Расчет отопительных приборов


Расчет батарей отопления на площадь: методика + встроенный калькулятор

Один из наиболее важных вопросов создания комфортных условий проживания в доме или квартире – это надежная, правильно рассчитанная и смонтированная, хорошо сбалансированная система отопления. Именно поэтому создание такой системы – главнейшая задача при организации строительства собственного дома или при проведении капитального ремонта в квартире многоэтажки.

Несмотря на современное разнообразие систем отопления различных типов, лидером по популярности все же остается проверенная схема: контуры труб с циркулирующим по ним теплоносителем, и приборы теплообмена – радиаторы, установленные в помещениях. Казалось бы – все просто, батареи стоят под окнами и обеспечивают требуемый нагрев… Однако, необходимо знать, что теплоотдача от радиаторов должна соответствовать и площади помещения, и целому ряду других специфических критериев. Теплотехнические расчеты, основанные на требованиях СНиП – достаточно сложная процедура, выполняемая специалистами. Тем не менее, можно выполнить ее и своими силами, естественно, с допустимым упрощением. В настоящей публикации будет рассказано, как самостоятельно провести расчет батарей отопления на площадь обогреваемого помещения с учетом различных нюансов.

Расчет батарей отопления на площадь

Но, для начала, нужно хотя бы бегло ознакомиться с существующими радиаторами отопления – от их параметров во многом будут зависеть и результаты проводимых расчетов.

Кратко о существующих типах радиаторов отопления

Современный ассортимент радиаторов, представленных в продаже, включает следующие их виды:

  • Стальные радиаторы панельной или трубчатой конструкции.
  • Чугунные батареи.
  • Алюминиевые радиаторы нескольких модификаций.
  • Биметаллические радиаторы.
Стальные радиаторы

Этот тип радиаторов не снискал себе особой популярности, несмотря на то, что некоторым моделям придается весьма элегантное дизайнерское оформление. Проблема в том, что недостатки таких приборов теплообмена существенно превышают их достоинства – невысокую цену¸ относительно небольшую массу и простоту монтажа.

Стальные радиаторы отопления имеют немало недостатков

Тонкие стальные стенки таких радиаторов недостаточно теплоёмки – быстро нагреваются, но и столь же стремительно остывают. Могут возникнуть проблемы и при гидравлических ударах – сварные соединения листов иногда дают при этом течь. Кроме того, недорогие модели, не имеющие специального покрытия, подвержены коррозии, и срок службы таких батарей невелик – обычно производители дают им довольно небольшую по длительности эксплуатации  гарантию.

В подавляющем большинстве случаев стальные радиаторы представляют собой цельную конструкцию, и варьировать теплоотдачу изменением числа секций не позволяют. Они имеют паспортную тепловую мощность, которую сразу же нужно выбирать, исходя из площади и особенностей помещения, где они планируются к установке. Исключение – некоторые трубчатые радиаторы имеют возможность изменения количества секций, но это обычно делается под заказ, при изготовлении, а не в домашних условиях.

Чугунные радиаторы

Представители этого типа батарей наверняка знакомы каждому еще с раннего детства – именно такие гармошки устанавливались ранее буквально повсеместно.

Знакомый всем с детских лет чугунный радиатор МС-140-500

Возможно, такие батареи МС-140—500 и не отличались особым изяществом, но зато верно служили не одному поколению жильцов. Каждая секция подобного радиатора обеспечивала теплоотдачу в 160 Вт. Радиатор сборный, и количество секций, в принципе, ничем не ограничивалось.

Современные чугунные батареи отопления

В настоящее время в продаже немало современных чугунных радиаторов. Их уже отличает более элегантный внешний вид, ровные гладкие наружные поверхности, которые облегчают уборку. Выпускаются и эксклюзивные варианты, с интересным рельефным рисунком чугунного литься.

При всем этом, такие модели в полной мере сохраняют основные достоинства чугунных батарей:

  • Высокая теплоемкость чугуна и массивность батарей способствуют длительному сохранению и высокой отдаче тепла.
  • Чугунные батареи, при правильной сборке и качественном уплотнении соединений, не боятся гидроударов, перепадов температур.
  • Толстые чугунные стенки мало восприимчивы к коррозии и к абразивному износу.  Может использоваться практически любой теплоноситель, так что такие батареи одинаково хороши и для автономной, и для центральной систем отопления.

Если не принимать в расчёт внешние данные старых чугунных батарей, то из недостатков можно отметить хрупкость металла (недопустимы акцентированные удары), относительную сложность монтажа, связанную в больше мере с массивностью. Кроме того, далеко не любые стеновые перегородки смогут выдержать вес таких радиаторов.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы, появившись сравнительно недавно, очень быстро завоевали популярность. Они относительно недороги, имеют современный, достаточно элегантный внешний вид, обладают отменной теплоотдачей.

При выборе алюминиевых радиаторов нужно учитывать некоторые важные нюансы

Качественные алюминиевые батареи способны выдерживать давление в 15 и более атмосфер, высокую температуру теплоносителя – порядка 100 градусов. При этом тепловая отдача от одной секции у некоторых моделей достигает порой 200 Вт. Но при этом они небольшой массой (вес секции – обычно до 2 кг) и не требуют большого объема теплоносителя (емкость – не более 500 мл).

Алюминиевые радиаторы представлены в продаже как наборными батареями, с возможностью изменения количества секций, так и цельными изделиями, рассчитанными на определенную мощность.

Недостатки алюминиевых радиаторов:

  • Некоторые типы весьма подвержены кислородной коррозии алюминия, с высоким риском газообразования при этом. Это предъявляет особы требования к качеству теплоносителя, поэтому такие батареи обычно устанавливают в автономных системах отопления.
  • Некоторые алюминиевые радиаторы неразборной конструкции, секции которых изготавливаются по технологии экструзии, могут при определенных неблагоприятных условиях дать течь на соединениях. При этом провести ремонт – попросту невозможно, и придется менять всю батарею в целом.

Изо всех алюминиевых батарей самые качественные – изготовленные с применением анодного оксидирования металла. Этим изделиям практически не страшна кислородная коррозия.

Внешне все алюминиевые радиаторы примерно похожи, поэтому необходимо очень внимательно читать техническую документацию, делая выбор.

Биметаллические радиаторы отопления

Подобные радиаторы по своей надежности оспаривают первенство с чугунными, а по тепловой отдаче – с алюминиевыми. Причина тому заключается в их особой конструкции.

Строение биметаллического радиатора отопления

Каждая из секций состоит из двух, верхнего и нижнего, стальных горизонтальных коллекторов (поз. 1), соединенных таким же стальным вертикальным каналом (поз.2). Соединение в единую батарею производится высококачественными резьбовыми муфтами (поз. 3). Высокая теплоотдача обеспечивается наружной алюминиевой оболочкой.

Стальные внутренние трубы выполнены из металла, которые не подвержен коррозии или имеет защитное полимерное покрытие. Ну а алюминиевый теплообменник ни при каких обстоятельствах не контактирует с теплоносителем, и коррозия ему абсолютно не страшна.

Таким образом, получается сочетание высокой прочности и износоустойчивости с отличными теплотехническими показателями.

Цены на популярные радиаторы отопления

Такие батареи не боятся даже очень больших скачков давления, высоких температур. Они, по сути, универсальны, и подходят для любых систем отопления, правда, наилучшие эксплуатационные характеристики они все же показывают в условиях высокого давления центральной системы – для контуров с естественной циркуляцией они малопригодны.

Пожалуй, единственных их недостаток – высокая цена по сравнению с любыми другими радиаторами.

Для удобства восприятия размещена таблица, в которой приведены сравнительные характеристики радиаторов. Условные обозначения в ней:

  • ТС – трубчатые стальные;
  • Чг – чугунные;
  • Ал – алюминиевые обычные;
  • АА – алюминиевые анодированные;
  • БМ – биметаллические.

 ЧгТСАлААБМ
Давление максимальное (атмосфер)
рабочее6-96-1210-2015-4035
опрессовочное12-15915-3025-7557
разрушения20-2518-2530-5010075
Ограничение по рН (водородному показателю)6,5-96,5-97-86,5-96,5-9
Подверженность коррозии под воздействием:
кислороданетданетнетда
блуждающих токовнетдаданетда
электролитических парнетслабоеданетслабое
Мощность секции при h=500 мм; Dt=70 ° , Вт16085175-200216,3до 200
Гарантия, лет1013-10303-10

Видео: рекомендации по выбору радиаторов отопления

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет батарея биметаллическая

Как рассчитать нужное количество секций радиатора отопления

Понятно, что установленный в помещении радиатор (один или несколько) должен обеспечить прогрев до комфортной температуры и компенсировать неизбежные теплопотери, независимо от погоды на улице.

Базовой величиной для вычислений всегда выступает площадь или объем комнаты. Сами по себе профессиональные расчеты – весьма сложны, и учитывают очень большое число критериев. Но для бытовых нужд можно воспользоваться упрощенными методиками.

Самые простые способы расчета

Принято считать, что для создания нормальных условий в стандартном жилом помещении достаточно 100 Вт на квадратный метр площади. Таким образом, следует всего лишь вычислить площадь комнаты и умножить ее на 100.

Q = S × 100

Q– требуемая теплоотдача от радиаторов отопления.

S– площадь обогреваемого помещения.

Если планируется установка неразборного радиатора, то это значение и станет ориентиром для подбора необходимой модели. В случае, когда будут устанавливаться батареи, допускающие изменение количества секций, следует провести еще один подсчет:

N = Q/ Qус

N– рассчитываемое количество секций.

Qус – удельная тепловая мощность одной секции. Эта величина в обязательном порядке указывается в техническом паспорте изделия.

Как видите, расчеты эти чрезвычайно просты, и не требуют каких-либо особых знаний математики – достаточно рулетки чтобы измерить комнату и листка бумаги для вычислений. Кроме того, можно воспользоваться и таблицей, расположенной ниже – там приведены уже рассчитанные значения для комнат различной площади и определённых мощностей обогревательных секций.

Таблица секции

Однако, нужно помнить, что эти значения – для стандартной высоты потолка (2,7 м) многоэтажки. Если высота комнаты иная, то лучше просчитать количество секций батареи, исходя из объема помещения. Для этого применяется усредненный показатель – 41 Вт тепловой мощности на 1 м³ объема в панельном доме, или 34 Вт – в кирпичном.

Q = S × h× 40 (34)

где h – высота потолка над уровнем пола.

Дальнейший расчет – ничем не отличается от представленного выше.

Подробный расчет  с учетом особенностей помещения

А теперь перейдем к более серьезным расчетам. Упрощенная методика вычисления, приведенная выше, может преподнести хозяевам дома или квартиры «сюрприз». Когда установленные радиаторы не будут создавать в жилых помещениях требуемого комфортного микроклимата. И причина тому – целый перечень нюансов, которых рассмотренный метод просто не учитывает. А между тем, подобные нюансы могут иметь весьма важное значение.

Итак, за основу вновь берется площадь помещения и всё те же 100 Вт на м². Но сама формула уже выглядит несколько иначе:

Q = S × 100 × А × В × С × D× Е × F× G× H× I× J

Буквами от А до J условно обозначены коэффициенты, учитывающие особенности помещения и установки в нем радиаторов. Рассмотрим их по порядку:

А – количество внешних стен в помещении.

Понятно, что чем выше площадь контакта помещения с улицей, то есть, чем больше в комнате внешних стен, тем выше общие теплопотери. Эту зависимость учитывает коэффициент А:

  • Одна внешняя стена – А = 1,0
  • Две внешних стены – А = 1,2
  • Три внешний стены – А = 1,3
  • Все четыре стены внешние – А = 1,4

В – ориентация помещения по сторонам света.

Максимальные теплопотери всегда в комнатах, в которые не поступает прямого солнечного света. Это, безусловно, северная сторона дома, и сюда же можно отнести восточную – лучи Солнца здесь бывают только по утрам, когда светило еще «не вышло на полную мощность».

Прогреваемость помещений во многом зависит от их расположения относительно сторон света

Южная и западная стороны дома всегда прогреваются Солнцем значительно сильнее.

Отсюда – значения коэффициента В:

  • Комната выходит на север или восток – В = 1,1
  • Южная или западная комнаты – В = 1, то есть, может не учитываться.

С – коэффициент, учитывающий степень утепленности стен.

Понятно, что теплопотери из отапливаемого помещения будут зависеть от качества термоизоляции внешних стен. Значение коэффициента С принимают равным:

  • Средний уровень — стены выложены в два кирпича, или предусмотрено их поверхностное утепление другим материалом – С = 1,0
  • Внешние стены не утеплены – С = 1,27
  • Высокий уровень утепления на основе теплотехнических расчетов – С = 0,85.

D – особенности климатических условий региона.

Естественно, что нельзя равнять все базовые показатели требуемой мощности обогрева «под одну гребенку» — они зависят и от уровня зимних отрицательных температур, характерного для конкретной местности. Это учитывает коэффициент D. Для его выбора берутся средние температуры самой холодной декады января – обычно это значение несложно уточнить в местной гидрометеорологической службе.

  • — 35 °С и ниже – D= 1,5
  • — 25  ÷ — 35 °С – D= 1,3
  • до – 20 °С – D= 1,1
  • не ниже – 15 °С – D= 0,9
  • не ниже – 10 °С – D= 0,7

Е – коэффициент высоты потолков помещения.

Как уже говорилось, 100 Вт/м² — это усредненное значение для стандартной высоты потолков. Если она отличается, следует ввести поправочный коэффициент Е:

  • До 2,7 м – Е = 1,0
  • 2,8 – 3,0 м – Е = 1,05
  • 3,1 – 3,5 м – Е = 1,1
  • 3,6 – 4,0 м – Е = 1,15
  • Более 4,1 м – Е = 1,2

F– коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного выше

Устраивать систему отопления в помещениях с холодным полом – бессмысленное занятие, и хозяева всегда в этом вопросе принимают меры. А вот тип помещения, расположенного выше, часто от них никак не зависит. А между тем, если сверху жилое или утепленное помещение, то общая потребность в тепловой энергии значительно снизится:

  • холодный чердак или неотапливаемое помещение – F= 1,0
  • утепленный чердак (в том числе – и утепленная кровля) – F= 0,9
  • отапливаемое помещение – F= 0,8

G– коэффициент учета типа установленных окон.

Различные оконные конструкции подвержены теплопотерям неодинаково. Это учитывает коэффициент G:

  • обычные деревянные рамы с двойным остеклением – G= 1,27
  • окна оснащены  однокамерным стеклопакетом (2 стекла) – G= 1,0
  •  однокамерный стеклопакет с аргоновым заполнением или двойной стеклопакет (3 стекла) — G= 0,85

Н – коэффициент площади остекления помещения.

Общее количество теплопотерь зависит и от суммарной площади окон, установленных в помещении. Эта величина рассчитывается на основании отношения площади окон к площади помещения. В зависимости от полученного результата находим коэффициент Н:

  • Отношение менее 0,1 – Н = 0,8
  • 0,11 ÷ 0,2 – Н = 0,9
  • 0,21 ÷ 0,3 – Н = 1,0
  • 0,31÷ 0,4 – Н = 1,1
  • 0,41 ÷ 0,5 – Н = 1,2

I– коэффициент, учитывающий схему подключения радиаторов.

От того, как подключены радиаторы к трубам подачи и обратки, зависит их теплоотдача. Это тоже следует учесть при планировании установки и определения нужного количества секций:

Схемы врезки радиаторов в контур отопления

  • а – диагональное подключение, подача сверху, обратка снизу – I = 1,0
  • б – одностороннее подключение, подача сверху, обратка снизу – I = 1,03
  • в – двустороннее подключение, и подача, и обратка снизу – I = 1,13
  • г – диагональное подключение, подача снизу, обратка сверху – I = 1,25
  • д – одностороннее подключение, подача снизу, обратка сверху – I = 1,28
  • е – одностороннее нижнее подключение обратки и подачи – I = 1,28

J– коэффициент, учитывающий степень открытости установленных радиаторов.

Многое зависит и от того, насколько установленные батареи открыты для свободного теплообмена с воздухом помещения. Имеющиеся или искусственно созданные преграды способны существенно снизить теплоотдачу радиатора. Это учитывает коэффициент J:

На теплоотдачу батарей влияет место и способ их установки в помещении

а – радиатор расположен открыто на стене или не прикрыт подоконником – J= 0,9

б – радиатор прикрыт сверху подоконником или полкой – J= 1,0

в – радиатор прикрыт сверху горизонтальным выступом стеновой ниши – J= 1,07

г – радиатор сверху прикрыт подоконником, а с фронтальной стороны — частично прикрыт декоративным кожухом – J= 1,12

д – радиатор полностью прикрыт декоративным кожухом  – J= 1,2

  ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰   ⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰⃰

Ну вот, наконец, и все. Теперь можно подставлять в формулу нужные значения и соответствующие условиям коэффициенты, и на выходе получится требуемая тепловая мощность для надежного обогрева помещения, с учетом все нюансов.

После этого останется или подобрать неразборный радиатор с нужной тепловой отдачей, или же разделить вычисленное значение на удельную тепловую мощность одной секции батареи выбранной модели.

Наверняка, многим такой подсчет покажется чрезмерно громоздким, в котором легко запутаться. Для облегчения проведения вычислений предлагаем воспользоваться специальным калькулятором – в него уже заложены все требуемые величины. Пользователю остается лишь ввести запрашиваемые исходные значения или выбрать из списков нужные позиции. Кнопка «рассчитать» сразу приведет к получению точного результата с округлением в большую сторону.

Калькулятор для точного расчета радиаторов отопления

Перейти к расчётам

Автор публикации, и он же – составитель калькулятора, надеется, что посетитель нашего портала получил полноценную информацию и хорошее подспорье для самостоятельного расчета.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать электрокотел

otoplenie-expert.com

6. Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет приборов заключается в определении требуемого номинального теплового потока, марки панельного радиатора или конвектора и числа секций или колонок секционного и трубчатого радиаторов. Расчет отопительных приборов проводят по рекомендациям ООО «ВИТАТЕРМ». Технические характеристики отопительного принимают для прибора с межосевым расстоянием 500 мм (кроме конвектора).

Требуемый номинальный тепловой поток прибора , Вт, определяется по формуле

, (11)

где Qпр – требуемая теплоотдача прибора, Вт;

- комплексный коэффициент приведения к номинальным условиям.

Теплоотдача прибора Qпр , Вт, рассчитывается по формуле

Qпр = Qп – Qтр, (12)

где Qп – теплопотери помещения, определяемые в расчете теплового баланса (из таблицы 3) Вт;

Qтр – суммарная теплоотдача труб, проложенных в пределах помещения, Вт.

В курсовой работе полезная теплоотдача труб Qтр, Вт, принимается в долях от тепловых потерь помещения: в двухтрубной вертикальной системе отопления для верхнего этажа теплоотдача труб составляет 5% от тепловых потерь помещения и 15% для остальных этажей; при поквартирной разводке в конструкции пола - принимается 5% от тепловых потерь помещения.

Комплексный коэффициент приведения к номинальным условиям определяется по формуле

, (13)

где n, m, с – эмпирические числовые показатели, учитывающие влияние схемы движения теплоносителя на тепловой поток и коэффициент теплопередачи прибора, приводятся в рекомендациях ООО «ВИТАТЕРМ» при наиболее оптимальной схеме движения воды «сверху вниз»;

p – коэффициент учитывает направления движения теплоносителя в приборе;

b – коэффициент учета атмосферного давления в данной местности [3];

Δt – разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха в помещении;

Gпр – расход воды через прибор, кг/ч.

Разность температур в приборе определяется по формуле

, (14)

где tвх, tвых – температура воды, входящей в прибор и выходящей из него, ºС, для двухтрубной водяной системы отопления со стальными трубами следует принять tвх=95 ºС, tвых=70 ºС; с разводкой из полимерных труб температура выбирается в зависимости от характеристики их материала. Для металлополимерных труб tвх=90 ºС и tвых=70 ºС; для полипропиленовых tвх=85 ºС и tвых=65 ºС.

Расход воды через отопительный прибор , кг/ч, определяется по формуле

, (15)

где – теплопотери помещения из таблицы 3, Вт;

β1 – коэффициент зависящий от шага номенклатурного ряда прибора;

β2 – коэффициент зависящий от вида прибора и способа установки.

Оба коэффициента выбираются по таблице [3].

Количество секций отопительного прибора определяется по формуле

, (16)

где - номинальный тепловой поток одной секции, Вт, приводится в рекомендации по расчету отопительного прибора, таблица[3];

- коэффициент, характеризующий зависимость теплопередачи радиатора от количества секций, таблица [3].

Тепловой расчет отопительных приборов следует выполнить в табличной форме.

Таблица 4 - Тепловой расчет отопительных приборов

№ стояка, № помещения

Теплопотери помещения Qрасч, Вт

Теплоотдача труб Qтр, Вт

Требуемая теплоотдача прибора Qпр, Вт

Коэффициент β1

Коэффициент β2

Температура воздуха в помещении tв, 0С

Температура воды на входе в прибор tвх, 0С

Температура воды на выходе из прибора tвых, 0С

Температурный напор Δt, 0С

Расход воды через прибор Gпр, кг/ч

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Коэффициент n

Коэффициент m

Коэффициент с

Коэффициент ψ

Коэффициент b

Коэффициент φк

Требуемый номинальный тепловой поток Qнт, Вт

Коэффициент β3

Номинальный тепловой поток одной секции qну

или прибора

Количество секций или типприбора

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Продолжение таблицы 4

studfiles.net

4 Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления

Тепловой расчет системы отопления заключается в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя, температуры воздуха в отапливаемом помещении, диаметра труб по результатам гидравлического расчета.

Поверхность отопительного прибора должна обеспечить необходимый тепловой поток от теплоносителя к воздуху помещения, равный теплопотерям помещения за вычетом теплоотдачи проложенных в них теплопроводов.

Методы расчета и подбора отопительных приборов приведены в [6].

4.1 Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор tвх , 0С, количества теплоносителя, проходящего через прибор Gпр, кг/ч, и величины тепловой нагрузки прибора Qпр, Вт.

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности:

а) Вычерчивается расчетная схема стояка, принимается тип отопительного прибора и место установки, схема подачи теплоносителя в прибор, конструкция узла прибора. На расчетной схеме проставляются диаметры труб, тепловая нагрузка прибора, равная теплопотерям данного помещения, Qт.п., Вт.

б) Рассчитывается общее количество воды, кг/ч, циркулирующей по стояку, по формуле:

(4.1)

где - коэффициент учета дополнительного теплового потока, (для данного вида отопительных приборов= 1,02);

- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений, принимаемый по таблице 4.1;

с =4,187 кДж/(кг.оС) удельная массовая теплоемкость воды;

–суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт.

Таблица 4.1 - Коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений

Наименование отопительного прибора

Коэффициент учета, у наружной стены, в том числе под световыми проемами

Радиатор чугунный секционный

1,02

Рекомендуемые диаметры трубопроводов узла нагревательных приборов приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Рекомендуемые диаметры трубопроводов узла нагревательного прибора

Наименование узла стояка

Диаметр труб Dу, мм

стояка

замыкающего участка

подводки

1

3

4

5

Этажестояк со смещенным обходным участком

15

20

25

15

20

20

15

20

25/20

Этажестояк с осевым замыкающим участком и краном типа КРП

15

20

15

15

15

20

Этажестояк проточный

15

20

-

-

15

20

То же

15

20

15

20

15

20

Узел верхнего этажа при нижней разводке и кране типа КРП

15

20

15

15

15

20

То же

15

20

15

20

15

20

Тепловая нагрузка Qст, Вт и общее количество воды Gст, кг/ч, циркулирующей по стояку, сведены в таблицу 4.3.

Например: Qст1 определяется суммированием теплопотерь в помещениях 101, 201, 301; Qст2 - в помещениях 102, 202, 302.

Таблица 4.3 - Сводная таблица расчета расхода воды в стояках

№ ст

Qст, Вт

Gст, кг/ч

1

2

3

Qст

Gст

В данном курсовомпроекте проводим оценочный расчет нагревательных приборов.

Расчетная наружная площадь поверхности отопительного прибора, м2, определяется по формуле:

(4.2)

гдеQпр – тепловая нагрузка на прибор, Вт, Qпр=Qпом;

qном – усредненное значение номинальной плотности теплового потока, Вт/м2:

- для радиаторов чугунных - qном=595,Вт/м2.

Расчетное количество секций радиаторов по помещению (стояку) определяется по формуле:

(4.3)

где а1 – площадь одной секции радиатора марки М140-АО (ГОСТ 8690-75), м2,а1 = 0,254 м2;

3 - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе; 3 =;

4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении; 4 = 1.

Таблица 4.4 - Значения поправочного коэффициента β3, учитывающего число секций в одном радиаторемарки МС 140-АО

Число секций

до 15

15-20

21

β3

1,0

0,98

0,96

При округлении дробного числа элементов приборов любого типа до целого допускается уменьшать их расчетную площадь Апр не более чем на 5% (0,1 м2). При других условиях принимается ближайший нагревательный прибор.

Результаты расчетов отопительных приборов каждого стояка системы водяного отопления сведены в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 - Результаты расчета отопительных приборов системы водяного отопления

помещения

Qпр,

Вт

Апр,

м2

,

секц.

, секц.

studfiles.net

Самостоятельный расчет мощности котла и отопительных приборов системы отопления

Отопление является важнейшей инженерной системой, которая планируется непосредственно на этапе проектирования частного дома. Для правильной работы системы отопления (СО), нужно грамотно произвести все расчеты, на основании которых выбрать все необходимые материалы и оборудование. В этой публикации будут рассмотрены методики расчетов и правила выбора основных узлов водяной отопительной системы частного дома.

Выбор котельной установки

Расчет системы отопления дома начинается с подбора котлоагрегата. Первое, что необходимо – это определиться с типом устройства. Сегодня, на отечественном рынке климатической техники представлен широчайший выбор котлоагрегатов для работы на твердом и жидком топливе, электричестве и газе.

  1. Установки, использующие уголь, дрова, палеты широко распространены в районах, где существуют проблемы или перебои с подачей природного газа. Современное твердотопливное котельное оборудование достаточно неплохо защищено от возникновения внештатных ситуаций, имеет сравнительно низкую стоимость и высокий КПД. Единственным недостатком таких устройств является отсутствие автоматизации в подачи топлива.
  2. Жидкотопливные котлы сравнительно не дороги и надежны. Невысокая популярность данных установок обусловлена сложностью хранения запасов топлива, в условиях частного домовладения. Кроме этого, дизельные котлы достаточно капризны: требуют регулярного обслуживания форсунки; топливный насос высокого давления. Работа данных котлоагрегатов очень зависит от качества и температуры солярки.
  3. Электрические отопительные установки имеют огромное преимущество, перед котлами других типов – низкая стоимость. Электричество не является наиболее дешевым энергоресурсом, поэтому, выбирая электрокотел, следует быть готовым к высоким коммунальным расходам.
  4. Газовыми котлами, сегодня, оснащены более 75% частных домов в России. Такая популярность связана с высокой производительностью и надежностью оборудования этого типа, а также с низкой стоимостью природного газа. Если у вас есть возможность подключения к газовой магистрали, то для обогрева дома следует выбирать газовую установку.

Следующее, на что следует обращать внимание при выборе котлоагрегата – это вариант его размещения. Тут выбор небогат: напольное или настенное котельное оборудование.

Важно! Следует знать, что жидко – и твердотопливные теплогенераторы, в большинстве своем производятся для напольного монтажа. Выбирая данный тип оборудования следует быть готовым к выделению отдельного помещения в качестве котельной.

Расчет мощности котла для отопления дома – это важный процесс, который следует доверить профессионалам. Если вы решили самостоятельно сделать выбор котельной установки для вашего дома, то можно воспользоваться следующим алгоритмом: на 10 м2 площади необходим 1 кВт тепловой мощности. Данный вариант расчета очень приблизительный и не предусматривает степень утепления постройки, климатической зоны.

Более точный расчет обеспечивает метод, который учитывает необходимое количество энергии на обогрев 1 м3 жилища в том или ином регионе.

Для получения достаточно достоверных данных о необходимой мощности котла для обогрева конкретного частного дома нужно сложить объем каждого помещения и умножить полученную цифру на количество ватт для вашего региона. Например, объем всех помещений в доме 300 м3. Расположение постройки – Крым. Итак: 300 х 25 = 7500 Вт или 7,5 кВт. Теперь, данное значение лучше увеличить на 20% (для стабильности в работе при пиковых температурах). В результате вычислений, для обогрева искомого дома необходим котел, мощностью 9 кВт.

Более точная методика (которой пользуются специалисты), использует вычисления теплопотерь каждого помещения дома, для компенсации которых и требуется определенное количество тепловой энергии, вырабатываемой котлоагрегатом.

Расчет мощности и количества батарей

Если котел по праву считается «сердцем» все отопительной системы, то радиаторы (используя медицинскую терминологию)– ее «лёгкими». Именно эти отопительные приборы отвечают за нагрев конкретных помещений.

Для начала следует определиться с типом радиаторов, которые вы планируете установить в СО вашего дома. Сегодня, в специализированных магазинах можно приобрести радиаторы:

  1. Алюминиевые.
  2. Чугунные.
  3. Стальные трубчатые.
  4. Биметаллические.

Каждый тип батарей имеет разную теплоотдачу, а также свои достоинства и недостатки. Например, чугун имеет высокую теплоемкость и инерционность. Другими словами, долго нагревается и долго остывает. Батареи из данного материала очень «не любят» резких перепадов давления и имеют большую массу. Мощность секции варьируется от 120 до 160 Вт на одну секцию.

Алюминиевые батареи быстро нагреваются и быстро остывают, что не является большим достоинством. Но у данного материала очень неплохая теплоотдача и небольшой вес. Мощность секции от 160 до 210 Вт. Недостатком данного материала является возможность образования гальванических пар, при соприкосновении с другими материалами. Это приводит к коррозийным проявлениям, чаще всего – на алюминиевых батареях. Биметаллические, лишены большинства недостатков, присущих батареям из вышеупомянутых материалов. Единственный минус – из всей номенклатуры они являются наиболее дорогостоящими.

Итак, материал батарей определен, производим расчет радиаторов системы отопления. Наиболее простой метод вычислений основан на рекомендованном количестве энергии, которое зависит от степени теплопотерь здания. Для обогрева 1 м3 кирпичного дома требуется 34 Вт энергии; для каркасных домов и построек из СИП панелей – 41 Вт; для хорошо утепленного дома – 20 Вт.

  1. Вычисляем количество энергии, необходимое для каждой комнаты кирпичного дома. Например, комната, площадью 20 м2 с высотой потолков 3 м. 20 х 3 = 60 м3. 60 х 34 = 2040 Вт или 2,04 кВт.
  2. Данное значение необходимо разделить на мощность секции радиатора из выбранного материала. Это даст нужное количество секций, которые смогут передать тепловую энергию в необходимом объеме.

Например, мощность одной секции алюминиевых батарей варьируется от 160 до 210 Вт. Выбираем меньшее значение и производим вычисления: 2040 / 160 = 12,75 или 13 секций.

Расчет необходимого диаметра трубы

Данные вычисления входят в гидродинамический расчет отопительной системы и выполняются специалистами. Есть методика, позволяющая самостоятельно подобрать необходимый диаметр трубопровода, не имея при этом специальных знаний. Способ основан на использования таблиц, в которых отображен рекомендованный диаметр трубы, в зависимости от тепловой нагрузки на участок трубы.

  • Первое, что нужно сделать – это нарисовать эскиз отопительного контура с расстановкой радиаторов и указанием их мощности.
  • Используя таблицу получаем рекомендованный диаметр трубы: от котлоагрегата до первого радиатора (разветвления в двухтрубных СО); на участках от первого до второго, от второго до третьего радиаторов.

Например: мощность котельной установки – 9 кВт. На участке от котла до первого радиатора через трубопровод проходит весь объем тепла, т.е 9 кВт.

Используя таблицу, ищем в колонке тепловой энергии значение 9000 Вт. В перекрестье находим значения, отображенные на розовой области, которые обозначают рекомендованную скорость перемещения теплоносителя. В верхней части колонки – диаметр трубопровода на данном участке 25 мм. и 32 мм. Выбираем меньший, а значит и более дешевый.

На втором участке контура установлена батарея, мощностью 1500 Вт. Из общей мощности, вычитаем мощность радиатора и получаем значение 7500 Вт. Проводим аналогичные действия с таблицей и получаем те же 25 мм. Далее следует провести аналогичные расчеты для каждого участка контура.

Подбор емкости для компенсации теплового расширения теплоносителя

В принципе, котельной установки, правильно подобранного трубопровода и радиаторов уже практически достаточно для создания простейшей системы отопления. Единственное, чего не хватает – это расширительного бака. Данное устройство является неотъемлемой частью любой СО. Различаются они конструкцией и емкостью.

Один тип этих устройств связан с атмосферой второй – герметичный. Первые применяют в небольших, чаще всего, гравитационных системах. Герметичные устройства используются в СО с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Расчет расширительного бака системы отопления открытого типа заключается в определении его емкости, которая составляет, обычно, 10% от количества теплоносителя в системе, которое определяется по формуле:

W = π (D2/4) L где:

  • π – 3,14;
  • D – внутренний диаметр участка трубопровода;
  • L – длина участка трубопровода.

Совет: Если в СО используется труба только одного диаметра, то в качестве искомого участка следует принимать длину всего контура.

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления более сложный. В нем должны учитываться следующие данные:

  • Процент увеличения объема теплоносителя при нагревании. Для воды это значение равно 5%; для других типов антифризов – до 50%. Для наглядности назовем данное значение «УО» — увеличение объема.
  • Объем теплоносителя в СО. Для расчетов используем буквенное обозначение «ОВ» — объем воды.
  • Максимальное давление в контуре. Дано в документации к котлоагрегату. «ДК» — давление в контуре.
  • Давление в камере расширительного бачка. Дано в документации к баку. «ДБ» — давление в бачке.

Далее следует использовать следующий метод вычисления: УО х ОВ х (ДК+1) / ДК – ДБ. Полученное значение и будет искомой величиной емкости бака.

Совет! В данной публикации были рассмотрены наиболее простые методы расчетов наиболее важных элементов водяной СО. Вопрос в целесообразности проведения самостоятельных вычислений остается открытым. Мы рекомендуем – не экономить и обратиться за помощью к профессионалам.

>>> Все про аренду авто на Кипре

ventilationpro.ru


Смотрите также