерения в квитанциях за отопление используются Гкал, хотя могут применяться и Гкал/час. В первом случае указывается реальная величина тепловой энергии, потребленной за определенный период, чаще всего – за месяц
Во втором случае используется иной способ расчета, а именно – указывается количество потребляемого тепла за 1 час. А для того чтобы правильно заполнить квитанцию и произвести оплату за месяц, эту величину нужно умножить на 24ч и на количество дней.
Надо отметить и тот факт, что такая единица измерения, как Гкал применяется не только для расчета полученной тепловой энергии, эта величина также привязывается и к топливу, которое используется для производства тепловой энергии. То есть показывает то количество тепла, которое можно получить при использовании 1 м3 того или иноговида топлива. Естественно, этот параметр для дров, природного газа или жидкого топлива будет разным.
Тарифы на горячую воду в Троицком и Новомосковском округах
| Питьевая вода | Водоотведение | Питьевая вода | Водоотве-дение | |||
| 1 | Городской округ Щербинка | Население (с НДС) | 22,97 | 27,89 | 26,48 | 29,57 |
| Прочие потребители** | 19,14 | 23,24 | 22,07 | 24,64 | ||
| 2 | Поселения Московский, Внуковское, Воскресенское, Десеновское, Мосрентген, Сосенское, Филимонковское | Население (с НДС) | 38,70 | 37,30 | 40,48 | 36,55 |
| Прочие потребители** | 32,25 | 31,08 | 33,73 | 30,46 | ||
| 3 | Поселения Щаповское, Кленовское | Население (с НДС) | 29,51 | 37,99 | 32,46 | 36,85 |
| Прочие потребители** | 24,59 | 31,66 | 27,05 | 30,71 | ||
| 4 | Поселения Вороновское, Краснопахорское (за исключением поселка Минзаг), Михайлово-Ярцевское, Роговское | Население (с НДС) | 24,12 | 39,38 | 27,54 | 38,21 |
| Прочие потребители** | 20,10 | 32,82 | 22,95 | 31,84 | ||
| 5 | Поселок подсобного хозяйства Минзаг поселения Краснопахорское | Население (с НДС) | 25,58 | 28,80 | 29,52 | 29,57 |
| Прочие потребители** | 21,32 | 24,00 | 24,60 | 24,64 | ||
| 6 | Поселение Рязановское | Население (с НДС) | 22,12 | 29,18 | 25,72 | 29,57 |
| Прочие потребители** | 18,43 | 24,32 | 21,43 | 24,64 | ||
| 7 | Городской округ Троицк | Население (с НДС) | 25,30 | 30,23 | 28,63 | 29,32 |
| Прочие потребители** | 21,08 | 25,19 | 23,86 | 24,43 | ||
| 8 | Поселения Киевский, Первомайское, Новофедоровское, Кокошкино, Марушкинское | Население (с НДС) | 34,87 | 29,05 | 40,48 | 29,57 |
| Прочие потребители** | 29,06 | 24,21 | 33,73 | 24,64 |
| Наименование системы централизованного горячего водоснабжения | Тарифы для населения, руб./куб.м. |
| Поселение «Мосрентген» (д. Мамыри) | 115,03 |
| Поселение «Мосрентген» (поселок завода Мосрентген) | 115,03 |
| Поселение Щаповское | 147,00 |
| Поселение Краснопахорское | 134,29 |
| Поселение Первомайское | 185,98 |
| Поселение Десеновское | 151,19 |
МУП «Троицктеплоэнерго» потребителям использованием закрытых систем горячего водоснабжения
| № п/п | Группа потребителей | Тарифы (руб./куб. м) |
| Население (с НДС) | Прочие потребители* |
Основы теплового расчета системы отопления
Тепловой расчет представляет собой стандартный документ. В него входят несколько этапов вычислений. Но для начала необходимо разобраться с самой отопительной системой и ее характеристикой.
Отопительная система представляет собой принудительную подачу и отвод тепла в квартиру
При составлении расчета важно наиболее точно вычислить теплопотери. Среди задач есть и определения количеств теплоносителя. К тому же важно правильно подобрать элементы системы отопления
К тому же важно правильно подобрать элементы системы отопления
Цель теплового расчета:
- Получить данные о тепловых потерях, мощности котла и насоса;
- Определится с количеством и разновидностями батарей;
- Иметь характеристики гидравлики трубопровода;
- Узнать объем и скорость теплоносителя.
Тепловой расчет – необходимая информация, на которую стоит опираться на практике. Сначала собирают исходные данные о квартире. Дальше проводят расчет. С учетом полученной информации закупают и распределяют элементы системы отопления.
Эффективность нагревателей
Мощность — это физическое определение скорости передачи или потребления энергии. Она равна отношению количества работы за определённый промежуток времени к этому периоду. Нагревательные устройства характеризуются по расходу электричества в киловаттах.
Для сопоставления энергий различного рода введена формула тепловой мощности: N = Q / Δ t, где:
- Q — количество теплоты в джоулях;
- Δ t — интервал времени выделения энергии в секундах;
- размерность полученной величины Дж / с = Вт.
В этом видео вы узнаете, как рассчитать количество теплоты:
Для оценки эффективности работы нагревателей используют коэффициент, указывающий на количество израсходованного по назначению тепла — КПД. Определяется показатель делением полезной энергии на затраченную, является безразмерной единицей и выражается в процентах. По отношению к разным частям, составляющим окружающую среду, КПД нагревателя имеет неравные значения. Если оценивать чайник как нагреватель воды, его эффективность составит 90%, а при использовании его в качестве отопителя комнаты коэффициент возрастает до 99%.
Объяснение этому простое: из-за теплообмена с окружением часть температуры рассеивается и теряется. Количество утраченной энергии зависит от проводимости материалов и других факторов. Можно рассчитать теоретически мощность тепловых потерь по формуле P = λ × S Δ T / h. Здесь λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м × К); S — площадь участка теплообмена, м²; Δ T — перепад температур на контролируемой поверхности, град. С; h — толщина изолирующего слоя, м.
Учетные приборы для домов и квартир
Специальный прибор позволяет точно подсчитывать тарифы за водоснабжение, электричество, газ и тепло. Пользователям разрешается устанавливать теплосчетчик для фиксации расходов тепловой энергии. Устройство производит измерение в Гкал/ч, кВт/ч и кДж/ч. На сегодняшний день популярны.
Крыльчатые счетчики
Крыльчатый счетчик эффективно работает при температуре ниже 22 градусов
Счетчик имеет вид механизма с перпендикулярным расположением оси вращения. Модель характеризуется низкой чувствительностью, что позволяет точно измерять тепловые затраты. Регуляторы подходят для помещений с хорошей теплоизоляцией, температурными показателями в +26 градусов. Крыльчатый аппарат при функциях корректировки температуры до +22 градусов считает минимум Гкал.
Преимущества:
- недорогая стоимость;
- запитка от батареек;
- простота использования;
- точность замеров.
Минусы:
- риск поломок вследствие гидроудара;
- быстрый износ механизма;
- повышение давления в системе;
- при заклинивании крыльчатки водопоток не пропускается.
Приборы с регистраторами скачков
Электронные приборы стоят дороже, но точнее считают гигакалории
Импульсный аппарат производит удаленное снятие показаний с 2-16 каналов, поэтому подходит для частного или многоквартирного дома. Учет и передача данных производится на ЖК-монитор, через разъемный интерфейс, на ноутбук или компьютер при помощи сетевого кабеля, через GSM-сеть.
Сценарий, по которому нужно измерить показания, задает пользователь. Ультразвуковые приборы могут подключаться к системе водо-, газоснабжения, являются частью АСКУЭ или совмещаются с системой «умный дом».
Преимущества:
- множество вариантов для общедомовых и частных измерений;
- возможность интеграции в несколько учетных систем;
- прочность за счет отсутствия подвижных узлов;
- красивый внешний вид и компактность;
- защита от пыли и влаги – счетчик можно поставить на кухне или на улице;
- прочный корпус;
- функции самодиагностики неполадок;
- обширная коммуникация;
- выполнение со съемным вычислительным блоком или без него;
- период между проверками – 6 лет, между заменами – 10 лет.
Минусы:
- высокая стоимость;
- коммуникационные возможности зависят от специфики выхода;
- затраты на приобретение расходомеров, датчиков давления, модулей ДУ для приборов базовой комплектации.
Главные формулы теплопередачи.
Формулы очень просты.
Количество теплоты Q в Дж рассчитывается по формулам:
1. Со стороны потребления тепла, то есть со стороны нагрузки:
1.1. При нагревании (охлаждении):
Q=m*c*(Т2—Т1)
Здесь и далее:
m – масса вещества в кг
с – удельная теплоемкость вещества в Дж/(кг*К)
1.2. При плавлении (замерзании):
Q=m*λ
λ – удельная теплота плавления и кристаллизации вещества в Дж/кг
1.3. При кипении, испарении (конденсации):
Q=m*r
r – удельная теплота газообразования и конденсации вещества в Дж/кг
2. Со стороны производства тепла, то есть со стороны источника:
2.1. При сгорании топлива:
Q=m*q
q – удельная теплота сгорания топлива в Дж/кг
2.2. При превращении электроэнергии в тепловую энергию (закон Джоуля — Ленца):
Q=t*I*U=t*R*I^2=(tR)*U^2
t – время в с
I – действующее значение тока в А
U – действующее значение напряжения в В
R – сопротивление нагрузки в Ом
Делаем вывод – количество теплоты прямо пропорционально массе вещества при всех фазовых превращениях и при нагреве дополнительно прямо пропорционально разности температур. Коэффициенты пропорциональности (c, λ, r, q) для каждого вещества имеют свои значения и определены опытным путем (берутся из справочников).
Тепловая мощность N в Вт – это количество теплоты переданное системе за определенное время:
N=Q/t
Чем быстрее мы хотим нагреть тело до определенной температуры, тем большей мощности должен быть источник тепловой энергии – все логично.
Что нужно для расчета
Так называемый тепловой расчет проводится в несколько этапов:
- Сначала необходимо определить тепловые потери самого здания. Обычно теплопотери рассчитываются для помещений, у которых есть хотя бы одна внешняя стена. Этот показатель поможет определить мощность отопительного котла и радиаторов.
- Затем определяется температурный режим. Здесь надо учитывать взаимосвязь трех позиций, а точнее, трех температур — котла, радиаторов и воздуха в помещении. Оптимальный вариант в той же последовательности — 75С-65С-20С. Он является основой европейского стандарта EN 442.
- С учетом теплопотерь помещения определяется мощность отопительных батарей.
- Следующий этап — гидравлический расчет. Именно он позволит точно определить все метрические характеристики элементов системы отопления — диаметр труб, фитингов, запорной арматуры и прочее. Плюс на основе расчета будет выбран расширительный бак и циркуляционный насос.
- Рассчитывается мощность отопительного котла.
- И последний этап — это определение общего объема отопительной системы. То есть, сколько теплоносителя понадобится, чтобы заполнить ее. Кстати, объем расширительного бачка тоже будет определяться исходя из этого показателя. Добавим, что объем отопления поможет узнать, хватит ли объема (количества литров) расширительного бака, который встроен в отопительный котел, или придется приобретать дополнительную емкость.
Кстати, по поводу тепловых потерь. Существуют определенные нормы, которые выставлены специалистами в качестве стандарта. Этот показатель, а, точнее, соотношение, определяет будущую эффективную работу всей отопительной системы в целом. Это соотношение равно — 50/150 Вт/м². То есть здесь используется соотношение мощности системы и отапливаемой площади помещения.
Влияние размещения и способа подключения радиаторов на теплообмен
Лучшим местом размещения радиатора является место под световыми проемами, поскольку через окно, каким бы утепленным оно не было, происходят наибольшие потери тепла. Кроме того, горячий воздух от отопительного прибора создает тепловую завесу: холодный воздух от окна не распространяется по помещению, улучшается циркуляция.
Изменение тепловой мощности радиатора в зависимости от размещения и наличия экрана.
Если вы решили скрыть радиаторы под экраны или декоративные панели, это приведет к потере мощности. Иногда к таким мерам прибегают, чтобы целенаправленно снизить силу теплового потока на 10-15%.
Снижение тепловой мощности при различных способах подключения.
Существенное влияние оказывает и способ подключения радиаторов:
- Двустороннее или одностороннее. Подвод труб с разных сторон помогает увеличить теплоотдачу батареи, при таком подключении мощность прибора соответствует заявленной максимальной. Однако конструктивно к радиаторам с менее, чем 20 секциями лучше подводить трубы с одной стороны.
- Верхнее или нижнее. Подача теплоносителя в верхнюю часть батареи, при отводе через нижнюю, оказывает минимальное влияние на теплопередачу. Подача снизу вверх снижает показатель на 20-22%.
Расчет мощности конвекторов по площади
Неправильный выбор конвекторов может привести к недостатку тепла или к излишним денежным затратам. К отсутствию необходимого количества тепла приводит недостаток мощности – как правило, это результат неправильного расчета. Что касается больших расходов, то к ним приводит покупка конвекторов со слишком большим запасом по мощности, который в некоторых случаях вовсе ни к чему.
Простая таблица определения мощности конвектора.
Проще всего проводить расчет мощности конвекторов по площади помещений. Здесь задействуется стандартная формула, согласно которой на 10 кв. м. жилой площади необходим 1 кВт тепловой энергии. В северных и дальневосточных регионах, где зимы более холодные, чем где-нибудь в средней полосе России, на 10 квадратов приходятся 1,5 кВт тепла. Мы же будем отталкиваться от первоначального значения в 1 кВт.
Изучив формулу расчета мощности конвекторов по площади, вы сможете самостоятельно вычислить необходимую мощность оборудования, исходя из требований к отопительной технике для своего региона.
Для того чтобы сделать процесс расчета мощности конвекторов более наглядным, представим, что нам нужно обогреть домовладение площадью 100 кв. м. с высотой потолков 2,5 метра. Исходя из обозначенной формулы, нам понадобятся обогреватели с суммарной площадью 10 кВт. Главная задача – распределить их по обогреваемым помещениям, чтобы в каждой комнате было столь же тепло, как и в соседних комнатах.
В этих расчетах мы не учитываем тепловые потери, которые присутствуют в отапливаемых помещениях. Их нужно задействовать в процессе расчета мощности конвекторов по площади. Вот наиболее важные коэффициенты:
- Отсутствие утепленных стен – применяется коэффициент 1,1;
- Однослойные стеклопакеты – применяется коэффициент 0,9;
- Две внешние стены (угловая комната) – используем коэффициент 1,2;
- Высота потолков от 2,8 до 3 метров – используем коэффициент 1,05.
В наиболее точных расчетах мощности учитываются роза ветров, соотношение площади окон к площади полов, наличие входной двери и т. д. То есть, необходимая мощность может оказаться выше заданного значения – если в помещениях установлены однослойные стеклопакеты, следует увеличить мощность оборудования на 10% (не считая других возможных утечек).
Таблица расчета мощности конвекторов с учетом теплоизоляции помещения.
Выполнив точный и грамотный расчет, вы сможете создать на основе конвекторов эффективную систему отопления.
Считаем расход теплоты по квадратуре
Для приблизительной прикидки отопительной нагрузки обычно используется простейший тепловой расчет: берется площадь здания по наружному обмеру и умножается на 100 Вт. Соответственно, потребление тепла дачным домиком 100 м² составит 10000 Вт или 10 кВт. Результат позволяет подобрать котел с коэффициентом запаса 1.2—1.3, в данном случае мощность агрегата принимается равной 12.5 кВт.
Мы предлагаем выполнить более точные вычисления, учитывающие расположение комнат, количество окон и регион застройки. Итак, при высоте потолков до 3 м рекомендуется использовать следующую формулу:
Расчет ведется для каждого помещения отдельно, затем результаты суммируются и умножаются на региональный коэффициент. Расшифровка обозначений формулы:
- Q – искомая величина нагрузки, Вт;
- Sпом – квадратура комнаты, м²;
- q – показатель удельной тепловой характеристики, отнесенный к площади помещения, Вт/м²;
- k – коэффициент, учитывающий климат в районе проживания.
В приближенном подсчете по общей квадратуре показатель q = 100 Вт/м². Подобный подход не учитывает расположение комнат и разное количество световых проемов. Коридор, находящийся внутри коттеджа, потеряет гораздо меньше тепла, чем угловая спальня с окнами той же площади. Мы предлагаем принимать величину удельной тепловой характеристики q следующим образом:
- для помещений с одной наружной стеной и окном (или дверью) q = 100 Вт/м²;
- угловые комнаты с одним световым проемом – 120 Вт/м²;
- то же, с двумя окнами – 130 Вт/м².
Как правильно подбирать значение q, наглядно показано на плане здания. Для нашего примера расчет выглядит так:
Q = (15.75 х 130 + 21 х 120 + 5 х 100 + 7 х 100 + 6 х 100 + 15.75 х 130 + 21 х 120) х 1 = 10935 Вт ≈ 11 кВт.
Как видите, уточненные вычисления дали другой результат – по факту на отопление конкретного домика 100 м² израсходуется на 1 кВт тепловой энергии больше. Цифра учитывает расход теплоты на подогрев наружного воздуха, проникающего в жилище сквозь проемы и стены (инфильтрацию).
Для чего нужен тепловой расчет?
Как умудрялись обходиться без тепловых расчётов строители прошлого?
Сохранившиеся купеческие дома показывают, что всё делалось просто с запасом: окна поменьше, стены – потолще. Получалось тепло, но экономически не выгодно.
Теплотехнический расчёт позволяет строить наиболее оптимально. Материалов берётся ни больше – ни меньше, а ровно столько, сколько нужно. Сокращаются габариты строения и расходы на его возведение.
Вычисление точки росы позволяет строить так, чтобы материалы не портились как можно дольше.
Для определения необходимой мощности котла также не обойтись без расчётов. Суммарная мощность его складывается из затрат энергии на обогрев комнат, нагрев горячей воды для хозяйственных нужд, и способности перекрывать теплопотери от вентиляции и кондиционирования. Прибавляется запас мощности, на время пиковых холодов.
При газификации объекта требуется согласование со службами. Рассчитывается годовой расход газа на отопление и общая мощность тепловых источников в гигакалориях.
Нужны расчёты при подборе элементов отопительной системы. Обсчитывается система труб и радиаторов – можно узнать, какова должна быть их протяжённость, площадь поверхности. Учитывается потеря мощности при поворотах трубопровода, на стыках и прохождении арматуры.
При расчетах затрат тепловой энергии могут пригодиться знания, как перевести Гкал в Квт и обратно. В следующей статье подробно рассмотрена эта тема с примерами расчета.
Полный расчет теплого водяного пола приведен в этом примере.
Преимущества и недостатки
Как и любая бытовая техника, тепловентиляторы имеют свои плюсы и минусы.
| Достоинства | Недостатки |
| Быстрый нагрев | Относительно высокая шумность обусловленная работой вентилятора |
| Высокая теплоотдача | Невысокая мощность при обычном вентилировании помещения без нагрева сравнимая с маломощным настольным вентилятором |
| Небольшие габариты и вес | Модели с проволочным нихромом сжигают кислород |
| Простота в эксплуатации | Возможно появление неприятного запаха при первом применении после длительного простоя — отгорает пыль |
| Мобильность (за исключением стационарных моделей) | |
| Возможность установки в любом помещении |
Энергопотребление подобных устройств сложно отнести к какой-либо категории т.к. если брать отдельно тепловентилятор и использовать его круглосуточно, он «сожжёт» много электроэнергии. Нет такого обогревающего устройства, которое бы потребляло мало электричества все приборы, будь то конвектор, электробатарея, обычный обогреватель или сплит-система очень «прожорливы».
Варианты приблизительных расчетов
Выполнить точный расчет тепловой мощности системы отопления довольно сложно, его могут сделать только профессионалы, имеющие соответствующую квалификацию и специальные знания. По этой причине данные вычисления обычно поручают специалистам.
В тоже время существуют и более простые способы, позволяющие приблизительно оценить величину требуемой тепловой энергии и их можно сделать самостоятельно:
- Нередко применяют расчет мощности отопления по площади (детальнее: «Расчет отопления по площади – определяем мощность отопительных приборов»). Считается, что жилые дома возводятся по проектам, разработанным с учетом климата в определенном регионе, и что в проектных решениях заложено использование материалов, которые обеспечивают требуемый тепловой баланс. Поэтому при расчете принято умножать величину удельной мощности на площадь помещений. Например, для Московского региона данный параметр находится в пределе от 100 до 150 ватт на один «квадрат».
- Более точный результат будет получен, если учитывать объем помещения и температуру. Алгоритм вычисления включает высоту потолка, уровень комфорта в отапливаемом помещении и особенности дома.
Используемая формула выглядит следующим образом: Q = VхΔTхK/860, где:
V – объем помещения; ΔT – разница между температурой внутри дома и снаружи на улице; К – коэффициент теплопотерь.
Поправочный коэффициент позволяет учесть конструктивные особенности объекта недвижимости. Например, когда определяется тепловая мощность системы отопления здания, для строений с обычной кровлей из двойной кирпичной кладки К находится в диапазоне 1,0–1,9.
Метод укрупненных показателей. Во многом похож на предыдущий вариант, но его применяют для вычисления тепловой нагрузки для систем отопления многоквартирных зданий или других больших объектов.
Заключение по теме
Для обычных потребителей, неспециалистов, не понимающих нюансов и особенностей теплотехнических расчетов, все, что было описано выше — тема непростая и где-то даже непонятная. И это на самом деле так. Ведь разобраться во всех тонкостях подбора того или иного коэффициента достаточно сложно. Вот почему расчет тепловой энергии, а точнее, расчет ее количества, если такая необходимость возникает, лучше доверить инженеру-теплотехнику. Но и не делать такой расчет нельзя. Вы сами смогли убедиться, что от него зависит достаточно широкий ряд показателей, которые влияют на правильность монтажа отопительной системы.
Как вам статья?
Мне нравитсяНе нравится
