Как рассчитать тепловую мощность

Самостоятельный расчёт тепловой мощности

Начало выполнения подготовки проекта отопления, как жилых загородных домов, так и производственных комплексов, следует с теплотехнического расчёта. В качестве источника тепла предполагается тепловая пушка.

Что представляет собой теплотехнический расчёт?

Расчёт тепловых потерь является основополагающим документом, призванным решать такую задачу, как организация теплоснабжения сооружения. Он определяет суточное и годовое потребление тепла, минимальную потребность жилого либо промышленного объекта в тепловой энергии и тепловые потери для каждого помещения.
Решая такую задачу, как теплотехнический расчёт, следует учитывать комплекс характеристик объекта:

Зачем нужен теплотехнический расчёт?

Как происходит теплотехнический расчёт

Точный расчет тепловой мощности обогревателя выполняется с помощью упрощённой формулы:

Q_т – это тепловая нагрузка на определённое помещение;
K – коэффициент теплопотерь здания;
V – объём (в м 3 ) отапливаемого помещения (ширина комнаты на длину и высоту);
ΔT – разница (обозначена С) между необходимой температурой воздуха внутри и температурой снаружи.

Такой показатель, как коэффициент потерь тепла (К), зависит от изоляции и типа конструкции помещения. Можно использовать упрощённые значения, рассчитанные для объектов разных типов:

Определяя разницу между требуемой температурой внутри обогреваемого объёма и температурой снаружи (ΔT), следует исходить из степени комфорта, которую Вы желаете получить от тепловой установки, а также из климатических особенностей того региона, в котором находится объект. В качестве параметра по умолчанию принимаются значения, определённые CHиП 2.04.05-91:

Расчёт по упрощённой формуле не позволяет учитывать различия тепловых потерь здания в зависимости от типа ограждающих конструкций, утепления и размещения помещений. Так, например, больше тепла потребуют комнаты с большими окнами, высокими потолками и угловые помещения. В то же время минимальными тепловыми потерями отличаются помещения, которые не имеют внешних ограждений. Минимальная тепловая мощность рассчитывается по формуле:

Qт (kВт/час)=(100 Вт/м 2 * S (м 2 ) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000, где

S – площадь комнаты, м 2 ;
Bт/м 2 – удельная величина потерь тепла (65-80 ватт/м 2 ). В этот показатель входят утечки тепла через вентиляцию, поглощения стенами, окнами и прочие виды утечек;
К1 – коэффициент утечки тепла через окна:

К2 – коэффициент потерь тепла стен:

К3 – показатель, определяющий соотношение площадей (S) окон и пола:

К4 – коэффициент температуры вне помещения:

К5 – количество выходящих наружу стен:

К6 – тип теплоизоляции помещения, которое располагается над отапливаемым:

К7 –высота потолков:

По упрощённому расчёту:

Q_т (кВт/час) = V * ΔT * K/860=1000 *30*4/860=139,53 кВт, где

Более точный расчёт:

Q_т (кВт/час) = (100 Вт/м 2 * S (м 2 ) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000 = 100*250*1,27*1,27*1,1*1,5*1,4*1*1,15/1000=107,12 кВт/час, где

S – площадь помещения, для которого выполняется расчёт (250 м 2 );
K1 – параметр утечки тепла через окна (стандартное остекление, показатель К1 равен 1,27);
К2 – значение утечки тепла через стены (плохая теплоизоляция, показатель К2 соответствует 1,27);
К3 – параметр соотношения габаритов окон к площади пола (40%, показатель К3 равен 1,1);
K4 – значение температуры снаружи (-35 °C, показатель K4 соответствует 1,5);
K5 – количество стен, которые выходят наружу (в данном случае четыре К5 равен 1,4);
К6 – показатель, определяющий тип помещения, расположенного непосредственно над отапливаемым (чердак без утепления К6=1,0);
K7 – показатель, определяющий высоту потолков (4,0 м, параметр К7 соответствует 1,15).

Как можно видеть из произведённого расчёта, вторая формула предпочтительнее для расчёта мощности отопительных установок, поскольку она учитывает гораздо большее количество параметров (особенно если необходимо определить параметры маломощного оборудования, предназначенного для эксплуатации в небольших помещениях). К полученному результату надо приплюсовать небольшой запас по мощности для увеличения срока эксплуатации теплового оборудования.
Выполнив несложные расчёты, Вы сможете без помощи специалистов определить необходимую мощность автономной отопительной системы для оснащения объектов жилого или промышленного назначения.

Купить тепловую пушку и другое обогреватели можно на сайте компании или посетив наш розничный магазин.

Источник

Как рассчитать тепловую мощность конвекторов, обогревателей и прочих отопительных приборов

Теплотехнический расчет – это вычисление требуемой толщины перекрытий в соответствии теплоизоляционных характеристик материалов и мощности нагревательных приборов. Любое помещение для создания комфортных условий в холодное время года требует определенного количества тепла, и неважно проектируется отопительная система частного дома или требуется обогреть только одну комнату – расчеты необходимы.

Все отопительные приборы независимо от типа устройства (конвекторы, радиаторные батареи, обогреватели, тепловые пушки и т.д.) и типа теплоносителя (водяные, газовые, электрические) отапливают помещения и производимое ими тепло называется тепловой мощностью. Именно эта характеристика имеет важнейшее значение при выборе обогревательного прибора.

Количество тепла, которое требуется помещению для обогрева, измеряется в килокалориях, а мощности приборов в ваттах, поэтому для перевода одного значения в другое нужно килокалории поделить на 860 и получатся кВт.

Все производители отопительного оборудования обязательно указывают тепловую мощность прибора в паспорте или инструкции. Однако, следует учитывать, что указанная мощность достигается при соблюдении всех условий эксплуатации т.е. для водяных конвекторов или радиаторов имеет значение температура теплоносителя, а для газовых приборов давление газа.

Поэтому помимо мощности отопления производители указывают, для каких условий эксплуатации предназначено оборудование.

Например, если у вас старая система центрального отопления с температурой нагрева 40-50 0 С, рекомендуется приобретать конвекторы для низкотемпературных систем отопления.

Простейший расчет тепловой мощности обогревателя

Существует общепринятый стандарт расчета тепловой мощности обогревателя при высоте помещения не более 3 м. На 10 метров квадратных площади устанавливается 1 кВт мощности прибора.

Эта формула неплохо работает при расчетах электрических отопительных приборов в помещениях с идеальными условиями — высокой теплоизоляцией, минимальной теплопотерей и одним окном с утепленным стеклопакетом. Но существует и примитивный вариант расчета, позволяющий учитывать и высоту комнат.

Простой расчет тепловой нагрузки (Q) помещения:

V (объем помещения/м3) х 40 Вт/1000 = Q (кВт/ч)

Эта формула не позволяет допустить ошибок, связанных с грубым расчетом по принципу 1 кВт на 10 м 2 т.к., учитывает объем комнаты включая высоту потолков. Однако и при таком расчёте легко совершить оплошность и приобрести «слабый» прибор — не учтено много важных факторов.

Пример расчетов

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м.

По первой формуле мы выясняем площадь помещения – 5х6 = 30 м 2 и умножаем на 1 кВт. Получается, что нам потребуется обогреватель на 3 кВт.

V х 40 Вт/1000 = 120 х 40 / 1000 = 4,8 кВт

Как можно видеть вторая формула более точно отражает необходимую потребность помещения в тепле. Кроме того учитывайте, что эти расчеты обычно применяются в электрических обогревателях, а с прибором мощностью 5 кВт в час вы разоритесь на счетах за электроэнергию, да и далеко не вся проводка выдержит подобную нагрузку.

Формула расчета тепловой нагрузки с учетом разницы температур

Для более точного определения требуемой тепловой мощности обогревателя или конвектора рекомендуем воспользоваться следующими формулой.

V (объем помещения) х T (разница температур) х φ (коэффициент теплопотери) = ккал/ч

Для получения значения мощности конвектора или обогревателя в киловаттах требуется получившееся в число разделить на 860.

Пример расчетов

Подставляем данные в формулу:

Переводим килокалории в кВт – 6216/860= 7,2 кВт.

Получается, что для получения требуемой температуры в гостиной нам потребуется установить обогревательный прибор на 7 кВт.

Естественно в данном случае и речи не может быть об установке электрических приборов. Такие значения можно получить при установке газовых или водяных конвекторов, радиаторных батарей, тепловых пушек и т.д. Однако с учетом размеров гостиной, подобная мощность излишня — снова нет в расчете некоторых важных нюансов.

Формула расчета тепловой мощности с учетом дополнительных факторов

Несмотря на введение коэффициента потерь тепла предыдущая формула не способна отразить всевозможные нюансы помещений. Наример теплопотери квартиры расположенной на 5 этаже в центре девятиэтажного здания ниже, чем у угловой квартиры на последнем этаже. Для получения более точных данных рекомендуем воспользоваться формулой:

Q = (100 Вт/м 2 х S х φ1 х φ2 х φ3 х φ4 х φ5 х φ6 х φ7)/1000

Как видите в формуле расчета тепловой мощности обогревательного оборудования учтено значительно больше значений влияющих на теплопотери.

Пример расчета

Выясняем требуемые значения и коэффициенты:

Подставляем значения в формулу:

Q = (100 Вт/м 2 х S х φ 1 х φ 2 х φ 3 х φ 4 х φ 5 х φ 6 х φ 7)/1000

Q = (100 Вт/м 2 х 30 х 1,27 х 1 х 1,2 х 0,9 х 1,2 х 0,8 х 1,15)/1000 = 4,543 кВт

Исходя из этого уточненного расчета, получается, что нам нужно организовать отопление на 4,5-5 кВт.

Эта формула предпочтительна для расчета тепловой мощности отопительных систем, причем она подходит для расчета отопления в небольших жилых помещениях и в организации отопления промышленных объектов.

Важно! Для увеличения срока службы теплового оборудования и для учета непредвиденных ситуаций, рекомендуется добавлять небольшой запас в 10-15 %.к полученной тепловой мощности.

Нюансы при расчете мощности водяных конвекторов

Для выяснения необходимой мощности конвектора водяного отопления нужно учитывать дополнительные факторы, среди которых температура и давление рабочей среды (воды в отопительной системе).

Производители в паспортах и инструкций к водяным конвекторам указывают требуемую температуру теплоносителя, при которой прибор достигнет заявленной мощности. По санитарным нормам температура воды в централизованной системе отопления должна быть 70 градусов.

Однако в зависимости от состояния системы тепловой напор может быть ниже (в старых строениях) или выше (в новостройках). Большинство бытовых конвекторов работают при температуре до 95 0 С, однако максимальная температура, которую выдерживают водяные конвекторы это 120-150 0 С в зависимости от модели. В частных домах определение теплового напора проще — каждый пользователь может контролировать и задавать требуемые рабочие режимы самостоятельно.

Если вы уверены в требуемой температуре теплоносителя, можно приступать к расчетам по описанным формулам. Если вы проживаете в домах старого фонда, система отопления оставляет желать лучшего и зимой батареи нагреваются в пределах 30-60 0 С, выбирайте специализированные конвекторы, рассчитанные на работу в низкотемпературных отопительных системах.

Источник

О тепловой энергии простым языком!

Человечеству известно немного видов энергии – механическая энергия (кинетическая и потенциальная), внутренняя энергия (тепловая), энергия полей (гравитационная, электромагнитная и ядерная), химическая. Отдельно стоит выделить энергию взрыва.

. энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности.

Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы.

Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях.

Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов. Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике!

Количество теплоты при различных физических процессах.

Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние.

Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией.

Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия.

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):

Источник

Как вычислить мощность обогревателей, чтобы отопить дом или квартиру

Содержание

Содержание

Строительные компании нередко предлагают покупателям квартиры, в которых отсутствует разводка классического водяного отопления, предлагая решить этот вопрос самим владельцам жилья. Широкий ассортимент систем и отопительного оборудования позволяет решить возникшую проблему несколькими разными способами, в зависимости от того, в каких климатических условиях вы живете и какими возможностями в части источника энергии для обогрева располагаете.

Конечно, хорошо, когда есть возможность использовать для нагрева теплоносителя газ в силу его дешевизны. Но так как такая возможность есть далеко не везде, приходится рассматривать другие варианты, например, отопление приборами, работающими на электричестве: конвекторами, электрокаминами, системами теплого пола и так далее.

При выборе отопительной системы и приборов важнейшим вопросом является определение количества обогревателей и их мощности, необходимой для создания комфортного микроклимата в каждом из помещений. Займемся решением этого вопроса.

Как рассчитать оптимальную мощность отопительных приборов

Такой подход к расчету мощности отопительных приборов усреднен и для многих случаев дает неточный результат, приводящий к лишним затратам. Ведь при таком расчете не учитываются:

Точный расчет с учетом всех особенностей конкретного здания и его теплопотерь выполняется на основе сводов правил СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха СНиП 41-01-2003» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (с Изменением N 1)». В этом случае учитываются все данные по конкретному объекту и выполняется расчет необходимой мощности для него.

Максимально близкий результат, учитывающий основные характеристики здания, можно получить при расчете тепловой мощности по формуле:

Q = (100 Вт/м2 х S х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7)

В дальнейшем надо разделить полученное значение на мощность одного выбранного вами отопительного прибора и округлить результат в большую сторону.

Расчет необходимой мощности отопления по такой формуле позволяет учесть большую часть факторов и получить качественный результат. Таким образом вы получите количество отопительных приборов, необходимое для одного помещения.

Обратите внимание, что расчет следует выполнять для каждого помещения отдельно, собственно как и для разных категорий техники. Например энергопотребление кухонной техники уже рассчитывается немного по-другому.

Чем лучше обогревать

Что конкретно выбрать для отопления своего дома? Вариантов много и каждый имеет свои достоинства и недостатки. Можно оснастить помещения конвекторами, инфракрасными или масляными обогревателями. В новостройке хорошо сделать систему теплого пола на основе кабельной или пленочной системы или совместить несколько вариантов.

Здесь уже разбиралось несколько вариантов выбора отопительных систем. Например, в статье «Инфракрасный обогреватель или конвектор что лучше» разбирались преимущества и недостатки этих приборов. А статья «Противостояние: настоящий камин VS электрокамин VS инфракрасный обогреватель» поможет вам разобраться с особенностями электрокаминов и инфракрасных систем отопления.

Как быть, если в помещении дует

Бывает так, что расчет выполнен грамотно и отопительных приборов в помещении должно хватать. Но в реальности получается, что в некоторых комнатах холодно — дует или в принципе в холодную погоду микроклимат некомфортный.

Разобраться с тем, что не так и где образуется утечка можно с помощью тепловизора. Ознакомиться с принципом его работы можно в материале «Почему тепловизоры так дорого стоят». Построенная тепловая картина ваших помещений даст наглядное понимание, куда девается тепло и позволит понять, что с этим можно сделать.

Можно ли отапливать квартиру или дом кондиционером

Если вы используете обычную сплит-систему, то ее допускается использовать только до температуры до минус 7 0 С. Но среди сплит-систем есть еще и тепловые насосы, работающие при более низких температурах. Вот среди них и надо выбирать отопительные приборы для своего жилья, ориентируясь на мощность и такой параметр как «рабочий диапазон наружных температур в режиме нагрева».

Подробно тема отопления жилья кондиционерами разобрана в статье «Зимнее отопление кондиционером — миф или реальность».

Источник

Как рассчитать тепловую мощность помещения с учетом всех особенностей

Итак, перед вами стоит задача определить, какими будут теплопотери в том или ином конкретном помещении и с учетом этого выявить мощность отопительного оборудования, которое следует установить.

Для выполнения расчетов разработана оптимальная формула, расчеты которой основаны на соотношении 100 Вт на один метр в квадрате. Эта формула дополнена большим числом так называемых поправочных коэффициентов, и выглядит громоздко. Но на деле представляет собой названое соотношение, которое умножается на коэффициенты, учитывающие 13 важных характеристик помещения.

Условно сделаем формулу вот такой:

Важно: буквы выбраны произвольно и не привязаны к общепринятым величинам и показателям. Теперь давайте разберемся, какой поправочный коэффициент скрывается за каждой выбранной буквой.

Все про стены

Какими должны быть значения коэффициента? Если помещение внутреннее и внешних стен нет, то А будет равен 0,8. Если имеется одна внешняя стена, показатель составит 1,0; если таких стен две, то 1,2; если три, то 1,4.

Важно также учесть расположение внешних стен с учетом сторон света. Этот показатель скрыт под буквой B. Не секрет, что стороны дома, расположенные на южной стороне, сохраняют тепло лучше, чем стены с северной стороны. Солнечная энергия оказывает влияние на температуру внутри объекта даже в холодное время года, так что этот показатель следует учесть.

Каким должны быть значения коэффициента B?

Внешние стены расположены:

При расчетах следует учесть также показатель утепленности внешних стен здания. Предусмотрим его под буквой C. От этих данных напрямую зависит суммарной значение теплопотерь объекта. Самыми проблемными с этой точки зрения считаются стены. Значит, показатель теплоотдачи на 100% зависит от того, насколько они «защищены».

Каким будет показатель С?

Климатические особенности территории

Важный показатель, который скрыт под буквой D, учитывает расположение помещения относительно зимней «розы ветров». Этот коэффициент будет особенно актуален для домов, расположенных на ветреных участках.

Если объект расположен в защищенном месте, этот показатель можно считать неактуальным. Если говорить про отдельные стороны дома, то понятно, что сторона, подставленная к ветру, будет терять больше тепловой энергии, чем остальные.

Регион постройки дома оказывает непосредственное влияние на показатель теплоотдачи. Учитываем его в коэффициенте E, в котором предусмотрена климатическая специфика территории расположения объекта.

Наиболее сильное влияние на теплопотери всех строительных конструкций дома оказывает температура окружающего воздуха зимой. Понятно, что в разные дни, время суток столбик термометра показывает разные значения.

Тем не менее есть усредненный показатель, учитывающий максимальные минусовые температуры пяти самых холодных дней зимы. Для того чтобы сориентироваться, какой показатель учитывать, опирайтесь на карту России, где цветами выделены примерные значения.

Те, кто выполняют максимально точные расчеты, часто ориентируются на данные региональной метеослужбы. Но, в принципе, можно опираться и на собственный опыт.

Каким должен быть коэффициент E (t по Цельсию)?

Ориентируемся на полы и потолки

Под коэффициентом F скрывается поправка на высоту потолков. Не секрет, что на разных объектах их высота отличается. Значит, и тепловая мощность, необходимая на поддержание тепла в комнате, будет разной.

Важно учесть не только высоту потолков, но и тип пола, а также помещения, которые находятся ниже. Этот показатель прячем в коэффициенте G. Учитывая, что пол сильно влияет на потери тепла, следует учесть и его характеристики при проведении расчетов.

1,4, если пол расположен над помещением без отопления или выполнен по грунту.
1,2, если пол по грунту утеплен или располагается над теплым помещением.
1,0, если внизу отапливаемая комната.

Используя H, сделаем поправка на тип помещения, расположенного выше.
Теплый воздух всегда поднимается, и если в верхнем помещении холодно, то теплопотери будут значительными. Для таких помещений потребуется больше тепловой мощности.

Итак, если над помещением неотапливаемый чердак, то H=1,0, если он имеет отопление или там находится иное теплое помещение, то 0,9. Любое отапливаемое помещение сверху дает право брать H=0,8.

Окна и теплоттдача

Конструктивные особенности оконных конструкций учтем в коэффициенте I. Не секрет, что окна вообще считаются основными «виновниками» потерь тепла. Немаловажную роль играет качество конструкций. Если в помещении стоят деревянные рамы старого типа, теплоотдача будет сильнее, чем в комнате с добротными пластиковыми стеклопакетами. Надо также учитывать, что и ПВХ-окна сильно отличаются друг от друга. Двойной стеклопакет будет куда теплее однокамерного.

Считаем коэффициент I.

В зависимости от полученного значения и определяется показатель J:
х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8;
х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9;
х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0;
х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1;
х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2.

Двери как источник холода

Наличие открытых выходов на улицу, будь то дверь или балкон, влияет на тепловой баланс комнаты. Каждый раз при открытии этих дверей в помещении становится существенно холоднее. Для того, чтобы рассчитать необходимую тепловую мощность, учтем и этот фактор благодаря показателю K.

1,0, если дверь отсутствует;
1,3, если имеется дверь на улицу/балкон;
1,7, если дверей на улицу/балкон несколько.

Особенности монтажа радиаторов

Под показателем L учитывают поправки на схему подключения радиаторов отопления.

Многие не берут этот показатель в расчет, но ничто не мешает сразу предусмотреть схему подключения радиаторов отопления. Специалисты знают, что схемы врезки труб сильно влияют на температурный баланс в комнате.

Но чаще всего радиаторы располагают под подоконниками, которые частично из скрывают. Нередко для создания интерьера помещения батареи и вовсе «прячут» от посторонних глаз, что напрямую сказывается на теплоотдаче. Если вы уже имеете представление о том, где будут расположены радиаторы, то учтите их в коэффициенте M.

Рассчитать просто

Теперь, когда мы разобрались, какие показатели следует учесть в формуле, она уже не кажется такой сложной. Достаточно один раз произвести расчеты, чтобы понять, насколько она удобная.

Проанализируйте, какие помещения располагаются сверху и снизу, где окна и какая схема монтажа радиаторов использована. Тогда вы без проблем рассчитаете тепловую мощность, которая потребуется для поддержания комфортной температуры воздуха в помещении.

Вам будет проще работать с показателями, если вы сразу будете вносить их в тетрадь, нарисовав специальную таблицу. В нее же впоследствии можно вписать результаты расчётов. Произвести итоговые вычисления поможет встроенный калькулятор, с заложенными выше упомянутыми коэффициентами.

Если с получением каких-то из перечисленных выше показателей есть трудности, можно не брать их в расчет. Результат все равно будет учитывать максимально благоприятные условия.

Источник