Расчет воздушного отопления: разбор специфики на примере

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.

Ограничения на установку рециркуляционного оборудования

Правильный расчёт — залог Вашей экономии.

Не допускается рециркулирование в следующих помещениях:

с выделяющимися веществами 1,2 классов опасности, с резко выраженным запахом, или же с присутствием болезнетвроных бактерий или грибков;

с присутствием возгоняющихся вредных веществ, которые могут соприкасаться с нагретым воздухом, если не предусмотрена предварительная очистка перед поступлением в нагреватели;

категории А или Б (кроме воздушно-тепловых завес или воздушных завес у наружных ворот или дверей);

вокруг оборудования в радиусе 5 метров в категориях помещений В, Г или Д, когда в таких зонах могут образовываться смеси горючих газов или взрывоопасные пары и аэрозоли;

где установлены местные отсосы для вредных веществ или взрывоопасных смесей;

в шлюзах и тамбурах, лабораторий или комнат для проведения работ с вредными газами и парами, или взрывоопасными веществами и аэрозолями.

Установка рециркуляционных систем допустима в системах местных отсосов для пылевоздушных смесей (кроме взрывоопасных и вредных веществ) после агрегатов для очистки их от пыли.

Формулы и параметры для расчета систем отопления

Пример расчета системы воздушного отопления осуществляется по формуле:

LB=3,6Qnp/(С(tпр-tв))

Где LB — является объемом расхода воздуха за определенное время;
Qnp — тепловой поток для отапливаемого помещения;
С – теплоемкость теплоносителя;
tв — температура в помещении;

tпр — температура теплоносителя, подаваемого в помещение, которая рассчитываемого по формуле:

tпр=tH+t+0,001р

Где tH — наружная температура воздуха;
t — дельта изменения температуры в воздухонагревателе;

р — давление потока теплоносителя после вентилятора.

Расчет системы воздушного отопления должен быть такой, чтобы нагревание теплоносителя в рециркуляционных и приточных установках соответствовали категориям зданий, в которых установлены эти агрегаты. Она не должна быть выше, чем 150 градусов.

Классификация воздушных систем отопления

• Подобные системы отопления разделяются по следующим признакам:
• По виду энергоносителей: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам.
• По характеру поступления нагретого теплоносителя: механическим (при помощи вентиляторов или нагнетателей) и естественным побуждением.
• По виду схем вентилирования в отапливаемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.
• По определению места нагрева теплоносителя: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (подогрев осуществляется в общем централизованном агрегате и в последующем транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).

Расчет теплопотерь дома

Для выбора СВО необходимо определить количество воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздуховоде для оптимального обогрева помещения. Чтобы узнать эти сведения, нужно рассчитать теплопотери дома, а к основным вычислениям приступать позже.

Любое здание в период холодов теряет тепловую энергию. Максимальное ее количество покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и другие ограждающие элементы (далее — ОК), выходящие одной стороной на улицу. Чтобы обеспечить определенную температуру в доме, нужно вычислить тепловую мощность, которая способна компенсировать тепловые затраты и поддержать в доме желаемую температуру.

Расчеты для воздушного отопления загородного дома проводятся для грамотного подбора обогревательного агрегата, способного генерировать необходимое количество тепловой энергии

Генератор тепла, в качестве которых в загородных домах в основном используются камины и русские печи, должен покрывать потери тепла дома через строительные конструкции

В системах воздушного отопления подготовку теплоносителя производят все виды котлов. Они сначала нагревают воду или пар, которые в свою очередь передают тепло воздушным потокам

Газовые, водяные и электрические калориферы поставляют нагретый воздух в помещение без использования каналов

При использовании агрегатов, поставляющих нагретую воздушную массу прямо в помещение, их устанавливают в количестве не менее 2 штук на помещение. Чтобы в случае поломки одного устройства, второе могло обеспечить температуру в +5 градусов

При совмещении воздушного отопления с системами вентиляции и кондиционирования необходимо учитывать потери энергии на обогрев подмешиваемой свежей порции воздуха с улицы

В канальных вариантах систем воздушного отопления нагретый воздух движется по трубам, поверхность которых передает тепло в помещение

В канальных воздушных системах функцию приборов отопления выполняет трубопровод. Его площадь учитывают, определяя теплопередачу.

Существует ошибочное мнение, что тепловые потери  одинаковы для каждого дома. Одни источники утверждают, что для отопления небольшого дома любой конфигурации достаточно 10 кВт, другие ограничиваются цифрами в 7-8 кВт на кв. метр.

Согласно упрощенной схеме расчетов каждые 10 м2 эксплуатируемой площади в северных регионах и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт тепловой мощности. Эту цифру, индивидуальную для каждого строения, умножают на коэффициент 1,15, тем самым создают запас тепловой мощности на случай непредвиденных потерь.

Однако такие оценки довольно грубые, к тому же в них не учитываются качества, особенности материалов, использующихся при строительстве дома, климатические условия и другие факторы, влияющие на тепловые расходы.

Количество уходящего тепла зависит от площади ограждающего элемента, теплопроводности каждого из его слоев. Наибольшее количество тепловой энергии покидает помещение через стены, пол, крышу, окна

Если в возведении дома использовались современные утеплительные материалы с низкой теплопроводностью, то и теплопотери конструкции будут меньшими, а значит, тепловая мощность потребуется меньшая.

Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую необходимую, то появится избыток тепла, который обычно компенсируют с помощью вентиляции. В этом случае появляются дополнительные финансовые расходы.

• Если для СВО подобрано оборудование малой мощности, то в помещении будет ощущаться дефицит тепла, поскольку устройство не сможет генерировать нужно количество энергии, из-за чего потребуется приобретать дополнительные тепловые установки.
• Использование пенополиуретана, стекловолокна и других современных утеплителей позволяет добиться максимальной тепловой изоляции помещения
• Тепловые затраты здания зависят от:

• строения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
• площади отапливаемой поверхности;
• ориентированности относительно сторон света;
• минимальной температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
• продолжительности отопительного сезона;
• процессов инфильтрации, вентиляции;
• бытовых теплопоступлений;
• расхода тепла на бытовые нужды.

Грамотно рассчитать потери тепла невозможно без учета инфильтрации и вентиляции, существенно влияющих на количественную составляющую.

Инфильтрация — естественный процесс перемещения воздушных масс, который происходит во время движения людей по помещению, открытия окон для проветривания и других бытовых процессов.

Вентиляция — специально установленная система, через которую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в помещение с меньшей температурой.

Через вентиляцию уходит в 9 раз больше тепла, чем во время естественной инфильтрации

Тепло поступает в помещение не только через систему обогрева, но и через нагревающиеся электроприборы, лампы накаливания, людей. Важно учитывать также расходы тепла на обогрев холодных предметов, принесенных с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектированием системы отопления важно с высокой точность рассчитать теплопотери дома. Сделать это можно с помощью бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно использовать математические формулы, которые дают высокую точность расчетов.

Для расчета общих тепловых потерь Q жилища необходимо вычислить тепловые затраты ограждающих конструкций , расходы энергии на вентиляцию и инфильтрацию , учесть бытовые расходы . Потери измеряются и записываются в Вт.

.

Определение теплопотерь ограждающих конструкций

Через ограждающие элементы дома (стены, двери, окна, потолок и пол) выходит наибольшее количество тепла. Для определения необходимо отдельно рассчитать теплопотери, которые несет каждый элемент конструкции. То есть рассчитывается по формуле:

Чтобы определить Q каждого элемента дома, необходимо узнать его строение и коэффициент теплопроводности или коэффициент теплосопротивления, который указывают в паспорте материала.

Для вычисления тепловых расходов учитывают слои, влияющие на теплоизоляцию. Например, утеплители, кладку, облицовку и др

Расчет тепловых потерь происходит для каждого однородного слоя ограждающего элемента. Например, если стена состоит из двух разнородных слоев (утеплителя и кирпичной кладки), то расчет производится отдельно для утеплителя и для кирпичной кладки.

Вычисляют тепловые расходы слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:

В выражении переменные имеют следующий смысл:

• S — площадь слоя, м2;
•  – желаемая температура в доме, Со; для угловых комнат температура берется на 2 градуса выше;
•   —  средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
• k — коэффициент теплопроводности материала;
• B – толщина каждого слоя ограждающего элемента, м;
• l– табличный параметр, учитывает особенности теплозатрат для ОК, расположенных в разных сторон света.

• Если в стене, для которой производится расчет, встроены окна или двери, то при расчете Q из общей площади ОК необходимо вычесть площадь окна или двери, поскольку расходы их тепла будут иными.
• В техническом паспорте на окна или двери иногда указывают коэффициент теплопередачи D, благодаря которому можно упростить вычисления (+)
• Коэффициент теплосопротивления высчитывается по формуле:
• Формулу тепловых потерь для отдельно взятого слоя можно представить в виде:
• На практике для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что упрощает процесс расчетов.

Учет расходов инфильтрации и вентиляции

В помещение из системы вентиляции может поступать воздух низкой температуры, который существенно влияет на теплопотери. Общая формула для этого процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

•  – расход поступающего воздуха, м3/ч;
• — плотность воздуха в помещении при заданной температуре, кг/м3;
•  – температура в доме, Со;
• —  средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
• c — теплоемкость воздуха, кДж/(кг*oC).

Параметр берется из технических характеристик системы вентиляции. В большинстве случаев приточный воздухообмен обладает удельным расходом 3 м3/ч, исходя из чего вычисляется по формуле:

В формуле — площадь пола, м2.

Плотность воздуха в помещении определяется выражением:

Здесь  – заданная температура в доме, измеряется в Со.

Читайте также:  Сифон для поддона душевой кабины: виды, конструкция, монтажные инструкции

Теплоемкость с является постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С0).

• При естественной вентиляции холодный воздух попадает через окна, двери, вытесняя тепло через дымоход
• Неорганизованная вентиляция, или инфильтрация, определяется по формуле:
• В уравнении:

• — расход воздуха через каждое ограждение, является табличным значением, кг/ч;
• — коэффициент влияния теплового воздушного потока, берется из таблицы;
• , — заданные температуры внутри помещения и снаружи, Со.

При открытии дверей происходят наиболее значительные теплопотери воздуха, поэтому, если вход оборудован воздушно-тепловыми завесами, их также следует учесть.

Тепловая завеса представляет собой удлиненный тепловентилятор, формирующий мощный поток в пределах оконного или дверного проема. Она минимизирует или практически исключает потери тепла и проникновение воздуха с улицы даже при открытой двери или окне

Для расчета тепловых потерь дверей используется формула:

В выражении:

• — расчетные теплопотери наружных дверей;
• H — высота здания, м;
• j — табличный коэффициент, зависящий от типа дверей и их месторасположения.

Если в доме присутствует организованная вентиляция или инфильтрация, то расчеты производятся по первой формуле.

Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти тепловые потери считаются незначительными, но их также возможно определить. Сделать это можно исключительно программными методами, поскольку произвести вычисления некоторых функций без использования приложений невозможно.

Максимально точную картину о реальных потерях тепла дает тепловизионное обследование дома. Этот метод диагностики позволяет выявить скрытые ошибки строительства, прорехи в теплоизоляции, утечки водопроводной системы, снижающие теплотехнические качества здания и другие дефекты

Бытовые поступления тепла

Через электрические приборы, тело человека, лампы в помещение приходит дополнительное тепло, которое тоже учитывают при расчетах тепловых потерь.

Опытным путем установлено, что такие поступления не могут превышать отметку 10 Вт на 1 м2.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО необходимо профессионалам, ведь только специалисты обладают опытом, соответствующими знаниями, учтут все нюансы при вычислениях.

Калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата — рассчитываем самостоятельно!

Воздушное отопление жилых домов не имеет столь широкого распространения, как «классическое» водяное, но, тем не менее, заинтересованность в нем среди потенциальных хозяев все же имеет тенденцию к росту – оно доказало свою эффективность и экономичность. Сам по себе принцип такого отопления помещений заключается в нагреве специальным оборудованием воздушного потока, который потом с помощью вентиляторов направляется в помещение или в определенную его область.

Калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата

Кстати, самой простой и достаточно распространенной (хотя и несколько упрощенной) разновидностью воздушного отопления является установка в комнате стационарных или переносных тепловентиляторов.

Более совершенные системы, обслуживающие целый дом, включают, помимо нагревательного агрегата, разветвлённую систему воздуховодов, автоматику контроля и управления, приборы очистки и обеззараживания воздуха.

Нередко такая систем отопления совмещается с приточной вентиляцией, и это тоже налагает определённые требования к ее организации.

Цены на воздушно-отопительные агрегаты

Как бы то ни было, «сердцем» подобной системы отопления, независимо от степени ее сложности, является воздушно-отопительный агрегат.

И его эксплуатационные параметры должны соответствовать условиям, в которых он будет эксплуатироваться – заложенного потенциала мощности должно быть достаточно для обогрева конкретного помещения или всего дома в целом.

Как определиться с этим? – призовем на помощь калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата.

Некоторые разъяснения по применению программы будут даны ниже.

Калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

При расчете любого генератора тепла исходят из соображений, что выработанной им энергии должно хватать на полную компенсацию тепловых потерь из конкретного помещения и далее (если речь идет о системе отопления всего дома) – из здания в целом. При этом, безусловно, закладывается и определенный эксплуатационный запас мощности.

Использовать широко распространенный «постулат», что на 1 м² площади требуется 100 Вт тепловой энергии – этот путь никак не даст точного результата. Тепловые потери, требующие компенсации за счет работы системы отопления, зависят не только, и даже не столько от площади помещений, сколько от целого ряда других разноплановых факторов.  Все это реализовано в предлагаемом калькуляторе.

Важно – расчет проводится для каждого помещения в отдельности. Если планируется локальный обогрев комнаты – то полученного значения будет достаточно.

В том же случае, когда просчитывается вся система отопления для дома, после расчета по помещениям, подключенным к системе, производится суммирование всех полученный показателей.

Лучше всего, чтобы не допустить ошибки, заранее составить табличку, куда внести все комнаты с перечислением их специфических особенностей, а потом уже засесть за расчёты.

Итак, как проводится расчет для конкретного помещения:

• Объем помещения, безусловно, важен, и для этого необходимо указать площадь и высоту потока.
• Имеет значение количество стен, граничащих с улицей. Понятно, что чем их больше, тем выше возможные тепловые потери.
• Имеет смысл обратить внимание на расположение внешней стены комнаты относительно сторон света. С южной стороны помещение получает дополнительный «тепловой заряд» от Солнца, а вот с противоположной стороны стены такой возможности лишены начисто, и будут выхолаживаться быстрее.
• Если есть такая информация, то можно указать положение внешней стены относительно преимущественного в зимний сезон направления ветра – программа внесет соответствующую поправку. Если таких данных нет, калькулятор произведет расчет для самых неблагоприятных условий.
• Поправку не климатические особенности региона учтет следующий пункт. Необходимо указать минимальные температуры в самую холодную декаду зимы – но только не аномальные, а считающиеся для вашей местности нормальными.
• Следующее поле ввода – это состояние термоизоляции стен. Они могут считаться полноценно утепленными только в том случае, если это проводилось на основании теплотехнических расчетов. Понятно, что совершенно неутепленных стен в жилом доме вообще не должно быть – иначе нет никакого смысла затевать обустройство системы отопления.
• Весьма внушительная доля теплопотерь приходится на полы и потолки (перекрытия). Чтобы не упустить этот момент, в следующих полях ввода необходимо выбрать вариант «соседства» рассчитываемой комнаты по вертикали – сверху и снизу.
• Далее, несколько полей ввода посвящено окнам – их типу, количеству, размерам. На основании полученных сведений программа расчета введет необходимый поправочный коэффициент «на остекление».
• В комнате может иметься дверь на улицу (или в неотапливаемую зону), которая при каждом открытии будет впускать немалый объем холодного воздуха. Это требует соответствующей компенсации со стороны системы отопления.

Для замкнутой системы воздушного отопления можно переходить к кнопке «РАССЧИТАТЬ» и получать результат, выраженный в ваттах и киловаттах (в нем уже учтен 15-процентный эксплуатационный резерв).

Но нередко система воздушного отопления объединяется с приточной вентиляцией – и тогда от нагревательного агрегата требуется не только восполнить теплопотери, но и обеспечить подогрев постоянно поступающего с улицы воздушного потока. Это тоже необходимо учесть в расчетах. Если выбрать этот путь – появятся дополнительные поля ввода данных.

• Необходимо уточнить высоту потолка – для точного определения объема воздухообмена.
• Приточная вентиляция может отключаться при сильных морозах – необходимо указать нижний температурный предел ее функционирования. Это позволит определиться с максимальной амплитудой температур (с учетом поддержания в помещении комфортного уровня в +20 °С).
• И, наконец, необходимо указать предполагаемую кратность полного воздухообмена в помещении. Обычно при расчетах исходят из однократного, но на всякий случай функциональность калькулятора расширена – от 0,5 до 2 объемов в час.

После этого остаётся только нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ» для получения результата.

Задумываетесь о воздушном отоплении дома? Тогда вам сюда…

Многие владельцы загородного жилья даже не знают толком о существовании систем воздушного отопления. Чтобы восполнить этот пробел информации, рекомендуем перейти по ссылке к статье нашего портала, посвящённой обзору воздушно-отопительных агрегатов.

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.

Читайте также:  Газовоздушные горелки: топ-7 лучших моделей + рекомендации по выбору и использованию

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.

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:

возможность создания в помещениях комфортного микроклимата как для людей, так и для выполнения технологических процессов

возможность равномерного, качественного нагрева больших площадей или объемов

высокая скорость отдачи системы, позволяющая почувствовать тепло буквально в первые минуты после запуска

низкая инерционность, мгновенное реагирование на регулировочные воздействия

экономичность, возможность создания полностью автономной системы, не зависящей от внешних факторов

высокая ремонтопригодность системы, возможность самостоятельного монтажа

безопасность отопления, отсутствие вредных или огнеопасных веществ

При этом, имеются недостатки:

для функционирования воздушного отопления требуется наличие подключения к электрической сети

низкая инерционность имеет и отрицательный эффект — при отключении электроэнергии в помещениях практически сразу начинает понемногу падать температура

система при работе издает шум, иногда довольно сильный

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:

Q — величина теплопотерь (вт)

S — площадь всех конструкций здания (помещения)

T — разница внутренней и внешней температур

R — тепловое сопротивление ограждающих конструкций

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:

R — тепловое сопротивление

K — коэффициент теплопроводности

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

2150 м2 × 20°С / 0,15 = 286666=286 кВт

Для окон: 30 м2 × 20°С/ 0,4 = 1500=1,5 кВт.

Суммарные теплопотери: 286 + 1,5 = 297,5 кВт.

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.

Расчет системы воздушного отопления производственного помещения

Помещение размерами 36x12x6 м. Удельная теплотехническая характеристика здания q — 0,6 Вт/м3оС. Температура воздуха в помещении tB = 18 °С, наружного воздуха tH = —20 °С.

Расчет проведем для следующих условий:

• 1) нагретый воздух подводится в помещение с помощью струй под углом 35° к горизонту;
• 2) подвод воздуха осуществляется через решетки в приточном воздуховоде.

Расчеты проведем по формулам, приведенным в разделе 3.6.

1. Расчет сосредоточенной подачи воздуха с помощью струй под углом 35° к горизонту.

• Определим требуемую тепловую нагрузку на систему отопления.
• Теплопотери помещения:
• Принимаем тепловую нагрузку на систему воздушного отопления Qno = — 60 кВт.
• Определим количество приточного воздуха, подаваемого в помещение системой воздушного отопления:
• Для расчета принято, что воздух забирается из помещения с температурой /в = 18 °С и нагревается в калориферах системы отопления до 'пр = 28 °С-
• АГр = 10 °С.

Принимаем к установке 5 воздухораспределителей типа ВСПДдля сосредоточенной подачи воздуха. Размеры выходного окна 0,5×0,5 м, расчетная площадь приточного окна F0 = 0,25 м2. Скорость воздуха на выходе из приточного окна И-q = 4м/с. Скоростной коэффициент т = 6,3. Температурный коэффициент п — 4,5.

Определим координаты вершины приточной струи (рис. 5.18)

Рассчитаем длину помещения, на которой одной приточной струей обеспечивается эффективное воздухораспределение:

Определим путь струи от места истечения до вершины:

Рис. 5.18. Схема распространения приточной струи

• Так как скорость и превышение температуры воздуха на вершине струи превышают скорости и температуры в рабочей зоне, необходимо определить превышение вершины струи над уровнем рабочей зоны hn.
• Для этого используем уравнения:
• По результатам определения hn принимаем большее значение, но не более чем Нп = 2 м; Жнар = 0,5 м/с; Д/норм = 1 °С.

Расчет первого уравнения дает значения Ип = 0,36 м, а второго — Ип — 0,42 м. Принимаем hn — 0,42 м.

Определим высоту выпуска воздуха в помещение:

Принимаем И — 3,5 м.

Приточные установки устанавливаем по длине помещения через 7 м.

2. Расчет централизованной подачи воздуха горизонтальными струями, выходящими из решеток, размещенных на приточном воздуховоде.

• Принимаем к установке воздухоприточные регулируемые решетки РР-4(А4Б4) с размерами 200×400 мм на расчетной площади живого сечения для выхода воздуха Fq =0,064 м2.
• Найдем требуемую площадь поперечного сечения помещения, приходящейся на один воздухораспределитель:

Определим ширину зоны обслуживания одной решеткой:

Для принятого типа-размера решетки и их количества определим скорость выхода воздуха в помещение:

Полученная скорость выхода воздуха не рекомендуется для воздухоприточных решеток типа РР-4.

С учетом проведенного расчета и рекомендаций принимаем к установке решетку регулируемую типа РВ-2 с размерами сторон 250×250 мм и площадью живого сечения FQ — 0,062 м2. При сохранении того же количества решеток скорость выхода воздуха в помещение составит:

что не превышает рекомендуемые величины для данного типа решеток (IVq = 15 м/с).