Расчет воздушного отопления: подбор оборудования, стоимость и обслуживание
Расчет воздушного отопления: подбор оборудования, стоимость и обслуживание
Воздушное отопление — это способ обогрева помещений путем подачи в них горячего (точнее, нагретого до необходимой температуры) воздуха.
В зависимости от размеров или объема помещения этот вариант обогрева имеет большую или меньшую эффективность, причем, с возрастанием площади эффективность повышается.
Это связано с тем, что другие способы обогрева используют в той или иной степени конвекцию воздуха, которая не обеспечивает ровного распределения тепловой энергии, образуя более теплые или менее нагретые участки площади.
Некоторые системы нагрева прямым образом тяготеют к малой площади обслуживания, например, теплые полы или ИК-излучатели при больших площадях становятся нерентабельны. Воздушное отопление имеет обратный эффект, становится наиболее удачным вариантом именно при использовании в больших залах, цехах, жилых помещениях большого объема или сложной конфигурации.
Принцип работы воздушного отопления
Принцип работы воздушного отопления состоит в нагреве воздушного потока, подаваемого вентилятором. Этот нагрев производится при прохождении воздушной струи сквозь различные устройства, имеющие большую горячую поверхность.
Струя воздуха омывает ее, забирает тепловую энергию, после чего направляется по сети воздуховодов в помещения здания. Принцип един, но имеются разные варианты выполнения системы.
Наиболее распространенным типом являются калориферы, хорошо зарекомендовавшие себя в работе, обладающие высоким КПД, практически не имеющие потерь энергии.
Виды воздушного отопления
Все разновидности и варианты воплощения основаны лишь на различных способах нагрева теплообменника, таких как:
Электрические теплообменники
Электрические теплообменники продаются в готовом к использованию виде, достаточно лишь подключить их к сети. При этом, расходы на электрическое отопление самые высокие, делают использование таких устройств чисто временным, эпизодическим.
Газовые устройства
Газовые устройства достаточно эффективны, но требуют наличия топлива — газа, что в свою очередь требует налаженного снабжения. Все это требует расходов, кроме того, использование газовых приборов имеет определенную степень опасности.
Водяной теплообменник
Наиболее экономичным признается водяной тип теплообменника, поскольку горячую воду можно получать либо из сети ЦО или ГВС, либо греть в собственном котле, т.е. автономным образом. Независимость от поставщиков ресурсов — большой бонус, который позволяет получить заметную экономию средств или расширить возможности отопительной системы.
Гравитационная система воздушного отопления
Самая простая система воздушного отопления — гравитационная — основана на свойстве горячего воздуха подниматься вверх. Она обходится совсем недорого, действует вполне устойчиво, но любой сквозняк нарушает режим движения потоков, приводит систему воздушного отопления в нерабочее состояние.
С принудительной циркуляцией
Второй тип отопительных систем — с принудительной циркуляцией воздушных потоков. Этот тип позволяет организовать равномерное перемещение воздушных потоков, не зависящее от посторонних вмешательств, сквозняков или прочих паразитных потоков от нагретого оборудования, работающих приборов и т.д.
Этот тип системы позволяет создавать отфильтрованный воздушный поток с определенной температурой, которую можно гибко регулировать или настраивать.
Малая инерционность дает возможность в короткий срок получить нужное изменение микроклимата, которое сразу же чувствуется, не заставляет много раз корректировать систему по мере достижения определенной температуры, как это происходит с водяным типом отопления.
Преимущества воздушного отопления перед другими видами обогрева помещений
Воздушное отопление имеет массу достоинств, превосходя все другие способы обогрева по ряду позиций:
При этом, имеются недостатки:
Недостатки имеют вполне преодолимый характер, их наличие обусловлено спецификой устройства воздушного отопления и не имеет решающего значения. Основным преимуществом является простота, ремонтопригодность системы и возможность самостоятельного создания. Система воздушного отопления для частного дома и коттеджа является одной из наиболее удобных, безопасных и экономичных.
Совмещение воздушного отопления и вентиляции
Воздушное отопление должно быть согласовано с вентиляцией. Это необходимо потому, что теплый воздух из обогревательной системы смешивается с более холодным из вентиляции, в результате чего температура в помещении становится ниже расчетной.
Другой вариант — когда подача горячего воздуха не в состоянии обеспечить потребность помещения в свежей приточной струе. Для устранения такого эффекта системы обогрева и вентиляции совмещают.
Это позволяет одним комплектом оборудования решить обе задачи и исключить возможность ошибок или нестыковок в подаче нужных количеств свежего воздуха и в обеспечении правильной температуры.
Важно! Для экономии тепловой энергии используется рекуперация, т.е. возврат тепла из выводимого отработанного воздуха обратно в помещение. Этот процесс также зависит от вентиляционной системы, что требует ее объединения с отопительным комплексом.
Расчет системы воздушного отопления
Проектирование воздушного отопления не простая задача. Для ее решения необходимо выяснить ряд факторов, самостоятельное определение которых может быть затруднено.
Специалисты компании РСВ могут бесплатно сделать для вас предварительный проект по воздушному отоплению помещения на основе оборудования ГРЕЕРС.
Система воздушного отопления, как и любая другая, не может быть создана наобум.
Для обеспечения медицинской нормы температуры и свежего воздуха в помещении потребуется комплект оборудования, выбор которого основывается на точном расчете. Существует несколько методик расчета воздушного отопления, разной степени сложности и точности.
Обычная проблема расчетов такого типа состоит в отсутствии учета влияния тонких эффектов, предусмотреть которые не всегда имеется возможность.
Поэтому производить самостоятельный расчет, не будучи специалистом в сфере отопления и вентиляции, чревато появлением ошибок или просчетов. Тем не менее, можно выбрать наиболее доступный способ, основанный на выборе мощности системы обогрева.
Смысл этой методики состоит в том, что мощность приборов отопления, вне зависимости от их типа, должна компенсировать теплопотери здания.
Таким образом, найдя теплопотери, получаем величину мощности нагрева, по которой можно выбрать конкретное устройство.
Формула определения теплопотерь:
Q=S*T/R
Где:
Пример:
Здание площадью 800 м2 (20×40 м), высотой 5 м, имеется 10 окон размером 1,5×2 м. Находим площадь конструкций:
800 + 800 = 1600 м2 (площадь пола и потолка)
1,5 × 2 × 10 = 30 м2 (площадь окон)
(20 + 40) × 2 × 5 = 600 м2 (площадь стен). Вычитаем отсюда площадь окон, получаем «чистую» площадь стен 570 м2
В таблицах СНиП находим тепловое сопротивление бетонных стен, перекрытия и пола и окон. Можно определить его самостоятельно по формуле:
Где:
Для простоты примем толщину стен и пола с потолком одинаковой, равной 20 см. Тогда тепловое сопротивление будет равно 0,2 м / 1,3= 0,15 (м2*К)/Вт
Тепловое сопротивление окон выберем из таблиц: R = 0,4 (м2*К)/Вт Разницу температур примем за 20°С (20°С внутри и 0°С снаружи). Тогда для стен получаем
Такова величина теплопотерь, которые необходимо компенсировать при помощи воздушного отопления мощностью около 300 кВт.
что при использовании утепления пола и стен теплопотери снижаются как минимум на порядок.
Как выбрать оборудование
Выбор оборудования обусловлен величиной теплопотерь. Мощность отопительного комплекса должна быть на 15-20% выше, чтобы имелся некоторый запас на случай сильных морозов или иных нештатных ситуаций.
Выбор конкретного устройства, агрегата или комплекта производится по каталогам или таблицам. На сегодняшний день существует большое количество готовых комплексов, имеющих определенную мощность и источник нагрева. Из них можно подобрать наиболее подходящий вариант по характеристикам, цене и прочим параметрам, учитываемым исходя из условий эксплуатации и назначения здания.
Стоимость воздушного отопления, расходы на его содержание
Стоимость комплекта зависит от источника нагрева. Если используется теплоноситель из системы ЦО, то для создания воздушного отопления можно обойтись приобретением водяного калорифера и вентилятора.
Если возможности использования сетевых ресурсов не имеется, то расходы увеличиваются на стоимость котла. Кроме того, понадобится сделать разводку воздуховодов, обеспечить приточную и вытяжную вентиляцию, рекуперацию и т.д.
Окончательная цена зависит от размеров здания, типа оборудования, производителя и прочих обстоятельств.
Расходы на содержание воздушного отопления зависят от величины потребления электроэнергии вентиляторами и количества теплоносителя, циркулирующего в системе. Если используется собственный котел, то к стоимости электроэнергии прибавляется цена топлива.
Общая сумма расходов зависит от времени года, размеров дома, климатических условий в регионе и т.д.
В целом, воздушное отопление однозначно признается наиболее экономичным вариантом, высокий КПД и возможность автономного существования позволяет снизить расходы на обогрев до минимума.
Воздушное отопление частного дома или промышленного здания — удобный и экономичный тип нагрева, позволяющий сократить количество необходимого оборудования до минимума и совместить его с вентиляционной системой.
Экономичность и простота системы дают удобство монтажа своими руками, высокая ремонтопригодность позволяет выполнять все требующиеся операции собственными силами и в короткие сроки. Учитывая доступность и разнообразие источников первичного нагрева, можно систему воздушного отопления назвать наиболее эффективной и привлекательной для всех видов помещений.
Источник: https://RSVgroup.ru/otoplenie/raschet-vozdushnogo-otopleniya.html
Проектирование воздушного отопления: основные принципы и пример расчета
Монтаж системы воздушного отопления невозможен без предварительной подготовки проекта. Разработанный план должен быть достоверным и содержать максимально правдивые сведения.
Получить их самостоятельно практически невозможно, без специализированного инженерного образования. Поэтому, наша компания предлагает воспользоваться своими услугами по проектированию систем воздушных отоплений.
Мы поможем создать схему размещения оборудования воздушного отопления в комплексе с услугами по его монтажу и запуску в эксплуатацию, либо отдельно от них.
Расчет теплопотерь дома
Процесс проектирования воздушного отопления предусматривает учет выбранного типа оборудования. Определиться с его разновидностью можно узнав количество воздуха, необходимое для работы системы, а также начальную температуру воздуха для обогрева помещения. Определиться с перечисленными показателями поможет расчет теплопотерь.
В холодное время года, теплый воздух покидает помещение через окна, двери, крышу и стены. Чтобы обеспечить комфортную температуру внутри дома, необходимо вычислить тепловую мощность, позволяющую компенсировать потери тепла и поддержать оптимальную температуру в помещении.
Потери тепла рассчитываются индивидуально для каждого частного дома. Расчеты можно провести вручную или прибегнув к помощи специальной программы.
Для расчета потерь тепла дома (Q), необходимо тепловые затраты ограждающих конструкций (Qogr.k), расходы на вентиляцию и инфильтрацию (Qv) с учетом бытовых расходов (Qt). Вычисленные потери измеряются в Вт.
С целью вычисления затрат используем следующую формулу:
Q = Qogr.k + Qv — Qt
Определение размера теплопотерь отдельных источников рассмотрим чуть ниже.
Пример расчета теплопотерь дома
Поскольку общие тепловые потери загородного дома складываются из потери тепла окон, дверей, стен, потолка и прочих элементов здания, его формула представляется как сумма данных показателей. Принцип расчета выглядит следующим образом:
Qorg.k = Qpol + Qst + Qokn + Qpt + Qdv
Определить тепловые потери каждого элемента можно учитывая особенности его строения, теплопроводность и коэффициент сопротивления тепла, указанный в паспорте конкретного материала.
Расчет теплопотерь дома сложно рассматривать исключительно на формулах, поэтому мы предлагаем воспользоваться наглядным примером.
Предположим, что дом для которого необходимо провести расчеты расположен в Перми. Температура воздуха в наиболее холодную пятидневку составляет — 38°С, температура грунта — +2°С, желаемая температура внутри помещения — +22°С.
Габариты дома составляют:
- Ширина – 7 м;
- Длина – 9 м;
- Высота – 2,8 м.
Исходя из указанных данных, можно приступить к расчетам.
Вычисление тепловых потерь стен
В расчет тепловой потери стен берется каждый слой ограждающего элемента. К примеру, стена может быть утеплена слоем пенополистирола или минеральной ваты. В таком случае, их показатели рассчитываются по отдельности.
Тепловые потери каждого слоя можно рассчитать по следующей формуле:
Qst = S × (tv – tn) × B × l/k
S – площадь слоя, выраженная в квадратных метрах.
tv – температура, которую владелец дома планирует поддерживать внутри помещения. Единица ее измерения – градусы. Стандартно, берется значение на несколько раз больше желаемого.
tn – средняя температура за 5 дней. В расчет берется самые холодные дни, свойственные для региона. Показатель измеряется в градусах.
к – коэффициент теплопроводности материала.
В – толщина ограждающего слоя. Единица измерения – метры.
l – параметр из таблицы, учитывающей особенности тепловых затрат.
Стены рассматриваемого на примере здания состоят из газобетона, толщиной В = 0,25 м. Его коэффициент (к) составляет 2,87.
I = 1.1
S = 22.21 м2
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 показателей, а теплопотери рассчитываются отдельно.
Теплопотери через окна и двери
Расчет тепловой потери дверей происходит по формуле:
Qdv = Qd × j × H
Qd – теплосопротивление двери.
j – высота здания.
H – коэффициент, который берется из таблицы. Его величина зависит от типа дверей и их месторасположения.
Для расчета теплопотерь окон используется следующая формула:
Qokn = S × dT / R
S – площадь окон в доме.
dT – табличный коэффициент.
R – тепловое сопротивление окна.
При определении теплопотери окон важно учитывать материал ее изготовления.
В нашем здании, установлена одна входная дверь и семь металлопластиковых окна.
Qdv = 2,3 × 2,81 × 1,05 = 6,79 Вт
Qokn = 12 × 0,6/0,44 = 16,36 Вт
Суммарная теплопотеря окон и дверей составит 23 Вт
Расчет теплопотерь потолка и пола
Потери тепла через пол и потолок можно рассчитать, используя следующую формулу:
Qpt/p = kpt/p × Fpt/p(tv — tn)
kpt/p – коэффициент передачи тепла.
Fpt/p – площадь потолка/пола.
Расшифровка остальных показатель приведена выше в других формулах.
Общая площадь пола и потолка составляет 51,52 м. Коэффициент передачи тепла равен 1.
Qpt/p = 1 × 51,52(22+38) = 3151 Вт
Вычисление теплопотерь вентиляции
Вентиляционная система также является источником потери тепла. Через нее холодный воздух попадает в помещение. Общая формула расчета потерь тепла выглядит следующим образом:
Qv = 0.28 × Ln × pv × c × (tv – tn)
Ln – расход воздуха, поступающего из вентиляционной системы (м3/ч).
pv – плотность воздуха (кг/м3).
c – теплоемкость воздуха (кДж/(кг*oC)).
tv – температура в доме (С°).
tn – средняя температура в зимний период времени в регионе (С°).
Показатель Ln берется из технических характеристик вентиляционной системы.
В помещении работает вентиляция с расходом воздуха 3 м3/ч. Показатель Pv равен 1,2. Теплоемкость воздуха составляет 1,005 кДж/(кг*°C)).
Ln = 3 × 51.52 = 154.56
Qv = 0,28 × 154,56 × 1,2 × 1,005 × (22+38) = 3132 Вт
Таким образом, теплопотери через вентиляционную систему составляют 3132 Вт.
Бытовые тепловые поступления
При расчетах бытовых потерь не стоит забывать о том, что от бытовых приборов исходит небольшое тепло. Оно должно учитывать в расчетах.
Опытным путем было доказано, что подобное тепло выделяется не более 10 Вт на 1 м2. Исходя из этого можно составить формулу:
Qt = 10 × Spol
Spol – общая площадь пола.
Для нашего примера бытовые тепловые поступления составят 515 Вт.
Подводя итоги, необходимо рассчитать общие теплопотери дома.
Qorg.k = 877 + 23 + 3151 + 3132 – 515 = 6668 Вт
В качестве рабочего значения можно взять 7000 Вт или 7 кВт. Отметим, что приведенные данные в примере, могут не соответствовать параметрам конкретного дома. Мы приводим их для облегчения самостоятельного расчета.
Основная методика расчета СВО (система воздушного отопления)
Принцип работы СВО заключается в передаче тепла холодному воздуху за счет контактирования с теплоносителем. При этом, основными элементами системы является тепловой генератор и теплопровод.
В помещение воздух подается уже нагретым до определенной температуры (tr) с целью поддержания желаемой температуры (tv). Именно поэтому количество выделяемой энергии должно приравниваться к общим теплопотерям (Q). В данном случае имеет место следующее равенство:
Q = Eot × c × (tr – tv)
С – теплоемкость воздуха, равная 1,005 Дж/(кг*К)
E – расход теплого воздуха для отопления помещения.
Примеры расчетов для СВО
Если СВО используется в качестве вентиляционной системы. При расчетах следует учитывать количество воздуха для вентиляции и отопления. С этой целю выбирают рециркуляционную (РСВО) систему или с частичной циркуляцией (ЧРСВО).
Определение количества воздуха для РСВО
Количество воздуха для РСВО (Eot) определяется как:
Eot = Q/(c × (tr-tv))
По данной формуле определяется исключительно количество теплого воздуха, подаваемого в рециркуляционных системах.
Eot = 7000/(1,005 × (22+38)) = 116
Расчет количества воздуха для ЧРСВО
Для ЧРСВО количество воздуха определяется по формуле:
Erec = Eot × (tr – tn) + Event × pv × (tr – tv)
Eot – количество смешанного воздуха до желаемой температуры
Event – расход воздуха на вентиляцию
Для нашего примера расход воздуха на вентиляцию составит 110 м3/ч
Erec = 116 × (22+38) + 110 × 1.2 × (22+38) = 14880
Определение начальной температуры воздуха
Определение начальной температуры воздуха можно рассчитать по формуле:
tr = tv + Q/c × Event
Обозначение каждого показателя приведено в вышеуказанных формулах.
tr = 22 + 7/1,005 × 110 = 26
Из вышеизложенного следует, что при движении воздуха теряется порядка 4 градусов тепла.
Преимущества заказа проектирования системы воздушного отопления в компании
Проектирование воздушного отопления – сложная задача для неопытного пользователя. Она требует выяснения ряда факторов, самостоятельное определение которых затруднено.
Проектирование воздушных отоплений стоит доверить квалифицированной компании по следующим причинам:
- достоверность каждого показателя;
- выполнение правильных расчетов;
- составление оптимальной схемы расположения системы;
- учет конфигурации и особенностей помещений.
Узнать стоимость проектирования системы воздушного отопления можно позвонив в офис нашей компании по номеру +7 (495) 255-53-39. Для удобства наших клиентов, мы работаем круглосуточно.
Источник: https://antarkom.ru/proektirovanie-vozdushnogo-otopleniya-osnovnye-printsipy-i-primer-rascheta/
Расчет системы отопления частного дома: формулы, справочные
11-04-2017 Отопление
Какие конкретно параметры нуждаются в расчете при проектировании автономной системы отопления? Как выполняется расчет системы отопления частного дома в каждом конкретном случае? В статье мы предоставим в распоряжение читателя все нужные формулы, справочные данные и сопроводим расчеты примерами.
Что считаем
Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?
Что именно нам предстоит считать?
- Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла.
- Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и мощность отопительного прибора в нем.
- Количество расширительного бака.
- Параметры циркуляционного насоса.
В этом порядке и двинемся дальше.
Тепловая мощность
Грубо оценить потребность дома в тепле возможно двумя методами:
Расчет по площади
Эта методика предельно несложна и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Так, дом неспециализированной площадью 100 м2 возможно обогреть 10-киловаттным котлом.
Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как каждая упрощенная схема расчетов, она дает очень приблизительный итог.
Обстоятельств пара:
- Котел прогревает целый количество воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А данный параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
- Окна и двери теряют значительно больше тепла на единицу площади, чем стенки. Хотя бы вследствие того что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
- Климатическая территория также сильно воздействует на теплопотери через ограждающие конструкции. Повышение дельты температур между улицей и помещением в два раза потянет за собой двукратное повышение затрат на отопление.
Расчет по объему с региональными коэффициентами
Как раз в силу перечисленных обстоятельств лучше применять ненамного более сложную, но дающую куда более надежный итог схему расчетов.
- За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.
- На каждое окно в наружной стенке к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.
- Полученный итог умножается на региональный коэффициент:
| Климатическая территория | Коэффициент |
| Краснодарский край, Крым | 0,7 — 0,9 |
| Столичная, Ленинградская области | 1,2 — 1,3 |
| Иркутский, Хабаровский край | 1,5 — 1,6 |
| Якутия, Чукотка | 2,0 |
Давайте как пример заберём тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.
Но сейчас мы оговорим последовательность дополнительных условий:
- Высота его потолков — 3,5 метра.
- Дом имеет 10 двери и 2 окон в наружных стенках.
- Он находится в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, полный минимум — 67,6 С).
Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.
- Внутренний количество отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.
- Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.
- Окна и двери усугубляют обстановку: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.
- Наконец, освежающий климат Верхоянска вынудит нас расширить и без того громадную тепловую мощность отопления еще в два раза: 22400*2=44800 ватт.
Как несложно подметить, отличие с результатом, взятым по первой методике — больше четырехкратной.
Отопительные устройства
Как вычислить отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие данной мощности отопительные устройства?
Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной помещения всецело аналогична вышеприведенной.
К примеру, для помещения площадью 12 м2с двумя окнами в обрисованном нами доме расчет будет иметь таковой вид:
- Количество помещения равен 12*3,5=42 м3.
- Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
- Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
- Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле в два раза. 2720*2=5440 ватт.
Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать тип и количество отопительных конвекторов?
- Производители постоянно указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.
- Для секционных радиаторов нужную информацию в большинстве случаев возможно обнаружить сайтах производителей и дилеров. Там же часто возможно найти калькулятор для пересчета киловатт в секции.
- Наконец, если вы используете секционные радиаторы малоизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей возможно ориентироваться на следующие усредненные значения:
| Тип секции | Тепловая мощность на одну секцию, ватты |
| Чугунная с внутренним оребрением | 160 |
| Чугунная без внутреннего оребрения | 140 |
| Биметаллическая | 180 |
| Алюминиевая | 200 |
В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя значительно чаще употребляются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена весьма приятным образом сочетается с пристойным высокой теплоотдачей и внешним видом.
В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).
Как неизменно, имеется пара тонкостей.
- При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему окажет помощь несложная инструкция: подключайте радиаторы по схеме «снизу вниз».
- Производители показывают тепловую мощность для дельты температур между помещением и теплоносителем в 70 градусов (к примеру, 90/20С). При ее понижении тепловой поток будет падать.
Особенный случай
Часто в качестве отопительных устройств в частных зданиях употребляются самодельные металлические регистры.
Однако: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?
Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:
- Q — тепловой поток;
- Pi — число «пи», принимаемое равным 3,1415;
- Dн — наружный диаметр трубы в метрах;
- L — ее протяженность (также в метрах);
- k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
- Dt — дельта температур, отличие между воздухом и теплоносителем в помещении.
В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, не считая первой, умножается на 0,9, потому, что они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.
Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в помещении 18 С.
- Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
- Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
- Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.
Расширительный бак
И в этом случае имеется две методики расчета — несложная и правильная.
Несложная схема
Несложной расчет несложен донельзя: количество расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.
Откуда забрать значение объема теплоносителя?
Вот пара несложных решений:
- Заполните контур водой, стравите воздушное пространство, а позже слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.
- Помимо этого, грубо количество сбалансированной системы возможно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, при котла мощностью 45 КВт в системе будет приблизительно 45*15=675 литров теплоносителя.
Значит, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в громадную сторону до стандартного значения).
Правильная схема
Более совершенно верно возможно своими руками вычислить количество расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:
- V — искомое значение в литрах.
- Vt — полный количество теплоносителя.
- E — коэффициент расширения теплоносителя.
- D — коэффициент эффективности расширительного бака.
Разумеется, последние два параметра нуждаются в комментариях.
Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей возможно забрать по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):
| Нагрев, С | Расширение, % |
| 30 | 0,75 |
| 40 | 1,18 |
| 50 | 1,68 |
| 60 | 2,25 |
| 70 | 2,89 |
| 80 | 3,58 |
| 90 | 4,34 |
| 100 | 5,16 |
Коэффициент эффективности бачка возможно вычислить по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:
- Pv — большое давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).
- Ps- статическое давление контура (оно же — давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между верхней расположения точкой и уровнем бака контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.
Давайте как пример подсчитаем требования к бачку для следующих условий:
- Перепад высоты между верхней точкой и баком контура равен 5 метрам.
- Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
- Большой нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).
Итак:
- Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.
- Количество теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.
- Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, либо 0,0358.
- Так, минимальный количество бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.
Циркуляционный насос
Как подобрать оптимальные параметры циркуляционного насоса для системы отопления?
Для нас серьёзны два параметра: создаваемый насосом его производительность и напор.
С напором все не просто, а весьма легко: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.
Несложный метод подобрать производительность — умножить количество теплоносителя в системе на 3: контур обязан оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).
Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:
- G — производительность в кубометрах в час.
- Q — мощность котла либо участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
- 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
- Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.
При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна быть равна 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.
Заключение
Сохраняем надежду, что предоставили в распоряжение читателя все нужные материалы. Дополнительную данные о том, как выполняется расчет отопления в частном доме, возможно отыскать в прикрепленном видео. Удач!
Источник: http://uchebniksantehnika.ru/otoplenie/raschet-sistemy-otopleniia-chastnogo-doma-formuly-spravochnye.html
Пошаговая методика расчета вентиляции
Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика.
Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа.
Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.
Этапы
Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:
- Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
- Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
- Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
- Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.
Расчёт выбросов
Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:
- Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
- Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:
| Тепловыделения, Дж | |
| Двигатель электрический | N – мощность двигателя по номиналу, Вт;K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9k2η — коэффициент работы в одно время 0,5-1. |
| Приборы освещения | |
| Человек | n – расчётное число людей для этого помещения;q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы. |
| Поверхность бассейна | V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с;Т – температура воды, 0СF – площадь водного зеркала, м2 |
| Влаговыделение, кг/ч | |
| Водная поверхность, например бассейн | Р — коэффициент массоотдачи;F-площадь поверхности испарения, м2;Рн1, Рн2 — парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па;РБ – давление барометрическое. Па. |
| Мокрый пол | F — площадь мокрой поверхности пола, м2;tс, tм – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру,0С. |
Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.
Вычисление воздухообмена
Специалисты используют две основные схемы:
- По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
- Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».
Способ №1
Единица измерения — м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:
L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где
K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м3; Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.
Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.
Таблица выбора размеров вентиляционных решёток
Способ №2
При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:
где ΣQ — сумма тепловыделений от всех источников, Вт; с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К); tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С; tnp — температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:
где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне,0С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.
Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:
где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.
Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:
L=k×V, где
k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V — объём помещения, м3.
Расчёт сечения
Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м2. Её можно посчитать по формуле:
где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.
Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.
Расчёт потерь давления
Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:
где ג – сопротивление трению, определяется, как:
Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:
где a,b – размеры сторон канала, м.
Мощность напора и двигателя
Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.
H = P + Pд.
Мощность электрического двигателя вентилятора:
Подбор калорифера
Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:
- Qв – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
- Fk – определение поверхности нагрева для калорифера.
Расчёт гравитационного давления
Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.
Подбор оборудования
По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры — исходя из тепловых запросов системы.
Ошибки при проектировании
На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.
Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм.
Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия.
Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.
Пример проекта
Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.
ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством.
Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.
Источник: https://m-e-g-a.ru/ventilyatsiya/poshagovaya-metodika-rascheta-ventilyatsii
Воздушное отопление (Подбор тепловентиляторов)
Предлагаем воспользоваться формулой подбора тепловентиляторов (воздушного отопления) для своего объекта
Для определения оптимального количества отопительно-вентиляционных аппаратов (тепловентиляторов), необходимых для обогрева помещения и поддержания в нем заданной температуры, следует определить тепловую мощность, достаточную для компенсации тепловых потерь помещения через стены, пол, крышу, окна, въездные ворота и пр.
При определении тепловой мощности необходимо, кроме теплопотерь, учитывать теплопоступления, например, от работающих внутри машин, оборудования, а также людей. Вполне возможно, что в помещении уже есть отопительные приборы или имеется приточная вентиляция. Естественно, что это следует обязательно учитывать при расчёте тепловой мощности.
Теплопотери помещения зависят, главным образом, от: — расчетной наружной температуры — требуемой (заданной) температуры внутри помещения — типа и толщины материалов, из которых выполнены строительные перегородкиНиже приведён упрощенный способ расчёта тепловой мощности, позволяющий быстро определить количество отопительно-вентиляционных аппаратов (тепловентиляторов), необходимых для обогрева помещения. Расчетные внутренние температуры [°C]: -склады без постоянного обслуживания, гаражи + 5 -склады, помещения высотного складирования +12 -производственные цеха, общественные здания +18
Расчетные наружные температуры [°С]:
Санкт-Петербург -26, Владивосток -24, Екатеринбург -35, Иркутск -37, Казань -32, Калининград -18, Краснодар -19, Красноярск -40, Москва -28, Нижний Новгород -30, Новгород -27, Новосибирск -39, Новороссийск -13, Ростов -22, Самара -30,
Тюмень -37, Якутск -55
Так же Вы можете посмотреть и скачать технические характеристики по ссылкам Тепловентилятор Heater и Тепловая завеса Guard.
Формула расчёта тепловентиляторов (воздушное отопление):
1) Вычисляем необходимую тепловую мощность, используя вспомогательные данные:
-Расчетные внутренние температуры или индивидуальные параметры -Расчетные наружные температуры Используем формулу: Q = [qv * VB * (tвнутр — tнаруж)] * 0,001 где: Q — суммарная тепловая мощность тепловентиляторов, необходимых для отопления данного объекта [кВт] qv — удельная мощность нагрева, в зависимости от объема объекта и приблизительной изолирующей способности строительных перегородок [Вт/(м3К)] — (от 0,4 до 1,6) VB — объем здания (дл. x шир. x выс.), [м3] tвнутр — заданная, требуемая температура внутри здания tнаруж — расчетная наружная температура
2) При известном значении Q определяем Q1 — тепловую мощность одного тепловентилятора при определенных рабочих параметрах теплоносителя.
3) Подставляем значения Q и Q1 , и получаем приблизительное количество тепловентилятов (n) необходимых для обогрева помещения
n = Q/Q1 где: n — требуемое количество аппаратов (тепловентиляторов), Q — необходимая тепловая мощность [кВт], Q1 — тепловая мощность одного тепловентилятора [кВт].
Определенное таким образом количество тепловентиляторов является приблизительным. В некоторых случаях необходимо составить детальный тепловой баланс здания, который должен быть выполнен специализированной проектной фирмой.
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТЕПЛОВЕНТИЛЯТОРА
- Тепловентилятор
- Клапан с сервоприводом
- Клапан спуска воздуха
- Шаровый кран
- Фильтр грубой очистки
- Циркуляционный насос
- Котел
РЕКОМЕНДАЦИИ
Рекомендуется устанавливать двухходовой клапан на возвратном трубопроводе.
Термостат и программируемый контроллер температуры должны быть установлены в таком месте, где температура воздуха наиболее типична для всего объёма помещения.
Следует избегать мест подверженных воздействию солнечного излучения, тепловых потоков, электромагнитных волн и т.п.
Нельзя подключать к одному регулятору частоты вращения более одного аппарата, т.к. это может привести к выходу регулятора из строя.
Вы в любой момент можете связаться с нами, чтобы задать интересующие Вас вопросы нашим квалифицированным специалистам или сделать заказ.
Источник: http://EuroClimate-nn.ru/articles/vozdushnoe-otoplenie-podbor-teploventilyatorov/
Расчёт отопления и вентиляции
Производственный корпус имеет площадь 2940 м2 и высоту 4,8 м. Объём корпуса 14112 м3.
Расчетная температура наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) -31 °С; средняя температура наружного воздуха за отопительный период (период с температурой ниже 8 °С) -4,8 °С; продолжительность отопительного сезона 228 сут. Усредненная температура внутреннего воздуха здания равна 20 °С.
4.1 Определение количества теплоты на отопление.
Количество теплоты, ГДж (Гкал), за расчетный период (месяц, квартал, год) в общем случае определяется по формуле:
, (4.1)
где a — поправочный коэффициент, учитывающий район строительства здания, принимается по табл. 2 Прил. 1[10];
qо — удельная отопительная характеристика здания при tо = -30 °С, Вт/(м3·°С) [ккал/(м3·ч·°С)], принимается: для жилых зданий по таблицам 3 ÷ 5, для общественных зданий по табл. 6, для производственных зданий по табл. 7 Прил. 1[10];
VН — объем здания по наружному обмеру выше отметки ±0,000 (надземная часть), м3[10];
knm — повышающий коэффициент для учета потерь теплоты теплопроводами, проложенными в неотапливаемых помещениях, принимается в соответствии со СНиП 2.04.05-91* [4], равным 1,05;
tm — средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С;
24 — продолжительность работы системы отопления в сутки, ч;
3,6 — переводной коэффициент.
1. Находим наружный объем надземной части отапливаемого здания Vн:
Vн = 14112 м3
2. По табл. 3 Прил. 1 находим табличное значение удельной отопительной характеристики qо, для здания объемом 14112 м3, равное 0,244 Вт/(м3·°С) [0,21 ккал/(ч·м3·°С)]; по табл. 2 находим значение поправочного коэффициента a, равное 0,99[10].
Коэффициент потерь тепла подводящими трубопроводами, проложенными в неотапливаемых помещениях, kтп, принимаем равным 1,05.
3. Определяем для рассматриваемого здания годовое количество тепла по формуле (4.1):
4.2 Определение количества теплоты на вентиляцию.
Расчетный расход теплоты на вентиляцию, Вт [ккал/ч], определятся по формуле для укрупненных расчетов:
, (4.2)
где Vн — объем здания по наружному обмеру, м3;
qv — удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м3·°С) [ккал/(ч·м3·°С)], принимается по расчету;
tо — расчетная температура наружного воздуха, °С.
Количество теплоты, кДж [ккал], требуемое для вентиляции здания за расчетный период определяется по формуле:
, (4.3)
где tm — средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С;
nv — усредненное число часов работы системы вентиляции в течение сут.;
Zv — продолжительность работы системы вентиляции за расчетный период.
1. Определяем величину удельной вентиляционной характеристики по табл. 6 Прил. 1[10]: qv = 0,454 Вт/(м3·°С).
Находим среднюю температуру внутреннего воздуха для кинотеатра по табл. 1 Прил. 1[10] равную 20 °С.
2. Определяем максимальный тепловой поток на вентиляцию по формуле (4.2):
3. Определяем годовое количество теплоты, требуемое на вентиляцию по формуле (4.3):
Часовой объем приточного воздуха, м3/ч, необходимого для понижения концентрации углекислого газа в помещении, определим по нормируемой кратности воздухообмена.
Q =, (4.4 )
где k = 2 м/ч– кратность воздухообмена;
V =14112 м3 – объем помещения.
м3/ч
2.3.2 Определение количества вытяжных шахт
Площадь сечения вытяжных шахт (м2) находим по формуле [ 9 ]
F = Q/(3600·vв.ш.), (4.5)
где vв.ш. – скорость движения воздуха в вытяжной шахте.
Скорость воздуха
(4.6)
где h = 4 м – высота вытяжной шахты;
tв = 20ºС – расчетная температура внутри помещения;
tн.в. = — 31ºС – расчетная зимняя вентиляционная температура наружного воздуха.
Площадь сечения вытяжных шахт
Сечение одной шахты f = 0,625 м2 [2]
Количество вытяжных шахт:
(4.7)
Принимаем 7 шахт с площадью сечения 250х250 мм.
2.3.3 Выбор вентилятора.
Определим подачу вентилятора.
, (4.8)
где Q = 28224 м3/ч – воздухообмен помещения.
Напор вентилятора, обеспечивающий преодоление сопротивления в вентиляционном трубопроводе, Па.
, (4.9)
где НТ – потери напора в трубопроводе;
hмс — потери напора от местных сопротивлений.
, (4.10)
где l=0,02…0,03 – коэффициент трения воздуха в трубопроводе;
l и d – длина и диаметр трубопровода;
u — скорость движения воздуха в трубопроводе;
r=1,213 кг/м3 – плотность воздуха.
Па
, (4.11)
где åx — сумма коэффициентов местных сопротивлений отдельных участков приточной системы.
Па
Па
Определим требуемую мощность, кВт, на валу электродвигателя для вентилятора.
, (4.12)
где hв =0,95 – КПД подшипников вентилятора;
hпер =1 – КПД перпедачи.
Так как необходимая мощность двигателя для вентилятора мала, выбираем ближайшее, большее значение.
Технические данные вентилятора приведены в таблице 4.1. Производительность вентилятора больше необходимой, поэтому в шахту ставим регулирующую заслонку.
Таблица 4.1 — Технические данные вентилятора
| Тип | Рндв, кВт | Частота вращения, об/мин | Производительность,×103 м3/ч | Полное давление, Па | Диаметр рабочего колеса, мм | Масса, кг |
| 4АМ112МА6 | 28-37 | 207-136 | 105,5 |
Источник: https://infopedia.su/16x1a31.html
Загрузка...
